Méthanisation des co-produits de l huilerie Programme VECIR

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Fernande Bertrand
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1 Méthanisation des co-produits de l huilerie Programme VECIR 1. Contexte et objectif du programme VECIR Différents essais de co-méthanisation des co-produits de l huilerie ont été réalisés au cours du programme VECIR 1 : la co-digestion dans des installations de méthanisation territoriale (mélange avec les substrats des installations de méthanisation agricole : fumier, tontes de pelouse, etc.), la co-digestion avec la fraction fermentescible des ordures ménagères (FFOM). Ces essais ont été réalisés par les équipes du LBE-INRA 2 et de l APESA Nature et localisation des co-produits étudiés Les principaux sites français de production d huiles alimentaires ou de biocarburants sont localisés sur la figure suivante : Figure 1 : localisation des sites de production d huiles alimentaires et de biocarburants en France [source : Statistiques PROLEA, 2011] 1 Programme VECIR, pour valorisation énergétique des co-produits issus du raffinage coordonné par l ITERG et réalisé avec le soutien financier de l ADEME ayant pour objectif de développer des filières de méthanisation pour le traitement des coproduits issus du secteur des huiles végétales 2 Laboratoire de biotechnologie de l environnement de l INRA - Avenue des Etangs Narbonne / Téléphone standard +33 (0) Centre technologique en environnement et maîtrise des risques - Technopole Hélioparc - 2, Av. du Président Pierre Angot PAU Cedex 09 / Téléphone +33 (0) ITERG Méthanisation des co-produits de l huilerie : programme VECIR avril / 5

$), la co-digestion avec la fraction fermentescible des ordures ménagères (FFOM). Ces essais ont été réalisés par les équipes du LBE-INRA 2$

2 Les co-produits de l huilerie qui ont été testés lors de l étude sont présentés dans le tableau 1, qui précise également l activité à l origine de la génération de ces co-produits et les essais qui ont été réalisés pour chacun d entre eux. Tableau 1 : liste des co-produits de l'huilerie testés lors du programme VECIR et détail des essais réalisés pour chaque co-produit Co-produits étudiés* Activité Essais de co-digestion avec Analyse de Potentiel substrat de l impact sur le méthane méthaniseur FFOM digestat territorial Tourteaux déclassés Trituration Fonds de bac Raffinage Pâtes de neutralisation Raffinage chimique Gommes Raffinage physique Eaux de lavage Raffinage Terres usagées (TDU / TWU) 1 Raffinage Condensats de désodorisation ou Raffinage distillats d acide gras Glycérines Estérification Eaux d estérification Estérification Graisses aéroflottateur Raffinage et estérification Boues de station Raffinage et d épuration estérification 1 TDU : Terres de décoloration usagées / TWU : Terres de wintérisation usagées (*) Notons que plusieurs échantillons ont été testés pour chaque type de co-produits cités ci-dessus. La différence entre les échantillons provient notamment de la nature de l huile produite (colza, tournesol, pépins de raisin, etc.) 3. Résultats des essais de co-digestion 3.1. Potentiels méthane Les potentiels méthane de 27 résidus appartenant aux 11 catégories de co-produits de l huilerie listées dans le Tableau 1 ont été mesurés par le LBE-INRA (Tableau 2). La majorité des résidus obtient des potentiels méthane élevés et donc une bonne aptitude à la méthanisation (50 % des résidus étudiés ont un potentiel méthane supérieur à 400 m 3 de CH 4 /t MO 4 ). Cependant, les valeurs obtenues sont très différentes d un résidu à l autre et la gamme des valeurs est très étendue (100 à 725 m 3 de CH 4 /t MO pour les potentiels méthane, 20 % à 100 % pour la biodégradabilité) (voir Figure 2). Il n est d ailleurs pas toujours possible de tirer de conclusion générale en fonction du type de résidus et/ou du type d huile traitée. 4 MO : Matière Organique. La matière organique est aussi appelé matière volatile (MV) ou extrait sec organique (ESO) ITERG Méthanisation des co-produits de l huilerie : programme VECIR avril / 5

Tableau 1 : liste des co-produits de l'huilerie testés lors du programme VECIR et détail des essais réalisés pour chaque co-produit Co-produits étudiés* Activité Essais de co-digestion avec Analyse

3 Potentiel méthane (m 3 CH 4 / t MO) Tableau 2 : résultats des tests de potentiel méthane des co-produits de l huilerie Potentiel Potentiel Co-produits Matière sèche Matière Biodégradabilité (%) Nature méthane méthane étudiés (%) organique (%) (m 3 CH 4 /t MO) (m 3 CH 4 /t PB) 5 Tourteaux Tournesol 89,0 83, % déclassés Colza 87,9 80, % Fond de bac Tournesol 94,0 89, % Colza 53,0 49, % Colza 65,5 60, % Pâtes de Coprah m 3 CH 4 /t DCO % neutralisation Tournesol 52,5 44, % Pépins de raisin 42,0 38, % Gommes - 38,0 35, % Terres décoloration usagées Terre de wintérisation Condensat de désodorisation Glycérine Tournesol 84,0 40, % Tournesol 95,0 44, % palme 99,0 51, % Pépins de raisin 91,0 43, % Tournesol 89,0 55, % Palme 100,0 100, Tournesol 99,0 99, % Physique 7,3 7, ,0 87, % - 96,5 94, % Eau de lavage m 3 CH 4 /t DCO % Eau d estérification m 3 CH 4 /t DCO 12,3 75 % Graisse - 5,5 1, ,4 - d aéroflottation - 9,2 7, % Boues de station d épuration - 10,7 9, % * Les barres grises représentent le potentiel méthane par t de DCO (résidus liquides). Figure 2 : représentation graphique des potentiels méthane des co-produits de l huilerie 5 PB : Produit brut ITERG Méthanisation des co-produits de l huilerie : programme VECIR avril / 5

520 465 80 % Colza 53,0 49,0 585 290 70 % Colza 65,5 60,0 315 190 65 % Pâtes de Coprah - - 260 m 3 CH 4 /t DCO 80 74 % neutralisation Tournesol 52,5 44,0 700 310 73 % Pépins de raisin 42,0 38,0 420

4 3.2. Co-digestion avec les co-substrats de méthaniseur territorial L évolution du contexte de la méthanisation des résidus solides en France (augmentation du tarif d achat de l électricité produite à partir de biogaz, augmentation du nombre de méthaniseurs sur le territoire) et les résultats obtenus précédemment suggèrent qu il peut être intéressant d utiliser les résidus de la production d huile comme co-substrat dans des méthaniseurs de co-digestion territoriale. Le LBE-INRA a testé, en réacteur pilote de 15 L, la co-méthanisation de co-produits de l huilerie avec des substrats représentatifs des déchets méthanisés dans les installations territoriales en fonctionnement ou en projet (45 % tonte de gazon, 30 % fumier bovin, 25 % fruits et légumes) (voir Tableau 1). Les résidus de la production d huile ont été ajoutés à hauteur de 0,5 kg de MO/kg/jour dans un réacteur traitant 1,5 kg de MO/kg/jour des substrats représentatifs des déchets méthanisés en France ; les résidus de l huilerie représentent donc 25 % de la matière organique du réacteur. Les résultats suggèrent que la plupart des co-produits de l huilerie permettent d améliorer très significativement la production de méthane lors de co-digestion, même si les proportions ajoutées sont relativement faibles. Aucun temps d adaptation des boues aux co-produits graisseux ainsi qu aucune accumulation d acide gras volatil (AGV) ou de matière solide dans le réacteur n ont été constatés Co-digestion avec fraction fermentescible des ordures ménagères (FFOM) à l échelle pilote et industrielle L APESA a testé la méthanisation de 3 co-produits de l huilerie avec la fraction fermentescible des ordures ménagères (FFOM) à l échelle pilote. Ces essais ont permis de simuler le déroulement de la fermentation méthanique qui a lieu dans un digesteur industriel et d envisager des essais à l échelle industrielle pour 2 des co-produits testés (glycérine et pâte de neutralisation). Les essais industriels ont été menés sur l unité de méthanisation des ordures ménagères de Calais. L ajout de co-produits de l huilerie a eu un impact nettement positif sur la production de biogaz, sans modifier ni la qualité du biogaz (pourcentage de méthane contenu dans le biogaz), ni celle du digestat. Ces co-produits peuvent donc être valorisés en co-digestion avec la FFOM. 4. Analyse de l impact de la méthanisation des co-produits de l huilerie sur les digestats Des analyses ont été réalisées pour évaluer l impact de l ajout de 3 co-produits de l huilerie sur le digestat. Pour cela, l APESA a mesuré les besoins en maturation du digestat au moyen d un test de respirométrie et le compost obtenu a été caractérisé grâce à une analyse de composition agronomique, puis l indice de stabilité biologique a été mesuré. Ces mesures ont démontré que l ajout de co-produit de l huilerie ne modifie pas la composition et la qualité des produits. Les digestats présentent des caractéristiques intéressantes pour une valorisation agronomique avec ou sans maturation. ITERG Méthanisation des co-produits de l huilerie : programme VECIR avril / 5

comme co-substrat dans des méthaniseurs de co-digestion territoriale.

5 5. Conclusion Le programme VECIR a permis de démontrer l aptitude à la méthanisation de 11 catégories de coproduits de l huilerie. De manière générale, les co-produits étudiés ont des potentiels méthane élevés et permettent d augmenter la production de biogaz quand ils sont méthanisés en mélange avec d autres substrats (fumier, FFOM, etc.). Pour chacun des co-produits étudiés, une fiche présentant le gisement disponible, sa localisation, les caractéristiques du co-produit et les résultats des différents essais (potentiel méthane, essais de codigestion, etc.) a été rédigée est disponible sur simple demande par mail ou téléphone au contact suivant : Laureen BADEY, Chargée d affaire Environnement et Eco-industries - ITERG, 11 rue Gaspard Monge, Pessac Téléphone direct : l.badey@iterg.com ITERG Méthanisation des co-produits de l huilerie : programme VECIR avril / 5

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