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Projet ANR PHOSPHOR

- Titre du projet :
Développement de procédés de recyclage du phosphore sous une forme valorisable en agriculture

- Financement : Programme ANR ECOTECH « pour une production industrielle durable »

- Durée : 2009-2013

- Partenariat public et semi-public :
Cemagref Rennes, Laboratoire d’Ingeniérie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP UMR 5504) Toulouse, Laboratoire de Génie Chimique (UMR 5503) Toulouse, Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement-INRA Narbonne

- Partenariat industriel :
Société VALBIO Toulouse, Association SOLAGRO Toulouse Société EVALOR, Plérin Bureau d’Etudes ODIPURE, Ploufragan

- Chercheurs LGC-Toulouse : Béatrice Biscans (Directeur de Recherche CNRS).

- Email : Beatrice.Biscans@ensiacet.fr

- Résumé du Projet PHOSPHOR :

Dans certaines régions, l’eutrophisation des réserves d’eau liée à l’excès de phopshore (P) est telle, que les seuils d’alerte définis par l’OMS pour garantir la qualité de l’eau destinée à la consommation humaine ou aux loisirs sont fréquemment dépassés. Pour protéger la ressource en eau, limiter les risques d’intoxication lors d’ingestion accidentelle, et garantir le bon état écologique des cours d’eau, les valeurs limites de rejet de P dans les eaux de surface et des quantités maximales épandables sur le sol sont revues à la baisse. Or dans les zones où les activités agricoles et agro-alimentaires dominent, ces limites deviennent un frein au développement, voire même au maintien de ces activités qui sont pourtant, en général les premiers pourvoyeurs d’emploi de ces régions.

Paradoxalement, dans certaines régions où le phosphore des effluents domestiques, industriels ou agricoles est le facteur limitant de leur usage en agriculture, des quantités importantes d’engrais minéraux phosphatés sont importées pour faire face à des besoins agronomiques particuliers, et ce, alors même que le phosphore minéral est une ressource limitée.Ce projet s’appuie sur les travaux scientifiques menés récemment par deux des partenaires pour proposer le développement de procédés de recyclage du phosphore sous une forme directement substituable aux engrais phosphatés.Ceci permettra aux exploitants agricoles, aux industriels ou aux collectivités de répondre à l’évolution des politiques environnementales, en préservant la ressource en eau et en réduisant la consommation de phosphore minéral.

Des industriels de l’agro-alimentaire, du traitement des effluents agro-alimentaires et agricoles ainsi que des bureaux d’études se sont associés aux partenaires scientifiques pour mettre en commun les connaissances nécessaires au développement de ces procédés dont la complémentarité permettra de proposer des solutions adaptées à chaque situation technique et réglementaire. Une évaluation de la valeur fertilisante des produits validera la démarche et permettra une évaluation de l’impact économique et environnemental de l’utilisation des produits issus de ces procédés en substitution des engrais minéraux.

- Contribution du LGC :

Suite à la mise en évidence récente des interactions entre les mécanismes biologiques et chimiques (thèse LGC-LISBP Angela Manas), deux procédés ont été développés, en fonction des caractéristiques de l’effluent à traiter et des contraintes environnementales associées :

  • Dans le cas du traitement des effluents très riches en P minéral et en matière organique particulaire et de plus très fortement tamponnés (effluents d’élevage ou agro-alimentaires par exemple) le recyclage du P sous une forme valorisable implique une séparation préalable du P et de la matière organique particulaire. La dissolution du P suivie d’une séparation par décantation est à l’étude et devra être optimisée.
  • Dans le cas du traitement des effluents dont le P est majoritairement sous forme dissoute (par exemple en sortie d’un digesteur anaérobie), on cherchera à précipiter le maximum de P en réalisant simultanément le traitement de l’azote au sein du même réacteur.

Pour les deux procédés, nous chercherons à qualifier et à quantifier les formes cristallines du phosphore apparaissant dans les matrices biologiques complexes, soumises notamment au traitement de l’azote par nitrification ou à la digestion anaérobie avec et sans ajout de réactifs.

La faisabilité technique d’un procédé de transformation simultanée du phosphore et de l’azote à l’échelle laboratoire puis à l’échelle semi-industrielle sera étudiée. La précipitation du phosphore au sein du réacteur biologique de nitrification sera caractérisée et une méthode d’extraction sélective des granules sera évaluée.