Comment est produit le biogaz ?

Une installation de biogaz est un ensemble de dispositifs qui produit simultanément de l’électricité, de la chaleur et des engrais écologiques. La tâche principale est la production de biogaz, qui a lieu lors du processus de fermentation anaérobie du méthane de diverses substances organiques ou de déchets.

Comment est produit le biogaz ?

Les substances organiques présentes dans les substrats sont décomposées à l’aide de bactéries méthaniques. La fermentation du méthane est un processus à phases multiples. La première étape est l’hydrolyse, qui conduit à la décomposition des polymères organiques en composés de structure plus simple. Ce qui inclut notamment la décomposition des protéines en acides aminés, des lipides en alcools et acides gras supérieurs et des glucides en monosaccharides. La deuxième étape est l’acidogenèse, au cours de laquelle des acides carboxyliques sont produits à partir des produits de l’hydrolyse. L’étape suivante est l’acétogenèse, au cours de laquelle l’acétate est produit par les hétérotrophes à partir du glucose et par les autotrophes à partir du dioxyde de carbone et de l’hydrogène. La quatrième étape est la méthanogénèse, c’est-à-dire la production de méthane par les méthanogènes à partir d’acétate ou par réduction du dioxyde de carbone par l’hydrogène. Les trois premières étapes prennent quelques minutes, tandis que le temps de génération des bactéries méthanogènes est de plusieurs dizaines à plusieurs centaines d’heures.

Biogaz : composant de base

Le composant de base du biogaz est le méthane, qui constitue de 52 à 85 % de l’ensemble du mélange. C’est la teneur en méthane qui est le facteur décisif influençant la possibilité d’utiliser le biogaz à des fins énergétiques. Vient ensuite le dioxyde de carbone, dont le volume varie de 14 à 48 %. Outre ces deux composants, le sulfure d’hydrogène (0,08 à 5,5 %), l’hydrogène (0 à 5,5 %), le monoxyde de carbone (0 à 2,1 %), l’azote (0,6 à 7,5 %) et l’oxygène (0 à 1 %), ainsi que l’humidité et les particules solides, peuvent également être présents à l’état de traces.

Biogaz : substrats utilisés

La liste des substrats pouvant être utilisés dans une usine de production de biogaz est très longue, notamment : céréales, graminées, déchets municipaux, boues d’épuration ou de décharge, lisier, tubercules, lactosérum, ensilage, déchets d’abattoir et bien d’autres encore. Les plus productifs sont l’ensilage de maïs, certains déchets d’égouts et les graminées. Il est désormais courant qu’une usine de biogaz traite un mélange de plusieurs substrats, ce que l’on appelle la co-digestion. La diversification des substrats est un phénomène qui favorise l’amélioration des paramètres des processus et accroît la sécurité de l’approvisionnement en matières premières. Les intrants d’une installation de biogaz doivent garantir un rendement élevé de la production de biogaz, un processus de fermentation stable et la possibilité d’utiliser le digestat obtenu conformément à la législation en vigueur. Dans les grandes installations de biogaz, on utilise la fermentation d’un mélange de fumier animal avec des déchets de l’industrie agroalimentaire ou des cultures énergétiques. La sélection d’une composition appropriée du mélange au stade de la conception doit être proposée par un technologue expérimenté. Pour la sécurité du processus de fermentation, il est conseillé de tester systématiquement les substrats en laboratoire.

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