Un système de biobatteries solaires et de sol produit de l'urée directement au champ

Décentraliser la synthèse d'engrais à la ferme

La production traditionnelle d'engrais azotés repose sur des infrastructures industrielles centralisées qui consomment de grandes quantités d'énergie fossile et nécessitent de vastes réseaux de distribution. Pour proposer une alternative, le projet CONFETI, coordonné par la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), a conclu trois ans de recherche en mettant en service une installation décentralisée au champ à Viladecans, en Espagne, comme le rapporte Autonomous University of Barcelona via Phys.org. Cette innovation agricole vise à synthétiser de l'urée, l'engrais azoté largement utilisé, à la demande, directement là où les agriculteurs cultivent.

« Le principal défi a été de faire passer l'appareil du laboratoire à un cadre agricole. Cela a été l'une des tâches les plus difficiles. »

— Gonzalo Guirado, professeur au département de chimie de la Universitat Autònoma de Barcelona

Comment les bactéries du sol et la lumière du soleil alimentent le réacteur

L'unité de terrain intègre trois composants technologiques interconnectés dans un seul schéma de fonctionnement, selon Autonomous University of Barcelona via Phys.org. Au cœur de l'installation se trouve un réacteur électrochimique qui convertit le dioxyde de carbone (CO2) et les nitrates en urée. Ce réacteur est alimenté par un dispositif énergétique hybride combinant des panneaux photovoltaïques solaires classiques et des biobatteries qui exploitent l'activité microbienne naturelle et la matière organique du sol pour produire de l'électricité. Un contrôleur électronique intégré équilibre les flux d'énergie issus des microbes du sol et des panneaux solaires pour maintenir la réaction, faisant progresser la durabilité environnementale des activités rurales.

Boucler le cycle de l'azote grâce à la récupération photochimique

Une étape complémentaire du système traite les ruissellements agricoles en transformant les nitrates non absorbés en matière première, comme le documente Autonomous University of Barcelona via Phys.org. L'installation comporte un réacteur photochimique qui utilise la lumière du soleil et un photocatalyseur récupérable pour réduire les nitrates présents dans les eaux de drainage agricole en ammoniac, un intermédiaire chimique essentiel à l'étape de formation de l'urée. En recyclant les nitrates que les cultures n'absorbent pas, le procédé limite la pollution des nappes phréatiques tout en supprimant la nécessité de transporter des produits chimiques dangereux vers les zones rurales.

Validation en conditions réelles et voie vers un déploiement commercial

Faire passer des dispositifs chimiques des chambres de laboratoire contrôlées à une exploitation agricole active pose d'importants défis d'ingénierie. Selon Autonomous University of Barcelona via Phys.org, le coordinateur du projet Gonzalo Guirado, professeur au département de chimie de l'UAB, a confirmé que le prototype fonctionnel a tourné en continu pendant les chaleurs de l'été et les fortes pluies de l'automne. Le consortium de recherche analyse actuellement les données de performance de l'essai de Viladecans afin d'identifier les goulets d'étranglement techniques et d'évaluer si la production d'engrais à la demande peut atteindre une viabilité économique commerciale.

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