Méthanisation

La méthanisation est une digestion anaérobie, ou fermentation méthanique, qui transforme la matière organique en compost, méthane et gaz carbonique par un écosystème microbien complexe fonctionnant en absence d’oxygène. La méthanisation permet d’éliminer la pollution organique tout en consommant peu d’énergie, en produisant peu de boues et en générant une énergie renouvelable : le biogaz.

Une installation de biogaz traitant 10.000 tonnes de déchets par an produit environs 250 Kw électriques et permet d’alimenter jusqu’à 1000 foyers en électricité et 500 foyers en chauffage.

La technologie la plus courante et la plus ancienne est celle du digesteur "infiniment mélangé" dans lequel le brassage est assuré par un moyen hydraulique ou, mieux, par recirculation du biogaz. Ce type de digesteur fonctionne généralement vers 35’C (mésophile). Il a connu un certain nombre d’améliorations au cours de ces dernières années. Degrémont, par exemple, le fait précéder d’un "hydropulpeur", cuve métallique équipée d’une hélice centrale qui fait éclater les cellules végétales et met le déchet en suspension dans l’eau recyclée du process (procédé BTA). Les déchets légers (plastiques, textile, ... ) flottent à la surface et sont récupérés par un peigne hydraulique ; les éléments lourds minéraux (verre, cailloux, os, ... ) décantent et sont extraits par le bas. La pulpe liquide ainsi produite passe ensuite dans un hydrocyclone qui enlève les particules fines sableuses et abrasives. En Allemagne et en Autriche, on a vu apparaître des digesteurs de forme ovoïde construits en béton précontraint selon le procédé mis au point par l’ingénieur-conseil suisse Peter Jäger. Cette forme occupe moins de surface au sol, permet un brassage plus homogène et plus régulier, en supprimant les zones mortes ou de fermentation préférentielle, et facilite la décantation. Le méthane, représentant 55 à 85% du volume de biogaz produit, est utilisable comme source d’énergie, ainsi 1m3 de méthane (soit 8 570 kcal) est l’équivalent d’un litre de mazout.

La méthanisation à la ferme

Ce fut, en Europe du moins, un rêve des années 70 qui, comme beaucoup d’autres en matière d’énergies renouvelables, a abouti à un échec. En résumé, on a voulu aller trop vite, sans avoir acquis au préalable la culture technique nécessaire. Sur la centaine d’installations construites en France, par exemple, une dizaine seulement ont survécu.
La situation est la même dans les autres pays d’Europe ; les programmes internationaux lancés en Afrique et en Amérique Latine n’ont pas eu le succès escompté, malgré un argument convaincant : la production de biogaz devait y ralentir la déforestation et la désertification.

Il est vrai que les résultats économiques ne sont pas à la hauteur des espoirs initiaux : part plus importante que prévu mise en décharge, valorisation moins intéressante du biogaz, et surtout valorisation nulle du compost qui contient encore des résidus divers ayant échappé au tri, ce qui le rend impropre à une bonne commercialisation. La solution serait de trier les déchets à la source de façon à n’introduire dans l’usine que des matières fermentescibles (déchets de cuisines et de jardin). C’est celle qui a été adoptée pour les deux "unités filles" d’Amiens, l’usine de Tilburg aux Pays-Bas (1994, 52 000 t/an) et celle d’Engelskirchen en Allemagne (1998, 35 000 t/an). Dans la première, le méthane produit est introduit dans le réseau de gaz de la ville ; dans la seconde, il est valorisé sous forme d’électricité (940 kWe). Grâce au tri à la source, toutes deux produisent un compost de haute qualité. En régime de croisière, l’usine de Tilburg produit 4 millions de (n)m3 par an de biogaz à 56% de méthane, contenant très peu d’hydrogène sulfuré, et 31 000 t/an d’amendement organique valorisable en agriculture. Le procédé Volorga a davantage de succès chez nos voisins qu’en France : une unité est en construction à Fribourg (Suisse), d’autres projets sont à l’étude en Belgique (Mons), en Italie et en Espagne.

Le biogaz peut être utilisé selon plusieurs modes de valorisation. On distingue trois filière.

Valorisation thermique

La chaleur de combustion du biogaz peut servir pour la production d’eau chaude, de vapeur à moyenne ou haute pression, ou bien dans des fours de procédés. La pression nécessaire pour l’alimentation des appareils au gaz est généralement faible : 20 à 100 mbar. D’une manière générale, les valorisations thermiques nécessitent des débouchés de proximité : il peut s’agir de consommateurs externes au site de production (industries, réseau de chaleur...) ou d’usages internes. Sur les stations d’épuration, une partie du biogaz produit est en général utilisé pour maintenir le digesteur à la température de fermentation (37 ou 55 °C). Cette consommation interne du procédé représente environ 15 à 30% de la production.

Le biogaz carburant

Assez répandue en Suède, la valorisation du biogaz sous forme de carburant automobile ne fait l’objet en France que de quelques installations pilotes en cours d’optimisation : Lille, Sonzay (près de Tours), Chambéry. Elle est destinée pour l’instant à l’alimentation des flottes captives de véhicules des collectivités locales : collecte des ordures ménagères, transport en commun ; son intérêt est à la fois économique et environnemental, compte tenu de la qualité des rejets des moteurs à gaz.