Processus de méthanisation : les différentes étapes
La méthanisation ou usine de méthanisation comporte plusieurs étapes :
1. Collecte et transport
Les intrants sont collectés et transportés jusqu'au site de méthanisation, où ils sont triés, stockés, conditionnés puis introduits dans le digesteur pour y être brassés et chauffés à environ 37°C. Après une période de 40 à 60 jours les premières quantités de biogaz seront produites.
2. Méthanisation et épuration
Focus sur les technologies et le processus de méthanisation
Il existe deux technologies de digestion, en fonction de la typologie des intrants :
Méthanisation par voie liquide – infiniment mélangé :
La teneur en matière sèche (MS) est inférieure à 12% dans le digesteur,
le processus est continu,
c'est la technologie la plus répandue.
Méthanisation par voie solide :
Pour des projets valorisant uniquement des fumiers très compacts, le choix de la voie solide est le pertinent.a teneur en matière sèche est supérieure à 13-18 % dans le digesteur,
Le processus peut être continu (digesteur piston) ou discontinu (garage)
Le digestat, plus ou moins pâteux (comparable au compost). Après la séparation de phase, le digestat peut être solide ou liquide, il est valorisable comme produit fertilisant.
Le processus d'une unité de méthanisation se déroule en quatre phases successives :
- L'hydrolyse (transformation des molécules complexes de matière organique en sucres, acides aminés et acides gras),
- L'acidogenèse (transformation des sucres acides gras volatils),
- L'acétogenèse (production d'acétates, précurseurs directs du méthane),
- La méthanogenèse (dernière étape de décomposition des matières).
Focus sur les technologies d'épuration
Le biogaz produit par la méthanisation doit être épuré avant de pouvoir être injecté dans les réseaux de gaz. Les technologies d'épuration existantes peuvent être regroupées selon les procédés suivants :
L'adsorption Le Pressure Swing Adsorption ou PSA (adsorption par variation de pression) permet d'épurer le biogaz en fixant les molécules qui le composent sur des supports (l'adsorbant étant des filtres moléculaires ou zéolithes). Selon la pression de traitement (variant généralement entre 4 et 7 bars), différents composés sont séparés du gaz : le dioxyde de carbone (CO2), l'eau, le sulfure d'hydrogène (H2S) et l'oxygène.
L'absorption L'épuration est assurée dans ce cas par le contact à contre-courant entre le biogaz et un solvant qui absorbe le CO2 et les autres gaz solubles. Selon la nature du solvant utilisé, on distingue le lavage à l'eau, le lavage aux amines (absorption chimique) et l'épuration aux glycols (absorption physique).
La séparation membranaire La séparation du CO2 du biogaz est due à la différence de perméabilité des membranes vis-à-vis des composés du biogaz : le dioxyde de carbone traverse plus vite la membrane que le méthane, ce qui permet de concentrer le méthane d'un côté du module.
L'épuration cryogénique La cryogénie ou distillation à froid met à profit les différents points d'ébullition des composés gazeux du biogaz (- 78°C à pression atmosphérique pour le CO2 et – 160°C à pression atmosphérique pour le méthane). Le biogaz est porté à – 165°C, ce qui permet d'extraire le méthane durant sa phase liquide.
Quel que soit le procédé, chaque traitement comprend au moins les trois étapes suivantes :
- la désulfuration, qui enlève le h2s
- la déshydratation, qui enlève l'eau
- la décarbonation, qui enlève le co2
3. Méthanisation et hygiénisation
Le guide de mise en œuvre de l'hygiénisation en méthanisation est disponible !
Il est le fruit de l'expertise d'AILE et du bureau d'étude Utilities Performance ainsi que du retour d'expérience d'un comité de pilotage composé de l'AAMF, l'ADEME, le club biogaz, le Cluster Methatlantic et de la chambre d'agriculture pays de la Loire. Il doit permettre d'apporter les réponses aux porteurs de projets de méthanisation , aux bureaux d'études ou encore aux collectivités qui se posent des questions sur la mise en œuvre obligatoire de l'hygiénisation de leur matières méthanisables.
Ce guide apporte des informations de contexte mais surtout des conseils techniques de dimensionnement , des retours d'expériences et des références technico-économiques.
Il se termine par une liste non exhaustive d'équipementiers pouvant être consultés.
Bonne lecture !
4. Injection
Pour être injecté dans le réseau de distribution de gaz, le biogaz est odorisé, son volume compté et sa composition contrôlée :
- L'odorisation permet de donner au biométhane l'odeur caractéristique du gaz naturel et ainsi assurer la sécurité des usagers.
- Le contrôle de la qualité du biométhane permet de vérifier la conformité de ses caractéristiques physico-chimiques aux prescriptions techniques en vigueur. Si les taux sont conformes aux spécifications du distributeur, le biométhane est injecté dans le réseau.
- La régulation de la pression permet au biométhane d'être toujours prioritaire dans le réseau de distribution de gaz lorsque la vanne d'injection est ouverte.
- Le comptage permet de connaître la quantité de biométhane injectée dans le réseau.
À la suite de ces différentes étapes, le biométhane est injecté dans le réseau de gaz naturel.
Les autres questions que vous vous posez sur la méthanisation
La dynamique du marché
Au 30 septembre 2020, on dénombrait en France 1 023 unités de méthanisation en cogénération ou injection.
Les dernières évolutions réglementaires liées au biométhane
Depuis décembre 2017, un arrêté destiné à faciliter le développement des énergies renouvelables prévoit la prise en charge par les tarifs des distributeurs de 40% du coût de raccordement des installations de production de biométhane aux réseaux de distribution de gaz naturel.
Suivez l’évolution de votre projet de méthanisation
Suivez l’évolution de votre projet de méthanisation
Découvrir la méthanisation
- Qu'est-ce que la méthanisation en injection
- Quels sont les bénéfices de la méthanisation ?
- Quelles conditions tarifaires pour la vente du biométhane ?
- Quels investissements et rentabilité attendre ?
- La méthanisation : un marché dynamique
- La méthanisation et les énergies renouvelables
- Visites 3D : visiter virtuellement des sites de méthanisation
Echanger avec la communauté
Evaluer la faisabilité de mon projet
Monter mon projet
Découvrir les nouveautés
Apprendre et me former
