Comment le biométhane est-il produit ?

Production de biométhane

La production de biométhane est un processus prometteur qui présente des avantages à la fois écologiques et économiques. Le biométhane est produit à partir de déchets biologiques et peut être utilisé comme carburant renouvelable dans diverses applications.

Le biométhane est principalement produit à partir de matières organiques telles que les déchets agricoles, les résidus alimentaires, les boues d'épuration et d'autres sources biologiques. Ces déchets sont traités dans une installation de digestion anaérobie. Cela permet de libérer le méthane.

Substrats | Approvisionnement en biomasse

La première phase consiste à identifier et à se procurer des sources de biomasse appropriées. Différents substrats peuvent être utilisés pour produire du biométhane. En voici quelques exemples :

Déchets organiques : Les déchets organiques tels que les déchets de cuisine, les déchets de jardin, les déchets agricoles et les restes alimentaires constituent une source fréquente de biométhane. Ceux-ci peuvent être utilisés dans des installations dites de méthanisation ou de biogaz pour produire du biométhane.
Cultures énergétiquesCertaines espèces végétales cultivées spécifiquement pour la production d'énergie peuvent servir de substrat pour la production de biométhane. Le maïs, l'herbe, la luzerne et la betterave en sont des exemples. Ces plantes sont récoltées et fermentées dans des installations de biogaz.
Lisier et fumier : Les déjections animales comme le lisier et le fumier sont également des substrats appropriés pour la production de biométhane. Combinés à d'autres matières organiques, ils peuvent être utilisés dans des installations de biogaz pour produire du biométhane.
Déchets industriels : Certains secteurs industriels produisent des déchets organiques qui peuvent être utilisés pour la production de biométhane. Il s'agit par exemple des déchets de transformation des aliments, des déchets de l'industrie des boissons et des déchets de l'industrie du papier et de la cellulose.
Boues d'épuration : Les boues d'épuration, sous-produit de l'épuration des eaux usées, peuvent également être utilisées pour produire du biométhane. L'utilisation des boues d'épuration dans les installations de biogaz permet non seulement de produire du biométhane, mais aussi d'éliminer les boues d'épuration tout en captant le méthane qui, sinon, s'échapperait dans l'atmosphère.

Il existe d'autres substrats potentiels pour la production de biométhane, et le choix dépend de la disponibilité, des conditions locales et des capacités techniques. Il est important de sélectionner les substrats avec soin afin de garantir une production efficace et durable de biométhane.

Prétraitement des substrats ou de la biomasse

Au cours de cette phase, la biomasse est prétraitée afin de la préparer pour le processus de fermentation. Cela peut inclure le déchiquetage, le broyage ou la mouture afin d'augmenter la surface et de faciliter la décomposition.

Fermentation anaérobie

La clé de la production de biométhane est la digestion anaérobie. Les micro-organismes naturels présents dans les déchets décomposent les matières organiques et produisent ainsi du méthane. La biomasse prétraitée est placée dans un fermenteur anaérobie, également appelé réacteur à biogaz ou bioréacteur. Le fermenteur est un système fermé qui empêche l'entrée d'oxygène.

La biomasse est fermentée à l'aide de micro-organismes anaérobies, notamment des méthanogènes. Ces micro-organismes dégradent les composés organiques de la biomasse et produisent ainsi du méthane (CH4), principal composant du biogaz.

Le fermenteur

Pour créer des conditions optimales pour les micro-organismes, le fermenteur est maintenu à une certaine température (généralement entre 35°C et 55°C, en fonction des micro-organismes). De plus, le contenu du fermenteur est maintenu en mouvement afin d'assurer une répartition uniforme des micro-organismes et des nutriments. Pendant le processus de fermentation, les micro-organismes décomposent la biomasse et la transforment en biogaz.

Le biogaz est principalement composé de méthane (50-75%), de dioxyde de carbone (25-50%) et de traces d'autres gaz tels que l'azote, l'hydrogène et le sulfure d'hydrogène. Le processus de fermentation peut durer de plusieurs semaines à plusieurs mois, en fonction du type de biomasse et des conditions dans le digesteur.

Préparation et nettoyage

Après la digestion anaérobie, le gaz produit contient, outre le méthane, d'autres impuretés telles que le dioxyde de carbone, l'eau et les composés soufrés. Pour que le biométhane puisse être utilisé pour différentes applications, il doit être purifié et débarrassé de ces impuretés. Ce processus est appelé traitement et comprend des étapes telles que la déshumidification et la désulfuration.

Le dioxyde de carbone (CO2) est ensuite éliminé du biogaz afin d'augmenter la teneur en méthane. Cela peut être réalisé par différentes méthodes telles que l'adsorption à pression alternée, le lavage à l'eau ou la séparation par membrane.

Alimentation et utilisation

Le biométhane purifié peut être transporté dans les gazoducs existants et utilisé pour produire de l'électricité, de la chaleur ou comme carburant... Il constitue une alternative respectueuse du climat aux combustibles fossiles traditionnels et réduit considérablement les émissions de CO2. Après traitement, le biométhane atteint un degré de pureté d'environ 97-99% de méthane et peut désormais être injecté dans le réseau de gaz naturel.

Le biométhane au service de la transition énergétique

La production de biométhane offre une solution durable pour la production d'énergie à partir de déchets biologiques. Le processus de digestion anaérobie et de traitement permet de transformer les déchets en un gaz renouvelable qui peut servir différentes applications. L'utilisation du biométhane nous permet de réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et de contribuer positivement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Ce sont les étapes de base de la production de biométhane. Le processus peut varier en fonction de la configuration de l'installation et de la source de biomasse, mais le principe de base de la digestion anaérobie reste le même. Le biométhane est une source d'énergie renouvelable, car la biomasse provient de ressources renouvelables et la combustion ne libère que le dioxyde de carbone absorbé pendant la croissance de la biomasse, ce qui rend le processus largement neutre en carbone.