Les 5 modes de valorisation du biogaz


  • Production de chaleur : l’efficacité énergétique est intéressante si le besoin en chaleur des débouchés est assez important pour permettre de valoriser le maximum de l’énergie disponible. Cela nécessite également des débouchés à proximité pour limiter le transport coûteux de la chaleur ou du biogaz.
  • Production d’électricité : l’efficacité énergétique est plus faible (- 37 %) du fait du rendement énergétique de l’électricité se limitant, pour des moteurs, aux environs de 33 %.
  • Production combinée d’électricité et de chaleur, ou cogénération : c’est le mode de valorisation du biogaz le plus courant. En plus de l’électricité produite grâce à un générateur, de la chaleur est récupérée, principalement au niveau du système de refroidissement. La valorisation de cette chaleur nécessite un débouché à proximité.
  • Carburant véhicule : pour être utilisé en tant que carburant véhicule, le biogaz suit une série d’étapes d’épuration/compression. Cette valorisation s’est principalement développée en Suède et en Suisse. En France, l’opération pionnière de Lille permettra de mieux évaluer les aspects environnementaux de cette filière et les difficultés de mise en œuvre que ce soit d’ordre technique, économique, juridique. Elle peut être envisagée dans le cadre d’une flotte captive de véhicule (bus, bennes déchets, ...).
  • Injection du biogaz épuré dans le réseau de gaz naturel : Dans certains pays européens, l’injection du biométhane dans des réseaux dédiés ou non est plus usuelle : Suède, Allemagne, Suisse, Pays Bas, ...


Les


Principes



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Fonctionnement de la méthanisation

La méthanisation consiste à produire du méthane à partir des eaux usées, les boues de stations d’épuration, les déjections animales, les déchets de l’industrie agroalimentaire, les déchets ménagers, les ordures ménagères, les déchets agricoles. En effet, lorsque ceux-ci fermentent en anaérobie, les bactéries produisent du méthane en plusieurs procédés.

Tous ces déchets après avoir été transportés sur le site de méthanisation sont traités de manière à permettre une meilleure assimilation par les bactéries, certains prétraitements sont souvent nécessaires tels que :

  • Le tri,
  • Le broyage,
  • Le prétraitement thermique,
  • Le prétraitement chimique.

Ces déchets sont ensuite envoyés dans une fosse d'admission prévue pour un stockage de deux jours. Le sol de cette fosse est mouvant pour permettre aux déchets de tomber dans des "vis sans fin" pour les transporter vers l'unité de préparation. Les déchets liquides sont stockés dans une autre fosse, et sont emmenés par les camions spécialisés. Ils seront ensuite envoyés dans l'unité de préparation avec les déchets solides.

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Les deux sortes de déchets sont ensuite envoyés dans une cuve de mélange qui contient un agitateur, permettant l'homogénéisation. Une fois le produit prêt, tout cela sera envoyé dans l'endroit le plus important du procédé de méthanisation: le digesteur.

Les bactéries qui réalisent ces quatre étapes sont dans des conditions dites mésophiles, c'est à dire qu'elles se multiplient à des températures comprises entre 35 et 40 °C ;cette opération peut également être réalisée dans des conditions thermophiles, c'est à dire entre 60 et 75°C.

La fermentation dans le digesteur est la partie la plus délicate. En effet, outre les risques d’explosion, les quatre étapes de méthanisation, qui peuvent durer entre 40 et 75 jours, vont contribuer à la création de plusieurs types de bactéries dangereuses pour la santé. Il doit y avoir une surveillance du site 24/24.

La pression partielle du digesteur doit rester en dessous de 10-4 bars en phase gazeuse pour un maximum de sécurité. En cas de panne, et une pression trop élevée, une torche de secours doit théoriquement se déclencher pour brûler le surplus de gaz.

Ce procédé donne deux produits, le biogaz et le digestat (voir photos ci-dessous). Chacun est traité de manière durable. Le digestat est transféré dans une fosse de stockage de digestat à l’air libre contribuant aux nuisances olfactives pour y être stocké en attendant d’être valorisé = faire du compost !

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La Valorisation du digestat

La qualité du digestat, conditionnant sa valorisation agronomique, dépend de plusieurs facteurs :

  • La nature des déchets traités, notamment lorsqu’il s’agit de déchets ménagers,
  • L’efficacité des collectes sélectives : soit pour sélectionner les déchets fermentescibles, soit celles visant à écarter les « indésirables » pour la méthanisation : emballages à destiner au recyclage, et déchets spéciaux à un traitement dédié. L’efficacité des tris complémentaires en usine : l’affinage du digestat humide étant particulièrement délicat, il est préférable d’introduire un déchet sans indésirables dans le digesteur (risque de colmatage).

Après une éventuelle phase de maturation par compostage, les caractéristiques agronomiques et les paramètres d’innocuité du digestat sont généralement proches de celles d’un compost (ayant suivi uniquement un compostage aérobie).

Les différents types d'unités

En fonction des déchets traités et des situations, on peut distinguer les différents types d’unités suivantes :

  • A la ferme,
  • Collectif (à la ferme + autres déchets provenant de l’extérieur),
  • Centralisé (recevant des déchets de différentes origines, y compris agricole),
  • STEP (boue de stations d’épuration des eaux),
  • Industries agro-alimentaires (IAA),
  • Unités traitant des biodéchets (issus de collectes sélectives),
  • Unités de TMB traitant des déchets ménagers,
  • Installation de stockage de déchets non dangereux (ISDND).
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Un collectif de riverains opposés à l'implantation d'une unité de métthanisation en zone urbanisée.

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