Digestion anaérobie (méthanisation)
Décomposition de la matière organique par des micro-organismes en l’absence d’oxygène, qui produit du biogaz et un digestat riche en nutriments utilisable comme engrais.
La digestion anaérobie (méthanisation) se déroule en quatre étapes biologiques : hydrolyse des polymères complexes, acidogenèse en acides gras volatils, acétogenèse en acétate et hydrogène, puis méthanogenèse, au cours de laquelle des archées transforment ces intermédiaires en méthane et en CO2.
Principaux paramètres de conception :
- Température : mésophile 35–42°C (le plus courant, stable) ou thermophile 50–57°C (plus rapide, meilleure hygiénisation, plus sensible)
- Temps de séjour hydraulique : 20 à 40 jours en mésophile, 12 à 20 jours en thermophile
- Charge organique : 2 à 5 kg de matières volatiles par m3 et par jour pour les réacteurs infiniment mélangés en voie liquide
- pH de 6,8 à 7,5 et rapport carbone/azote équilibré, de 20–30:1
Le rendement méthane spécifique va d’environ 0,2 m3 de CH4 par kg de matières volatiles pour le fumier bovin à 0,45–0,5 pour les déchets alimentaires et les graisses. La codigestion des effluents d’élevage avec des substrats plus méthanogènes est la pratique courante. Les défaillances viennent en général d’une inhibition par l’ammoniac ou d’une accumulation d’acides gras volatils après une surcharge. Le digestat conserve la plus grande partie de l’azote, du phosphore et du potassium des intrants et remplace des engrais minéraux, même si un stockage à l’air libre peut émettre du méthane et de l’ammoniac résiduels. Les stations d’épuration utilisent la méthanisation pour stabiliser les boues, ce qui couvre souvent 50 à 80 % de leur consommation d’électricité.
Termes associés
Tous les termes →- Biogaz
Mélange gazeux d’environ 50 à 70 % de méthane et 30 à 50 % de CO2, produit par digestion anaérobie de matières organiques : effluents d’élevage, déchets alimentaires, boues d’épuration, cultures énergétiques.
- Biométhane (GNR)
Biogaz épuré à plus de 95 % de méthane, conforme aux spécifications du gaz naturel, que l’on peut injecter dans le réseau de gaz ou utiliser comme carburant.
- Cogénération (CHP)
Production simultanée d’électricité et de chaleur utile à partir d’un même combustible, avec un rendement global de 75 à 90 %, contre environ 35 à 60 % pour une centrale qui ne produit que de l’électricité.
- Fuites de méthane
Rejets involontaires de méthane dans les chaînes d’approvisionnement du pétrole, du gaz et du charbon (fuites, dégazages, torchage incomplet), souvent exprimés en pourcentage du gaz produit.