Les déchets issus de l'industrie agricole peuvent générer des crédits carbone.

Épluchures d'orange, marc de pomme, marc de café, paille de canne à sucre et graines d'açaï : transformer les déchets quotidiens de l'industrie agroalimentaire en énergie renouvelable permet de convertir les contraintes environnementales en source de revenus et de favoriser la décarbonation. Afin de rendre ce potentiel visible et accessible à tous, des chercheurs de l'Université d'État de Campinas (Unicamp) ont développé le calculateur Biomass_Compensa, un logiciel qui quantifie l'empreinte carbone évitée et les crédits carbone potentiellement générés par le traitement des déchets organiques agro-industriels.

Grâce à une interface intuitive et à des calculs basés sur des données scientifiques, ce logiciel permet aux entreprises, ingénieurs, chercheurs et à toute personne intéressée par le sujet d'évaluer les impacts environnementaux, de calculer les crédits carbone et d'établir des rapports de développement durable, sans nécessiter de connaissances techniques spécialisées. Outre la réduction du temps et des coûts potentiels liés aux analyses complexes, cet outil contribue au renforcement des politiques de développement durable et de décarbonation.

Ce programme est le fruit d'un projet mené au Laboratoire de bio-ingénierie, de traitement de l'eau et des déchets (Biotar), coordonné par la professeure Tânia Forster Carneiro, de la Faculté de génie alimentaire (FEA), en collaboration avec le professeur Hudson Giovani Zanin, de la Faculté de génie électrique et informatique (FEEC). Ont participé à ce projet les chercheurs Manoel Victor Frutuoso Barrionuevo, Josiel Martins Costa, Larissa Ampese et Henrique Ziero, tous affiliés à la FEA ; Eric Gama Felix da Silva, de la Faculté de génie chimique (FEQ) ; et Reinaldo Cesar, du Centre d'études d'ingénierie et de pétrole (Cepetro).

Des piles de données aux calculateurs de carbone en ligne

Cette technologie est née d'une observation pratique en laboratoire. Au fil des années passées à encadrer des mémoires de master et des thèses de doctorat sur la valorisation des déchets organiques, la professeure Tânia Forster a constitué une base de données dense : des expériences menées sur du marc de pomme, des écorces d'orange, des écorces de jaboticaba, des fruits de cambuci, du marc de malt de bière, des déchets de volaille et même des graines d'açaï provenant de petits producteurs du Pará.

Chaque étude a calculé avec précision la quantité de biogaz produite par un déchet donné dans un digesteur anaérobie, ainsi que la manière dont ce biogaz serait converti en énergie électrique, en chaleur ou en biométhane. Cependant, les chercheurs ont constaté que ces résultats avaient un impact potentiel bien plus important, qui pourrait s'étendre au-delà du milieu universitaire. Pour eux, il était stratégique de transformer ces connaissances techniques en un outil accessible, permettant ainsi à la société de bénéficier concrètement des retombées de la recherche en laboratoire.

« Ce calculateur a été créé pour centraliser les données dispersées dans les thèses universitaires. Si le propriétaire d’un restaurant, d’une petite usine de transformation alimentaire ou d’une entreprise agroalimentaire souhaite évaluer la faisabilité de la production de biogaz et d’énergie bioélectrique ou thermique à partir de sa biomasse, cet outil offre une réponse rapide, précise et scientifiquement fondée », explique Forster.

La solution a consisté à rassembler l'ensemble de ces données scientifiques dans un logiciel intuitif, accessible gratuitement via internet, sans installation ni connaissance technique. Le premier résultat fut le calculateur Biomass2Biogas, un logiciel qui calcule le potentiel énergétique de ces résidus. Par la suite, le programme a été enrichi, donnant naissance au calculateur Biomass_Compensa, dédié exclusivement à l'empreinte carbone et aux crédits carbone potentiels générés par le traitement de la biomasse.

Pour développer le logiciel de calcul de l'empreinte carbone, l'équipe a utilisé des références méthodologiques et des modèles d'équivalence afin de convertir des tonnes de déchets en indicateurs compréhensibles, tels que le nombre d'arbres plantés, les heures de vol international ou le nombre de voitures retirées de la circulation. Le développement technique a mobilisé des étudiants en ingénierie et en programmation.

Comment fonctionne le calculateur de carbone Unicamp ?

L'utilisateur sélectionne le type de déchets, saisit la quantité (en tonnes) à traiter et reçoit instantanément une estimation des émissions évitées, exprimées en équivalent CO₂. Il a également accès à une estimation des crédits carbone générés. Actuellement, le système prend en charge des déchets tels que le marc de pomme, les pelures d'orange, la canne à sucre, les graines d'açaï et les sous-produits de l'industrie du café. D'autres outils de calcul permettent de visualiser le nombre de voitures retirées de la circulation, le nombre d'heures de vols internationaux compensées ou encore le nombre d'arbres à planter pour obtenir le même résultat.

Le traitement des déchets et la conversion du méthane ainsi produit en énergie, explique le chercheur, représentent un crédit carbone nettement supérieur à celui obtenu par le reboisement classique. En effet, le méthane est le principal biogaz issu de la décomposition anaérobie de la matière organique dans les décharges, avec un potentiel de réchauffement climatique environ 29 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, si l'on considère son impact sur 100 ans (PRG100).

« Le traitement des déchets empêche le rejet de méthane dans l'atmosphère. Cela peut générer un crédit carbone permanent, techniquement plus rentable que la plantation d'arbres, car le méthane a un potentiel de réchauffement climatique environ 29 fois supérieur à celui du CO₂, et la quantification du méthane évité est technologiquement plus précise que celle effectuée par la plantation d'arbres. Le nom du calculateur, « La biomasse, un investissement rentable », a donc une double signification : le traitement des déchets est rentable, et il l'est davantage que d'autres formes de crédit carbone », explique le professeur.

Un créneau à exploiter sur le marché : les déchets agricoles.

La caractéristique distinctive du calculateur Biomassa_Compensa par rapport aux autres logiciels disponibles sur le marché est son orientation spécifique : la biomasse résiduelle issue de l’industrie agroalimentaire, comme les pelures de fruits, les graines et la bagasse, comblant ainsi un vide laissé par d’autres calculateurs davantage axés sur les déchets animaux, les biocarburants et les produits agricoles.

Pour l'industrie, cet outil peut servir de guide pour la prise de décision concernant les investissements dans les infrastructures de traitement. En visualisant que la bagasse de canne à sucre ou les déchets de production de café peuvent devenir des actifs financiers, que ce soit par le biais du marché du carbone ou grâce aux économies réalisées sur les factures d'énergie, les entreprises constatent la viabilité économique de pratiques respectueuses de l'environnement.

De plus, cette technologie répond à un besoin réglementaire. Aujourd'hui, la majeure partie des déchets de l'industrie agroalimentaire est enfouie. Le professeur Tânia estime qu'avec l'évolution des réglementations environnementales et le durcissement des restrictions concernant l'élimination des déchets organiques en décharge, la situation va radicalement changer.

« L’industrie agroalimentaire génère un volume considérable de biomasse lors de ses processus de production. Avec la future restriction de la mise en décharge de ces déchets, on assistera à un essor des investissements dans les crédits carbone. Des technologies telles que le compostage et la méthanisation seront essentielles au traitement et à la transition vers la production de biocarburants. C’est précisément dans ce contexte que notre outil de calcul prend tout son sens », conclut-il.

L'impact potentiel concerne aussi bien les grandes industries de transformation de pulpe de fruits, qui génèrent quotidiennement des tonnes d'épluchures, que les restaurants, les petites agro-industries et les producteurs ruraux qui transforment localement leurs matières premières. Pour un restaurant de taille moyenne ou une coopérative de producteurs de jus, le calculateur peut indiquer si le volume de déchets produits justifie l'investissement dans un biodigesteur et, par exemple, la quantité d'électricité ou de gaz que le système produirait.

Technologie ouverte disponible pour l'expansion.

Les calculateurs Biomass_Compensation et Biomass2Biogas sont actuellement accessibles au public sur le site web du laboratoire Biotar. Destinés aux responsables du développement durable, aux personnes en charge des inventaires d'émissions et aux professionnels du marché des crédits carbone, Biomass_Compensation offre un outil d'analyse rapide et rigoureux permettant d'évaluer le potentiel de valorisation de la biomasse résiduelle et de prendre des décisions d'investissement plus éclairées.

Pour les entreprises souhaitant personnaliser le logiciel avec leurs données propriétaires, élargir la liste des déchets analysés ou intégrer l'outil à leurs systèmes de gestion environnementale, l'octroi d'une licence technologique est la solution recommandée. Le processus de transfert de technologie est assuré par l'agence d'innovation Inova Unicamp.

Selon le coordinateur du projet, il existe un intérêt pour de nouvelles collaborations qui permettraient d'étendre la portée des calculateurs et de former des ressources humaines capables de mener la transition énergétique et environnementale dans le pays.

« Si une entreprise est intéressée par une version personnalisée du calculateur pour ses déchets spécifiques, tels que les pelures de banane ou les déchets d'un fruit particulier, nous pouvons discuter de la manière de la développer », explique Forster.

Comment obtenir une licence pour une technologie chez Unicamp

Inova présente ses innovations technologiques au sein du portefeuille technologique d'Unicamp. Les entreprises et les institutions publiques ou privées peuvent obtenir des licences d'exploitation de la propriété intellectuelle développée à Unicamp, avec ou sans exclusivité, notamment pour les brevets, les variétés végétales, les marques, les logiciels et le savoir-faire. Les demandes doivent être soumises via le formulaire « Contact avec les entreprises ». Pour découvrir des exemples de licences technologiques d'Unicamp, consultez le site web d'Inova.