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Volume 53, numéro 9 | 9 novembre 2017

Recherche

Plongée dans les eaux usées du campus

Un équipement industriel de taille réelle permet aux étudiants en génie des eaux de combiner formations pratique et théorique sans sortir de leur pavillon

Par Pascale Guéricolas

Peu de gens le savent, mais le pavillon Adrien-Pouliot abrite, dans sa nouvelle section, une usine-pilote. Sa fonction? Permettre aux étudiants et aux chercheurs de disposer à portée de main d’un outil de formation et de recherche unique qui traite en temps réel les eaux usées d’une centaine d’usagers du campus. Administrée par ModelEAU, le groupe de recherche de la Chaire de recherche du Canada en modélisation de la qualité de l’eau dirigé par Peter Vanrolleghem, cette infrastructure de 2 M$ a été mise en place en 2015. La Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) y a largement contribué.

«On l’oublie souvent, mais le traitement des eaux usées sauve davantage de vies à travers le monde que les soins médicaux», note Peter Vanrolleghem, directeur de ModelEAU. Passionné par les technologies réduisant le plus possible les sources de pollution, ce professeur en génie des eaux a entièrement conçu cette usine-pilote. Ces installations se rapprochent grandement d’une bonne partie des stations traitant les eaux usées un peu partout sur la planète, à une différence près cependant: l’ensemble de bassins, de pompes, de capteurs et de stratégies de contrôle dispose de la capacité d’évoluer. Autrement dit, cette structure flexible peut intégrer d’autres technologies dernier cri dans un futur proche.

Installés dans un vaste local, deux bassins de 6 m3 accueillent 24 heures sur 24 les eaux usées en provenance du pavillon Agathe-Lacerte et de deux garderies du campus. Tandis qu’une grande partie des déchets solides vont directement dans le réseau d’égout de la Ville de Québec, les eaux usées entament un ballet à vitesse variable, selon la vitesse des pompes. «Les étudiants peuvent changer la température de l’eau, le niveau d’oxygène, le temps que l’eau reste dans le système pour le traitement, le tout à distance grâce à l’automatisation du système. Cela leur permet d’observer l’influence de différents facteurs sur l’écologie microbienne», s’enthousiasme Peter Vanrolleghem, le regard fixé sur une mousse brune bouillonnante.

Étudiant à la maîtrise en génie des eaux depuis janvier 2017, Romain Philippe n’avait jamais eu la chance de travailler avec un équipement de cette taille durant ses études en génie de l’environnement en France. Il a découvert l’usine-pilote à l’occasion d’un stage de quelques mois à l’Université Laval. Par la suite, l’étudiant français a entamé des études de deuxième cycle sous la direction du directeur de ModelEAU. «Mes recherches portent sur la qualité des données recueillies par l’usine-pilote, explique le jeune homme. Il faut trouver des moyens efficaces pour détecter rapidement les moindres défaillances des capteurs. À mon retour en France, je pense que l’expérience acquise ici va me permettre de me démarquer sur le marché du travail.»

Gamze Kirim, une étudiante au doctorat, espère, elle aussi, tirer partie des travaux menés à l’usine-pilote une fois rentrée chez elle en Turquie. Ingénieure en design industriel, elle s’intéresse aux différents moyens d’optimiser l’énergie consacrée au traitement des eaux. «On peut réduire les apports énergétiques nécessaires, mais également produire du biogaz à partir des boues produites par l’usine, par exemple», note la jeune fille. L’utilisation de certains liquides tirés des eaux usées permet, par exemple, à un fabriquant suisse de commercialiser de l’azote comme fertilisant. Il s’agit d’une expérience pas si éloignée de celle menée à l’usine-pilote. En effet, les eaux usées traitées par ModelEAU ne contiennent plus cette substance, contrairement à celles qui passent par les équipements de la Ville de Québec.

«Désormais, on ne parle plus de stations d’épuration, mais de stations de récupération des ressources de l’eau, ou StaRRE», explique Peter Vanrolleghem. Ailleurs dans le monde, l’utilisation de digesteurs pour traiter les boues facilite la production de méthane alimentant le chauffage de bâtiments, tandis que le papier de toilette filtré peut être transformé en carton. Pour l’instant, les eaux traitées par l’usine-pilote du pavillon Adrien-Pouliot partent à la fin du cycle vers le réseau municipal. On pourrait cependant imaginer qu’un jour les jardiniers les utiliseront pour arroser les platebandes du campus ou que les boues seront traitées sur place. Déjà, le directeur de ModelEAU rêve à cette phase 2 de l’usine-pilote.


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L’usine-pilote est composée de bassins anoxiques munis d’agitateurs mécaniques et de trois bassins aérés par diffuseur, suivis d’un décanteur secondaire. C’est d’ailleurs ici que l’écologie microbienne joue son rôle en dégradant la pollution avec une efficacité remarquable.
Photo: Louise Leblanc

Louise Leblanc

Peter Vanrolleghem, directeur de ModelEAU, veille au bon fonctionnement de l'usine-pilote en compagnie de Sey-Hana Saing, technicien de laboratoire.

Photo: Louise Leblanc

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