Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Le Fraunhofer IGB accompagne la transformation des matières premières de l'industrie de transformation, notamment dans le secteur industriel de la chimie, et fournit des contributions dans les quatre domaines de la bioéconomie: alimentation humaine et animale, produits chimiques durables et bioénergie.

Le Fraunhofer IGB est un partenaire de recherche et de développement en matière de

• Procédés de prétraitement et de fractionnement des matières premières,
• Des procédés de biotechnologie industrielle pour la transformation sélective de substances par des processus enzymatiques ou de fermentation,
• des processuschimiocatalytiques, électrochimiques et électrobiocatalytiques et leur couplage avec des processus biotechnologiques,
• Procédés Power-to-X pour l'utilisation d'équivalents redox générés de manière régénérative pour des processus de synthèse,
• Descouches minces sur mesure ou des fonctions définies sur des surfaces.

www.igb.fraunhofer.de/nachhaltige-chemie

Grâce à ses développements en biologie et en génie des bioprocédés et aux dernières approches de la numérisation, le Fraunhofer IGB fait avancer le changement vers une bioéconomie durable dans le domaine des technologies environnementales.

Le Fraunhofer IGB est un partenaire de recherche et de développement en matière de

• Concepts et technologies de gestion et de purification de l'eau,
• Des procédés de production de biogaz à partir de déchets et de résidus,
• Technologies de récupération de nutriments à partir des eaux usées, des déchets et des résidus,
• Procédés de séchage/pyrolyse de fractions de résidus organiques en tant qu'amendement du sol, ainsi que
• Processus de traitement au niveau moléculaire ou atomique (métaux précieux, terres rares).

www.igb.fraunhofer.de/umwelt

Le Fraunhofer IGB a développé des technologies qui permettent une gestion de l'eau aussi économique qu'efficace dans les structures urbaines grâce à un traitement décentralisé des flux d'eau et d'eaux usées. Nous proposons ainsi des solutions système pour une gestion communale de l'eau durable dans les régions rurales, les nouveaux quartiers, les quartiers nécessitant une rénovation, mais aussi pour les complexes de loisirs, les centres touristiques et les complexes hôteliers.

Nous avons déjà mis en œuvre la production efficace de biogaz à partir de boues d'épuration avec notre procédé de digestion à haute charge dans différentes stations d'épuration communales. Grâce à la digestion à haute charge, les boues d'épuration sont stabilisées avec un gain d'énergie net, peuvent être déshydratées de manière optimale et éliminées thermiquement avec des coûts aussi faibles que possible. Le biogaz, source d'énergie renouvelable, est alors produit. Le biogaz obtenu permet de couvrir les besoins énergétiques de la station d'épuration et de réaliser ainsi des économies supplémentaires. La digestion à haute charge représente donc une alternative intelligente en termes de gestion d'entreprise et améliore considérablement l'efficacité énergétique des stations d'épuration communales. Nous mettons également à profit notre savoir-faire en matière de fermentation de matières organiques pour l'utilisation de déchets biologiques, de résidus de l'industrie alimentaire et de l'agriculture. Nous optimisons la productivité et l'efficacité des installations de biogaz agricoles.

Les procédés oxydatifs offrent des solutions efficaces et durables pour le traitement de l'eau. Le traitement oxydatif de l'eau (en anglais Advanced Oxidation Processes, AOP), souvent appelé oxydation avancée, regroupe les procédés de traitement chimique au cours desquels des radicaux hydroxyle sont formés. Dans notre installation de recherche, nous développons des procédés d'oxydation optimisés pour nos clients. Les unités modulaires (générateur d'ozone, réacteur à ozone, réacteur UV, unités à ultrasons, cellule d'électrolyse) peuvent être combinées librement.

Le lisier et les digestats contiennent de précieux éléments nutritifs pour les plantes, notamment de l'azote, du phosphore et du potassium, les fibres végétales non digestibles étant d'autres composants. Dans le cadre du projet BioEcoSIM, financé par l'UE et coordonné par le Fraunhofer IGB, différents procédés de traitement ont été développés et les différentes étapes du processus ont été combinées à l'échelle de démonstration dans une installation. Les déchets et résidus deviennent ainsi des matières premières précieuses et le cycle naturel des nutriments est bouclé. Une première installation de traitement entièrement automatisée, d'un débit d'un mètre cube par heure, a été construite et testée sur le site de SUEZ à Zorbau, en Saxe-Anhalt. L'installation, conçue de manière flexible, doit traiter du lisier de bovins et de porcs, mais aussi des résidus de fermentation provenant d'installations de biogaz, et servir de modèle pour d'autres installations à grande échelle.

Les concurrences régionales pour la ressource en eau ne sont pas rares. En raison du changement climatique, de l'urbanisation et de la pollution des ressources en eau, les conflits d'utilisation pourraient encore s'intensifier au cours des prochaines décennies. C'est pourquoi de nouveaux procédés de traitement et de réutilisation de l'eau sont utiles. Le projet "HypoWave", soutenu par le ministère fédéral allemand de l'éducation et de la recherche (BMBF), a étudié un concept d'économie d'eau pour l'agriculture : La production hydroponique de plantes, dont l'irrigation est obtenue à partir des eaux usées communales. Des études de cas menées sur quatre sites différents en Allemagne, en Belgique et au Portugal ont permis de déterminer à quoi pouvait ressembler la mise en œuvre de ce concept.

Dans le cadre du pilotage de l'ensemble du système, l'IGB a exploité un réacteur EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) créé par le partenaire ACS-Umwelttechnik GMBH & Co. KG pour le prétraitement anaérobie des eaux usées municipales. Les impuretés organiques y ont été transformées en une source d'énergie, le biogaz, tout en conservant les nutriments nécessaires comme engrais pour les plantes du système hydroponique. Un système de contrôle global pour l'installation pilote permet aux différents modules de traitement des eaux usées et de production végétale de communiquer entre eux.

www.igb.fraunhofer.de/hypowave

L'objectif du projet Hydrofichi était de modifier les surfaces textiles à l'aide de matières premières renouvelables afin de remplacer les agents toxiques et nocifs pour l'environnement utilisés jusqu'à présent. Pour ce faire, un traitement hydrophobe des textiles à base de chitosane a été développé. Il est ainsi possible de remplacer les substances toxiques et à base de pétrole actuellement utilisées pour l'ennoblissement des textiles. Le Fraunhofer IGB et ses partenaires ont étudié comment cela peut fonctionner dans le cadre du projet HydroFichi : une technologie a été développée pour donner aux fibres les propriétés souhaitées à l'aide de processus biotechnologiques et de chitosan.

www.igb.fraunhofer.de/hydrofichi

Le temps est compté pour la protection du climat. Une solution consiste à utiliser le_CO2, un gaz à effet de serre, comme matière première pour les produits chimiques. Pour ce faire, l'Institut Fraunhofer pour la technologie des surfaces limites et des bioprocédés IGB a suivi une nouvelle voie avec des partenaires scientifiques et industriels dans le cadre du projet CELBICON financé par l'UE. En combinant une transformation électrochimique et biotechnologique, les chercheurs ont réussi à produire un colorant terpénoïde à valeur ajoutée à partir du gaz à effet de serre adsorbé dans l'air.

www.igb.fraunhofer.de/celbicon