La méthanisation est un processus biologique qui transforme la matière organique en biogaz et en digestat. Ce processus offre des avantages considérables en termes de production d’énergie renouvelable, de gestion des déchets et de fertilisation des sols.
Qu’est-ce que la méthanisation ?
La méthanisation est un processus naturel de dégradation de la matière organique en l’absence d’oxygène. Elle produit deux composants principaux : le biogaz et le digestat.
Le biogaz, une fois épuré, devient du biométhane, utilisé dans diverses applications industrielles et domestiques. Le digestat, quant à lui, est un résidu organique utilisé comme engrais ou amendement organique.
Comment ça marche ?
Le processus de méthanisation est un ensemble de réactions biochimiques qui se déroulent en plusieurs étapes clés pour convertir la matière organique en biogaz et en digestat.
La première étape est l’Hydrolyse et l’Acidogénèse, où les chaînes organiques complexes comme les protéines, les lipides et les polysaccharides sont décomposées en composés plus simples tels que les acides gras, les peptides et les acides aminés. Cette étape prépare le terrain pour la deuxième phase, l’Acétogénèse. Ici, les produits issus de l’acidogénèse sont convertis en acide acétique, un composé clé pour la production de méthane.
Enfin, la Méthanogénèse intervient, où l’acide acétique est transformé en méthane et en dioxyde de carbone. Ce méthane est ensuite capturé et peut être purifié pour devenir du biométhane, une source d’énergie renouvelable. Chacune de ces étapes est cruciale pour le rendement global du processus et pour la qualité du biogaz produit.
Cette vidéo réalisée par l’agence Auvergne-Rhône-Alpes Énergie Environnement, présente le principe de fonctionnement d’une unité de méthanisation :
Comment alimenter une unité de méthanisation ?
Dans le contexte de la méthanisation, les intrants sont mélangés avant d’être incorporés dans le digesteur. Le. terme “ration” fait généralement référence à la combinaison spécifique de différents types de matières organiques qui sont alimentées dans le digesteur pour optimiser la production de biogaz. Cette ration est soigneusement calculée pour maintenir un équilibre entre les différents types de déchets, tels que les résidus de récolte, les déchets alimentaires, et les effluents d’élevage comme le fumier et le lisier.
L’objectif est de créer un mélange qui favorise l’activité microbienne et maximise la production de méthane. Plusieurs facteurs sont pris en compte pour établir cette ration, notamment le rapport carbone/azote (C/N), le potentiel hydrogène (pH), et la teneur en éléments nutritifs et en oligo-éléments. Un bon équilibre entre ces facteurs permet d’assurer une décomposition efficace de la matière organique et une production optimale de biogaz.
La ration est également ajustée en fonction des besoins énergétiques de l’installation et des objectifs de production de biogaz. Des analyses régulières du contenu du digesteur sont effectuées pour ajuster la ration en fonction des résultats obtenus, ce qui permet d’optimiser continuellement le processus de méthanisation.
En somme, la ration pour une méthanisation est un élément déterminant pour le succès de toute installation. Elle influence directement la quantité et la qualité du biogaz produit. Elle nécessite donc une attention particulière pour s’approvisionner en intrants.
D’où proviennent les intrants d’une unité de méthanisation ?
La recherche d’intrants adaptés est une étape cruciale pour le bon fonctionnement d’une unité de méthanisation. La base de la ration peut être constituée de déchets agricoles tels que les résidus de récolte (pailles, tiges, feuilles) et les effluents d’élevage (fumier, lisier).
Des cultures intermédiaires comme le maïs, la betterave et la canne à sucre peuvent également être spécialement cultivées pour la production d’énergie. En ce qui concerne les déchets alimentaires, les restes de repas provenant de cantines, restaurants ou ménages sont également utilisables, bien qu’ils nécessitent des opérations de déconditionnement pour être intégrés au processus.
Les déchets industriels, tels que les déchets de transformation alimentaire (épluchures, coquilles) et les boues d’épuration provenant de stations d’épuration industrielles ou municipales, peuvent aussi être des intrants précieux.
Chaque type d’intrant a ses propres caractéristiques et avantages, et le choix dépendra des objectifs spécifiques de l’installation, des disponibilités locales et des réglementations en vigueur.
Le modèle économique de la méthanisation
La méthanisation s’inscrit dans la transition écologique car c’est une solution alternative aux énergies fossiles. Le raccordement au réseau des unités de méthanisation permet aux producteurs de valoriser le biogaz produit. Il existe principalement deux types d’installations pour ce faire : la cogénération et l’injection.
- La cogénération : elle permet de convertir le biogaz en électricité et en chaleur, qui peuvent ensuite être utilisées sur place ou vendues au réseau électrique.
- L’injection : quant à elle, consiste à épurer le biogaz pour obtenir du biométhane de qualité, qui est ensuite injecté directement dans le réseau de gaz naturel.
Chacune de ces options a ses avantages et inconvénients, et le choix dépendra des besoins spécifiques de l’installation et des opportunités de marché.
En ce qui concerne la rémunération, les producteurs de biogaz bénéficient de diverses incitations financières, telles que des tarifs d’achat garantis ou des certificats verts, qui rendent la production de biogaz économiquement viable et encouragent la transition vers des sources d’énergie plus durables.
Ainsi le résultat d’une méthanisation dépend des coûts des intrants, des coûts d’exploitation et de maintenance et du revenu généré par la vente du biogaz dans le réseau.