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FONCTIONNEMENT DE LA FILIÈRE MÉTHANISATION

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Entrée des matières solides

Géomembrane

Plancher

Agitateur

Matériel de construction

Isolant

Entrée des matières liquides

Revètement

Réseau de chaleur

Sortie du biogaz

Hublot de contrôle visuel

Soupape de sécurité

Poteau central

 

 

 

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La méthanisation est un procédé qui consiste à introduire des matières organiques dans une cuve, appelée digesteur ou méthaniseur, en absence d’oxygène (milieu dit anaérobie) et en présence de bactéries, le tout à des températures qui varient selon les procédés mais sans excéder 60°C. Dans ces conditions, les bactéries dégradent la matière organique et produisent du biogaz.

Les méthodes de méthanisation

Il existe différentes techniques de méthanisation en fonction des matières organiques utilisées et de leur taux de matière sèche. La méthode la plus utilisée en France est la voie humide, aussi appelée voie « infiniment mélangée » ou voie « liquide ». Elle est utilisée pour les matières organiques ayant un taux de matière sèche inférieur à 20 %, comme par exemple les lisiers et les fumiers. La matière organique se présente alors principalement sous forme liquide et est mélangée en continu à l’aide d’un agitateur dans le digesteur.

Pour les intrants ayant un taux de matière sèche de l’ordre de 30 %, on utilise la méthode de méthanisation par voie sèche. On distingue la voie sèche discontinue et la voie sèche continue en fonction de la nature des matières organiques introduites.

En ce qui concerne les Installations de Stockage des Déchets Non Dangereux (ISDND), la méthanisation n’est pas réalisée dans des digesteurs mais s’opère naturellement dans les casiers où sont enfouis les déchets. En effet, les conditions du milieu (absence d’oxygène et chaleur) permettent aux bactéries de réaliser la digestion anaérobie de la matière organique présente. Dans ce cas, le biogaz est capté par des réseaux de tuyaux enterrés et ramené à la surface pour être valorisé, ou, à défaut, détruit par voie thermique en torchère. Il n’y a pas de production de digestat.

Le biogaz produit, au sein des installations dites de méthanisation, a des teneurs en méthane plus élevées, de 55 à 75 %, que celui issu du captage de biogaz fatal en ISDND.

Le biogaz est composé à environ 60 % de méthane, 40 % de CO₂ et de quelques autres éléments ou traces (H₂S, N₂, H₂O, NH₃, etc.). L’épuration du biogaz consiste à éliminer les molécules indésirables telles que le sulfure d’hydrogène H₂S et le CO₂ afin d’augmenter la teneur en méthane du biogaz pour produire du biométhane. Les composés mineurs (COV, H₂O, NH₃) sont traités par charbon actif en amont de l’épurateur. Etant plus riche en méthane (96 %), le biométhane possède une densité énergétique supérieure à celle du biogaz et équivalente à celle du gaz naturel. Les gaz éliminés se retrouvent dans l’évent (off gas), un gaz composé majoritairement de CO₂ mais contenant également du méthane non extrait et des impuretés. Il s’agit donc d’un gaz chargé qui doit être traité par oxydation thermique ou sur biofiltre afin d’éviter une pollution de l’atmosphère.

 

Remarque : Le CO₂ ainsi récupéré peut être valorisé par certaines installations pour être vendu comme CO₂ dans l’industrie agro-alimentaire, mais cela exige un traitement particulier coûteux.

Il existe différentes technologies d’épuration du biogaz pouvant être regroupées par familles de procédés :

• Adsorption : les éléments indésirables se fixent sur la surface d’une membrane permettant leur élimination.
• Absorption : le lavage à l’eau, l’absorption physique et l’absorption chimique par des solvants organiques sont trois méthodes d’élimination des éléments indésirables.
• Séparation membranaire à basse pression : le biogaz passe à l’intérieur d’un filtre laissant passer le méthane mais retenant les éléments indésirables.
• Epuration cryogénique : cette technologie en est encore au stade de l’expérimentation et consiste en une séparation basée sur une différence des points d’ébullition des molécules. A -165 °C, le méthane et le CO₂ se liquéfient, ce qui permet d’extraire le méthane d’un côté et les autres molécules de l’autre.

Le biométhane, comme le gaz naturel fossile, est un combustible incolore et inodore. Afin d’identifier de potentielles fuites de gaz et de limiter les risques d’explosion, le biométhane est odorisé avant son injection dans le réseau de gaz. On utilise pour cela le tétrahydrothiophène (THT), un composé incolore et inflammable dont l’odeur de soufre est caractéristique.

Méthanisation, la logique d'une économie circulaire

La filière de la méthanisation s’inscrit dans une logique de territoire et d’économie circulaire, agricole et locale : valorisation locale des déchets, contribution à la résilience du tissu agricole et agroalimentaire, décarbonation des secteurs énergétique et agricole, retour au sol du digestat comme matière fertilisante naturelle, création d’emplois locaux, source d’innovation, etc. Les gaz renouvelables, produits localement, participe également à l’indépendance énergétique de notre pays en se substituant à des énergies fossiles importées.

Découvrir la méthanisation en vidéo :