Le Prix Francis Lebœuf du Meilleur Projet d’Études – Promotion entrants 2013 a été attribué à un groupe d’étudiants qui a travaillé sur la pile à combustible microbienne développée au Laboratoire Ampère :
Réalisation d’une pile à combustible microbienne intégrable dans des canalisations d’eaux usées
Le tuteur du projet était Naoufel Haddour.
Dans un esprit de développement durable, ce projet d’études s’intéresse à la production d’énergie à partir des bactéries des eaux usées. Le principe est de sélectionner des bactéries susceptibles de céder des électrons à une anode ce qui, combiné à la réduction du dioxygène de l’air sur les cathodes, fournit une tension récupérable. D’ailleurs, le titre du PE « Quand recycler rime avec électricité » tient à signifier que l’énergie se trouve tout autour de nous. La conception d’une pile à combustible microbienne qui doit pouvoir s’intégrer dans une canalisation d’eaux usées passe d’abord par une recherche sur l’état de l’art et sur le fonctionnement d’une telle pile ; ensuite, l’architecture et la structure de la pile sont pensées pour épouser la forme d’une canalisation. Après la fabrication de la pile, les résultats de la mise en eaux usées de la pile donnent une tension autour de 0,25 V et une puissance de 16 μW, suffisantes pour allumer une DEL ou pour alimenter des capteurs d’une station d’épuration. L’optimisation de son fonctionnement passe également par la recherche du meilleur rapport de surface entre l’anode et les cathodes, ici de 0,028. Enfin, les pertes de charge liées à la circulation des eaux usées sont aussi prises en compte. Finalement, l’analyse de tous ces résultats montre que la géométrie, notamment la distance anode/cathode, est adaptée mais indique aussi les points d’amélioration puisque le matériau utilisé pour l’anode, l’acier inoxydable, n’est pas optimal. La pile a trouvé d’autres opportunités de présentation à l’extérieur du laboratoire Ampère, à savoir le centre de recherche IRSTEA lié à la station d’épuration de la Feyssine et une exposition prévue à la Fête de la Science.