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Traitement biologique des déchets

Article de référence | Réf : BIO5100 v2

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Méthanisation de la biomasse

Auteur(s) : Renaud ESCUDIE, Romain CRESSON

Date de publication : 10 oct. 2017

Relu et validé le 05 janv. 2021

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RÉSUMÉ

Maillon technologique indissociable du développement de la bioéconomie, la bioraffinerie environnementale réserve une place de choix aux procédés de méthanisation. Ils permettent la valorisation de nombreuses composantes des agro-ressources, en particulier résiduaires, par la transformation durable de ces biomasses en énergie et en produits utilisables en agriculture, pour l’amendement ou la fertilisation des sols. L’objectif de cet article est de donner les bases fondamentales de compréhension des processus biologiques et des procédés de méthanisation et de fournir un guide de suivi et d’optimisation des digesteurs dans le cadre de filières de valorisation des produits issus de la méthanisation.

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ABSTRACT

Anaerobic Digestion of Biomass

A major technical pillar for the development of the bio-economy, methane-producing technologies hold a special place in the concept of the environmental biorefinery. They allow the valorization of a large variety of agro-resources, particularly residues, by a sustainable transformation of these biomass sources into energy and various products usable in agriculture for soil amendment or fertilization. This article briefly explains the biological reactions occurring during anaerobic digestion, and overviews the available processes. It also provides a guide for follow-up and optimization of performance in anaerobic digesters, including the valorization of their products.

Auteur(s)

Renaud ESCUDIE : Directeur de Recherches - Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement Institut National de la Recherche Agronomique, Narbonne, France
Romain CRESSON : Directeur d’INRA Transfert Environnement - Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement Institut National de la Recherche Agronomique, Narbonne, France

INTRODUCTION

La méthanisation est aujourd’hui considérée comme le procédé de référence permettant la conversion des produits résiduaires organiques en énergie renouvelable ou en biocarburant. Portées par un contexte réglementaire et économique favorable, lié notamment à la prise en compte à l’échelle des pays industrialisés, de l’épuisement des ressources fossiles et de la nécessaire protection de l’environnement, les filières de traitement des produits résiduaires organiques intégrant la méthanisation connaissent un essor important. Outre la production d’énergie renouvelable, et selon la nature du produit traité, la méthanisation permet également d’atteindre deux objectifs supplémentaires : réduire la charge polluante des déchets ou des effluents organiques, et produire un digestat stabilisé utilisable comme fertilisant ou amendement organique en agriculture. La méthanisation constitue ainsi une brique technologique essentielle au développement de la bioéconomie, en lien étroit avec les territoires et leurs agrosystèmes.

Dans le contexte français de la méthanisation des produits résiduaires organiques liés à l’activité humaine, l’objectif de cet article est tout d’abord de dresser les bases fondamentales du processus de digestion anaérobie pour permettre de proposer des guides d’optimisation des digesteurs. La valorisation des produits issus de la méthanisation (biogaz et digestat) est également abordée.

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MOTS-CLÉS

bioraffineries | digestion anaérobie | bioéconomie | valorisation des agro-ressources

KEYWORDS

biorefineries | anaerobic digestion | bioeconomy | agro-resources valorisation

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de mai 2008 par René MOLETTA

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - ADEME (2011) - Qualité agronomique et -sanitaire des digestats. - Rapport final, octobre 2011.
(2) - ADEME (2013) - Estimation des gisements potentiels de substrats utilisables en méthanisation. - Rapport final, avril 2013.
(3) - ADEME (2013) - Réduire, trier et valoriser les biodéchets des gros producteurs. - Guide pratique, Novembre 2013.
(4) - ATEE (2013) - Guide professionnel applicable aux canalisations de transport de gaz de biomasse non épuré. - Club Biogaz ATEE, 112pp.
(5) - AWIPLAN (2004) - Étude de la caractérisation des déchets ménagers dans le département de la Somme. - Synthèse, mai 2004.
(6) - BOYLE (W.C.) - Energy recovery...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Événements

Expo biogaz, salon national de la filière méthanisation : http://www.expo-biogaz.com/

Biogaz Europe, salon européen : http://www.biogaz-europe.com/

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2 Réglementation

Loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement (version consolidée au 06 février 2017) JO du 13/07/2010 : JORFTEXT000022470434.

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3 Normes

AFNOR. NF EN 13039 - Décembre 2011 - Amendements du sol et supports de culture – Détermination de la matière organique et des cendres

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4 Annuaire

Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Unité de méthanisation Ametyst http://www.montpellier3m.fr/equipement/unit%C3%A9-de-m%C3%A9thanisation-am%C3%A9tyst...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - PROCESSUS BIOLOGIQUE DE DIGESTION ANAÉROBIE DE LA MATIÈRE ORGANIQUE

1.1 - Hydrolyse et acidogenèse
1.2 - Acétogenèse
1.3 - Méthanogenèse
1.4 - La sulfato-réduction en condition méthanogène
1.5 - La minéralisation de l’azote en condition méthanogène
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2 - RESSOURCES ET SUBSTRATS

2.1 - Typologie
2.2 - Co-digestion
2.3 - Caractérisation des biomasses
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3 - PROCÉDÉS

3.1 - Stratégies de démarrage et de montée en charge
3.2 - Critères de performances des digesteurs
3.3 - Suivi et optimisation
3.4 - Les technologies
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4 - VALORISATION DU BIOGAZ

4.1 - Voies de valorisation
4.2 - Purification du biogaz

5 - VALORISATION DU DIGESTAT

6 - EXEMPLES D’APPLICATION

6.1 - Méthanisation d’ordures ménagères par technologie voie sèche : unité AMÉTYST
6.2 - Méthanisation agricole : unité Clottes Biogaz
6.3 - Méthanisation de boues biologiques : STEP de Limoges Métropole

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

9 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

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