La méthanisation par voie sèche continue. Agriculture & Industrie agro-alimentaire

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1 La méthanisation par voie sèche continue Agriculture & Industrie agro-alimentaire 1

2 Trois grandes familles de procédé de méthanisation Infiniment mélangé Cuve avec une agitation mécanique ou par injection de gaz Piston cuve horizontale avec un brasseur pour dégazer Batch Casier ou tunnel étanche au gaz, avec percolation Système hybride 2

3 La géométrie du digesteur 3

4 Régime de température et méthode d agitation Colon Agité intensive Agité extensive kg (MO) / jour / m 3 de réacteur 4

5 Différents modes de digestion Classification selon la charge organique: kgmo / m 3 de réacteur / jour Mésophile Thermophile Réacteur infiniment mélangé extensif 1,5 2 kg MO/j N existe pas Réacteur infiniment mélangé intensif 3 4 kg MO/j 6 8 kg MO/j Réacteur partiellement mélangé 6 8 kg MO/j kg MO/j 28 Juin

6 Type d agitation = type de digesteur Agitation intensive Agitation extensive et locale 6

7 1985:Les premières réacteurs horizontaux pour lisier de porc Entrée Sortie Muhen, Suisse 7

8 1991: Traitement des déchets ménagers Rümlang, Suisse 8

9 Depuis 1994 : Procédé industriel pour déchets ménagers Déchets préparés Calibreur (30mm) biogaz Mélangeurs transversaux Extraction par aspiration Fraction solide Réacteur horizontal en voie sèche Séparation de phases Fraction liquide Les déchets sont mélangés avec des copeaux de bois et coupés à 30 mm pour structurer la matière, en vue de son compostage final 9

10 Depuis 1994: déveoppement vers l agro-alimentaire (taille faible) 10

11 Depuis 1994: déveoppement vers l agro-alimentaire (taille importante) 11

12 Réacteurs modernes pour l agriculture 12

13 Réacteurs modernes pour l agriculture Site de Prahecq (Deux-Sèvres) 30T/j ; 400kWél 13

14 Réacteurs modernes pour l agro- alimentaire 14

15 Réacteurs modernes pour l agro- alimentaire Site de La Ferté Saint-Aubin (45); 50T/j ; 800kWél Site de Zeewolde (Pays-Bas) 100T/j ; 1,5MWél 15

16 Préparation de la biomasse pour produire de l energie (un autre principe que le traitement des déchets ménagers) Les substrats agro-alimentaires doivent etre mieux digérés: il n est pas indispensable de préparer le digestat pour en faire un compost! Ouvrir les cellules végétales Faciliter l accès aux bactèries méthanogènes Accès à la cellulose et à l hémicellulose contenues dans les parois 16

17 Developpements et résultats 17

18 Préparation de la biomasse Réception Stockage Pré-melange Broyage frottage Hydrolyse Mélange homogénéisation Alimentation du digesteur 18

19 19

20 MOLARES 20

21 Resultats obtenus avec MOLARES Installation du prototype le 15 Avril 2011, puis 2 mois de tests et de mise au point La production réelle d électricité augmente dès la fin du mois de Mai L écart entre la production théorique et réelle diminue fortement Amélioration significative de production du biogaz à partir du meme substrat 21

22 Agrumes

23 Choux de Bruxelles

24 Ensilage de maïs

25 Oignons

26 Betteraves sucrières

27 Carottes

28 Le régime thermophile Digestion rapide de la biomasse Diminution du temps de séjour ouvrages plus petits pour une meilleure efficacité. 28

29 Projet BGB: hygiénisation et régime thermophile 28 Juin

30 SÉPARATION DE LA PHASE D HYDROLYSE Phase d hydrolyse: Homogénéiser Mélanger Stocker = Processus rapide à température ambiante = Production d'acides gras Baisse du ph (4,8 à 6,4) Réacteur primaire: Réduction des chaînes carbonées Production d'acétone, d'alcool puis de méthane Augmentation du ph (7 à 8) Avoir l ensemble des réactions dans un seul réacteur rend le pilotage très difficile: il est impossible de déterminer l importance de l acidification! Un ph acide détruit les bactéries méthanogènes! La moyenne est d environ 7,5 (neutre) 30

31 Performances classiques Caractéristiques Projet Exemple Exemple «déclaration» «enregistrement» Quantité annuelle de biomasse t/an t/an Production électrique 300kW à 500kW 600 kw à 1000kW Taux de MS entrant 20% à 35% 20% à 35% Taux de MS sortant 10% à 20% 10% à 20% Digestat liquide à gérer t/an t/an Digestat solide à gérer t/an t/an Autoconsommation thermique 10% à 15% 10% à 15% Autoconsommation électrique 4% à 6% 4% à 6% Investissement 1,2 M à 1,6M 2,2 M à 2,8M 31

32 Comment orienter son choix? Facteur N 1: taux de matière sèche > 25% Facteur N 2: saisonnalité de la biomasse faible ou bien facilement stockable Différence d investissement de l installation voie sèche continue rentabilisé en 1 à 3 ans par: production de biogaz meilleure (10% à 30%) frais de gestion du digestat inférieurs (30% à 50%) meilleure efficacité énergétique ( divisé par 2 à 4 en élec; moins 10% à 30% en chaleur) flexibilité et stabilité du procédé 32

33 Merci de votre attention! 33