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Vers une industrialisation de la gazéification hydrothermale pour produire du biométhane

Posté le par Nicolas LOUIS dans Matériaux, Biotech & chimie

Le CEA et GRDF viennent d'annoncer le lancement de la deuxième phase d'un projet baptisé Gazhyvert 2 dont l'objectif est de développer un démonstrateur industriel du procédé de gazéification hydrothermale. À terme, ils souhaitent faire émerger une filière de production de biométhane à partir de boues de stations d'épuration.

La gazéification hydrothermale est une technologie innovante de valorisation des déchets humides en biométhane. Convaincus de son potentiel, le CEA et GRDF ont mené à bien une première phase d’un projet baptisé Gazhyvert 1 durant lequel ils ont évalué la faisabilité de ce procédé. Les premiers résultats expérimentaux réalisés ainsi que l’étude technico-économique et environnementale qui a suivi ayant démontré la pertinence et l’efficacité de cette technologie, les deux partenaires viennent d’annoncer le lancement de la deuxième phase de ce projet appelé Gazhyvert 2. Son objectif principal est de définir les adaptations nécessaires pour une industrialisation de cette technique.

La gazéification hydrothermale repose sur un procédé thermochimique permettant de convertir des ressources carbonées très humides, voire liquides, en un gaz de synthèse à haut contenu énergétique, composé principalement de méthane, d’hydrogène et de CO2. Les matières susceptibles d’être valorisées peuvent être des boues d’assainissement, ainsi que celles issues de stations d’épuration ; ce sont ces dernières qui seront utilisées dans le cadre de ce projet. En opérant à haute température, entre 500 et 700 degrés, et à pression élevée, environ 300 bar, cette technologie permet de convertir jusqu’à 90 % du carbone de la biomasse en biogaz, grâce aux propriétés de l’eau à l’état supercritique.

Le CEA-Liten va apporter son expertise sur ce projet, comme l’explique Marine Peyrot, ingénieure de recherche au sein de cet organisme de recherche et experte en gazéification hydrothermale, à Act4Gaz, une plateforme internet de GRDF. « Nous avons une équipe de recherche consacrée au développement de cette technologie depuis plus de dix ans. Nous avons une plateforme expérimentale dédiée, et nous sommes la seule équipe de recherche en France à posséder des réacteurs qui permettent de convertir en continu de la ressource en ce gaz. »

Définir la cinétique de gazéification des boues

Plusieurs développements technologiques vont être réalisés et des essais seront menés pour accroître la maturité cette technologie. Ainsi, un système d’injection innovant des boues, capable de les injecter alors qu’elles possèdent une certaine viscosité, va être conçu. Un autre sera aussi développé afin d’éviter le bouchage du réacteur par précipitation des sels des intrants. Des expériences seront aussi menées sur de petits dispositifs afin de définir les cinétiques de gazéification, c’est-à-dire la vitesse à laquelle la ressource va se convertir en gaz. Il s’agit d’un point important qui permettra de définir la future taille des réacteurs.

« On va développer toutes les briques pour faire émerger cette filière française de gazéification hydrothermale pour la production de biométhane à horizon 2025, déclare Marine Peyrot. C’est un projet de grande ampleur, ambitieux techniquement. » Ce projet devrait se conclure par la conception d’un démonstrateur industriel, et l’objectif à terme est de se diriger vers une industrialisation du procédé.

Outre la production de biométhane à partir de boues de station, cette technologie permet également de valoriser les coproduits, à savoir l’eau et les sels minéraux présents à l’intérieur. Ceux-ci peuvent ensuite être épandus au sol, afin de fournir de la matière organique résiduelle, ou alors être apportés sous la forme de nutriments fertilisants.

« Développer une filière de production de biométhane, complémentaire à la méthanisation, pourrait représenter une véritable solution pour les collectivités dans la gestion et le traitement de leurs boues d’assainissement et autres effluents non épandables, analyse Marine Peyrot. Plus largement, on sait que la politique énergétique française incite fortement à l’intégration progressive des gaz verts dans les réseaux, donc ce procédé pourrait contribuer à ces objectifs avec le potentiel de devenir une source de production de biométhane complémentaire à la méthanisation, et sans rentrer en concurrence avec l’usage des intrants. »

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