Transformer des boues de stations d'épuration d'eaux usées en gaz renouvelable. C'est le défi que tente de relever la société suisse TreaTech. Sa méthode: la gazéification hydrothermale. Une "technologie prometteuse", qui pourrait, à elle seule, satisfaire jusqu'à un tiers de la consommation française d'ici à 2050, selon un rapport publié début octobre par GRTgaz, le gestionnaire du réseau français de transport de gaz.

"Nous ambitionnions de repenser la filière de traitement des boues de stations d'épuration", indique Gaël Peng, co-fondateur et directeur de la technologie de TreaTech, qui va lancer un programme pilote avant la fin de l'année. Aujourd'hui, ces boues sont brûlées dans des incinérateurs - en France, certaines sont encore épandues, ce qui est interdit en Suisse. "Cela coûte cher et génère des émissions de CO2", poursuit ce diplômé de l'école polytechnique de Lausanne.

TreaTech prévoit d'installer des gazéifieurs hydrothermaux directement dans les stations d'épuration, élimant la phase de transport et de stockage. En plus de produire du gaz vert, la technique doit permettre de récupérer plus de 90% du phosphore contenu dans les boues. La société promet, en outre, des coûts inférieurs pour les collectivités suisses. Et elle mise sur l'entrée en vigueur en 2026 d'une nouvelle réglementation sur les incinérateurs pour imposer sa solution.

Lisier d'élevage

La gazéification hydrothermale permet de convertir des déchets organiques en gaz renouvelable. Outre les boues de station d'épuration, elle peut être réalisée avec du fumier et du lisier d'élevage, des digestats de méthanisation, des résidus des industries agro-alimentaires, en particulier ceux qui ne sont pas aujourd'hui valorisés, de la liqueur noire produite par les papeteries ou encore des déchets organiques des supermarchés et de la restauration commerciale.

Le technique consiste à placer de la biomasse liquide à haute température (400 degrés avec un catalyseur, entre 600 et 700 degrés sans) et haute pression. Elle permet de produire un gaz riche en méthane qui peut directement être injecté dans le réseau gazier ou dans une station GNV (gaz naturel pour véhicules). Le procédé offre un de taux conversion en carbone très élevé, potentiellement au-delà des 90%. Il génère peu de déchets ultimes, autrement dit des déchets qui ne sont plus valorisables, et permet également de récupérer des sels minéraux, comme le phosphore.

"Le coût de la gazéification hydrothermale est compétitif, assure Robert Muhlke, en charge des projets de gazéification hydrothermale chez GRTgaz . Nous pensons qu'il sera possible d'aller en dessous de 50 euros le mégawatt-heure". En outre, cette technologie offre plusieurs sources de recettes. Au-delà du gaz produit, l'investissement peut également être rentabilisé par la vente des sels minéraux récupérés et par le traitement de certains déchets. "Cela pourrait représenter entre 20 et 60% des recettes", assure le responsable de GRTgaz.

Complément à la méthanisation

La technologie "répond à un triple défi", souligne par ailleurs Anthony Mazzenga, directeur de l'activité gaz renouvelables au sein de GRTgaz. Elle doit d'abord accompagner la transition vers la neutralité carbone, que le gouvernement français espère atteindre en 2050. Et compléter d'autres techniques de production de gaz vert, comme la méthanisation, qui transforme déjà les résidus agricoles en biogaz. Et plus tard, la pyrogazéification et le power-to-gas (conversion d'électricité en gaz).

Ensuite, la gazéification hydrothermale "mobilise les déchets de manière efficace", ajoute Anthony Mazzenga, offrant une alternative aux méthodes traditionnelles de valorisation. Enfin, elle répond à une volonté d'aménagement du territoire, car elle peut être réalisée dans des installations de petite taille, qui pourraient être déployées, par exemple, au plus près des exploitations agricoles.

Autre motif d'optimisme: "la France dispose de gisements considérables" d'intrants pouvant être convertis en gaz, selon Robert Muhlke. A terme, le principal intrant devrait être les digestats de méthanisation, dont la quantité devrait fortement augmenter à mesure que cette technique se développe. Or, note GRTgaz dans son rapport, ces digestats sont aujourd'hui "difficilement valorisables pour des raisons de limite de surfaces ou des interdictions d'épandage". La gazéification hydrothermale décuplerait alors le potentiel de la méthanisation, en permettant la production additionnelle de gaz.

Pas avant 2023

Si les premières installations ne devraient pas être opérationnelles avant 2023, voire même 2025, plusieurs projets sont en cours aux États-Unis, au Japon et en Europe. En particulier aux Pays-Bas, le pays européen le plus avancé dans le domaine où un premier démonstrateur est déjà ouvert et un deuxième devrait suivre en 2021. Ailleurs, des programmes pilote ont également été lancés ou sont en passe de l'être en Allemagne, en Espagne et en Suisse.

En France, un prototype est actuellement testé par le CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives). Prochaine étape: la construction d'un démonstrateur, qui pourrait être implanté dans l'estuaire de la Loire, entre Nantes et Saint-Nazaire. "Nous en sommes au stade des études de faisabilité", indique Denis Musard, directeur adjoint du Cerema (Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement) dans l'Ouest. "On espère ensuite recevoir des financements publics", confie-t-il.