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Partenariat Hubert Curien France-Tunisie (2016)

Gestion Durable Des margines couplée à la production de biofuels et à la récupération de l’eau

Tunisie

Intitulé du projet de recherche conjoint : Gestion Durable Des margines couplée à la production de biofuels et à la récupération de l’eau

Cadre : Partenariat Hubert Curien France-Tunisie (Utique)

Codes du projet : N° 16G1119 — Campus N° 34863VB

Dates début – fin : 01/01/2016 — 31/12/2018

Domaine : Sciences de l’ingénieur (SI)

Présentation  : La production d’huile d’olive est principalement concentrée dans les pays du bassin méditerranéen. La consommation mondiale d’huile d’olive est d’environ 2,8 millions de tonnes/an. La Tunisie est l’un des pays producteur d’huile d’olive se plaçant au 4ème rang des pays producteurs. Le secteur de production d’huile d’olives compte près de 1670 huileries qui ont une production moyenne annuelle de 180 000 tonnes d’huile. Les opérations d’extraction de l’huile d’olive génèrent des sous-produits appelant une gestion spécifique afin de valoriser ou d’atténuer leurs impacts négatifs sur l’environnement. En effet, ces procédés d’extraction génèrent des effluents aqueux appelés margines et des résidus solides nommés grignons. Les margines proviennent de l’eau contenue dans l’olive et de l’eau ajoutée au cours du processus de production de l’huile. En moyenne, 1 à 2 L de margines sont produites, selon le procédé de trituration, pour obtenir 1 L d’huile d’olives. En Tunisie, la production d’huile d’olives génère une production annuelle moyenne de 700 000 tonnes de margines et de 400 000 tonnes de grignons. Les margines sont en effet des effluents très acides et à très forte charge organique et saline (concentrations élevées en sels de potassium (17,1 g/L) et en phosphates). Elles sont caractérisées par un pH compris entre 3,0 et 5,9, une DCO de 40 à 220 g/L, une DBO de 23 à 100 g/L, une concentration en graisses de 1 à 23 g/L et en polyphénols de 1 à 80 g/L [1]. La demande de solutions techniques économiquement viables est évidente dans ce secteur, et ceci dans toute la région méditerranéenne (Espagne, Italie, Grèce, Tunisie, Maroc...). Les solutions proposées varient du simple entreposage par épandage dans des bassins et séchage naturel, à des procédés de valorisation plus ou moins complexes. L’entreposage par épandage dans des bassins à l’air libre est la solution la moins coûteuse et la plus facile à réaliser. Cependant, ce procédé cumule plusieurs inconvénients notamment une utilisation de grandes superficies (2 m2/m3 de margines) et une évaporation difficile à cause de la couche huileuse qui se forme en surface. De plus, des nuisances telles que l’acidification du milieu, la destruction de la microflore du sol et la pollution de la nappe souterraine sont observées. L’utilisation des margines comme fertilisant pour les sols est une pratique courante qui permet de résoudre partiellement le problème de l’élimination des margines. Toutefois, ces techniques nécessitent de grandes surfaces d’épandage et la quantité de margines pouvant être éliminées est de 25 à 30 m3/ha/an [2]. La concentration et la valorisation de la matière organique, avec une haute valeur nutritionnelle, dans le secteur de l’élevage nécessite un investissement élevé, réservant son utilisation à de gros centres de production, et impliquant des coûts énergétiques et de maintenance élevés. D’autres traitements en cours de développement se focalisent sur la matière organique présente dans ces effluents. On peut citer l’adsorption sélective de la matière organique sur des adsorbants naturels, la dégradation totale de la matière organique par des procédés catalytiques, la dégradation électrochimique. Ces procédés sont performants mais exigent des investissements et des coûts opérationnels élevés qui ne sont pas à la portée du secteur de l’huilerie, notamment lorsqu’on s’intéresse à des installations de petite capacité [1-2]. Un autre inconvénient provient du fait que ces procédés ne cherchent pas à valoriser énergétiquement la matière organique présente dans les margines. Récemment, un procédé de valorisation des margines a été développé. Ce procédé consiste à mélanger les margines avec la sciure pour constituer, après évaporation à température et pression ambiante, un mélange pouvant faire l’objet d’un nouveau combustible [3]. Des tests de combustion des différents supports solides imprégnés ont été réalisés dans un four à l’échelle laboratoire [4]. Les résultats obtenus étaient prometteurs et il était nécessaire d’étudier le développement du procédé de valorisation à plus grande échelle. Pour cela, des granulés de taille semblable aux granulés de bois commerciaux ont été préparés à partir des mélanges grignons/margines et sciure/margine. Les résultats obtenus ont montré que les granulés produits peuvent atteindre certaines normes réservées aux biocombustibles solides. Ensuite, des tests de combustion des granulés produits ont été réalisés dans une chaudière domestique [5]. Les résultats des tests de combustion ont montré que les biomasses formées permettent d’obtenir de bons rendements de chaudière et de combustion, comparables à ceux du bois. Toutefois, la quantification des différents polluants dans la phase gazeuse a montré une augmentation d’émissions particulaires très nocives pour la santé. Ce comportement a été attribué à l’augmentation de la fraction minérale contenue dans les granulés à cause de l’ajout des margines. Une deuxième contrainte a été mise en évidence lors de cette étude. En effet, l’analyse des cendres sous chaudière a montré que l’ajout des margines a engendré une accumulation rapide des cendres dans la chaudière. De plus, la composition des cendres a montré qu’il y a des risques très importants de corrosion et de formation de mâchefers [5].

Partenaires :
* Tunisien : Centre de recherche et technologies des eaux
* Français : CNRS Mulhouse

Présentation : Partenariat Hubert Curien

Page publiée le 5 septembre 2017, mise à jour le 4 octobre 2017