La méthanisation : Energie renouvelable et cycle de la matière organique
La méthanisation est un processus de stabilisation des matières organiques par dégradation. Ce processus est réalisé, comme pour le compostage, par des micro-organismes mais en milieu anaérobie (en absence d’oxygène).
Il s’agit d’un processus présent naturellement dans les marais, les lacs, etc. En remplissant certaines conditions, on accélère ce traitement anaérobie. Ainsi, le digesteur doit être étanche à l’air et thermiquement isolé. De plus, le contrôle de la température, du pH et encore du rapport C/N sont des éléments permettant le bon déroulement du traitement. Le processus de méthanisation se déroule en trois phases distinctes : l’hydrolyse, l’acétogénèse et la méthanogénèse.
Le traitement anaérobie permet la dégradation des déchets organiques en trois fractions distinctes : le biogaz, le digestat (fraction solide), le lixiviat.
Méthanisation et énergie renouvelable
Ce traitement anaérobie permet donc une production d’énergie renouvelable avec les utilisations possibles du biogaz capté.
Celui ci est composé à 60 % de méthane et à 33 % de CO². Des écarts de composition s’expliquent par la provenance du biogaz. Ainsi, un gaz issu des ordures ménagères contiendra moins de méthane que lorsqu’il résultera de boues de station d’épuration ou de lisier. L’utilisation du biogaz produit n’est possible qu’après épuration. Il s’agit notamment d’enlever les traces d’eau, de soufre et de divers éléments présents dans le biogaz. Le niveau d’épuration devra être plus ou moins intense selon l’utilisation choisie. Le méthane est valorisable par l’utilisation en chaudière (pour un réseau de chaleur par exemple), pour la production d’électricité ou l’exploitation en tant que carburant.
La chaleur : il s’agit de la méthode la plus ancienne de valorisation du biogaz présentant l’avantage de ne pas nécessiter une épuration très poussée. La chaleur peut être utilisée à des fins industrielles (comme l’alimentation d’un four industriel) ou pour le chauffage de bâtiments publics.
L’électricité : la production d’électricité peut être réalisée grâce à une turbine à vapeur placée dans le prolongement d’une chaudière au biogaz. On peut aussi choisir la production d’électricité grâce aux moteurs à gaz ou turbine à gaz. La production d’électricité se fera par un alternateur. La cogénération permet de coupler la récupération de l’énergie thermique et électrique.
Le carburant : les contraintes d’épuration du biogaz sont beaucoup plus importantes pour la production de carburant. En effet, le biogaz utilisé doit être constitué au minimum à 96 % de méthane. Il doit également être compressé. Néanmoins, ce recours au biogaz comme carburant permet une alternative renouvelable aux énergies fossiles.
Méthanisation et cycle de la matière organique
Le digestat obtenu par la méthanisation se valorise en compost après maturation. Comme tous les composts, il permet l’amélioration de la structure, de la stabilité et de la porosité des sols ainsi que la libération des nutriments qui alimentent les plantes. Il peut être destiné à la culture en plein champ ou encore à d’autres secteurs tels que l’horticulture ou la viticulture. Les utilisateurs de compost sont multiples : les agriculteurs, les collectivités, les stations des sports d’hiver (pour végétaliser les pistes de ski), les particuliers.
Les étapes de valorisation d’une unité de méthanisation
· Le pré-traitement : Il s’agit de l’étape entre la réception des déchets et le traitement anaérobie à proprement parler. Il s’avère nécessaire de rejeter les indésirables, d’homogénéiser le substrat, etc.
· La méthanisation :
De multiples techniques et variantes sont possibles et elles vont être choisies en fonction de trois critères spécifiques aux déchets traités.
la siccité des déchets entrants
la température du digesteur.
la circulation du substrat.
· Le traitement des fractions produites : Le processus de méthanisation permet la production de trois factions différentes : le biogaz, le digestat et le lixiviat. Le biogaz et le digestat nécessitent un traitement préalable