Méthanisation

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Le contexte mondial de réchauffement climatique et de raréfaction des ressources énergétiques fossiles incite Etat et collectivités à agir en faveur d’un développement durable. Au croisement des problématiques déchets, énergie et agriculture, la méthanisation présente un intérêt majeur pour répondre aux enjeux environnementaux de ces trois thématiques.

 


La méthanisation un procédé d’origine naturelle

 

La méthanisation est un processus naturel anaérobie, c'est-à-dire qui se déroule en absence d’air (de dioxygène plus particulièrement). La dégradation de la matière organique par méthanisation entraîne la production d’un biogaz plus ou moins riche en méthane, et d’un digestat. Le méthane ainsi produit peut être valorisé à des fins énergétiques par un moteur à gaz ou une chaudière ou par injection dans le réseau de gaz naturel. Le digestat peut être utilisé comme amendement organique ou fertilisant.

 

Ce processus naturel se déroule en quatre étapes grâce à l’action successive de quatre populations de micro-organismes : l’hydrolyse, l’acidogénèse, l’acétogénèse et la méthanogénèse.


 

Applications

 

Les déchets traités par méthanisation peuvent être d’origine :

  • - Agricole : déjections animales, résidus de récolte, etc.
  • - Agro-industrielle 
  • - Municipale : fraction fermentescible des ordures ménagères, boues et graisses de station d’épuration, déchets verts

Tout projet de méthanisation commence par une étude de gisement afin de déterminer le potentiel énergétique disponible.

 

Ces déchets peuvent être traités séparément ou en mélange. En fonction de l’origine, la nature des déchets traités et de la quantité, il existe plusieurs types d’installation de méthanisation :

  • - Méthanisation à la ferme
  • - Méthanisation centralisée ou territoriale
  • - Méthanisation industrielle

 

 

 

Procédés de méthanisation

 

Il existe de nombreux procédés de méthanisation qui différent notamment par la qualité des déchets qu’ils sont susceptibles de traiter. On distingue couramment trois voies possibles en fonction de la nature et de la teneur en matière sèche du gisement :

  • - La voie liquide (MS < 10 %)
  • - La voie pâteuse
  • - La voie sèche ( MS de 20 à 50 %)

 

En fonction de la plage de température utilisée. Les procédés sont dits :

  • - Psychrophile (de 15 à 25°C)
  • - Mésophile (de 35 à 45°C)
  • - Thermophile  (de 50 à 65°C)

 

La méthanisation se déroule dans des cuves, appelées digesteurs, qui sont le plus souvent à culture libre mais il est aussi possible d’augmenter les performances par des technologies à cultures fixées plus adaptées aux effluents peu chargés.

En fonction du mode d’alimentation on distingue les procédés continus des procédés discontinus.

Les procédés en infiniment mélangé, par voie liquide ou pâteuse, en continu et mésophiles sont actuellement les plus répandus en France. Les procédés par voie sèche discontinus sont amenés à se développer.

 

 

Valorisation du biogaz

 

Le biogaz produit par la méthanisation peut être directement valorisé sur site en chaleur ou en électricité et chaleur par la cogénération. Il peut aussi être purifié pour produire du biométhane carburant ou injecté dans le réseau de gaz naturel.

 

Le choix d’un mode de valorisation est spécifique à chaque projet d’où l’importance de l’étude de faisabilité. Dans le cadre d’une valorisation par cogénération une bonne valorisation thermique est nécessaire pour garantir la réussite du projet.

 

L’arrêté du 19 mai 2011 fixe les tarifs d’achats de l’électricité issue du biogaz.

L’arrêté du 23 novembre 2011 fixe les conditions d’achats du biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel

 

 

Valorisation du digestat

 

Le digestat, second produit de la méthanisation, est composé de matière organique non biodégradable, de matières minérales et d’eau. En fonction des besoins  et des possibilités le digestat peut-être directement valorisé en épandage agricole ou traité. La valorisation du digestat est une étape à ne pas négliger dans un projet de méthanisation.


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Méthanisation et microalgues

 

La culture de microalgues se couple très bien avec les projets de méthanisation. D'une part pour des questions énergétiques car la méthanisation produit de la chaleur dont la production de microalgues a besoin et d'autre part parce que le digestat produit par la méthanisation peut servir de fertilisant pour les microalgues. Dans des projets de méthanisation où sont soulevées des problématiques d’épandage, la production de microalgues peut devenir un exutoire local.  

 

 

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