C’est en observant comment le papier de toilette agglomérait les contaminants dans les eaux usées que Mathieu Lapointe a eu un flash. Et ce flash, c’est d’utiliser des fibres de cellulose composées de papier recyclé pour réduire de façon significative l’utilisation de produits chimiques dans le traitement de l’eau et enlever un plus grand nombre de contaminants.

Suzanne Colpron
Suzanne Colpron La Presse

« La première fois que j’ai regardé des eaux usées au microscope, j’ai vu cette fibre-là : c’étaient des fibres de papier de toilette qui venaient du contenu de la chasse d’eau », explique le chercheur postdoctoral de 33 ans.

« Là, j’ai eu l’idée : et si on en mettait plus de ces fibres-là, qu’est-ce qui se passerait ? »

Le résultat est « très excitant ». Et pourrait changer considérablement l’industrie des eaux usées et la manière dont on fait les choses pour les décontaminer. Pas juste ici, mais partout dans le monde.

PHOTO FOURNIE PAR MATHIEU LAPOINTE

Cette photo, finaliste au concours La preuve par l’image de l’Acfas, illustre des contaminants (à gauche) qui s’agglomèrent pour former un flocon (à droite) grâce à l’injection dans l’eau d’un produit à base de fibre de cellulose (au centre).

Des flocons de contaminants

Il faut savoir que Montréal rejette chaque jour 2,5 millions de mètres cubes d’eaux usées par temps sec, et jusqu’à 7,6 millions de mètres cubes, les jours de pluie. Toute cette eau doit être traitée avant de retourner dans le fleuve Saint-Laurent.

La méthode traditionnelle consiste à utiliser un produit chimique pour retirer les contaminants qui s’y trouvent.

Le produit injecté dans l’eau facilite l’agglomération des particules.

Le problème avec les eaux usées de Montréal, c’est que les contaminants sont très petits et si on veut les retirer de l’eau, il faut augmenter leur taille. Le produit qu’on injecte va faire en sorte que les contaminants vont s’agglomérer ensemble pour former de plus gros contaminants, qu’on appelle des flocs, comme des flocons de neige.

Mathieu Lapointe

Les flocs deviennent beaucoup plus lourds, en grossissant, et se déposent au fond des bassins. Ils forment alors une boue qu’on retire pour épurer l’eau.

Cette méthode, utilisée dans toutes les villes du monde industrialisé, coûte cher et pollue. « Les villes dépensent des millions par année seulement pour ces produits chimiques là. »

Le but de Mathieu Lapointe, qui fait son projet de recherche postdoctorale à l’Université McGill, en collaboration avec Nathalie Tufenkji, professeure en génie chimique et titulaire d’une chaire de recherche du Canada, était donc d’améliorer l’efficacité des usines de traitement des eaux et de développer des technologies pour y parvenir.

« Nous aimerions optimiser les usines mondialement, finalement », dit-il.

De 10 à 20 fois plus gros

Le nouveau procédé, réalisé avec des fibres de cellulose provenant de papier recyclé, augmente non seulement l’efficacité de traitement des eaux en interceptant plus de particules que la méthode traditionnelle, mais réduit les coûts de fonctionnement des usines d’épuration. Elles réduisent aussi de 20 % à 40 % l’utilisation de produits chimiques.

La fibre de cellulose est modifiée chimiquement pour faire en sorte que les agrégats s’attachent les uns aux autres.

« On s’est aussi rendu compte que le gros avantage de ce nouveau produit, c’est que les flocs sont très, très gros. On peut former des flocs qui sont immenses, de 10 à 20 fois plus gros. Les anciens flocs sont d’environ un demi-millimètre. Avec le nouveau produit, on parle plutôt de 5 mm à 1 cm. »

Et plus les agglomérats sont gros, plus ils décantent rapidement. La vitesse de chute au fond du bassin est proportionnelle à leur taille.

« C’est complètement nouveau », assure le chercheur, qui détient un bac en génie civil, une maîtrise et un doctorat en traitement des eaux, en ingénierie.

« La science des coagulants, ce n’est pas nouveau. Ça fait plus de 100 ans qu’on utilise ça pour traiter l’eau. Mais le fait d’utiliser un autre produit, comme une fibre de cellulose, ça, c’est complètement nouveau. Ça n’avait jamais été testé avant. Le principal avantage, c’est vraiment la taille des flocs qui est sans précédent. Et ça enlève plus de contaminants. »

Une grosse machine

Cette découverte sera-t-elle commercialisée ?

PHOTO DAVID BOILY, LA PRESSE

Nathalie Tufenkji, professeure en génie chimique à McGill et titulaire d’une chaire de recherche du Canada

« On n’envisage pas de lancer notre propre compagnie, répond la professeure et chercheuse Nathalie Tufenkji. Mais on planifie travailler avec des partenaires pour transférer cette technologie-là, pour qu’elle puisse être utilisée mondialement. »

Fabriquer le nouveau produit va exiger des investissements de plusieurs millions, ajoute Mathieu Lapointe. « Ça pourrait devenir une grosse machine. Et nous, ce qu’on voudrait, c’est que ça améliore l’enlèvement des contaminants. Et pour faire ça, il faut un acteur mondial qui va surfer sur cette technologie-là et qui voudra la commercialiser. Peut-être eu plusieurs commerçants voudront utiliser cette technologie-là et la commercialiser en même temps. Mais nous, on ne veut pas construire une entreprise. On veut faire du transfert de technologie. »

N’empêche, cela pourrait arriver plus vite qu’on pense. Mme Tufenkji estime que cette technologie pourrait être implantée dans des usines de traitement des eaux usées ou de l’eau potable d’ici de trois à sept ans.

« Et ce qui est intéressant, c’est qu’on peut utiliser des résidus de fibres qui sont écologiques et peu coûteux », dit-elle.