La science derrière la transformation des excréments humains en gaz de cuisine utilisable

Que vous fassiez frire un œuf ou prépariez une miche de pain, cuisiner dans une grande partie du monde occidental ne nécessite guère plus que de tourner un bouton ou d’appuyer sur certains boutons. Cependant, dans les zones rurales reculées et dans de grandes parties des pays du Sud, de nombreuses personnes dépendent des poêles à bois pour cuisiner. Mais aujourd’hui, une population croissante dans le monde utilise un type de biocarburant qui est un mélange propre de méthane et de dioxyde de carbone inflammables. Ce gaz est produit à partir de déchets organiques comme les restes de nourriture, le fumier animal et les excréments humains, grâce à des appareils appelés digesteurs de biogaz qui utilisent des bactéries.

Les digesteurs de biogaz aident les gens à réduire considérablement les coûts et la main-d’œuvre impliqués dans la cuisson. Un article de la BBC de 2021 décrit comment une prison du sud du Malawi a installé un digesteur de biogaz qui leur a permis de réduire de moitié environ leur consommation de bois de chauffage, leur permettant ainsi d’économiser des centaines de dollars chaque mois. Avant d’installer le digesteur de biogaz, la prison utilisait environ 70 pieds cubes de bois (environ un cube de bois de chauffage mesurant un peu plus de 4 pieds de chaque côté) pour cuisiner chaque jour.

Malgré les inquiétudes des cuisiniers lors de l’installation du digesteur de biogaz, le gaz résultant brûle avec une flamme d’un bleu profond et ne dégage pas les odeurs des matières premières avec lesquelles il a été fabriqué. Les effets positifs de la transformation des déchets organiques en biogaz deviennent évidents, alors que d’autres institutions du monde entier installent sur le marché des digesteurs de biogaz et des systèmes plus petits pour les ménages individuels.

Les digesteurs de biogaz sont capables de transformer les restes de nourriture, les déchets agricoles et même les déjections en gaz de cuisine grâce au travail acharné de différents types de bactéries. Les déchets organiques sont placés dans la chambre d’un digesteur de biogaz où ils sont immergés dans l’eau pour créer un environnement anaérobie, c’est-à-dire où il n’y a pas d’oxygène. Les microbes recyclent ensuite les déchets grâce à un processus de fermentation en plusieurs étapes qui produit un gaz composé de méthane et de dioxyde de carbone et laisse derrière lui un sous-produit de boue organique qui peut être utilisé comme engrais organique.

Premièrement, les déchets passent par un processus appelé hydrolyse au cours duquel les bactéries décomposent les glucides, les protéines et d’autres molécules complexes en sucres et acides aminés. Les bactéries acidogènes transforment ensuite ces composés en dioxyde de carbone, hydrogène, ammoniac et acides organiques. Après cela, les bactéries acétogènes convertissent ces acides organiques en acide acétique. Enfin, un type de bactéries appelées méthanogènes capte ces composés résultants et les transforme en méthane et en dioxyde de carbone. Le mélange de gaz obtenu, appelé biogaz, contient généralement environ 60 % de méthane et 40 % de dioxyde de carbone, bien qu’il puisse varier d’aussi peu que 45 % de méthane à 75 %.

Un poêle utilisant le biogaz peut être très efficace et bien meilleur pour la qualité de l’air intérieur qu’un poêle à bois. La fumée des feux de bois contient de fines particules qui peuvent pénétrer dans les poumons et entraîner des problèmes de santé au fil du temps, mais la flamme d’un bleu profond d’un poêle à biogaz est bien plus propre. L’utilisation du biogaz peut également protéger l’environnement en réduisant la demande de bois de chauffage, ce qui peut contribuer à lutter contre la déforestation, un grave problème environnemental mondial rencontré au Malawi et dans d’autres pays.

De plus, les déchets organiques dans une décharge subiraient la même digestion anaérobie que celle qui a lieu dans un digesteur de biogaz, et l’un des dangers du méthane qui en résulte est qu’il est 20 à 30 fois plus puissant sur le réchauffement climatique que le dioxyde de carbone. La combustion du biogaz produit du dioxyde de carbone, mais elle est considérée comme neutre en carbone car le carbone présent dans les déchets organiques a été extrait de l’atmosphère.

Le sous-produit des digesteurs de biogaz est également utile. Le lisier restant contient de grandes quantités de nutriments qui peuvent être utilisés pour fertiliser les jardins et les fermes. Dans les pays africains, certains utilisateurs de biogaz ont même commencé à vendre ce sous-produit, leur offrant ainsi une source de revenus supplémentaire.

Afin de réduire la consommation de bois, de purifier l’air et de produire des engrais, les digesteurs de biogaz deviennent de plus en plus populaires dans le monde. Même si cela peut paraître étrange, transformer les excréments en gaz de cuisine pourrait être la prochaine grande nouveauté.