methanisation

8/8/2019 Methanisation

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LA METHANISATION

La mthanisation nest pas une technique marginale :

Amiens tait jusquici la seule rfrence en France. Depuis 4 5 ans la technique de ce

process sest considrablement amliore.

Le lancement de lunit de Varennes-Jarcy a cr en France une nouvelle dynamique.

Projet en cours : Calais, Lille, Metz, Forbach, La Martinique, Montpellier

Forte pousse de la mthanisation en Espagne : la Catalogne a banni lincinration . Ainsi

Barcelone trois usines de mthanisation ont t installes par trois constructeurs diffrents

( dont Valorga). Dautres units Cadix et La Corogne

A Mons (Belgique),usine de mthanisation traitant 59 000 tonnes de dchets mnagers, dont

35700 tonnes tries la source

On compte en Europe plus de 60 units industrielles de mthanisation de dchets mnagers et

assimils rparties dans les pays suivants :Allemagne, Pays-Bas, Espagne, Belgique, Sude, Suisse, Danemark, France,

Italie, Autriche, Finlande

La mthanisation est une technique propre

! Aucune manation de fumes! Aucune mission pouvant porter atteinte la couche dozone! Aucun dgagement dodeurs! Grande conomie dnergie! Haute valorisation du compost destin au milieu agricole! Matrise des cots et de la pression fiscale

Le procd

Une usine de mthanisation fonctionne en plusieurs tapes qui peuvent tre schmatises de la

faon suivante :

! Pr-traitement des dchets! Mthanisation! Post-traitement du digestat

Le pr-traitement consiste :

! Eliminer les matriaux indsirables(inertes, plastiques, mtaux..)! Homogniser le substrat avant son introduction dans le digesteur(broyage)

Le pr-traitement fait appel diffrents types de procds (tri gravimtrique, granulomtrie,

magntique, etc). Le broyage permet dattaquer les fibres ligno-cellulosiques pour rendre la

cellulose accessible aux bactries.


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Le process de mthanisation

Les technologies de mthanisation peuvent tre classes selon plusieurs critres :

! Concentration : voie sche ou voie liquide! Temprature : msophile(35C) ou thermophile (55C)! Circulation du substrat : infiniment mlang ou piston

Le post-traitement

La phase de mthanisation est suivie dune phase de post traitement qui permet :

! De dshydrater le digestat! Complter sa fermentation et son hygienisation( maturation)! Le conditionner en vue de son coulement final!

Traiter les eaux excdentaires : cest la fraction liquide qui nest pas consomme etrecycle par le process lui-mme. Lorsquelle ne peut tre valorise telle quelle

comme fertilisant liquide, elle est traite en station dpuration communale ou sur

site

! Criblage et tamisage pour liminer les indsirables (vacuation) ou des matriauxde plus grande granulomtrie(recyclage en tte ou vacuation)

! Pressage du digestat, centrifugation des eaux excdentaires, pour sparer lafraction solide(envoi vers la maturation) de la partie liquide(recirculation en tte ou

vacuation)

Dans tous les cas , le digestat doit subir une phase de maturation avant son utilisation comme

amendement organique, dune dure minimale de 2 semaines.

La maturation permet :

! De complter la biodgradation de certains composs organiques volatils qui nesont pas attaqus en conditions anarobies

! Doxyder lammoniac

A savoir :

Sur de nombreuses installations, les dchets verts sont spars en tte de procd et

ajouts au digestat(aprs broyage) en phase de maturation. Ce cotraitement assure une

bonne synergie : les produits ligneux sont structurants et amliorent le produit final, le

digestat apporte leau ncessaire leur compostage, et le compostage vapore leau enexcs et permet de terminer la maturation du digestat.

Comme Varennes-Jarcy, il est possible de produire 2 sortes de compost :

! Lun partir des bio-dchets ( tri effectu en amont)! Lautre partir des ordures mnagres non tries ( tri mcanique effectu en usine

avant lentre dans le digesteur)

Autre option envisageable : une unit de co-digestion qui pourrait traiter les boues de

STEP et les dchets municipaux fermentescibles


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Dbouchs pour le compost :

Lamendement organique produit par la mthanisation est comparable un compost arobie

du point de vue agronomique. Il serait mme meilleur sur les plans sanitaire (taux

dlimination des germes pathognes), de la stabilisation et de la croissance des vgtaux

Au cas o lutilisation agricole poserait problme, de nombreuses autres utilisations

sont possibles :

! Espaces verts des collectivits! Rhabilitation de sites( industriels, anciennes dcharges)! Vgtalisation de routes, chemins, voies ferres, golfs! Mise disposition gratuite de sacs de compost aux particuliers dans les

dchetteries

Lnergie

Dans la plupart des installations existantes, la teneur en matires biodgrades est de lordre

de 15% de la masse des dchets. La productivit en mthane est alors de lordre de 75m3 de

mthane par tonne de dchets fermentescibles soit 132 m3 de biogaz/t.

La productivit en biogaz dpend troitement de la proportion entre dchets de cuisine,

papiers-cartons et dchets de jardin

TYPE de DECHETS Potentiel mthanogne indicatif Biodchets contenant peu de papiers-cartons 65 75 m3 de mthane /tonne

Mlange biodchets avec dchets verts 50 60 m3 de mthane / tonneBiodchets avec papiers-cartons 75 85 m3 de mthane / tonne

Biodchets avec papiers cartons et dchets verts 65 75 m3 de mthane /tonne

Les units de mthanisation des dchets valorisent le biogaz quelles produisent.

Une partie est utilise dans le procd ( 15 25 % de lnergie produite), pour le chauffage

des digesteurs, et ventuellement pour les besoins en lectricit.

Le biogaz en excdent peut tre valoris selon diffrents modes :

! Production de chaleur sous forme deau chaude, de vapeur ou dair chaud pour lechauffage ou le schageCette option ncessite lexistence dun dbouch local(immeubles dhabitat collectif ou tertiaire, hpitaux, industries)

! Production dlectricit, gnralement par moteur gaz, ventuellement parturbine vapeur ou turbine gaz pour les plus grandes installations

! Production combine de chaleur et d lectricit ( cognration) : les moteursthermiques produisent lectricit et chaleur, les excdents sont livrs au rseau

lectrique et la chaleur alimente les consommateurs proches.

Dautres filires existent galement :

! Production de carburant (mthane) pour vhicules


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! Production de gaz naturel pour injection sur le rseau public de transport ou dedistribution

! Production de froid, par exemple par machines absorption gaz (industries agro-alimentaires )

Dans tous les cas, il est ncessaire, pour obtenir le meilleur bilan nergtique, de disposer dedbouchs proximit du site de production .

Un ordre dide :

! une installation de moyenne capacit (20 000 t/an) autoconsomme environ le quartde lnergie produite : il sagit principalement de la chaleur ncessaire au

rchauffage du digesteur

! lorsque le biogaz est transform en lectricit, une telle unit est capable de fournirllectricit spcifique (clairage et lectromnager) de 6000 personnes

Les sous-produits

! Les refus de triIL sagit des matriaux retirs soit avant , soit aprs la mthanisation, par

diffrents moyens (tri manuel, granulomtrie, gravimtrie, magntique, etc)

traiter par dautres techniques comme le stockage en centre denfouissement.

Leur quantit dpend de la qualit du tri en amont( collecte sparative) et du

choix des produits admis.

!La fraction liquide excdentaireCest celle qui nest pas consomme et recycle par le process lui-mme.

Lorsquelle ne peut tre valorise telle quelle comme fertilisant liquide, elle est

traite en station dpuration communale ou sur site.

CHOIX de FILIERES

Compostage ou Mthanisation

Compare au compostage, la mthanisation se caractrise par :

! Une meilleure matrise des conditions dhyginisation du substrat :

La temprature est plus facile contrler dans un racteur anarobie, ferm,

que dans un racteur arobie, ouvert

La temprature est plus homogne et le fait de travailler sur un substrat plus

liquide permet galement de mieux garantir lhomognit

Llimination des germes pathognes en est facilite.Apport de chaleur ncessaire la demande et de faon fiable.


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! Une absence de rejets de poussires, des rejets trs limits darosols et de gaz

La ncessit de travailler en racteur ferm supprime toute mission de

poussires et arosols dans lair ambiant au cours de la phase active de

fermentation

Les composs odorants contenus dans le biogaz sont dtruits par latransformation des composs soufrs en SO2

En sortie des digesteurs, lammoniac rsiduel, qui peut gnrer des nuisances

olfactives, est limin si ncessaire (traitement de lair vici)

! Une meilleure dgradation des composs organiques volatils ( COV)

La digestion anarobie permet dliminer de nombreux COV. Comme

lessentiel du procd se droule en racteur ferm, seule la phase finale de

post-fermentation est susceptible de librer des COV dans latmosphre, en

quantits bien moindre que dans un procd de compostage

Emission en g/T

de dchets

fermentescibles

COMPOSTAGE METHANISATION

Rapport

COMPOSTAGE /

METHANISATION

ALCOOLS 284 0.03 9466 fois moins

CETONES 150 0.47 319

TERPENES 82 2.2 37

ESTERS 53 0.003 17666

MERCAPTANS 9.3 0.2 46.5

ALDEHYDES 7.5 0.09 83

ETHERS 2.6 0.03 86TOTAL COV 588 3 196

AMMONIAC 159 97.6 1.6

TOTAL COV &AMMONIAC

747 101 7.7

Source : De Baere, 2nd

International Symposium of anarobic digestion of solide waste,

Barcelona 1999

A savoir :

La dcomposition des dchets organiques gnre dautres gaz que le gaz carbonique,le mthane et la vapeur deau : ce sont les composs organiques volatils.

Certains prsentent de fortes odeurs (esters, thers), parfois nausabondes (mercaptans,

ctones), voire un caractre nocif (terpnes)

Avec la Mthanisation les missions de COV sont prs de 200 fois moindres.

Mme pour lammoniac, rput poser problme en cas de digestion anarobie, les missions

sont infrieures de 40%

! Un outil de lutte contre leffet de serre

Au lieu de convertir le carbone en gaz carbonique uniquement, la mthanisation

converti le carbone en mthane. Ce biogaz se substitue une nergie fossile, etvite le dstockage de carbone fossile, donc laugmentation de la concentration de

gaz carbonique dans latmosphre


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Incinration ou Mthanisation

Compare lIncinration, la Mthanisation se traduit par :

! Une absence de dgagement de fumes toxiques

Il ny a pas de transformation thermo-chimique des produits, notamment des

plastiques de synthse, qui sont lorigine des problmes de nuisances et

dacceptation par les populations

! Une absence de rsidus de traitement de fumes (REFIOM)

! Une absence de rsidus solides traiter (mchefers)

! Une sensibilisation la rduction de dchets la sourceAvec lincinration on peut brler tout et nimporte quoi, quelles que soient les

consquences sur la sant et lenvironnement.

Vouloir obtenir un compost de qualit oblige un tri srieux des fermentescibles

! Un outil de lutte contre leffet de serre

Comme les autres nergies issues de la biomasse renouvelable, le biogaz ne gnre

pas daugmentation de gaz effet de serre, contrairement lIncinration.

Mieux : la Mthanisation assure la fonction de puits de carbone par le stockage

de carbone dans les sols sous forme damendement organique ou en centre destockage lorsque le digestat est destin lenfouissement. En effet le carbone

stock nest pas immdiatement transform en CO2, ce qui diffre les missions de

gaz effet de serre dans le temps

! La production dnergie renouvelable propre

Un m3 de biogaz a une nergie potentiel de 600kw/h

Exemple de Varennes Jarcy :

100 000t/an dOM mthaniss produisent 14 000 mgawatts/h sans pollution

! Un cot nettement infrieur

Les cots de linvestissement, de lexploitation et du traitement sont nettement

infrieurs ceux de lincinration :

Exemple de Varennes Jarcy :

Cot de lusine de mthanisation : 140 millions de francs

Cot dun incinrateur dgale capacit : 400 500 millions de francs ( ajouter

les frais de mise aux normes dans 4 5 ans)


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! Une souplesse dexploitation

Seuil de rentabilit dun incinrateur : plus de 50 000 tonnes/an,( plus de 100 000

tonnes/an selon le rapport Prvot ) avec obligation de fonctionner 100% de sa

capacit nominale (problme des priodes touristiques)

Seuil de rentabilit pour la mthanisation : 20 000 tonnes/an et adaptabilit la

demande.

CONCLUSION

Dans une trentaine dannes, selon les experts, la plante va avoir de srieux

problmes dapprovisionnement en ptrole . Il est temps de ragir et de privilgier en France

un rseau de production dnergie renouvelable issue de la biomasse.La Mthanisation, nous permet la fois de traiter nos dchets sans risque pour la sant

et lenvironnement et de produire en grande quantit un prcieux biogaz aux applications

multiples. De plus la production dun compost de qualit, si le tri est fait correctement, sera

un apport dhumus trs apprci des agriculteurs

Quant lIncinration, il suffit dcouter des experts non infods au lobby des

constructeurs et exploitants dincinrateurs Ils nous parlent de sagesse et de principe de

prcaution :

Les pathologies associes aux dioxines ne sont pas connues avec

certitude, cependant on sait depuis longtemps quelles sont cancrignes et

quelles se concentrent dans la chane alimentaire. Inutile de courir le risqueden rajouter Claude Lesn , mdecin chercheur au CNRS

Les chemines ne pigent pas tout. Dans le traitement des fumes,

on a affaire des marchands. De toute faon, les mtaux lourds se concentrent

aussi dans les mchefersLincinration pose plus de problmes quelle

nen rsout, alors vitons le pire Philippe Fichaux, ingnieur expert endchets auprs du ministre de lEnvironnement et de lADEME (agence de

dveloppement et de matrise de lnergie)

Ouest France (Morbihan) du 6 fvrier 2003

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SAUVAL

fvrier 2003

methanisation

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