Business model 4 :
Récupération du carbone, de l’azote et du phosphore en station d’épuration
Carbon-Nitrogen-Phosphorus Recovery Wastewater Treatment Process for Sewage Plants
Le traitement des eaux usées représente environ 1 % de la consommation mondiale d’électricité et émet quelque 257 Mt CO₂-équivalent par an. Le passage à l’échelle de Bloomo transforme le coût de traitement en récupération de ressources et fixation du carbone, selon quatre couches : moins d’aération, fixation du CO₂, récupération de l’azote et du phosphore, atténuation du N₂O.
Contexte, produit, perspectives
Contexte
Le traitement des eaux usées représente environ 1 % de la consommation mondiale d’électricité et émet quelque 257 Mt CO₂-équivalent par an. L’aération à elle seule consomme 50–60 % de l’énergie totale, et l’élimination de l’azote génère du N₂O, dont le PRG atteint 273.
Produit
Bloomo for Sewage s’intègre aux procédés de traitement existants. Il réunit l’apport d’oxygène par photosynthèse, la fixation du CO₂ et l’assimilation du NH₄⁺ en acides aminés, en visant des rendements d’élimination > 90 % pour l’azote et > 90 % pour le phosphore.
Perspectives
Déployé par licence auprès d’entreprises d’infrastructure et de collectivités. Nous visons la conformité à la directive-cadre européenne sur l’eau, la création de crédits carbone et une évolution vers le Water as a Service.
Utilisateurs et produit
USER
Collectivités et entreprises d’infrastructure
- Consommation énergétique élevée du traitement des eaux usées
- Obligation de quantifier et de réduire les émissions de N₂O et de CH₄
- Azote et phosphore mis au rebut, avec un risque d’épuisement
- Décarbonation lors du renouvellement d’installations vieillissantes
PRODUCT
Bloomo for Sewage
Un procédé algal intégré, compatible avec les installations existantes
- La photosynthèse en substitution de l’énergie d’aération
- Fixation directe du CO₂ des fumées
- Azote valorisé par assimilation du NH₄⁺ en acides aminés
- Atténuation du N₂O par ajout de biochar
Technologies clés et atouts
Moins d’énergie d’aération
L’apport d’oxygène par photosynthèse se substitue en partie à l’O₂ fourni aux bactéries aérobies
Fixation directe du CO₂
Capte le CO₂ des fumées industrielles ; 1 t de biomasse ≈ 1,83 t CO₂ fixé
Récupération N et P
NH₄⁺ assimilé en acides aminés et protéines. > 90 % avec PBR+MPBR
Atténuation du N₂O
L’ajout de biochar réduit les émissions de N₂O de la dénitrification microbienne
Faire du traitement des eaux usées une récupération de ressources et une fixation du carbone
Le traitement des eaux usées est une infrastructure indispensable à la santé publique ; il représente pourtant environ 1 % de la consommation mondiale d’électricité[1] et émet quelque 257 Mt CO₂-équivalent de gaz à effet de serre par an[2]. L’aération à elle seule consomme 50–60 % de l’énergie totale[3], et l’élimination de l’azote génère du N₂O (PRG 273)[4][5]. Le passage à l’échelle de Bloomo propose une conception de procédé qui transforme cette structure de coût en récupération de ressources et fixation du carbone.
PROBLEM Les problèmes structurels du traitement classique
Forte consommation d’énergie et émissions de CO₂
L’aération absorbe 50–60 % de l’électricité consommée par le procédé à boues activées. Le secteur mondial du traitement des eaux usées représente environ 1 % de la consommation d’électricité et devrait croître de 20 % d’ici 2030.
Références : [3][6][7]
Émissions de N₂O
Une nitrification et une dénitrification incomplètes produisent du N₂O — un gaz à effet de serre extrêmement puissant, de PRG à 100 ans égal à 273, dont le facteur d’émission varie fortement d’une installation à l’autre.
Références : [4][5][8]
Azote et phosphore mis au rebut
La nitrification et la dénitrification rejettent l’azote dans l’atmosphère sous forme de N₂. Le phosphore n’est pas davantage valorisé lors de l’élimination des boues, et une ressource stratégique finie est perdue.
Références : [9]
SOLUTION Quatre couches remplacées par Bloomo
Réduire l’énergie d’aération
L’apport d’oxygène par photosynthèse se substitue en partie à l’oxygène fourni aux bactéries aérobies. Dans des systèmes de co-culture algues–boues activées, des travaux ont atteint une élimination de 86 % de l’azote, 70 % du phosphore et 99 % de la DCO.
Références : [10]
Fixation directe du CO₂
Par photosynthèse, les microalgues fixent environ 1,83 tonne de CO₂ par tonne de biomasse. Le CO₂ peut aussi être fourni en forte concentration depuis les fumées, et sur les sites accolés à une usine, même des fumées contenant des NOx/SOx sont exploitables.
Références : [11]
Récupérer l’azote et le phosphore
Le NH₄⁺ est assimilé par les algues en acides aminés et en protéines. En associant PBR et MPBR, plusieurs travaux ont atteint des rendements d’élimination supérieurs à 90 % pour l’azote et à 90 % pour le phosphore. La biomasse récupérée alimente les filières aliments et engrais.
Références : [12][13]
Vers la valorisation de la biomasse récupéréeAtténuer les émissions de N₂O
Les zones humides construites additionnées de biochar réduisent nettement les émissions de N₂O selon plusieurs rapports. Renvoyer vers le procédé du biochar issu de la biomasse récupérée par Bloomo devrait réduire davantage les émissions globales de GES.
Références : [14][15]
System Architecture Comparison
BENCHMARK Indicateurs de performance (objectifs, en cours de validation)
| Indicateur | Procédé classique | Bloomo intégré (objectif) |
|---|---|---|
| Élimination de l’azote | 60–85 % | > 90 % |
| Élimination du phosphore | 40–70 % (avec ajout de réactifs) | > 90 % |
| Part de l’énergie due à l’aération | 50–60 % du total | Marge de réduction importante (substitution partielle) |
| Facteur d’émission de N₂O | 1,01 % kg N₂O-N/kg NT (médiane) | Conçu pour l’atténuation |
| Fixation du CO₂ | Aucune (source d’émission) | 1 t de biomasse → 1,83 t CO₂ |
Note : les valeurs du procédé intégré Bloomo sont des objectifs en cours de validation. Il n’existe pas encore de mise en œuvre à grande échelle ; la démonstration se poursuit au titre de la deuxième phase (Scale Up).
BUSINESS Modèle de licence
Bloomo for Sewage est déployé selon un modèle de licence avec des entreprises d’infrastructure et des collectivités. Les chiffres détaillés sur les clients visés et la taille du marché figurent dans des documents confidentiels.
- ▸ Le package technologique Algal Bloom Capture (bibliothèque de souches, protocoles de culture, savoir-faire de pilotage par IA)
- ▸ Bloomo Cloud Service (supervision à distance et optimisation)
- ▸ Modèles de collaboration avec les partenaires (entreprises d’infrastructure, collectivités)
ROADMAP Feuille de route
- 1. Cash Cow : démontrer la performance par les canaux commerciaux — vente de Bloomo aux exploitants aquacoles et aux écloseries
- 2. Scale Up : démontrer le TRL9 avec des entreprises d’infrastructure et de grands groupes halieutiques (phase actuelle)
- 3. Water as a Service : basculer vers un modèle de licence, se conformer à la directive-cadre européenne sur l’eau et s’intégrer à l’économie du carbone
References
- Maktabifard M., et al. Achieving energy neutrality in wastewater treatment plants. Rev. Environ. Sci. Bio/Technol., 2018, 17, 655–689. DOI →
- The Carbon Footprint of Wastewater Treatment Plants (estimate of about 257 MtCO₂eq). Cambi →
- Pathways to a net-zero-carbon water sector through energy-extracting wastewater technologies. npj Clean Water, 2022, 5, 49. DOI →
- Kampschreur M.J., et al. Nitrous oxide emission during wastewater treatment. Water Research, 2009, 43(17), 4093–4103. PMC →
- Stylianou M., et al. Factors Affecting N₂O Emissions from Activated Sludge WWTP — A Review. Resources, 2023, 12(10), 114. DOI →
- Mizuta K., Shimada M. Benchmarking energy consumption in municipal WWTPs in Japan. Water Science and Technology, 2010, 62(10), 2256–2262. DOI →
- (see ref. 3) npj Clean Water (2022), 5, 49.
- Song C., et al. Oversimplification and misestimation of nitrous oxide emissions from WWTPs. Nature Sustainability, 2024, 7, 1348–1358. DOI →
- Mayer B.K., et al. Total Value of Phosphorus Recovery. Environ. Sci. Technol., 2016, 50(13), 6606–6620. DOI →
- Microalgae-based wastewater treatment: Mechanisms, challenges, recent advances. PMC: PMC9557874. PMC →
- Application of microalgae in wastewater treatment with special reference to emerging contaminants. Frontiers in Analytical Science, 2024. DOI →
- Luo Y., et al. Microalgae-Enabled Wastewater Remediation and Nutrient Recovery through MPBR. PMC9660067. PubMed →
- Phosphorus removal from wastewater by microalgal cultivation in PBRs: a systematic review and multivariate analysis. Environ. Monit. Assess., 2025. DOI →
- Zhou X., et al. Pathways and biological mechanisms of N₂O emission reduction by adding biochar in constructed wetlands. 2023. DOI →
- Zhang Y., Zhang Z., Chen Y. Biochar Mitigates N₂O Emission of Microbial Denitrification. Environ. Sci. Technol., 2021, 55(12), 8068–8078. DOI →
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