Post on 04-Jul-2015
Biométhanisation, CTA
Centre des Technologies Agronomiques de StréeCentre des Technologies Agronomiques de Strée
Communauté FrançaiseCommunauté Française
LES TECHNOLOGIES LES TECHNOLOGIES NOVATRICES NOVATRICES
DE BIOMÉTHANISATION DE BIOMÉTHANISATION PAR VOIES SÈCHE ET PAR VOIES SÈCHE ET
HUMIDEHUMIDE
M. WautheletM. Wauthelet
CTACTA
Biométhanisation, CTA
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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
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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
I. Le pourquoi de l’innovation
Digestion sèche…Digestion sèche…Discontinue Discontinue ‘agricole’ et ‘agricole’ et ‘urbaine’‘urbaine’
Continue Continue (déchets urbains)(déchets urbains)
Innovations souhaitables: = synergies industries-agriculture (co-digestion et combinaison de techniques)= digesteur adapté aux outils existants et aux substrats
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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 !!)
I. Le pourquoi de l’innovation
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GG G
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1. Procédés ‘classiques’2. Procédé « contact » anaérobie 3. Procédé à décanteur incorporé
Système IRIS
4. Filtres bactériens anaérobies 5. Procédé à lit de boue ascensionnel (UASB)
6. Procédés ascensionnels à micro-supports
Lit fluidisé Lit expansé
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I E
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Procédé « infiniment mélangé »
Procédé de type piston (plug flow)
De 1 à 6: ‘sophistication’, performances, temps séjour (contacts bactéries (piégeage,…) -matière org.)De 2 à 6: pour liquides (<< 8 % MS)
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…les techniques diffèrentEx.: Les procédés continus ‘liquides’
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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,...)
I. Le pourquoi de l’innovation
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II.Installations spécifiques aux LIQUIDESSolutions 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 !!)
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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,…
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II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.2. Piston (Plug flow),…:
- classique, très simple, utilisé aux USA, Flandre, PVD,..
- pour liquides homogènes <10%MS, temps séjour : env. 30-50 j
-En post-digestion: poche en géomembrane
- ! Croûtes si fibres présentes; protection et isolation à prévoir; chauffage difficile
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II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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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.
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II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.3.Filtre anaérobie ou lit fixé,…:
Bacardi:
- Le plus grand (Puerto Rico): 4500 tonnes traitées/ jour
- filtre anaérobie de 13500 m³
-Idem en Italie, Inde,..
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.3.Filtre anaérobie ou lit fixé,…:
- 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,..)
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.3.Filtre anaérobie ou lit fixé,…:
- Essais probants au CTA depuis années 2000 de différentes matières vertes ‘hydrolysées’ et tamisées (radicelles, feuilles, fruits, légumes, …) et de boues
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.3.Filtre anaérobie ou lit fixé,…:
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
- Nouveaux modèles à compartiments, containers,…
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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,…) …………..
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.4.Combinaison de techniques,…:
Exemple:
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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II.4.Combinaison de techniques,…:
Exemple: Traitement des lisiers bovins et substrats liquides/liquéfiables au CTA = modèle pour Agrofutur.. Pour 10 à plus de 100 kWél.
II.Installations spécifiques aux LIQUIDES
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III. Systèmes discontinus pour SOLIDESIII.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)
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III.2. Modèles
Substrats ‘secs’ (mais > 50% H2O)
+ Digesteur ‘continu’ inf. mélangé ou filtre anaérobie)
III. Systèmes discontinus pour SOLIDES
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III.2. ModèlesAllemagne: BEKON, EGGERSMANN, BAL, BIOFERM… France: Aria Energies, Erigène..Autriche… Belgique : 0
III. Systèmes discontinus pour SOLIDES
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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 kWél au CTA (GAL Pays des Condruses, Atelier Chora, BSP Construction) + Tweed.. ..Montage du projet
III. Installations pour SOLIDES
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Etude financée par le projet Ruraland / FRW
Digesteur de 100 kWél. (200 kWél)
III. Installations pour SOLIDES
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)
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Rue de la charmille, 16Rue de la charmille, 16
4577 Strée /Modave4577 Strée /Modave
04748347820474834782
www.ctastree.bewww.ctastree.be www.cta-stree.bewww.cta-stree.be
ctavalea@yahoo.frctavalea@yahoo.fr
Bureau d’études, laboBureau d’études, labo
Spin-off: Agrofutur (www.agrofutur.eu)Spin-off: Agrofutur (www.agrofutur.eu)