La valorisation des déchets
La méthanisation : du biogaz dans nos déchets
Le 06/08/2010Le biogaz est produit naturellement par la fermentation de nombreuses matières organiques, animales ou végétales. De nouvelles centrales, ou plus simplement
des décharges, exploitent cette énergie secrète de nos déchets. La méthanisation
fournit ainsi chaleur, électricité ou encore carburant.
Un phénomène naturel
La méthanisation est un processus de fermentation anaérobie : une décomposition de matières pourrissables (putrescibles) par des bactéries qui agissent en l’absence d’air. Ce phénomène se produit naturellement dans les marécages (gaz des marais).
La méthanisation produit du biogaz qui comporte, entre autres, du méthane (CH4),
le même que celui contenu à plus de 90 % dans le gaz naturel fossile.
La composition du biogaz de méthanisation est la suivante :
• 55 à 70 % de méthane CH4 ;
• 30 à 45 % de dioxyde de carbone CO2 ;
• de petites quantités d’ammoniac NH3 et de sulfure d’hydrogène H2S ;
• des résidus solides de la méthanisation ou digestat : il peut être séché et utilisé comme engrais.
• papiers et cartons ;
• déchets de cuisine (épluchures, fanes de radis…) et restes de repas ;
• déchets agricoles ;
• fumiers et lisiers d’animaux domestiques ;
• boues de stations d’épuration des eaux.
Une production industrialisée
Une unité de méthanisation comprend une grande cuve surmontée d’un couvercle
dans laquelle on place les déchets à traiter. Ces cuves sont appelées réacteurs, fermenteurs
ou digesteurs.
Dans les réacteurs les plus récents, la méthanisation dure quelques jours et produit du biogaz à hauteur de 1 à 10 mètres cubes par jour et par mètre cube de déchets.
de la consommation électrique annuelle
de 40 000 ménages.
La taille des unités de production de biogaz est variable. Un petit digesteur agricole
dans une ferme a une capacité d’environ 100 mètres cubes. De son côté, la centrale de Penkun (Allemagne) produit 20 mégawatts. Ses 40 digesteurs de 500 kilowatts utilisent chaque année 300 000 tonnes de maïs (la plante et son épi), 50 000 tonnes de céréales, 50 000 tonnes de lisier et 100 000 tonnes d’eau, pour produire 160 millions de kilowatts-heure, soit la consommation électrique annuelle de 40 000 ménages. En parallèle, cette centrale produit aussi de la chaleur par cogénération (production simultanée de chaleur et d’électricité)
dont 30 % sert à chauffer les digesteurs et 70 % à fabriquer des engrais.
de l’énergie qu’il produit.
à leur aise au sein du réacteur. Or, la fermentation anaérobie produit très peu de chaleur. Il faut donc souvent chauffer les réacteurs à cette température.
On utilise pour cela une partie du biogaz produit.
Des décharges très énergétiques
L’autre voie principale de production de biogaz est la récupération du gaz des décharges. En effet, sur de longues périodes de temps, celles-ci dégagent spontanément du méthane.
Dans les centres de stockage des déchets, les ordures sont compactées puis déposées dans des fosses appelées casiers (pour de meilleurs résultats, ils peuvent être étanchéifiés). Ces casiers sont ensuite recouverts de plusieurs mètres de terre. Ils sont parcourus par un système de drains horizontaux, qui collectent le biogaz produit, et verticaux, qui l’amènent à la surface. Cette fermentation en sous-sol peut durer 25 ans.
La récupération du méthane, puissant gaz à effet de serre, est capitale pour éviter
sa dispersion dans l’atmosphère. Dans les cas où il n’est pas valorisé, le méthane des décharges est brûlé. Le CO2 ainsi produit a un effet beaucoup moins néfaste que le méthane. En effet, sa capacité d’absorption du rayonnement infrarouge inférieure en fait un gaz à effet de serre moins nocif.
Les nombreuses applications du biogaz
Avant toute utilisation, le biogaz doit être débarrassé de ses traces de sulfure d’hydrogène, un puissant corrosif des métaux. Très toxique, ce dernier brûle en dégageant du dioxyde de soufre (SO2), ennemi des forêts (pluies acides) et de nos poumons.Le biogaz peut être brûlé pour produire de la chaleur, de l’électricité, ou les deux en cogénération (170 kilowatts-heure électriques + 340 kilowatts-heure thermiques par tonne
de déchets méthanisés). Après avoir été débarrassé de toutes ses impuretés (dont le CO2),
il peut aussi être injecté dans le réseau de gaz de ville. Il sert encore de carburant
aux véhicules GNV (gaz naturel véhicules) fonctionnant au méthane comprimé.
