Les racines des mangroves inspirent la refonte des conduites de gaz de décharge

Kennesha Garg, une étudiante de l'American High School de Fremont, en Californie, a conçu un nouveau tuyau de gaz d'enfouissement (LFG), qu'elle espère tester cet été dans un andain dans une installation de compostage.

Pour ses efforts jusqu'à présent, elle a remporté la première place au Symposium junior des sciences et des sciences humaines 2023 de l'Université de San Francisco dans la catégorie Sciences de l'environnement.

Garg dit qu'elle a passé une partie de son enfance en Inde, vivant dans des zones où se trouvent des décharges à proximité.

« Là où mes parents et moi vivions, il y avait des poches de décharges partout », dit-elle. «Cela m'a toujours dérangé à cause de la façon dont cela ternissait la beauté de l'endroit que j'aimais le plus. Et cela a aussi vraiment affecté ma santé et celle de ma famille.

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Lorsqu'elle était jeune, elle dit qu'elle se demandait pourquoi les déchets n'étaient pas mieux gérés et qu'elle avait appris au lycée le rôle que jouent les émissions de méthane et de dioxyde de carbone des décharges dans le changement climatique.

« J’ai décidé de m’attaquer à cette situation parce que cela me tenait tellement à cœur », dit-elle. "Je dois faire quelque chose à ce sujet en raison de la façon dont cela m'a affecté, moi et ma famille personnellement, et de la façon dont cela a affecté tant d'autres personnes dans le monde."

Inspirée par les racines des mangroves et l'idée du biomimétisme, Garg dit qu'elle a essayé de concevoir un système de canalisations de collecte LFG qui utilise une structure racinaire pour accéder à une plus grande zone de décharge que les canalisations standards.

«Quand j'ai découvert les mangroves, j'ai réalisé qu'elles correspondaient parfaitement à mon projet, car de nombreuses mangroves ont en fait des racines sous l'eau», explique-t-elle. "Ces racines ne reçoivent pas beaucoup d'oxygène, mais la mangrove a développé un système qui lui permet de transférer l'oxygène en prenant l'oxygène des feuilles, puis elle utilise des tissus sous pression pour transmettre cet oxygène à ces racines."

Elle dit que cela est similaire à la façon dont les systèmes de collecte LFG doivent aspirer le méthane et le dioxyde de carbone.

"L'élément d'aspiration est assez similaire aux systèmes d'aspiration des décharges actuelles où ils utilisent ces pompes à vide pour extraire le méthane, puis tout ce méthane et ce dioxyde de carbone sont envoyés vers une installation pour être convertis en énergie renouvelable", dit-elle. . "Mais c'est la forme de la tuyauterie elle-même que j'essayais de résoudre, car elle est très inefficace dans les décharges actuelles."

Alors qu'elle espère tester différentes formes et matériaux de tuyaux cet été dans une installation de compostage, Garg dit avoir recueilli des données. Elle a créé deux systèmes de décharge dans son jardin, l'un conçu de manière similaire aux systèmes de collecte LFG traditionnels et l'autre en utilisant son prototype imprimé en 3D qu'elle a conçu sur un logiciel de CAO.

"J'ai ajouté des déchets compostables à ces deux éléments, puis je les ai complètement scellés afin qu'aucun oxygène ne puisse pénétrer dans l'un ou l'autre", a-t-elle déclaré.

En testant la pression, la température du matériau compostable et la concentration de méthane dans les conteneurs de compost scellés, Garg affirme que le prototype du tuyau racinaire a pu extraire 91 pour cent des gaz générés dans le bac à compost, contre 54 pour cent en utilisant la structure de tuyau LFG traditionnelle.

Elle dit qu'elle étudie toujours le matériau utilisé dans le tube radiculaire, mais qu'elle envisage d'utiliser du polyéthylène haute densité, un matériau utilisé dans les décharges. Elle dit qu’elle espère en savoir plus sur le type spécifique de structure racinaire le plus efficace pour collecter les gaz cet été.

"Il y a évidemment un long chemin à parcourir avant que cela soit réellement mis en œuvre dans les décharges, mais j'ai l'intention de poursuivre ce projet dans mes études de premier cycle et de fin d'études, donc ce sera quelque chose qui me suivra pendant longtemps", a déclaré Garg. .

Elle a également contacté des experts en décharge pour obtenir des commentaires sur son idée et prévoit de les contacter à nouveau après avoir collecté les données d'une expérience à plus grande échelle dans une installation de compostage.