Depuis plus de 1.000 heures, à l’intérieur d’un bac contenant des fruits en décomposition, du pain et du vin, un petit module monté sur le couvercle a continué à dégrader l’acide acétique libéré par les déchets. Pas d’alimentation, pas de batterie ni de panneau photovoltaïque: l’énergie est fournie directement par la lumière du soleil, concentrée sur un catalyseur.
Le dispositif a été développé par un groupe de chercheurs chinois et décrit dans l’étude publiée dans Environmental Science & Technology. Le travail est signé par Tongzhou Xu et ses collègues, avec des chercheurs de la Beijing Academy of Science and Technology, de la Central China Normal University et de la Huazhong University of Science and Technology.
L’idée part d’un des problèmes les moins nobles de la gestion des déchets organiques: ouvrir le couvercle lorsque dehors il fait chaud. Pendant la décomposition, plusieurs composés volatils sont produits; les chercheurs se sont concentrés sur l’acide acétique, l’un des acides gras volatils associés à l’odeur piquante des déchets alimentaires. Le dispositif expérimental cherche donc à dégrader ces molécules directement à l’intérieur du récipient, avant qu’elles ne se dispersent dans l’air.
Dans le couvercle se trouve un catalyseur au manganèse et au lithium
Le matériau choisi est un dioxyde de manganèse modifié par le lithium, désigné dans l’étude par Li–MnO₂. L’ajout de lithium modifie la distribution des électrons dans le matériau et rend la réaction qui dégrade l’acide acétique plus efficace lorsqu’elle est éclairée par la lumière.
Dans le prototype le catalyseur est enfermé dans un module amovible et perméable aux gaz. Une lentille concentre le rayonnement solaire sur le matériau: la lumière se transforme en chaleur à la surface et, en même temps, favorise les processus électroniques nécessaires à la réaction. En laboratoire, le Li–MnO₂ a dégradé l’acide acétique plus efficacement que le MnO₂ simple et que le charbon actif dans les conditions de lumière simulée utilisées par les chercheurs, tout en conservant de bonnes performances même en présence d’humidité.
Le charbon actif, utilisé aussi dans les filtres anti-odeur, agit principalement en retenant les molécules. Ici l’objectif est différent: faire réagir l’acide acétique et le dégrader. Pour Jinlong Wang, l’un des auteurs correspondants, la motivation était très pratique: intervenir sur l’odeur à la source, à l’intérieur du bac, comme expliqué dans le communiqué de l’American Chemical Society.
Fruits pourris, pain et vin pendant plus de 40 jours
Après les essais sur le matériau, le groupe est passé à quelque chose de bien plus proche d’une poubelle domestique. Le module a été installé sur le couvercle d’un bac roulant ordinaire et exposé à la lumière naturelle du soleil, tandis que l’intérieur se décomposait fruits, pain et vin.
Le système a continué à dégrader l’acide acétique pendant plus de 40 jours, dépassant les 1.000 heures de fonctionnement rapportées dans l’étude. Les auteurs considèrent ce résultat comme une preuve de la stabilité du dispositif dans un scénario représentatif des déchets urbains. L’avantage énergétique est assez évident: les systèmes catalytiques d’élimination des odeurs peuvent nécessiter un chauffage électrique, alors que ici ce travail est confié à la lumière.
C’est toutefois une frontière importante. L’étude mesure surtout la suppression de l’acide acétique, défini par les auteurs comme un composé clé parmi les acides gras volatils produits par les déchets. Une poubelle contient un mélange bien plus complexe de substances odorantes, donc les plus de 1.000 heures de fonctionnement ne démontrent pas que le couvercle fasse disparaître toute odeur nauséabonde possible.
Pour l’instant, c’est un prototype
Le travail démontre que le principe peut fonctionner aussi en dehors du petit réacteur de laboratoire: il existe un module véritable, qui peut être monté sur un bac commun et qui a fonctionné pendant des semaines avec des déchets alimentaires réels. D’ici à le voir au-dessus du bac d’ordures ménagères, toutefois, il reste encore pas mal de route à parcourir.
L’étude ne précise pas combien le système maintiendrait ses performances pendant de longues périodes avec peu de lumière ni ne documente une durée de mois ou d’années entre pluie, saleté, graisse, chocs et lavages répétés. Les auteurs évoquent en effet une éventuelle application future dans la gestion des odeurs des déchets, non pas un produit déjà prêt pour le marché. Pour l’instant, il s’agit d’un prototype avec un avantage très concret: pendant plus de quarante jours, il a utilisé quelque chose qui, sur le couvercle d’une poubelle extérieure, est déjà gratuit: le soleil.
