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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE exposé sur : 2013/2014 La valorisation des déchets domestiques pour produire le biogaz La valorisation des déchets domestiques pour produire le biogaz Plan de travail Introduction Biogaz L’intérêt de la valorisation du déchet domestique Principe de la méthanisation Les paramètres influant sur la méthanisation Les étapes de la digestion anaérobie Les utilisations du biogaz Conclusion Biométhanisation La définition et la conception du digesteur Introduction Introduction La valorisation des déchets organiques et principalement les déjections animales pour la production de biogaz pourrait être considérée comme une solution économique et écologique à travers une autonomie énergétique et un développement agricole durable des zones rurales. La valorisation des déchets organiques et principalement les déjections animales pour la production de biogaz pourrait être considérée comme une solution économique et écologique à travers une autonomie énergétique et un développement agricole durable des zones rurales. La production d’énergie à partir de la matière organique de diverses origines : matière végétale, déjections animales, sous produits de l’industrie agro-alimentaire, boues des stations d’épurations et ordures ménagères……etc, au moyen de procédés de fermentation anaérobie (biométhanisation) dans des digesteurs appropriés, permettra une meilleure gestion des déchets, une préservation de l’environnement et un développement ainsi qu’une diversification des ressources énergétiques (énergies alternatives). La production d’énergie à partir de la matière organique de diverses origines : matière végétale, déjections animales, sous produits de l’industrie agro-alimentaire, boues des stations d’épurations et ordures ménagères……etc, au moyen de procédés de fermentation anaérobie (biométhanisation) dans des digesteurs appropriés, permettra une meilleure gestion des déchets, une préservation de l’environnement et un développement ainsi qu’une diversification des ressources énergétiques (énergies alternatives). Par ailleurs, cette matière organique, au niveau local, permettra de produire de l’énergie à moindre coût pour la cuisson, le chauffage, l’éclairage, et des engrais à haut potentiel fertilisant comme amendements pour les terres agricoles. Par ailleurs, cette matière organique, au niveau local, permettra de produire de l’énergie à moindre coût pour la cuisson, le chauffage, l’éclairage, et des engrais à haut potentiel fertilisant comme amendements pour les terres agricoles. Biométhanisation Biométhanisation La biométhanisation est un procédé biologique permettant de décomposer les matières organiques en l’absence d’oxygène (digestion anaérobie). C’est un processus contrôlé ou naturel fait par diverses populations de micro- organismes présents dans une multitude d’environnements. Dans la nature, on peut observer ce phénomène partout où il y a de la matière organique et une quantité insuffisante d’oxygène, comme dans les marais, les rizières et même dans le système digestif des mammifères et des insectes. Cette dégradation produit le biogaz et d’un digestat. La biométhanisation est un procédé biologique permettant de décomposer les matières organiques en l’absence d’oxygène (digestion anaérobie). C’est un processus contrôlé ou naturel fait par diverses populations de micro- organismes présents dans une multitude d’environnements. Dans la nature, on peut observer ce phénomène partout où il y a de la matière organique et une quantité insuffisante d’oxygène, comme dans les marais, les rizières et même dans le système digestif des mammifères et des insectes. Cette dégradation produit le biogaz et d’un digestat. Biogaz Biogaz La composition du biogaz varie selon les matières digérées et le temps de traitement. Habituellement, la concentration de méthane se situe entre 50 et 80 %, 60 % étant la valeur la plus fréquemment rapportée par les usines. En plus du méthane, l’autre gaz principal formé est le CO2. Les gaz présents en faibles concentrations sont le H2S, le NH3 en plus de la vapeur d’eau jusqu’à son point de saturation. Ces derniers gaz doivent être traités selon l’utilisation prévue pour le biogaz afin de ne pas endommager les équipements . La composition du biogaz varie selon les matières digérées et le temps de traitement. Habituellement, la concentration de méthane se situe entre 50 et 80 %, 60 % étant la valeur la plus fréquemment rapportée par les usines. En plus du méthane, l’autre gaz principal formé est le CO2. Les gaz présents en faibles concentrations sont le H2S, le NH3 en plus de la vapeur d’eau jusqu’à son point de saturation. Ces derniers gaz doivent être traités selon l’utilisation prévue pour le biogaz afin de ne pas endommager les équipements . Tableau 1: La composition du biogaz Tableau 1: La composition du biogaz Gaz % Méthane CH4 50 à 70 % Dioxyde de carbone CO2 35 à 40 % Azote N2 0,5 à 3 % Gaz divers: H2S, NH3, CnH2n… 1 à 5 % Hydrogène H2 1 à 3 % Oxygène O2 0,1 à 1 % Eau (H2O) 6 % La source : Rev. Energ. Ren. : Production et Valorisation – Biomasse, (2001) 103-108 La source : Rev. Energ. Ren. : Production et Valorisation – Biomasse, (2001) 103-108 L’intérêt de la valorisation des déchets domestiques L’intérêt de la valorisation des déchets domestiques Valorisation de la matière organique générée par des déjections animales pour la production de biométhane. Valorisation de méthane sous forme d’énergie (chauffage, cogénération d’électricité). La réduction du nombre de micro-organismes pathogènes. Un intérêt agronomique, lié à une concentration importante en azote ammoniacal et en phosphates . Dépollution de la terre. Valorisation de la matière organique générée par des déjections animales pour la production de biométhane. Valorisation de méthane sous forme d’énergie (chauffage, cogénération d’électricité). La réduction du nombre de micro-organismes pathogènes. Un intérêt agronomique, lié à une concentration importante en azote ammoniacal et en phosphates . Dépollution de la terre. Principe de la méthanisation La matière est placée à l’intérieur d’un digesteur qui est fermé, chauffé, brassé sans entrée d’air et à l’abri de la lumière. La majorité des installations de méthanisation à la ferme fonctionne à une température de l’ordre de 38 °C ou 60°C (une digestion plus rapide des substrats). Le pH dans le digesteur est maintenu entre 7,5 et 8. Un brassage régulier doit avoir lieu afin d’homogénéiser les substrats et de favoriser la production de biogaz. Les substrats restent en moyenne 30 à 40 jours dans le digesteur. Cependant la conduite de l’installation est plus délicate et les coûts sont plus élevés. Les paramètres influant sur la méthanisation Les paramètres influant sur la méthanisation La température : La production de méthane est exploitable à partir de 15°C, augmente rapidement à 20°C, mais on travaille généralement vers 35 à 40 °C . La température : La production de méthane est exploitable à partir de 15°C, augmente rapidement à 20°C, mais on travaille généralement vers 35 à 40 °C . Le pH : Il faut veiller à maintenir le pH dans une zone voisine de 7. Le pH optimal se situe entre 6,5 et 8,0. Si pour une raison indéterminée, le pH tombe au-dessous de 6,6 une inhibition significative de la méthanogenèse intervient. Le pH : Il faut veiller à maintenir le pH dans une zone voisine de 7. Le pH optimal se situe entre 6,5 et 8,0. Si pour une raison indéterminée, le pH tombe au-dessous de 6,6 une inhibition significative de la méthanogenèse intervient. L’humidité : Comme pour toute activité biologique, la présence d’eau est indispensable. L’humidité minimale est de 60 à 70 %. Dans tous les cas, l’humidité des déchets doit être suffisante pour que l’hydrolyse, puisse se dérouler normalement. Si au contraire l’humidité est insuffisante, l’acidification se fait trop vite au détriment de la méthanisation, de ce fait le substrat organique doit être très dilué : 85 à 90 % d’eau avec 10 à 15 % de matière sèche. L’humidité : Comme pour toute activité biologique, la présence d’eau est indispensable. L’humidité minimale est de 60 à 70 %. Dans tous les cas, l’humidité des déchets doit être suffisante pour que l’hydrolyse, puisse se dérouler normalement. Si au contraire l’humidité est insuffisante, l’acidification se fait trop vite au détriment de la méthanisation, de ce fait le substrat organique doit être très dilué : 85 à 90 % d’eau avec 10 à 15 % de matière sèche. Les paramètres influant sur la méthanisation Les paramètres influant sur la méthanisation Éviter les inhibiteurs : Les ions minéraux, les métaux lourds, les antibiotiques, les savons et les détergents inhibent la croissance normale des microbes dans le digesteur. Éviter les inhibiteurs : Les ions minéraux, les métaux lourds, les antibiotiques, les savons et les détergents inhibent la croissance normale des microbes dans le digesteur. La qualité du substrat : La qualité du substrat : Tableau 2: Rendement de production de biogaz en fonction de la nature du substrat Tableau 2: Rendement de production de biogaz en fonction de la nature du substrat Déchets animaux Rendement moyen l/kg de M.S. Bouses de vaches 200 Crottin de chevaux 200 Fientes de volailles 310 Fumier de moutons 135 Eaux d’égouts 340 La source : Rev. Energ. Ren. : Production et Valorisation – Biomasse, (2001) 103-108 La source : Rev. Energ. Ren. : Production et Valorisation – Biomasse, (2001) 103-108 Les paramètres influant sur la méthanisation Les paramètres influant sur la méthanisation Rapport C/N : la proportion entre le carbone et l’azote présents dans la matière organique est importante pour le bon fonctionnement des uploads/Industriel/ biogaz-dechet-domestique.pdf