Qu'est-ce que le biogaz?

Le biogaz est un mélange de gaz qui est généré par le compost organique lors du traitement du  fumier en l'absence d'oxygène (digestion anaérobie ou de fermentation). Le biogaz est composé d'environ d'environ 2 / 3 de méthane et de combustible et d'environ 1 / 3 de dioxyde de carbone et autres gaz.

Qu'est-ce que la digestion anaérobie?

La digestion anaérobie est la décomposition de matériel organique en micro-organismes dans des conditions d'anaérobies. Un certain nombre de familles de bactéries se transforme en biogaz.

Il ya trois étapes principales dans ce processus:

• décomposition (hydrolyse) de la matière organique contenue dans le fumier
• synthèse de l'acide acétique à partir de matière décomposée
• formation de gaz méthane à partir d'acide acétique par l'action de bactéries appelées méthanogènes archaea.

Les bactéries n'ont pas besoin de beaucoup d'énergie pour vivre et se reproduire. C'est la raison pour laquelle - contrairement au compostage - la digestion anaérobique produit très peu d'excès d'énergie sous forme de chaleur.
Les meilleures conditions pour les bactéries sont un substrat ou du lisier très humide à une température d'environ 30 à 35 ° C (d' autres fonctionnent mieux à 50 à 55 ° C). Par conséquent, l'autoclave doit être bien chauffé et isolé pour éviter la perte de chaleur, le chauffage du digesteur consomme environ 1 / 3 de la production de biogaz!

Schémas des différents types d'usines de production de biogaz

Batch-system with alternately filling the digesters


Flow-through-system with continuous feeding

Les deux régimes consistent à montrer les composants d'une installation complète de production de biogaz:

• puisards pour mélanger le fumier et autres matières organiques
• si on utilise des déchets organiques de cuisine, ils doivent être pasteurisés par la chaleur sous pression avant d'entrer dans le digesteur
• digesteur avec système de chauffage et d'isolation
• mixez dans le digesteur d'homogénéisation
• réservoir de stockage de fermentation du substrat
• moteur à gaz (CHP) pour la production de chaleur et d'électricité

Utilisation du biogaz

Le biogaz contient entre 65 à 70% de méthane, selon une teneur en énergie de 5,5 à 6,0 kWh / m³.
Outre le gaz méthane, le biogaz contient du dioxyde de carbone, un peu d'ammoniac et une légère quantité d'hydrosulfide. L'hydrosulfide est un obstacle pour l'utilisation de biogaz, car il est corrosif. Après avoir été desulfurisé par une méthode biologique, le biogaz peut être utilisé pour la production d'électricité.

1.Combustion combinée de chaleur et d'électricité dans une production (CHP)

Le CHP est un gaz à moteur couplé à une génératrice. Il existe deux formes d'énergie:

• La chaleur est prise par le système de refroidissement des moteurs et par la récupération de la chaleur de l'épuisement des fumées (environ 50%).
• Dans un premier temps l'eau chaude est nécessaire pour chauffer le digesteur, le reste peut être utilisé par exemple pour le chauffage des équipements des animaux ou pour des procédés de séchage.
• L'électricité est fournie par le générateur (30 à 40%).
• L'électricité est nécessaire pour les pompes, les mélangeurs et les systèmes de contrôle dans l'usine de production de biogaz des exploitations agricoles. Le reste peut être injecté dans le réseau de la distribution d'électricité

Les CHP modernes ont un facteur d'efficacité de plus de 90% avec la conversion de l'eau chaude en électricité. La rentabilité augmente avec l'optimisation de l'utilisation de la chaleur en continu.

2. Conditionnement de la production de biogaz en gaz naturel

Une autre possibilité de commercialiser le biogaz est de le conditionner en gaz naturel en qualité standard et de l'approvisionner au réseau de gaz.
Comme cela exige un effort technique très complexe et coûteux, il est plutôt utilisé seulement par les grandes usines de production de biogaz avec une production de plus de 500 m³ de biogaz par heure.
L'avantage est la possibilité d'utiliser ce biogaz purifié en CHP dans des lieux différents (par exemple, hôpitaux, écoles).

Dans l'agriculture il y a des avantages considérables d''utiliser le fumier liquide traité dans une usine de production de biogaz.
L'usine de production de biogaz n'est pas seulement un fournisseur d'énergie, elle permet aussi de récupérer de précieux éléments nutritifs du fumier et du lisier liquide pour la fabrication et l'amélioration des sols. Une fois fermenté, le lisier du biogaz peut être utilisé dans les champs pendant toute l'année - même pour les cultures - sans risque de cautérisation. Un processus de contrôle veille à ce que l'azote ne se perde pas sous forme d'amoniac. Grace à la méthode de traitement d'anaérobie le risque d'érosion et de pollution des eaux souterraines est réduit au minimum.

Dimensions des usines de production de biogaz

Conclusion

Investir dans la construction et l'exploitation d'une usine de production de biogaz peut être une chance pour les agriculteurs d'avoir une source de revenus alternative. Néanmoins, il faut tenir compte de certaines conditions:

• Des effort techniques élevés et complexes
• Un investissement élevé de longue durée
• Des heures supplémentaires de travail pour l'entretien
• Une intégration supplémentaire des cultures énergétiques dans la rotation des cultures
• Connaître les conditions légales pour les bâtiments, l'engrais et l'hygiène
• La rentabilité dépend des prix de vente de l'electricité et des coûts du chauffage.
• Calcul de la rentabilité

Il est mieux de faire appel à des services de consultation agricole, se renseigner auprès d'institutions officielles et d' entreprises spécialisées qui ont plusieurs années d'expérience avec les usines de biogaz.

De plus, vouz pouvez consulter notre calculateur de production de biogaz qui montre les différents paramètres qui peuvent avoir un impact sur la viabilité financière du biogaz en tant que sources d'énergie renouvelable dans la fermes laitières.