Principe de méthanisation : flux métabolique et microbiologie
Traitement anaérobie des effluents industriels liquides

La digestion anaérobie ou méthanisation est un processus biologique naturel qui, réalisé au sein de procédés maîtrisés, permet de traiter efficacement la pollution organique et de produire du biogaz dont le composé majoritaire, le méthane, peut être valorisé énergétiquement sous forme d’électricité, de chaleur, de GNV ou être injecté dans le réseau de gaz naturel. Appliquée d’abord à la valorisation des sous-produits d’élevage, la méthanisation est aujourd’hui largement utilisée pour l’épuration et la valorisation des effluents industriels chargés en matière organique.

La méthanisation transforme la matière organique, sous forme soluble ou solide, conduisant à la formation de biogaz, mélange gazeux composé principalement de méthane (CH₄) et de dioxyde de carbone (CO₂). Elle est réalisée en absence d’oxygène par une communauté microbienne diverse dans des écosystèmes naturels variés : les sédiments marins et d’eau douce, les tractus digestifs d’animaux, les décharges, les sols, etc. Elle est notamment à l’origine de phénomènes spontanés tels que les feux follets ou les émissions de gaz des marais.

Le biogaz issu de la méthanisation est un mélange inflammable qui peut contenir, en plus du CH₄ (50 à 70 % en volume) et du CO₂ (25 à 45 % en volume), des quantités variables de vapeur d’eau, de H₂S et de traces d’H₂ et d’autres composés minoritaires.

Valorisé, le biogaz est une source d’énergie renouvelable dans la mesure où il est issu de matières organiques d’origine végétale ou animale, dont les cycles de renouvellement sont courts. Utilisée au service de l’Homme, la méthanisation s’avère être un outil efficace de réduction des pollutions organiques et de production d’énergie.

Sa première application, qui reste à l’heure actuelle la plus importante en nombre d’unités, a été la valorisation énergétique à la ferme des sous-produits d’élevage et de l’agriculture. Des pays tels que l’Allemagne ou la Chine comptent de très nombreuses sources délocalisées d’énergie sous forme de biogaz agricole.

Depuis le début des années 1970, de nombreux travaux de recherche et de développement dans le domaine de la méthanisation ont contribué à une application toujours plus performante du processus à l’épuration et à la valorisation des effluents industriels chargés en matière organique. Le succès de l’application de la méthanisation au traitement des eaux usées industrielles tient particulièrement au fait qu’elle engendre une production nette d’énergie, contrairement aux procédés d’épuration aérobies classiques dont l’aération requiert de fortes dépenses électriques. Un autre avantage de la méthanisation est la faible production de boues comparativement aux stations aérobies. Enfin, le traitement anaérobie des effluents s’effectue généralement à plus forte charge que les procédés aérobies, ce qui permet une réduction de l’encombrement des ouvrages.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes et expressions importants de l’article.