Lab'InSight 11-12-2012 Biomass to Energy CTA

Centre des Technologies Agronomiques de Strée
Communauté Française

LES TECHNOLOGIES
NOVATRICES
DE BIOMÉTHANISATION
PAR VOIES SÈCHE ET
HUMIDE

Biométhanisation, CTA
M. Wauthelet


I. Le pourquoi de l’innovation

Digesteurs classiques…
= techniques éprouvées à long terme et à grande échelle
= maîtrise des outils: broyeurs, mixers, épuration du biogaz,…
= seules les installations de grandes capacités et subventionnées sont rentables

Innovations souhaitables:
= réduction des volumes
= réduction des coûts (investt et fonctiont),
= simplification technique,
= adaptabilité aux qualités des substrats



Intérêt nouveau pour digesteur en voie sèche car outils adaptés (engins
télescopiques, bâchage des cuves, aspersion… ) et facilités
Peu d’impacts des avancées techniques dans les domaines ‘industriels’ sur les
techniques ‘agricoles’: digesteurs continus en digestion sèche, lit fluidisé,
UASB…
 Synergies possibles

Discontinue Digestion sèche…
‘agricole’ et Continue
‘urbaine’ (déchets urbains)

Innovations souhaitables:
= synergies industries-agriculture (co-digestion et combinaison de
techniques)
= digesteur adapté aux outils existants et aux substrats


Selon les Objectifs:…
= réduction des odeurs
= épuration, hygiénisation
= valorisation agronomique
= recettes supplémentaires (engrais, énergie)
= réduction des taxes
= emploi
…les techniques diffèrent (ou devraient être différentes !!)


…les techniques diffèrent

Ex.: Les procédés continus ‘liquides’
1. Procédés ‘classiques’
2. Procédé « contact » anaérobie 3. Procédé à décanteur incorporé
Système IRIS
Procédé « infiniment
mélangé » G
Procédé de type
G piston (plug flow) II
E E
I E
G I
I E

4. Filtres bactériens anaérobies 5. Procédé à lit de boue 6. Procédés ascensionnels à micro-
ascensionnel (UASB) supports

G G G G G
E I E
E
Lit fluidisé Lit expansé

I E I
I I
I
De 1 à 6: ‘sophistication’,  performances, temps séjour (contacts bactéries (piégeage,…) -matière org.)
De 2 à 6: pour liquides (<< 8 % MS)




Pour voir le développement de la biométhanisation en Wallonie, il faudrait :
- des aides plus substantielles et durables (à l’investissement, au rachat des
énergies, …)
- une grande gamme de techniques proposées par des entreprises locales
- des garanties solides !
- des aides à la chaleur verte !
- des conseillers objectifs maîtrisant les différentes techniques et législations,..
-des aides à la recherche appliquée (épurations simples biogaz, turbines,
technologies gaz naturel,...)



II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
Solutions optimales utilisées en industries et en épuration des eaux
usées, car contraintes et avantages spécifiques de ces secteurs:
-Espace limité et volume d’effluent très important,
-Taxes sur le déversement des eaux chargées,
+ Recherches et suivi importants par des universités, industriels,..
Avantages: compacité, facilité, automatismes, réduction des coûts
Désavantages: peu de fournisseurs, peu d’expériences en agriculture,
élimination des fibres (OK pour étables sans paille ou à logettes !!)



II.1. UASB, lit fluidisé, lit expansé, ABR,…:
Très compact (temps séjour < 2 jours), pour liquides < 2% MS
En agro-industries (pour l’épuration et un peu pour l’énergie) !!
Dans certains PVD (Chine, Thaïlande, Colombie..): Applications
‘simplifiées’ (pas de chauffage !) pour lisiers dilués,…
G

E

I



II.2. Piston (Plug flow),…:
- classique, très simple, utilisé aux USA, Flandre, PVD,..
- pour liquides homogènes <10%MS, temps séjour : env. 30-50 j

G

I E

-En post-digestion: poche en géomembrane
- ! Croûtes si fibres présentes; protection et isolation à prévoir;
chauffage difficile


II.3.Filtre anaérobie ou lit fixé,…:
- Compact, biol. robuste, temps de séjour de 3 à 10 jours
-utilisé en industries (Bacardi, laiteries,…) = succès dès 1980
- utilisé en agriculture (Allemagne, Hollande, ..) en années 80’,
échecs nombreux (car colmatages,…), mais regain d’intérêt et
techniques nouvelles: CTA Belg., système UDR Allemagne,
Greenwatt Belg., Agrofutur Belg., Hollande, France, Strabaq.
G G

E I

Biométhanisation, CTA I E


Bacardi:
- Le plus grand (Puerto Rico): 4500 tonnes traitées/jour
- filtre anaérobie de 13500 m³
-Idem en Italie, Inde,..



- Au CTA durant 22 ans: filtre anaérobie garni de toiles et alimenté
par du lisier tamisé = succès  S.A. Agrofutur (ventes en Chine,
France et projets en Belgique, Pays de l’Est,..)



- Essais probants au CTA depuis années 2000 de différentes
matières vertes ‘hydrolysées’ et tamisées (radicelles, feuilles,
fruits, légumes, …) et de boues



- Nouveaux modèles à compartiments, containers,…



II.4.Combinaison de techniques,…:
- Filtre anaérobie (chauffé, 3 jours) + poche (non chauffée,
isolée,15 à 25 jours) en géomembrane OU + fosse / citerne
couverte
- Digesteur piston et lagune couverte
- Filtre anaérobie + digesteur classique = (UDR, Greenwatt,
Agrofutur,…) …………..



Exemple:



Exemple: Traitement des lisiers bovins et substrats
liquides/liquéfiables au CTA = modèle pour Agrofutur.. Pour 10 à
plus de 100 kW él.



III. Systèmes discontinus pour SOLIDES
III.1. Domaines d’application
déchets secs, ordures, papiers et cartons non recyclables, feuilles, toilettes
sèches…
fumiers secs, résidus de cultures, maïs, matières stercoraires,…
= pour matières organiques et inorganiques ‘solides’ (> 20%MS) en vrac
(fibres), même de grandes tailles ou non digestibles
= digestats solides !
= Systèmes discontinus= productions discontinues  nécessité de plusieurs
digesteurs  encombrements plus importants
= temps de séjour > 2 mois
= difficultés d’étanchéité (car ouvertures régulières) et risques d’explosion (gaz
et air)


III.2. Modèles

+ Digesteur
‘continu’ inf.
mélangé ou
filtre
anaérobie)

Substrats ‘secs’ (mais >
50% H2O)



III.2. Modèles
Allemagne: BEKON, EGGERSMANN,
BAL, BIOFERM…
France: Aria Energies, Erigène..
Autriche…
Belgique : 0



III. Installations pour SOLIDES

Etude financée par le projet Ruraland /FRW
Objectif: Développer un modèle adapté aux
exploitations wallonnes moyennes
Etapes:

-Bibliographie exhaustive,
-Visites des installations en Autriche, Allemagne et
France et rapports et comparaisons
-Prix et recommandations pour 100 kWél
- Etude d’avant-projet pour 100 et 200 kW auél
CTA (GAL Pays des Condruses, Atelier Chora, BSP
Construction) + Tweed.. ..Montage du projet


III. Installations pour SOLIDES

Etude financée par le projet Ruraland /FRW
Digesteur de 100 kW (200 kW
él. él)

4 garages réalisés en béton avec isolation thermique.
•Stockage des jus de recirculation réalisé au-dessus de la matière en décomposition
•Stockage des gaz au-dessus du stockage des lisiers
•Dimension d’un box : largeur 5 m x Longueur: 20 m, Hauteur : 4 m
•Isolation (min. P.U. 10cm)
•Aires de manœuvre (dalle de béton) pour le chargeur et le tracteur,
•Un local technique avec groupe de cogénération, pompes, échangeurs,…
•Chauffage (40°C) avec serpentin dans la dalle de fond
•Filtre anaérobie pour le traitement des lisiers (production additionnelle de gaz)


Rue de la charmille, 16
4577 Strée /Modave
0474834782
www.ctastree.be www.cta-stree.be
ctavalea@yahoo.fr

Bureau d’études, labo
Spin-off: Agrofutur (www.agrofutur.eu)


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