La Co-Digestion des Déchets Textiles et Alimentaires Augmente les Rendements de Méthane

KNOXVILLE, TN, 20 octobre 2026 /24-7PressRelease/ -- La co-digestion anaérobie des déchets textiles avec les déchets alimentaires (DA) pourrait transformer deux flux de déchets problématiques en méthane renouvelable tout en réduisant l'enfouissement et l'incinération. Cette étude a examiné la mono- et la co-digestion de coton, de polycoton et de laine avec des DA dans des conditions mésophiles, en testant des ratios substrat/inoculum (S/I) de 0,5 et 1 et plusieurs ratios de mélange de matières premières. Elle a suivi le rendement en méthane, la biodégradabilité, la stabilité du processus et les effets synergiques. Cela importe car les déchets textiles sont difficiles à digérer seuls, tandis que les DA sont facilement biodégradables et riches en nutriments. Les résultats montrent que des ratios S/I plus faibles et des proportions plus élevées de DA ont généralement amélioré la production de méthane, mais la performance dépendait fortement du type de textile, de l'équilibre carbone-azote (C/N) et de l'indice de performance de co-digestion (C1).

Les déchets textiles sont générés à une échelle énorme, avec environ 92 millions de tonnes éliminées chaque année, pourtant l'enfouissement, l'incinération et le recyclage restent coûteux ou problématiques pour l'environnement. La digestion anaérobie (DA) peut convertir les déchets riches en matière organique en biogaz, mais la mono-digestion des textiles est limitée par des ratios C/N déséquilibrés, la kératine récalcitrante de la laine et le polyester non biodégradable dans les tissus mélangés. Ces matériaux peuvent ralentir l'hydrolyse, provoquer une acidification ou une inhibition par l'ammoniac et réduire la production de méthane. Les déchets alimentaires (DA) sont hautement biodégradables et riches en nutriments, ce qui en fait un co-substrat prometteur. Compte tenu de ces défis, des recherches approfondies sont nécessaires sur la manière dont la composition des textiles, les ratios S/I et les ratios de mélange avec les DA régissent la production de méthane et la stabilité du processus.

Des chercheurs de l'Université d'Auckland en Nouvelle-Zélande et de l'Université James Cook en Australie ont évalué la mono- et la co-digestion de coton, de polycoton et de laine avec des DA dans des réacteurs discontinus mésophiles. L'étude, acceptée le 3 juillet 2026 et publiée (DOI : 10.1007/s42768-026-00316-y) dans Waste Disposal & Sustainable Energy, a testé des ratios S/I de 0,5 et 1 et différents mélanges textile-DA et textile-textile. Elle a combiné des mesures de méthane, une modélisation cinétique avec un modèle de Gompertz modifié et des analyses chimiques et physiques du digestat. L'équipe a également calculé les valeurs C₁ pour identifier les effets synergiques ou antagonistes de la co-digestion.

Les rendements en méthane ont augmenté à mesure que le S/I diminuait. Parmi les textiles, le coton a obtenu les meilleurs résultats en mono-digestion, produisant 103 mL/g de solides volatils (SV) et atteignant 25,87 % de biodégradabilité à un ratio S/I de 0,5. La co-digestion avec les DA a généralement augmenté la production de méthane, et le rendement le plus élevé, 129,7 mL/g SV, provenait d'un ratio coton/laine de 6:1, qui avait un ratio C/N équilibré de 20,63. La synergie était la plus forte lorsque les DA représentaient plus de 80 % du mélange, en particulier avec le coton, où C1 dépassait 1. L'analyse cinétique a montré que davantage de DA raccourcissait les phases de latence et accélérait la production de biogaz ; le modèle de Gompertz modifié s'ajustait bien aux données. Par exemple, un mélange coton/DA de 1:4 atteignait 111 mL/g SV et environ 29 % de teneur en méthane, tandis qu'un mélange laine/DA de 1:1 ne produisait presque pas de méthane en raison de l'inhibition par l'ammoniac. En revanche, le polycoton et la laine ont montré des effets antagonistes (C1 _ 1). Le polyester, ou polyéthylène téréphtalate (PET), résistait à la dégradation, tandis que la structure de kératine de la laine limitait l'accès microbien. Les analyses post-digestion ont lié les mauvaises performances à des acides gras volatils (AGV) résiduels, à la demande chimique en oxygène soluble (DCOs) et à l'azote ammoniacal libre (FAN) au-delà des seuils inhibiteurs.

Les auteurs ont déclaré que les résultats offrent un principe opérationnel clair : la co-digestion est plus efficace lorsque les DA dominent le mélange et que le ratio C/N reste dans la fenêtre optimale. Ils ont indiqué que les mélanges riches en coton étaient particulièrement prometteurs, tandis que le polycoton et la laine nécessitent un prétraitement ou une séparation des fibres car le polyester et la kératine résistent à la dégradation microbienne. Ils ont ajouté que la modélisation cinétique aidait à expliquer pourquoi les DA raccourcissent les phases de latence et accélèrent la production de biogaz, et que C1 fournit un moyen simple de cribler les combinaisons de matières premières prometteuses avant la mise à l'échelle.

Pour les fabricants de textiles, les gestionnaires de déchets et les opérateurs de biogaz, l'étude suggère que la co-digestion des déchets textiles avec les DA peut améliorer les rendements en méthane, stabiliser les digesteurs et détourner les déchets de l'enfouissement. Les meilleurs résultats provenaient de l'optimisation du ratio S/I et de l'équilibre C/N, en particulier lorsque les DA dépassaient 80 % de la matière première. Des stratégies de prétraitement telles que l'hydrolyse thermique pour le coton et la laine, et des solvants respectueux de l'environnement pour séparer le polyester des tissus mélangés, pourraient améliorer davantage la digestibilité. La qualité du digestat compte également : la plupart des traitements de co-digestion produisaient du FAN dans les limites sûres pour les biofertilisants, bien que les mélanges de polycoton et de laine dépassaient les seuils inhibiteurs pour la DA.

Références
DOI
10.1007/s42768-026-00316-y

URL de la source originale
https://doi.org/10.1007/s42768-026-00316-y

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