C’est une découverte clé dans les efforts visant à identifier des alternatives plus durables aux engrais largement utilisés qui contribuent à la pollution de l’eau. Leurs niveaux élevés d’azote et de phosphore peuvent stimuler la croissance des algues, ce qui peut menacer nos sources d’eau potable.

L’urine contient de l’azote, du phosphore et du potassium, des nutriments essentiels dont les plantes ont besoin pour se développer. Aujourd’hui, les systèmes de traitement municipaux n’éliminent pas totalement ces nutriments des eaux usées avant qu’ils ne soient rejetés dans les rivières et les ruisseaux. Dans le même temps, la fabrication d’engrais synthétiques est coûteuse et gourmande en énergie.

U-M dirige le plus grand consortium de chercheurs du pays qui explore la technologie, les exigences des systèmes et les attitudes sociales associées aux engrais dérivés de l’urine.

Au cours des dernières années, le groupe a étudié l’élimination des bactéries, des virus et des produits pharmaceutiques dans l’urine afin d’améliorer la sécurité des engrais dérivés de l’urine.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont montré que la pratique du « vieillissement » de l’urine recueillie dans des récipients scellés sur plusieurs mois désactive efficacement 99% des gènes résistants aux antibiotiques présents dans les bactéries dans l’urine.

« Sur la base de nos résultats, nous pensons que les micro-organismes dans l’urine décomposent très rapidement l’ADN extracellulaire dans l’urine », a déclaré Krista Wigginton, professeure agrégée de génie civil et environnemental à l’U-M, et auteur correspondant d’une étude publiée aujourd’hui dans Environmental Science and Technology.

« Cela signifie que si les bactéries dans l’urine recueillie sont résistantes aux antibiotiques et que les bactéries meurent, comme elles le font lorsqu’elles sont stockées dans l’urine, l’ADN libéré ne posera pas de risque de transfert de résistance aux bactéries dans l’environnement lorsque l’engrais est appliqué. »

Des recherches antérieures ont montré que de l’ADN résistant aux antibiotiques peut être trouvé dans l’urine, ce qui soulève la question de savoir si les engrais qui en sont dérivés pourraient supporter cette résistance.

Les chercheurs ont collecté l’urine de plus de 100 hommes et femmes et l’ont stockée pendant 12 à 16 mois. Pendant cette période, les niveaux d’ammoniac dans l’urine augmentent, abaissant les niveaux d’acidité et tuant la plupart des bactéries que les donneurs ont rejetées. Les bactéries des infections des voies urinaires présentent souvent une résistance aux antibiotiques.

Lorsque l’ammoniac tue les bactéries, elles déversent leur ADN dans la solution. Ce sont ces fragments d’ADN extracellulaires que les chercheurs ont étudiés pour voir à quelle vitesse ils se décomposeraient.

L’urine est utilisée comme engrais pour les cultures depuis des milliers d’années, mais a été examinée de plus près ces dernières années comme un moyen de créer une économie circulaire des nutriments. Il pourrait permettre la fabrication d’engrais de manière plus écologique, réduire l’énergie nécessaire à la gestion des nutriments dans les usines de traitement des eaux usées et créer des sources d’engrais localisées.

« Il y a deux raisons principales pour lesquelles nous pensons que l’engrais urinaire est la voie de l’avenir », a déclaré Wigginton. « Notre système agricole actuel n’est pas durable et la façon dont nous traitons les nutriments dans nos eaux usées peut être beaucoup plus efficace. »

Dans leur travail en cours, l’équipe U-M-lead se dirige vers des milieux agricoles.

« Nous faisons des expériences sur le terrain pour évaluer les technologies qui transforment l’urine en un engrais sûr et durable pour les cultures vivrières et d’autres plantes, comme les fleurs. Jusqu’à présent, nos résultats expérimentaux sont assez prometteurs « , a déclaré Nancy Love, professeure au Borchardt and Glysson Collegiate et professeure de génie civil et environnemental à l’U-M.

La recherche a été financée par la National Science Foundation.