À propos de Mi-Hy
Comment ça marche ?

Le Mi-Hy (Microbial Hydroponics) est un système circulaire dans lequel des microbes traitent les eaux usées et les recyclent en électricité et en engrais pour la croissance des plantes. Il se compose de deux parties principales :
1. Un module de pile à combustible microbienne (PCM) avec des bactéries auquel les eaux usées sont ajoutées ;
2. Une installation hydroponique dans laquelle des plantes poussent dans de l'eau traitée avec la MFC contenant des éléments récupérés et de la lumière alimentée par les MFC.
Qu'est-ce qu'un MFC ?

Les piles à combustible microbiennes (PCM) utilisent des microbes vivants pour convertir l'énergie chimique stockée dans la matière organique en énergie électrique. Elles se composent de compartiments d'anode et de cathode avec une membrane semi-perméable entre les deux :
Dans le compartiment anodique, les micro-organismes oxydent des composés organiques dans des conditions anaérobies, libérant des électrons et des protons. Les électrons sont collectés par le matériau de l'anode et transportés via un circuit externe, tandis que les protons et/ou les ions chargés positivement migrent en interne à travers la membrane. À la cathode, les électrons et les protons se recombinent avec l'oxygène pour former de l'eau, complétant ainsi le cycle redox.
Qu'est-ce que l'hydroponie ?
L'hydroponie est une méthode de culture sans sol qui permet de cultiver des plantes dans une solution à base d'eau et riche en nutriments, utilisant souvent des substrats inertes (comme la fibre de coco ou la perlite) pour un soutien mécanique.
Les piles à combustible microbiennes (MFC) ont un large éventail d'applications potentielles, notamment : * **Traitement des eaux usées :** Les MFC peuvent être utilisées pour traiter les eaux usées ménagères et industrielles, en éliminant les polluants organiques tout en produisant de l'électricité. Cette approche à double usage est particulièrement attrayante pour les zones où les ressources énergétiques sont rares. * **Production d'énergie dans des environnements isolés :** Les MFC peuvent fournir une source d'électricité durable et renouvelable pour les zones rurales, les régions éloignées ou les zones sinistrées où l'accès au réseau électrique est limité ou inexistant. Elles peuvent alimenter des dispositifs de faible puissance tels que des capteurs, des systèmes d'éclairage LED ou des chargeurs de téléphone. * **Biocapteurs :** Les microbes présents dans les MFC peuvent être utilisés pour détecter et quantifier une variété de substances dans l'environnement, telles que des polluants, des toxines ou des biomarqueurs. Changements dans le courant électrique produit par la MFC peuvent indiquer la présence et la concentration de ces substances. * **Réacteurs bioélectrochimiques :** Les MFC peuvent être intégrées dans des processus de bioréation plus larges pour réaliser des réactions électrochimiques spécifiques à l'aide de microbes. Cela peut inclure la production de produits chimiques, la dégradation de composés réfractaires ou la capture de dioxyde de carbone. * **Nettoyage des sols contaminés :** Les MFC peuvent être utilisées pour stimuler la dégradation microbienne des polluants organiques dans les sols contaminés, accélérant ainsi le processus de remédiation tout en produisant une petite quantité d'électricité. * **Désalinisation de l'eau :** Bien qu'encore à un stade de recherche, des travaux sont en cours pour explorer l'utilisation des MFC dans des processus de désalinisation, potentiellement en combinant la production d'énergie avec l'élimination du sel. * **Surveillance environnementale :** Les MFC peuvent être déployées sur le terrain pour surveiller en temps réel la qualité de l'eau et les conditions environnementales, fournissant des données continues sur la présence de polluants grâce à leur capacité de réponse électrique. Il est important de noter que la plupart de ces applications sont encore au stade de recherche et développement, et que l'efficacité, la rentabilité et l'évolutivité des MFC font l'objet d'efforts continus pour les rendre commercialement viables.
Bien que chaque CMF produise une faible puissance, les unités individuelles peuvent être connectées en série pour augmenter la tension, en parallèle pour amplifier le courant et en combinaison, permettant des configurations sur mesure pour différentes utilisations. Un petit réseau d'environ dix cellules suffit à alimenter des appareils à faible consommation d'énergie tels que des capteurs environnementaux, des microcontrôleurs, des nœuds de communication LoRa et des LED pour un fonctionnement continu à très faible consommation.
Les grosses batteries peuvent être utilisées pour l'éclairage autonome dans les zones reculées : comme dans cette école en Ouganda.
Combien d'énergie les MFC produisent-elles ?
La performance des unités individuelles dans les laboratoires atteint 0,5 V, cependant le rendement varie en fonction des dimensions et des matériaux utilisés. Généralement, les MFC sont connectés en plusieurs rangées de 20 à 24 unités qui peuvent alimenter des appareils ou des lumières – voir notre partenaire collaboration avec le festival de Glastonbury.
Qu'est-ce qui se trouve dans les eaux usées traitées par la MFC ?
Alors que les eaux usées sont digérées par des bactéries et que les protons traversent la membrane, le catholyte s'accumule dans la chambre cathodique. Il contient de l'eau traitée et des composés organiques recyclés – principalement de l'azote, du potassium et du phosphate. Nos tests ont montré que les piles à combustible microbiennes fabriquées en laboratoire filtrent efficacement les agents pathogènes et les microplastiques.
Comment un système Mi-Hy peut-il être intégré et qui peut le construire ?
Les éléments du système Mi-Hy (modules MFC, culture hydroponique) étant modulables, son champ d'application est très vaste : cela va de l'agriculture à échelle industrielle alimentée par les eaux usées municipales jusqu'à un jardin communautaire ou un système domestique DIY.
Alors que Mi-Hy se concentre sur l'optimisation des piles à combustible microbiennes (MFC), la recherche du meilleur mélange de bactéries et l'ajustement de l'hydroponie pour répondre à la santé des plantes et atteindre la plus haute efficacité énergétique, nous fournissons également Tutoriels DIY pour les créateurs. En utilisant des matériaux accessibles et sans nécessiter d'équipement de laboratoire spécial, ils garantissent que notre technologie touche tout le monde, ouverte à de nouvelles modifications et configurations.
Pour en savoir plus sur Mi-Hy, explorez les pages sur nos objectifs, notre méthode de circularité et notre approche interdisciplinaire.


