Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Réalisé par: Encadrant: Fatima mjelda Mr. EL BARI HASSAN Mohamed khaoudi Mus

Réalisé par: Encadrant: Fatima mjelda Mr. EL BARI HASSAN Mohamed khaoudi Mustapha ouhass Laboratoire des énergies renouvelables et environnement équipe énergie de la biomasse et du biogaz SOMMAIRE: Définition de la Méthanisation. Les étapes de la méthanisation. Les produits de la méthanisation. Les paramètres d’analyse physico-chimique. Prétraitements. les divers procédés de la méthanisation. Les formes d’utilisation de biogaz. La méthanisation au Maroc. Conclusion. I. LA MÉTHANISATION: 1. DÉFINITION: La méthanisation ou la digestion anaérobie est un chaine des opération naturelle appliqué sur la matière organique en utilisant des bactéries et en absconse d’oxygène a température constante .c’est une technique qui conduit à la production d’un mélange gazeux appelé biogaz composé principalement de méthane CH4 et gaz carbonique CO2 par le traitement de déchets solide ou liquide . C’est une transformation qui permet d’éliminer la matière organique pour faire un biogaz énergétique. Figure(1): Interfaces d’une installation de méthanisation. (LEDJO Energie, 2011.) 2. LES ÉTAPES DE LA MÉTHANISATION: Grandes étapes de la digestion anaérobie. ( Godon,J.-J.(2008)) Hydrolyse: Lors de l’hydrolyse, les macromolécules organiques sont transformées en produits plus petits. En ce sens, les composés de haut poids moléculaire, comme les polysaccharides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques, sont convertis en substances simples. Cela donne origine aux monosaccharides, comme le glucose, aux acides gras, aux acides aminés et aux bases azotées. Acidogènes: Dans l’acidogènes, les monomères de l’étape antérieure sont convertis en acides gras volatils, en alcools, en acides organiques, en hydrogène et en CO2. C’est une phase qui se déroule entre 30 et 40 fois plus rapidement que l’hydrolyse. À la fin s’y retrouvent l’éthanol et les acides acétique, propionique, butyrique, valérique et lactique. A-cétogenèse: L’A-cétogenèse unifie et simplifie la filière chimique, car les substances originaires des processus antérieurs y sont transformées en acétate, en H2 et en CO2 . Cette étape précède celle de la méthanogènes. Méthanogènes: C’est la dernière étape de la minéralisation des substances organiques. Ici, les acétates, les formates, le H2 et le CO2 sont transformés en méthane. Habituellement, cette phase est la plus délicate de la digestion anaérobie, parce que les organismes méthanogènes sont plus sensibles aux variations de pH et ont un taux de croissance plus lent que celui des organismes des autres étapes. Autres réactions: D’autres réactions se déroulent durant la digestion anaérobie, en utilisant les substances non carbonées pour les réactions. C’est le cas de l’utilisation des sulfates comme source d’énergie pour l’oxydation des acétates, de l’éthanol, du propionate et du butyrate. Ces réactions créent l’ion hydrogénosulfure HS- comme sous-produit. De plus, des réactions d’oxydation de l’ammonium et de dénitrification peuvent se produire en milieu anaérobie, dégageant l’azote moléculaire N2. Finalement, certaines molécules xénobiotiques, des micropolluants, peuvent être hydrolysées en conditions anaérobies, ce qui fait de ce processus une étape importante pour le traitement de la pollution récalcitrante. 3. LES PRODUITS DE LA MÉTHANISATION: je-souscris.energie-partagee.org 4. LES PARAMÈTRES D’ANALYSE PHYSICO- CHIMIQUE: Plusieurs facteurs interagissent entre eux et influencent sur la vitesse et l’efficacité de la digestion anaérobie. Les principaux sont présentés dans les prochaines sections.  pH: Le pH est un des paramètres les plus importants pour la méthanisation et un contrôle accru de sa variation est fondamental pour le bon fonctionnement des réacteurs. Un pH stable indique un système en équilibre et une méthanisation performante. En revanche, des variations du pH, plus souvent sa diminution, sont signes de problèmes. Les bactéries méthanogènes sont très sensibles aux variations du pH : de petites altérations peuvent même menacer la production du gaz. À cause de cela, le contrôle de l’alcalinité est important afin de maintenir le pH dans les valeurs voulues . Si la plage de fonctionnement acceptable d’un réacteur se situe entre 5,5 et 8,5, les valeurs idéales pour les microorganismes méthanogènes varient entre 7,0 et 7,2. La chute du pH en dessous de 5,0 est mortelle pour ces organismes et même des valeurs proches de 6,0 causent souvent un arrêt du procédé. température: Comme pour les autres processus biochimiques, l’élévation de la température engendre une augmentation de l’efficience de la méthanisation. Par contre, cette croissance de l’efficacité n’est pas linéaire, mais affiche plutôt des zones idéales de température. Le maintien de la température dans une de ces plages est essentiel pour l’efficacité du processus. Efficience de la méthanisation Température (°C) Figure: performances de la digestion anaérobie par rapport à la température. Rapport C/N: Comme pour la digestion aérobie, la proportion entre le carbone et l’azote présents dans la matière organique est importante pour le bon fonctionnement des réacteurs. Des études indiquent que la proportion désirable se situe entre 20 et 30, 25 étant le ratio idéal. Une augmentation de l’apport en azote peut mener à une production accrue d’ammoniac, ce qui peut nuire aux microorganismes et inactiver la méthanisation. Degré d’humidité: L’humidité a une grande influence sur l’action des bactéries, principalement dans le cas où ces valeurs sont basses. Des études montrent que des taux d’humidité supérieurs à 60 % augmentent la production de gaz, qui atteint un maximum environnant 80 %. Au- delà de cette concentration, la production se stabilise dans ce plateau élevé. Ce principe est utilisé dans quelques lieux d’enfouissement, par la recirculation du lixiviat, pour accélérer la méthanisation des matières putrescibles et pour augmenter la production de biogaz. Inhibiteurs de la méthanisation: Outre les facteurs physico-chimiques, comme le pH et la température, plusieurs substances peuvent avoir un effet nocif sur la digestion anaérobie. Heureusement, des adaptations de la flore microbienne anaérobie peuvent rendre ces populations résistantes aux substances toxiques et même permettre leur biodégradation. Ammoniac (NH3). H2S. Substances toxiques. Nutriments. DCO: La Demande Chimique en Oxygène: Elle s'exprime en milligramme par litre (mg/l) d'oxygène et correspond effectivement à la quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder dans des conditions opératoires définies, les matières organiques présentes dans un échantillon donné. L'oxydation est réalisée par un réactif ayant un pouvoir d'oxydation puissant (le permanganate de potassium à chaud en milieu acide). BDO5: La Demande Biochimique en Oxygène: Les phénomènes d'autoépuration dans les eaux superficielles résultent par la dégradation des charges organiques polluantes par les micro- organismes. L'activité de ces derniers tend à consommer de l'oxygène et c'est cette diminution de l'oxygène dans le milieu qui est mesurée par la DBO 5. En effet, à 20°C la dégradation des matières organiques commence immédiatement. Il a été conventionnellement retenu d'exprimer la DBO 5 en mg/l d'oxygène consommé pendant 5 jours à 20°C. Les eaux destinées à la consommation humaine doivent avoir une DBO 5 de 0 mg/l. Les eaux superficielles de bonne qualité ont une DBO 5 égale à quelques mg/l. La DCO représente l'ensemble des matières oxydables et la DBO5 représente la part des matières organiques biodégradables. BDO: La valeur de la DBO (demande biologique ou biochimique en oxygène) indique la quantité d'oxygène qui est nécessaire pour la dégradation biologique des matières organiques dans l'eau en mg O2 / l. En général, la demande biologique en oxygène sert de paramètre global pour l'évaluation de la pollution des eaux usées. MES: La matière en suspension MES est la quantité de matière qu'un échantillon d’eau contient après filtration sur un filtre en fibres de verre avec pores de 1,5 µm lorsqu’on la fait sécher à 105°C. Il est calculer par la formule suivante: P1 = poids du filtre (vide) avant filtration. P2 = poids du filtre séché après 24 heures. V = volume de l'échantillon. MVES: Les Matières Volatiles en Suspension : Masse de matières particulaires organiques obtenues par différence entre les MES et leurs résidus secs après passage au four à 550°C; expression des résultats en mg/L ou en pour cent des MES. Détermination des solides totaux, minéraux et volatils: Le substrat utilisé pour la digestion anaérobie et constitué généralement en eau, matière organique et matière minérale. La matière organique est constituée aussi d’une fraction biodégradable et une autre non biodégradable comme la figure indiqui: (renewable energy, P: 25,2008.) caractérisation du substrat organique ALC: L’alcalinité (ou pouvoir tampon) est la résistance de la solution au changement de pH. Elle est également importante pour la stabilité du processus. L'amortisseur principal dans les digesteurs anaérobies est le bicarbonate (HCO3-), avec un pKa de 6.3, tandis que les principaux acides produits sont les AGV, avec un pKa global approximativement de 4,8. D'autres composés trouvés dans le digesteur influencent également l'équilibre du pH s’ils sont présents avec des concentrations élevées, par exemple, l’ammoniaque (NH3+/NH3, pKa 9.3), le sulfure d'hydrogène (H2S/HS-/S2-, pKa 7,1 et 13,3) et le phosphate d'hydrogène (H3PO4/H2PO4-/HPO42-/PO43-, pKa 2.1, 7.2 et 12.3). 5. PRÉTRAITEMENT: Prétraitement thermique Prétraitement acido-basique Ultrason Broyage Oxydation 6. LES DIVERS PROCÉDÉS DE LA MÉTHANISATION: La digestion anaérobie prend place dans une des trois plages distinctes de température, selon l’apport en chaleur qui est fourni au système. Cette température est maintenue constante tout au long de la digestion et les microorganismes propres à cette condition se développent dans le réacteur. À cause de ces populations microbiennes spécialisées, une zone de température optimale existe dans chacune de ces plages. Il existe différents procédés de méthanisation, selon la teneur en matière sèche du gisement uploads/Management/ projet-fin-d-x27-etude.pdf