7ème Conférence Internationale en Sciences et Technologie de l’Environnement (IC-EST2014)

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La 7ème Conférence Internationale en Science et Technologie de l’Environnement (International Conference on Environmental Science and Technology ; IC-EST2014), organisée par l’Académie Américaine des Sciences (American Academy of Sciences, à ne pas confondre avec la National Academy of Sciences) s’est déroulée du 10 au 13 juin dernier à Houston, Texas, aux Etats-Unis. Il est intéressant de noter que, malgré une réputation fortement attachée à l’industrie de l’énergie fossile conventionnelle et non conventionnelle donc généralement peu respectueuse de l’environnement, les énergies renouvelables et technologies propres semblent prendre une part grandissante au Texas. Deux faits l’illustrent bien : le Texas est l’Etat américain produisant le plus d’électricité d’origine éolienne et prochainement un incubateur technologique dédié aux technologies propres sera créé sur Austin, Texas (Austin Technology Incubator) grâce à des fonds du Département de l’Energie américain (US Department of Energy) d’une valeur de 750.000 $.


Eoliennes au Texas
Crédits : W Scott


Cet évènement a enregistré près de 900 inscriptions, 8 exposants étaient présents et plus de 600 résumés ont été soumis. La conférence a couvert l’ensemble des domaines en science et technologie de l’environnement. Les présentations ont été regroupées en 16 thématiques : le changement climatique, les pollutions de l’eau, de l’air et des sols avec les différentes techniques de contrôles associés mais également avec le développement durable en environnement, le développement des énergies renouvelables, les métaux, la restauration des écosystèmes, l’évolution biologique et la toxicologie, les zones humides, les sédiments, les polluants organiques persistants, la modélisation, les statistiques, les analyses et mesures environnementales ainsi qu’une session qui a traité des relations entre société et environnement.

Cette conférence a réuni des chercheurs, des étudiants, des doctorants et des industriels du monde entier avec notamment une dizaine de chercheurs et industriels venus de France pour présenter leurs travaux de recherche et discuter avec leurs pairs. Cette diversité dans la provenance des participants illustre bien la préoccupation mondiale concernant les problèmes environnementaux et la pollution.

La session plénière

La conférence s’est ouverte avec une session plénière pendant laquelle 5 chercheurs de renom ont présenté leurs travaux :
- Le Dr. Davis L. Ford, professeur à l’Université du Texas à Austin (University of Texas at Austin) a fait une présentation sur la fracturation hydraulique en lien avec la préservation de l’eau et la protection de l’environnement.
- Frank Princiotta, directeur de la Division pour la Prévention et le Contrôle de la Pollution Aérienne à l’USEPA-National Risk Management Research Laboratory, a traité du changement climatique avec les défis de durabilité quantifiable.
- Le Dr. Michael R. Hoffmann, professeur à l’Institut Technologique de Californie (California Institute of Technology, Caltech) a présenté un projet de système de traitement des eaux usées alimenté par l’énergie photovoltaïque.
- Le Dr. Joo-Hwa Tay, professeur à l’Université de Calgary au Canada, a présenté les dernières avancées sur la granulation aérobie des boues d’épuration.
- Et enfin, le Dr. Charles J. Newell, vice-président de la compagnie GSI Environmental Inc., a présenté un modèle conceptuel d’évolution des panaches d’eau souterraine contaminée.

Durant cette session plénière, deux présentations ont été particulièrement intéressantes. Frank Princiotta a rappelé qu’entre 2003 et 2012, les émissions de dioxyde de carbone ont augmenté de 2,7% et qu’en 2065, la température moyenne aura augmenté de 4°C par rapport à l’ère préindustrielle, entraînant la disparition d’écosystèmes et nécessitant de nouvelles adaptations en agriculture. Afin de limiter les conséquences du réchauffement climatique, l’objectif est de réduire cette augmentation à 2°C. Pour cela, d’après l’Agence Internationale pour l’Energie (International Energy Agency, IEA), les émissions de CO2 devront être réduites de 50% par rapport à 2007. En plus des technologies déjà utilisées, de gros efforts de recherche devront être réalisés dans les prochaines années pour la production d’énergie et la capture de CO2 (aquifères, puits de pétrole, enfouissement en profondeur). Aux Etats-Unis, la stratégie pour la réduction des émissions passera par le secteur des transports et le développement de l’énergie éolienne.

D’autre part, dans le cadre du défi "Reinvent the toilet" [1] financé par la Fondation Bill et Melinda Gates, l’équipe du Dr. Hoffmann a développé un nouveau concept de toilettes. En effet 2,5 milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à des toilettes tels que nous les connaissons, ce qui engendre des problèmes de pollution d’eau et de transmission de maladies. Plus de 50 universités dans le monde ont pris part au défi pour un budget de 40 millions de dollars. L’objectif est le développement d’un système sanitaire qui ne nécessite ni fosse septique ni source d’eau extérieure et qui ne produit pas de polluants pour un coût de 5 centimes de dollars par utilisateur et par jour. L’équipe du Dr. Hoffmann a développé des toilettes qui utilisent l’énergie solaire pour alimenter un réacteur électrochimique afin de traiter les eaux usées et de générer des fertilisants et de l’hydrogène stockable dans des piles à combustible à hydrogène comme énergie. En 4 heures, la désinfection de l’eau est totale. Ce projet commencé il y a 3 ans a reçu un prix de la Fondation Bill et Melinda Gates en 2012 pour le design du système qu’ils ont installé à New Delhi. Un prototype est également utilisé depuis 1 an sur le campus de Caltech par les étudiants.

Problématique de l’eau

Parmi les nombreuses présentations, la problématique de l’eau a été récurrente et abordée sous divers angles tels que sa gestion, l’évaluation de ses ressources, les techniques de traitement des eaux usées, le dessalement de l’eau et la problématique de l’eau potable dans le monde.

Concernant la gestion de l’eau, une étude a été présentée sur l’accumulation du sel en Australie lorsque l’eau est recyclée par Muhammad Muhitur Rahman (School of Computing, Engineering and Mathematics, University of Western Sidney). Il y a également eu la présentation d’un dispositif portable et à faible coût pour mesurer les nitrates et l’ammoniac présents dans l’eau par Deirdre Cogan (National Center for Sensor Research, Dublin City University).

Dans le domaine des techniques d’adsorption et désorption pour le traitement des eaux usées, une étude réalisée par le Département d’Ingénierie Mécanique de l’Université de Louisiane à Lafayette (Department of Mechanical Engineering, University of Louisiana at Lafayette) sur l’utilisation de carbone mésoporeux organisé pour éliminer les composés phénoliques présents dans les eaux usées. Une équipe de l’Université de Lamar (Dan F. Smith Department of Chemical Engineering, Lamar University) au Texas travaille quant à elle sur l’adsorption du chrome (VI) sur de l’éthylcellulose fonctionnalisée avec de la polyaniline afin de réduire le Cr(VI) en Cr(III) avec un taux d’élimination supérieur à celui de l’éthylcellulose pure. Des études pour l’élimination des micropolluants restant dans les stations d’épuration et pour une bio-dépollution des métaux lourds ont été présentées.

En ce qui concerne l’évaluation des ressources en eau, une étude sur l’efficacité et les effets environnementaux de la fracturation hydraulique a été présentée. Le concept de l’empreinte de l’eau (Water footprint concept) a été mis en avant par un groupe de l’Institut de gestion environnementale et des ressources en eau à l’Université Technologique de Malaisie (Institute of Environmental and Water Resource Management, University Technology Malaysia). Il s’agit d’un indicateur sur la consommation en eau directe et indirecte d’un individu, d’un commerce ou d’une communauté. Il est mesuré en volume d’eau douce totale consommée pour la production de marchandises et de services pour une entité donnée [2].

La problématique de l’eau potable a été abordée notamment dans les pays en voie de développement. Un tiers des pays vivent actuellement avec des problèmes d’eau. Par exemple, d’après le Dr. Mey Jurdi de l’Université Américaine de Beyruth (American University of Beirut), au Liban, ils ont des réseaux de distribution d’eau potable mais cette dernière n’est fournie en continue que pendant 7 à 13 heures en fonction des saisons. Il y a également une problématique de pollution de l’eau avec les stockages de déchets solides semi-couverts qui contaminent les nappes phréatiques. Une équipe de l’Ecole en Environnement et Energie (School of Environment and Energy, Shenzhen Graduate School of Peking University) se tourne quant à elle vers l’utilisation de l’eau atmosphérique pour solutionner leur problème de rareté de l’eau.

Pour finir, le dessalement de l’eau de mer est vu comme une solution aux ressources limitées en eau potable. Depuis les années 1950, cette solution est appliquée pour produire de l’eau douce. La technique couramment utilisée est l’osmose inverse (SeaWater Reverse Osmosis, SWRO) mais l’énergie utilisée est généralement issue des énergies fossiles, ce qui entraîne l’émission de gaz à effets de serre… Le Dr. Endalkachew Sahle-Demessie, chercheur au USEPA-National Risk Management Research Laboratory, a développé une technique de bio-dessalement de l’eau par des algues halophytes, Scenedesmus sp. et Chlorella vulgaris. En effet, ces dernières ont la propriété de capter le sel et de l’emprisonner dans leurs cellules afin de l’éliminer de l’eau. Par mesure de conductivité, les chercheurs ont observé une diminution de la teneur en sel de 30%. Cette technique ne permet pas un dessalement total mais elle pourrait être utilisée en prétraitement combinée avec les méthodes classiques afin de diminuer l’impact carbone.

Quelques autres domaines abordés

Une session a été dédiée à la bio-évaluation et à la toxicologie dans laquelle ont été regardés les effets des polluants chimiques sur l’homme, la faune et la flore. Nous pouvons citer en particulier une étude pour contrer les effets d’une contamination au plomb chez l’homme grâce à des suppléments à base de calcium réalisée par le Dr. Promy Virk de l’Université King Saud en Arabie Saoudite, une étude sur l’impact négatif de la pollution du sol par l’huile de palme sur la croissance du maïs par un chercheur de l’Université du Bénin ainsi qu’une étude sur la toxicité des antibiotiques sur les bactéries qui se retrouvent in fine dans l’environnement par une équipe du programme de gestion environnementale de l’Université Positivo au Brésil.

La réduction des émissions de CO2 a bien évidemment été abordée avec notamment une approche pour la séquestration du CO2 présentée par le Dr. Yee Soong, chercheur à la Division des Géosciences Prédictives au U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory. Cette dernière repose sur la compression supercritique du gaz afin de pouvoir l’injecter dans les pores de la roche qui sont originellement occupés par de l’eau, du pétrole ou du gaz. Grâce à cette technologie, le Mildwest Geological Sequestration Consortium pense pouvoir stocker de larges volumes de gaz. Cette étude devrait permettre d’en connaître l’étendue.

Une session particulière a été dédiée aux applications des nanotechnologies. Par exemple, une étude sur les interactions entre les nanoparticules et les biofilms bactériens a été présentée par le Dr. George Sorial du College of Engineering and applied Science à l’Univerité de Cincinnati afin de déterminer la toxicité des nanoparticules sur les bactéries. Les biofilms peuvent entraîner des infections dans le cadre d’implants chirurgicaux ou la corrosion dans les systèmes de distribution d’eau par exemple. Les nanoparticules sont adsorbées sur les parois cellulaires et les spores des biofilms sans diffusion ce qui entraîne la mort de certaines bactéries au sein des biofilms, ce qui semble être un effet plutôt positif compte tenu de la dangerosité des biofilms.

D’un autre côté, une équipe internationale Arabie Saoudite-Canada a développé une technique d’oxydation chimique in situ dans le sol pour dépolluer les eaux contaminées. Pour cela, à l’aide de nanoparticules Pd-Fe0 injectée, ils créent une zone d’activation de persulfates afin de traiter une source de polluant, le trichloroethylène. Des travaux restent à faire dans ce domaine pour allonger la longévité de la zone d’activation et son rendement.

Cette conférence internationale a une nouvelle fois permis de mettre en contact des acteurs de la recherche face aux problématiques environnementales complexes afin de présenter et d’échanger ensemble pour trouver des solutions sur fond de conséquences du réchauffement climatique.

Sources :


- [1] Site internet du défi "Reinvent the toilet" financé par la Fondation Bill et Melinda Gates : http://www.gatesfoundation.org/What-We-Do/Global-Development/Reinvent-the-Toilet-Challenge
- [2] Site internet sur l’empreinte de l’eau : http://www.empreinte-de-l-eau.org/index.php?page=files/home

Pour en savoir plus, contacts :

Site internet de la 7ème Conférence Internationale en Science et Technologie de l’Environnement : http://www.aasci.org/conference/env/2014/index.html
Code brève
ADIT : 76284

Rédacteurs :


- Maud Bernollin, Attachée Scientifique Adjointe, deputy-phys@ambascience-usa.org ;
- Suivre le secteur Physique, Chimie, Nanotechnologies sur twitter @Fr_US_Nanotechs ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….