Économie circulaire projet : Les 5 étapes pour la récupération universelle de composés à haute valeur ajoutée

Le besoin croissant d’adopter des stratégies durables, intégrant les principes de l’économie circulaire et du zéro déchet, s’impose comme une priorité dans une société qui réclame un nouveau modèle économique. Le moment est idéal pour franchir une étape décisive. Dans cet article, nous présentons la stratégie durable dite « 5 phases du processus universel de valorisation » et des exemples concrets d’applications liées à l’économie circulaire projet dans l’industrie agroalimentaire.

Économie circulaire projet : Modèles socioéconomiques et disponibilité des ressources naturelles

La raréfaction des ressources naturelles , notamment de l’eau et des nutriments nécessaires à la production alimentaire — est étroitement liée à des problématiques environnementales majeures telles que le changement climatique. L’essor rapide du développement socioéconomique, soutenu par la croissance démographique, l’industrialisation intensive, la surconsommation et la dégradation de l’environnement, a conduit à une urbanisation massive et à une prospérité croissante. Cependant, cette progression exerce une pression croissante sur les ressources naturelles limitées de la planète.

Au cours du XXe siècle, la demande mondiale de matières premières a été multipliée par dix. Selon la Commission européenne, cette demande pourrait encore doubler d’ici 2030 par rapport à 2010. La pression sur l’eau, les aliments, l’énergie, les terres et les minéraux entraîne une dégradation rapide des ressources naturelles, impactant directement les activités économiques actuelles et futures.

Si les tendances actuelles persistent, la consommation mondiale de ressources pourrait dépasser la capacité de régénération de la planète de 75 % dès 2020, et de 100 % à l’horizon 2030. En d’autres termes, il faudrait « une seconde planète » pour répondre aux besoins humains. À titre d’exemple, la demande en phosphore pourrait largement excéder les réserves disponibles dès 2035, selon la Commission européenne.

Face à cette situation, les citoyens et les industriels réclament un nouveau modèle économique fondé sur une meilleure efficacité dans l’usage des ressources, l’allongement du cycle de vie des produits et la réduction des coûts de matières premières, en favorisant la réutilisation, la réparation et le recyclage. Comme l’a souligné la députée européenne Sirpa Pietikäinen : « Le bon éco-conception des produits inclut aussi la réparation, la réutilisation et le recyclage ».

Vers des stratégies plus durables : économie circulaire projet et zéro déchet

La transition vers des stratégies plus durables, s’éloignant du modèle de consommation linéaire au profit de solutions inspirées de l’économie circulaire projet, est aujourd’hui plus nécessaire que jamais. C’est le moment idéal pour adopter pleinement les principes de circularité et fixer des objectifs réalistes.

Dans l’industrie agroalimentaire, le chercheur Charis M. Galanakis et son équipe ont développé les « 5 phases du processus universel de valorisation », une approche testée à la fois dans la recherche académique et dans des applications industrielles, au sein de laboratoires, centres technologiques et entreprises spécialisées.

Cette stratégie durable vise à valoriser les composés à forte valeur ajoutée présents dans les eaux usées agroalimentaires, tels que le phosphore, l’azote, les acides organiques, les sucres, les composés bioactifs et certains métaux lourds.

1. Prétraitement macroscopique : adapter les propriétés de l’eau usée pour optimiser les étapes suivantes.

2. Séparation des macro- et micromolécules : isoler les composés cibles en tirant parti de leurs caractéristiques physico-chimiques (taille, structure, charge, hydrophobicité).

3. Extraction : concentrer et extraire les composés ciblés de la matrice liquide prétraitée.

4. Purification et isolement : éliminer les impuretés restantes pour obtenir des extraits de haute pureté adaptés à un usage industriel.

5. Formation de produits à haute valeur ajoutée : stabiliser et intégrer les composés récupérés dans des produits finis destinés aux utilisateurs finaux.

Cette approche structurée, en forme de « pyramide », permet de valoriser efficacement nutriments, composés bioactifs et métaux, tout en optimisant l’utilisation des technologies disponibles. Elle constitue un pilier essentiel des stratégies liées à l’économie circulaire projet et aux modèles de bioraffinerie.

Applications de l’économie circulaire projet dans l’industrie agroalimentaire

L’industrie agroalimentaire adopte de plus en plus des stratégies alignées sur l’économie circulaire projet, en particulier via la mise en place de bioraffineries et de systèmes innovants permettant la récupération de composés actifs pour le développement de nouveaux produits ou ingrédients.

Dans cette dynamique, les technologies avancées telles que l’extraction au CO₂ supercritique jouent un rôle clé dans la valorisation des ressources. Cette méthode permet d’extraire, de concentrer et de purifier des composés bioactifs de matrices liquides complexes, sans utiliser de solvants nocifs, tout en préservant leurs propriétés fonctionnelles et en respectant l’environnement.

Voici deux exemples emblématiques :

• Projet ALPEOCEL : mise en place d’une bioraffinerie de nanocellulose à partir de déchets d’oléiculture (alpeorujo), pour produire des polyphénols et fibres de cellulose réutilisables dans divers secteurs comme la papeterie, les plastiques, la cosmétique ou les fertilisants.

• Projet LIFE LEMNA : premier système européen de récupération de nutriments basé sur la culture de lentilles d’eau (Lemna) pour le traitement de lisiers porcins.

Ces projets, centrés sur l’économie circulaire projet, illustrent l’importance de la collaboration entre entreprises, qui fournissent des sous-produits, et centres technologiques, qui apportent les solutions scientifiques et technologiques nécessaires à leur valorisation industrielle.

Nous poursuivons nos efforts en développant des systèmes de récupération durable des nutriments et des composés valorisables issus des eaux usées agroalimentaires, en combinant des technologies de séparation physique (membranes) et des approches biologiques comme la culture de microalgues ou de lentilles d’eau, afin de renforcer les stratégies circulaires appliquées au secteur agroalimentaire.