Production du biogaz : captage ou méthanisation
Si le biogaz provient de la dégradation anaérobie de déchets organiques, cette réaction peut avoir lieu de deux manières différentes : dans les massifs de déchets des décharges et centres d'enfouissements ou de manière dédiée dans des unités de bio méthanisation.
La réaction biologique produisant le biogaz, également appelée méthanisation, peut se réaliser de manière spontanée dans des atmosphères confinées où réside la matière organique, ou de manière organisée afin d'optimiser la réaction et la production du biogaz. On distingue ainsi 2 modes de production.
Le biogaz de méthanisation présente ainsi des teneurs en méthane plus élevées, de 55% à 75%, que celui issu du captage de biogaz fatal en ISDND (Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux).
Les niveaux de pollution du biogaz dépendent fortement de la manière traitée et du procédé ou des bactéries employés.
Pauvre en O2 et N2, ce biogaz est propice à la valorisation énergétique, que ce soit par cogénération ou par épuration en biométhane.
Récupération du biogaz fatal sur les ISDND
Réglage du réseau de captage biogaz sur l'ISDND de Gardanne (13) ©Agence Caméléon
Le biogaz produit naturellement dans les centres d’enfouissement (ISDND pour Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux) à partir des déchets en décomposition peut être récupéré via des réseaux de captage.
Ce biogaz, relativement pauvre en méthane (35 à 50%) du fait de la perméabilité des massifs de déchets et ainsi de l’aspiration d’air ambiant, peut être valorisé en électricité après un traitement efficace. Sa valorisation en biométhane est plus compliquée du fait des fortes teneurs en O2 et N2 mais reste faisable selon la qualité du biogaz et la technologie employée.
Le biogaz de décharge doit règlementairement être traité, a minima torché pour réduire l’impact GES dû aux émanations de méthane dans l’atmosphère.
Méthanisation, ou digestion anaérobie, de déchets organiques
BGA : Site de méthanisation territoriale à Auch ©JMT
La méthanisation regroupe l'ensemble des procédés visant à organiser la digestion anaérobie dans un outil spécifique appelé digesteur, afin d’optimiser l’abattement de la charge organique des déchets et la production du biogaz. Ces unités peuvent traiter de nombreuses biomasses :
- Déchets agricoles : effluents d’élevage (fumiers, lisiers), résidus de cultures, cultures intermédiaires
- Déchets industriels (essentiellement industrie agroalimentaire, papeterie, chimie verte…) : effluents de process, eaux usées, rebus de production, co et sous-produits
- Déchets issus des collectivités : Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM), déchets verts, boues de stations d’épuration urbaines et biodéchets (restauration, Grandes et Moyennes Surfaces)
Les technologies de méthanisation sont adaptées en fonction de la nature des matières traitées.
Les matières organiques sont homogénéisées puis introduites dans le digesteur et mises au contact des bactéries méthanogènes dans un environnement favorable (37°C ou 55°C selon le type de bactéries). Le résidu de la digestion, appelé digestat, contient les minéraux (Azote N, Phosphore P et Potasse K en particulier) résiduels de la manière entrante.
Le digestat présente une valeur fertilisante intéressante pour les sols et est employé en substitution des engrais chimiques. Son action est également plus efficace car ses nutriments, en particulier l’azote, sont plus facilement assimilables par les plantes.