Actualisé le 26:04:2024 09:10
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Le pouvoir méthanogène des intrants de méthanisation.
Définitions
Pouvoir méthanogène
C'est la quantité de méthane susceptible d'être produite, exprimée en mètres cubes de méthane par tonne (m3/t) d’intrants de méthanisation.
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Intrants de méthanisation
Ce sont les matières introduites dans le méthaniseur pour
produire du méthane.
Les termes "intrants"
ou "substrats de méthanisation" sont aussi parfois utilisés, mais
ceux-ci ont d'autres sens en agriculture (engrais, fongicides, pesticides …)
et en chimie (support
où la réaction où le dépôt a lieu).
Il vaut mieux utiliser le terme "intrants de méthanisation".
Ce qu'il faut retenir
Le pouvoir méthanogène est très variable d'un intrant de méthanisation à un autre. Il varie de quelques m3/t pour les intrants les moins méthanogènes (lisiers de porc 10 m3/t), à quelques centaines de m3/t (huiles alimentaire 784 M3/t.) pour les plus méthanogènes.
Pourquoi ces différences :
Pour produire le méthane (CH4), les intrants les plus méthanogènes doivent contenir beaucoup de carbone (C) et d’hydrogène (H), comme les huiles ou les graisses.
Le lisier en contient très peu.
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Pourquoi certains intrants diminuent la méthanisation ?
Certains intrants contiennent beaucoup d'eau (H2O) et donc peu de carbone en proportion. Ils peuvent aussi être riches en azote (N) et soufre (S). C’est le cas des lisiers.
Avec N, S et H, et en absence d’oxygène (anaérobie), les gaz NH3 (ammoniac) et H2S (sulfure d’hydrogène) sont produits. Ces gaz dangereux, ont un effet dépressif sur les bactéries méthanisantes, c’est à dire qu’ils les empêchent de produire du méthane.
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Tableau des Pouvoirs méthanogènes de divers intrants de méthanisation [Barriatoulah 2011, NPDCP 2016].
DB : Digestat Brut ; DLsp : Digestat Liquide après séparation de phase ; DSsp : Digestat Solide après séparation
de phase ; DSc : Digestat Solide composté ; Ds : Digestat séché.
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Type d’Intrant
Intrant de Méthanisation
Pouvoir méthanogène (m3/t)
Effluents d'élevage
Lisier porcin
7-10 (mixte)
13 (porc engraissement)
4 (truie gestante)
16 (porcelet)
Lisier bovin
13-20
Fumier porcin
47-70
Fumier bovin
40
26 (mou)
Fientes de volailles
60-160
160 (poules)
32 (lisier canard gras)
Caprins
Résidus de cultures agricoles (RCA)
Pulpe de pommes de terre
50-60
Fines et spathes
150-153
Résidus de céréales
300
Résidus de colza
355
Pulpe de betterave
35
Drèches d'orges de brasseries
75
Maïs
95 (pâteux)
150 (résidus)
331 (paille)
Résidus, séchage maïs, déchets silos
220-225
Résidus, séchage céréales
245
Semence déclassée
274
Pailles, Menue pailles,
Jus de betterave,
Excédents de culture alimentaire
Moyenne divers
Déchets d'industrie
agro-alimentaire (IAA)
Contenu d'intestin
35
Déchets de brasseries
30
Boues de flottation
125
Graisses de flottation
244
Graisses d'abattoir
65-180
Mélasse
185
Lactosérum
25
Huile alimentaire
784
Déchets de poissons
8
Rafle
182
Déchets légumes de conserverie
45
Alcool distillerie
152
Résidu distillation de fruits
7
Fruit et légumes,
Déchets de laiterie (boues ...), Fromagerie (eaux blanches),
Chocolaterie, Pêche
Moyenne divers
45
Déchets de collectivités
et urbains (DCU)
Graisse usagées
250-261
Boues de station d'épuration (STEP)
10 (liquide)
30-80
245-250 (graisses)
Bio-déchets des ménages
75
Pelouse et déchets verts
80-125
Déchets cuisines collectives
65
Résidu alimentaire
63
Matière stercoaire
36
Fauches de bord de routes
Plantes invasives,
Ordures ménagères résiduelles,
Résidus de distribution,
Eaux usées de l'assainissement
autonome ou du petit collectif
Déchets hospitaliers
Déchets de l'industrie
Papeterie,
Chimie,
Matière de vidange
CIVE, CIPAN
Maïs, pois, orge, blé, sarrasin,
sorgo, seigle, soja ...
Cultures énergétiques
Maïs ensilage (Matière brute, MB)
100
Maïs fourrage indice <150
97
Herbe (MB)
80
Avoine
52-159
Moha
148-221
Algues, Micro-algues,
Sous-produits animaux
Recommandations
Pour comparer des pouvoirs méthanogènes, le tonnage d’intrants de méthanisation doit être exprimé par rapport à la matière brute (MB), c’est à dire celle qui provient directement des champs et/ou des industries. Le tonnage en matière sèche est plus faible, ce qui donne un pouvoir méthanogène apparemment plus fort. Ce dernier ne reflète pas la qualité du substrat réel à incorporer et donc à transporter.
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Conclusions
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Le pouvoir méthanogène varie donc dans un intervalle très grand de 4-5 m3/t MB à près de 800 m3/t MB. Ceci signifie que certains intrants de méthanisation sont jusqu'à 200 fois plus méthanogènes que d'autres et inversement que certains intrants sont jusqu'à 200 fois moins méthanogènes que d'autres.
L’ensilage de maïs possède un bon pouvoir méthanogène. Mais celui-ci peut entrer dans la chaîne alimentaire du bétail. Par conséquent son utilisation comme intrant est en compétition avec une utilisation plus rationnelle.
Les lisiers sont de mauvais intrants, vu leur faible pouvoirs méthanogènes dus à leur forte concentration en N et S. Il vaut mieux les utiliser autrement puisqu’ils demeurent des fertilisants biologiques intéressants, pourvu que leur épandage soit raisonné.
Pour un intrant donné (avoine par exemple), une grande variabilité existe également. Cette dernière peut être due à l’espèce en question, aux conditions de son obtention (sol, période de l’année, pluviométrie, placement comme culture intermédiaire à vocation énergétique ou culture principale, stockage …), son taux d’humidité etc. Aucun chiffre n’existe pour certains intrants. Le rendement et le fonctionnement d’un méthaniseur sont ainsi susceptibles de varier considérablement et de façon plus ou moins icontrôlable.
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Un méthaniseur ne peut pas fonctionner avec des substrats faiblement méthanogènes. Par exemple, il ne peut pas fonctionner avec seulement des lisiers. Les intrants de méthanisation faiblement méthanogènes doivent obligatoirement être adjoints d’intrants plus méthanogènes. Par exemple en Allemagne, les méthaniseurs sont typiquement alimentés par 20 à 30% de lisiers, 50% d'ensilage de maïs et 30 à 20% d'ensilage d'herbe avec tous les problèmes de concurrence à l'agriculture alimentaire que cela pose.
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Références
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Barriatoulah Achimi (2011). Guide de bonnes pratiques pour les projets de méthanisation.
Club Biogaz ATEE
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NPDCP (2016). Biomasse : Produire des Cultures Intermédiaires à Vocation Energetique.
Fiche de la Chambre d’Agriculture du Nord Pas De Calais Picardie
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Collectif Scientifique National Méthanisation (14 Décembre 2018)
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