Qu'est la méthanisation ?
C'est la fermentation anaérobie (en absence d'oxigéne) des matières organiques productrice, entre autres de méthane. De plus cela permet une dépollution des matières traitées, et une désodorisation qui est un atout important dans la cas de traitement des effluents venants des élevages.
Comment obtenir du méthane à partir de la biomasse ?
Le principe est simple, mais sa mise en pratique est plus compliqué si l'on veut une installation performante et rentable.
Il suffit de faire fermenter la matière organique en absence d'oxigène. La fermentation anaérobie peut se faire dans trois gamme de température :
- Psychrophiles : 15 à 25°
- Mésophiles : 25 à 45°
- Thermophiles : 55 à 65°
Le coeur du dispositif est le digesteur. Une cuve constitue le réacteur dans laquelle la matière à traiter est introduite soit de manière continue soit discontinue. Outre la cuve de fermentation l'installation comprend une régulation de température et un dispositif de stockage du gaz.
Les caractéristiques du biogaz :
C'est un mélange de méthane (CH4) combustible, de gaz carbonique (CO2) inerte et plus ou moins d'hydrogène sulfuré (H2S) et de vapeur d'eau. Les proportions dépendent des déchets traités.
CH4 de 50à 90%
CO2 de 10 à 40%
H2S de 0,0 à 0,1%
Valeur énergétique du biogaz :
Le pouvoir calorifique d'un combustible est la quantité de chaleur dégagée par la combustion compléte de l'unité de quantité de combustible. On appelle PCI le Pouvoir Calorifique Inférieur lorsque l'eau produite par cette combustion reste à l'état de vapeur. Le PCI du biogaz est proportionnel à sa teneur en méthane : 9,42 x 0,7 = 6,59 Kwh/m3 pour un biogaz à 70% de méthane, à 15°C et à pression atmosphérique normale. A titre indicatif 1 m3 de CH4 est equivalent à 1 litre d'essence.
Productivite :
Elle dépend fortement de la technologie employé. Les réacteurs de type chinois construits à plusieurs million d'exemplaires ont une productivite de 0,15 à 0,30 m3 de biogaz /m3 de digesteur / jour. Les installations industrielles de traitement d'ordures ménagéres (procédé Valorga) ont une productivité de 4,3 m3 de biogaz / m3 de digesteur / jour.
L'utilisation :
La combustion directe pour la production de chaleur. Il faut adapter les bruleurs aux caractéristiques du biogaz, pour alimenter au biogaz un bruleur atmosphérique réglé au gaz naturel, il faudra diminuer la pression d'alimentation et augmenter le diamètre des injecteurs.
L'utilisation comme carburant pour les moteurs après épuration. En 1992 plus de 745000 véhicules étaient équipés au méthane. Tous les types de véhicules peuvent être convertis au gaz. Dans la communauté urbaine de Lille des bus roulent au méthane produit par traitement des boues de décantation des eaux usées.
Bibliographie :
Le biogaz . Procédés de fermentation méthanique de Bertran de La Farge (Masson)