Les professeurs de la Faculté des sciences continuent de se distinguer en développant de nouvelles technologies innovantes, souvent en partenariat avec des entreprises locales et avec l'aide précieuse d'étudiants diplômés et de premier cycle. Une collaboration entre les professeurs Allyson MacLean et Alexandre Poulain, et la Dairy Distillery basée à Almonte, a conduit à des innovations majeures dans la production d'alcool et d'engrais, tout en respectant l'environnement grâce au recyclage des déchets laitiers.
L'industrie laitière utilise l'ultrafiltration pour filtrer le lait et créer la boisson que nous buvons. Cette technique de filtration utilise des gradients de pression ou de concentration pour séparer une solution à travers une membrane semi-perméable. Pendant le processus de filtration, le lactose, les vitamines et les minéraux (collectivement appelés perméat) sont séparés des protéines et des matières grasses du lait. Non utilisé dans le lait que nous buvons, le perméat riche en sucre est considéré comme un déchet pour l'industrie laitière et est don jeté. Pourtant, les déchets des uns sont les trésors des autres.
Fondée en 2018, Dairy Distillery est une entreprise innovante basée à Almonte, en Ontario, qui se concentre sur la production d'éthanol à teneur en carbone à partir de déchets laitiers. En collaboration avec Dairy Distillery, le prof. Poulain a identifié un microorganisme capable de fermenter le perméat de lait pour créer de l'éthanol. Après purification de cet éthanol, Dairy Distillery l'utilise pour fabriquer des boissons alcoolisées telles que la vodka et la liqueur de crème, et même du désinfectant pour les mains qui a été distribué aux hôpitaux d'Ottawa pendant la pandémie. Forte de ce succès, l'entreprise envisage de se lancer dans le bioéthanol (biocarburants) ; c'est-à-dire, fabriquer de l'éthanol à utiliser comme essence.
La fermentation du perméat de lait pour produire de l'éthanol génère un autre produit déchet, la vinasse de distillerie. Cette vinasse contient des métabolites secondaires de levure, des cellules de levure et est généralement riche en nutriments et en ions majeurs. La croissance de Dairy Distillery s’accompagne de la production et de l'accumulation de ce déchet.
Afin de transformer cette vinasse de distillerie en un engrais qui peut aider les plantes à pousser plus efficacement, le prof. Poulain et Dairy Distillery ont invité la prof. MacLean, biologiste végétale, à leur projet collaboratif. Les engrais contiennent de l'azote, du potassium et du phosphore, minéraux essentiels à la croissance des plantes. La vinasse de distillerie, riche en phosphore et en potassium, s'est révélée être un candidat idéal pour l'engrais. Financé par le programme conjoint des subventions Alliance du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et des subventions Collaborer pour commercialiser du Centre d’innovation de l’Ontario, ce projet ambitieux consistait à reformuler les déchets de vinasse pour les transformer en un engrais efficace, les détournant ainsi du flux de déchets vers une ressource utile.
À mesure que le projet progressait, la prof. MacLean et ses étudiants ont testé l'engrais sur différentes cultures comestibles telles que les concombres, les tomates et les poivrons. En utilisant des groupes contrôle (eau uniquement), un engrais conventionnel (miracle grow) et de la vinasse de Dairy Distillery, ils ont confirmé que la vinasse est excellente pour favoriser la croissance des plantes. Au cours de l'été 2022, l'équipe de la prof. MacLean a même appliqué de la vinasse sur le campus principal de l'Université d’Ottawa pour démontrer le succès de leur engrais, utilisant une zone dégagée sur la pelouse du complexe STIM qu'elle a ensemencée avec du gazon. Alors qu'une parcelle était arrosée uniquement avec de l'eau, l'autre était nourrie avec l'engrais à base de vinasse. Au milieu de l'été, l'herbe recevant l'engrais expérimental montrait une croissance significative par rapport à l'herbe recevant uniquement de l'eau.
De nombreuses questions subsistent quant aux avantages potentiels de l'application de l'engrais à base de vinasse pour améliorer la croissance des plantes. L'une des questions les plus importantes est de savoir si l'engrais à base de vinasse agit directement pour stimuler la croissance des plantes ou s'il favorise une prolifération bénéfique du microbiome végétal en apportant au sol les nutriments dont il a besoin, ce qui bénéficie ensuite à la croissance des plantes. Il est fort possible que les deux mécanismes s'appliquent !
Pour en savoir plus :
- Dairy Distillery(en anglais seulement)