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RÉSUMÉ
Maillon technologique indissociable du développement de la bioéconomie, la bioraffinerie environnementale réserve une place de choix aux procédés de méthanisation. Ils permettent la valorisation de nombreuses composantes des agro-ressources, en particulier résiduaires, par la transformation durable de ces biomasses en énergie et en produits utilisables en agriculture, pour l’amendement ou la fertilisation des sols. L’objectif de cet article est de donner les bases fondamentales de compréhension des processus biologiques et des procédés de méthanisation et de fournir un guide de suivi et d’optimisation des digesteurs dans le cadre de filières de valorisation des produits issus de la méthanisation.
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A major technical pillar for the development of the bio-economy, methane-producing technologies hold a special place in the concept of the environmental biorefinery. They allow the valorization of a large variety of agro-resources, particularly residues, by a sustainable transformation of these biomass sources into energy and various products usable in agriculture for soil amendment or fertilization. This article briefly explains the biological reactions occurring during anaerobic digestion, and overviews the available processes. It also provides a guide for follow-up and optimization of performance in anaerobic digesters, including the valorization of their products.
Auteur(s)
-
Renaud ESCUDIE : Directeur de Recherches - Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement Institut National de la Recherche Agronomique, Narbonne, France
-
Romain CRESSON : Directeur d’INRA Transfert Environnement - Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement Institut National de la Recherche Agronomique, Narbonne, France
INTRODUCTION
La méthanisation est aujourd’hui considérée comme le procédé de référence permettant la conversion des produits résiduaires organiques en énergie renouvelable ou en biocarburant. Portées par un contexte réglementaire et économique favorable, lié notamment à la prise en compte à l’échelle des pays industrialisés, de l’épuisement des ressources fossiles et de la nécessaire protection de l’environnement, les filières de traitement des produits résiduaires organiques intégrant la méthanisation connaissent un essor important. Outre la production d’énergie renouvelable, et selon la nature du produit traité, la méthanisation permet également d’atteindre deux objectifs supplémentaires : réduire la charge polluante des déchets ou des effluents organiques, et produire un digestat stabilisé utilisable comme fertilisant ou amendement organique en agriculture. La méthanisation constitue ainsi une brique technologique essentielle au développement de la bioéconomie, en lien étroit avec les territoires et leurs agrosystèmes.
Dans le contexte français de la méthanisation des produits résiduaires organiques liés à l’activité humaine, l’objectif de cet article est tout d’abord de dresser les bases fondamentales du processus de digestion anaérobie pour permettre de proposer des guides d’optimisation des digesteurs. La valorisation des produits issus de la méthanisation (biogaz et digestat) est également abordée.
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KEYWORDS
biorefineries | anaerobic digestion | bioeconomy | agro-resources valorisation
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2008 par René MOLETTA
DOI (Digital Object Identifier)
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Valorisation du digestat
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4. Valorisation du biogaz
Le biogaz issu des unités de méthanisation de la biomasse est principalement composé de méthane et de gaz carbonique (tableau 11). Certains autres gaz sont également formés lors de la transformation biologique de la matière : des composés soufrés (H2S, mercaptans), de l’ammoniac NH3, des composés halogénés (F, Cl…), des composés organo-siliciés (siloxanes)… Le biogaz produit contient de la vapeur d’eau à saturation mais également des gaz provenant des molécules volatiles présentes dans le substrat d’origine. Dans certains procédés discontinus nécessitant l’ouverture régulière des digesteurs pour leur alimentation, le biogaz peut également contenir de l’azote N2. Certains de ces gaz minoritaires vont ensuite avoir un impact sur les procédés de valorisation en entraînant une corrosion des équipements et/ou des dépôts, entraînant une usure prématurée des installations et en particulier des pièces des moteurs. Par conséquent, l’utilisation ultérieure du biogaz peut demander un traitement d’épuration/purification plus ou moins poussé selon le mode de valorisation.
4.1 Voies de valorisation
Différentes voies de valorisation du biogaz sont envisageables : chaleur seule, cogénération (électricité et chaleur), carburant automobile, injection dans le réseau de gaz naturel. La sélection entre les différentes options dépend fortement de critères économiques et techniques liés à la qualité du biogaz produit, à la taille des unités de méthanisation et à leur situation géographique (proximité de débouchés), mais également aux politiques incitatives de rachat du vecteur énergétique.
HAUT DE PAGE
La valorisation du biogaz produit sous forme de chaleur par combustion en chaudière ou en four est une voie de valorisation dont la mise en œuvre est la plus simple et la plus ancienne. Les brûleurs peuvent accepter une teneur en méthane faible de l’ordre...
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Valorisation du biogaz
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ADEME (2011) - Qualité agronomique et -sanitaire des digestats. - Rapport final, octobre 2011.
-
(2) - ADEME (2013) - Estimation des gisements potentiels de substrats utilisables en méthanisation. - Rapport final, avril 2013.
-
(3) - ADEME (2013) - Réduire, trier et valoriser les biodéchets des gros producteurs. - Guide pratique, Novembre 2013.
-
(4) - ATEE (2013) - Guide professionnel applicable aux canalisations de transport de gaz de biomasse non épuré. - Club Biogaz ATEE, 112pp.
-
(5) - AWIPLAN (2004) - Étude de la caractérisation des déchets ménagers dans le département de la Somme. - Synthèse, mai 2004.
-
(6) - BOYLE (W.C.) - Energy recovery...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Expo biogaz, salon national de la filière méthanisation : http://www.expo-biogaz.com/
Biogaz Europe, salon européen : http://www.biogaz-europe.com/
HAUT DE PAGE
Loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement (version consolidée au 06 février 2017) JO du 13/07/2010 : JORFTEXT000022470434.
HAUT DE PAGE
AFNOR. NF EN 13039 - Décembre 2011 - Amendements du sol et supports de culture – Détermination de la matière organique et des cendres
HAUT DE PAGEConstructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Unité de méthanisation Ametyst http://www.montpellier3m.fr/equipement/unit%C3%A9-de-m%C3%A9thanisation-am%C3%A9tyst...
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