Biométhanisation

La biométhanisation (ou digestion anaérobie) est un processus microbiologique naturel de dégradation de la matière organique en absence d’oxygène.

La biométhanisation, en tant que bioprocédé industriel, peut être mise en œuvre pour dépolluer des rejets chargés en matière organique aussi divers que les boues de stations d’épuration, les déjections animales, les déchets de l’industrie agroalimentaire, les déchets de cuisine ou les déchets agricoles tout en produisant de l'énergie sous forme de biogaz riche en méthane (CH4).

Le biogaz ainsi produit peut servir à la production d'énergie thermique et/ou électrique par combustion directe du méthane ou dans des moteurs thermiques tout comme on le fait avec le gaz naturel (CH4 à plus de 97%.). Le biogaz, quant à lui, est composé principalement de méthane (CH4 à 50-65%) et de dioxyde de carbone (CO2 à 35-50%).

Les technologies de méthanisation peuvent être classées selon plusieurs critères. La quasi-totalité des digesteurs d'effluents et boues industrielles dans le monde sont des réacteurs à alimentation continue, que l'on a coutume de classer par familles.

Les plus anciens et les plus simples sont similaires aux réacteurs utilisés depuis plus d'un siècle pour le traitement des boues urbaines ce sont les réacteurs dits « à cultures libres » parmi lesquels on y trouve:

  • Les réacteurs « infiniment mélangés », où le substrat est homogénéisé par brassage mécanique ou brassage au gaz. La vitesse de croissance de ces microorganismes méthanogènes est lente, d'où la mise au point de procédés qui permettent de les garder au sein des réacteurs plutôt que de les évacuer directement avec les boues.
  • Les réacteurs « contact » sont une variante améliorée des infiniment mélangés : la biomasse digérée est décantée et réintroduite en tête de digesteur, de façon à augmenter la concentration en microorganismes.
  • Les procédés « piston » consistent à faire cheminer le substrat de façon progressive dans le digesteur, de l'entrée à la sortie. Ceci permet de garantir un temps de séjour minimal pour la totalité du substrat. Il y a également Les digesteurs « à cultures fixées ». Un autre moyen d'augmentation de la concentration bactérienne, consiste à permettre aux microorganismes de se fixer sur des supports. Ces procédés s'appliquent à des effluents peu chargés en matières en suspension. Ces supports sont très variés.
  • Un procédé développé au début des années 1970 consiste à utiliser le fait que la biomasse active forme des flocs ou granules, utilisables comme supports bactériens, c'est le procédé « UASB » (Upflow Anaerobic Sludge Banket) ou digesteur anaérobie à lit de boue à courant ascendant
  • Le procédé « IC » (Internal Recirculation) utilise également la biomasse granulaire comme support de bactéries, avec en outre une recirculation interne permettant d'améliorer le rendement de dégradation.Les supports peuvent être des matériaux de toute nature - plastique, céramique, matériaux fibreux… On parle alors de lits fixés si le support est statique (à flux ascendant, ou à flux descendant, de type lit bactérien), lits fluidisés ou circulants, lorsque le support est mis en suspension par la circulation de l'effluent.
  • La biométhanisation a toute sa place parmi l'ensemble des diverses solutions de traitement des rejets organiques puisqu’elle permet d'atteindre des objectifs complémentaires :
    • Réduire la charge polluante des déchets et des effluents organiques
    • Produire de l’énergie
    • Et selon la nature du produit de départ, produire un digestat stabilisé de qualité utilisable comme fertilisant ou amendement organique.a place parmi l'ensemble des diverses solutions de traitement des rejets organiques puisqu’elle permet d'atteindre des objectifs complémentaires.