CHAPITRE 1. L'ÉTAT DE L'ART : DU BIOGAZ À
SA VALORISATION ÉNERGÉTIQUE
-- les méthanogènes acétoclastes,
également appelés acétotrophes, -- les
méthanogènes hydrogénophiles, ou
hydrogénotrophes.
FIGURE 1.1 - Schéma simplifiéde
la digestion anaérobie de produits organique
1.3 Conditions physico-chimique de la méthanisation
Plusieurs paramètres régissent le bon
déroulement d'une digestion anaérobie, tels que le pH, le taux de
dilution, la température et la composition du substrat [9]. Un suivi
continu de ces paramètres est nécessaire pour maintenir la
stabilitédu processus et des qualités et quantités de
biogaz et de digestat produits [10].
1.3.1 Température de digestion
La température est un paramètre physique qui
agit directement sur l'activitéde microorganismes anaérobies, et
par conséquence sur la stabilitéde la digestion, sur les
rendements de production de biogaz et sur la performance de traitement. Pour
assurer le maintien à la température optimale, une source
énergétique est utilisée pour échauffer les
substrats directement dans le digesteur ou indirectement en échauffant
une partie recirculée des substrats avec une
homogénéisation du substrat dans les deux cas.
Fréquemment, la source d'énergie pour le chauffage est le biogaz
lui-même.
Les différents groupes bactériens responsables
des étapes successives de méthanisation ont des
températures optimales de fonctionnement différentes. On
distingue trois niveaux de température pour le fonctionnement des
méthaniseurs :
Assane DIAGNE - SATIC(MIER) 11
Assane DIAGNE - SATIC(MIER) 12
CHAPITRE 1. L'ÉTAT DE L'ART : DU BIOGAZ À
SA VALORISATION ÉNERGÉTIQUE
· Psychrophile à basse
température 5°C-25°C : utilisée normalement dans les
méthaniseurs fonctionnant à la température ambiante. Cette
technique exige des longs temps de rétention.
· Mésophile à moyenne
température 25°C - 38°C : la plupart des digesteurs
anaérobies européens opèrent dans cette gamme de
température [11].
· Thermophile à haute
température au dessus de 50°C jusqu'à70°C : Cette
technique est moins utilisée en raison des besoins
énergétiques importants pour maintenir la température dans
le méthaniseur. Il peut arriver toutefois que ce
procédésoit utiliséen complément du
procédémésophile, puisque les matières organiques
prioritairement dégradées ne sont pas nécessairement les
mêmes dans les deux processus [8].
FIGURE 1.2 - Effet de la température
sur le taux de croissance des méthanogènes [1], le taux de
croissance de méthanogènes expriméen % en fonction de la
température(°C)
1.3.2 Potentiel hydrogène pH
Le pH est un paramètre chimique important puisque la
communautébactérienne méthanogène est sensible aux
variations de pH. Cette communautérequiert un milieu neutre avec une
valeur de pH comprise entre 6,5 et 8,5 pour son fonctionnement optimal plus
particulièrement son influence sur le rendement en biogaz [9].
L'accumulation d'acides gras volatils ou d'hydrogène peut produire une
acidification dans le méthaniseur et inhiber ainsi la
méthanisation. Par voie de conséquence, il est très
important de suivre la valeur de pH de l'ajuster si nécessaire en
injectant de la lessive de soude (Hydroxyde de Sodium) normalement sous forme
liquide pour baisser l'aciditédu milieu dans le digesteur [8].
1.3.3 Homogénéitédu
substrat
C'est un paramètre important pour optimiser les
conditions de la méthanisation en assurant un bon contact entre les
micro-organismes et la biomasse traitée et en évitant les
gradients de température dans le digesteur. Cette
homogénéitépeut être garantie par plusieurs voies
comme
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