TPE présentation ébauche .pdf

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TRAVAUX PERSONNEL ENCADRÉ :
MÉTHANISATION
Réalisé par : Clément Lambotin, Lilian Hofner et Florian Hilgenga

SOMMAIRE
Sommaire ................................................................................................................................ 2
Introduction............................................................................................................................... 3
I- Qu'est-ce que la méthanisation ? ......................................................................................... 4
A- Le processus de la méthanisation .....................................................................
B- Les types de déchets utilisables .......................................................................
C- Le biogaz ...........................................................................................................
D- Le digestat ........................................................................................................
E- Expérience .........................................................................................................
II- La mise en place de la méthanisation ................................................................................
A- Une installation type ............................................................................................
B- Exemples d'installations (interview) ....................................................................
C- La transformation du biogaz en énergie renouvelable .......................................
D- La valorisation du digestat ................................................................................
III- CONTRAINTES ET OPPORTUNITÉS DE CETTE SOURCE D'ÉNERGIE......................
A- Des projets contraignants ..................................................................................
B- Multiples utilisation de cette énergie ..................................................................
C- La méthanisation : une filière d'avenir ...............................................................
Sources .................................................................................................................................
Crédit photo ..........................................................................................................................

III – CONTRAINTES ET OPPORTUNITÉS DE CETTE SOURCE
D'ÉNERGIE

A – DES PROJETS CONTRAIGNANTS
DIFFÉRENTS PROJETS

Plusieurs cas de projets peuvent être envisagé selon le «modèles d’entreprises»,
ainsi, dans le secteur agricole, la maîtrise d’ouvrage peut être effectué par une
seule entreprise agricole (appelé alors méthanisation agricole « à la ferme ») ou
plusieurs entreprise agricole (appelé méthanisation «collective» et/ou
«territoriale» en fonction du regroupement)
Ces projets peuvent être contraignant pour les agriculteurs du fait des
nombreuses normes imposés par l’État et des différents points à prendre en
compte lors de la conception du projet :
- La maîtrise de la ressource des
déchets à méthaniser doit être assurés
par les/l'exploitant(s) : C'est-à-dire
qu'ils ont en charge le
réapprovisionnement, la validité des
déchets prévus (déchets non
dangereux ou matière végétale brute)
et leur disponibilité sur la durée
(chargement du digesteur).
- Pour les grosses installations, la mise
en place d’un traitement des excédents
hydriques (excédents en eau) est
nécessaire.
- La mise en place de traitements
adaptés au biogaz est nécessaire en
fonction de la valorisation choisie (ex:
épuration pour le biocarburant, K)

- La valorisation énergétique possible
du biogaz doit être étudié (valorisation
chaleur sur site en cas de
cogénération, injection possible ou non
dans le réseau de gaz naturel).
- Le traitement des déchets ligneux
(déchets de bois) dans le compostage
est à réaliser car mal adaptés à la
méthanisation.
- La disponibilité de capitaux suffisant
est indispensable pour investir dans
l’installation d'une unité de
méthanisation au vu des coûts
importants allant parfois jusqu'à
plusieurs millions d'euros.

B – MULTIPLES UTILISATION DE CETTE ÉNERGIE
LA VALORISATION DU
BIOGAZ

Le Biogaz peut être valorisé de
plusieurs manières après son
extraction. Il peut être utilisé
énergétiquement pour des moteur de
cogénération ou de combustion
(chaudière ou turbine), il peut être
utilisé comme biocarburant ou (après
un processus d’épuration du biogaz)
être injecté dans le réseau de gaz.

LE MOTEUR DE COGÉNÉRATION

Le Moteur de cogénération est le mode valorisation le plus courant, il permet la
production combinée d'énergie thermique (récupéré sur le moteur de
cogénération) et électrique, il existe deux types de moteurs pouvant être utilisé :
- Le biogaz peut alimenter un moteur à gaz (ou une turbine), qui produit de
l'électricité. Ce type de moteur ne consomme que du gaz et a un coût
d’investissement et d’entretien élevé.
- Le moteur « dual fuel » consiste à injecter une petite quantité de fuel (environ
1 0%) pour faciliter l'embrasement du mélange biogaz/air. Outre les frais
supplémentaire liés à l'achat et au stockage de fioul, ce moteur à un meilleur
rendement électrique que le moteur à gaz (en particulier pour les petites
puissances).

VALORISATION THERMIQUE

Le biogaz peut être directement valorisé
sous forme de chaleur grâce à une
chaudière. Le coût d’investissement est
ainsi moins important que pour l’achat
d’un moteur de cogénération. La
production de chaleur peut être
intéressante si les débouchés se
trouvent à proximité pour limiter le
transport (trop) coûteux de la chaleur ou
du biogaz. Ainsi, si les besoins en
chaleur sont important, ce procédé ce
révèle être efficace énergétiquement car
il permet la valorisation d'un maximum
d’énergie.
De plus, certains types de systèmes
permettent (dans certain cas) de produire
de l'électricité grâce à une turbine à
vapeur convertissant ainsi l’énergie
thermique en énergie mécanique.

UTILISATION DU
BIOMÉTHANE

L'utilisation du biométhane comme
« carburant vert » est envisageable
mais très peut rependue en France
(malgré des projets comme à Lille :
1 50 bus roule au gaz vert) à cause de
la complexité de création du carburant,
en effet la création de ce carburant
demande plusieurs étape
d'épuration/compression du gaz
(méthane doit être présent à au moins
96%) inenvisageable dans des
méthaniseurs « à la ferme » à cause
des coûts trop élevés.
Dans certains pays européens comme
en Suède, le carburant vert est
largement démocratisé puisque 20%
des déchets organiques sont
transformés en biogaz.

INJECTION DE BIOGAZ DANS LE RÉSEAU

L'injection de biogaz (après épuration) dans le réseau de gaz naturel est possible
en France et dans de nombreux pays européens : Suède, Allemagne, Suisse,
Pays-BasK
Après injection dans le réseau de gaz naturel, le biométhane pourra être utilisé
par de nombreux foyers pour se chauffer, cuisiner, K
L’injection du biogaz épuré dans le réseau de gaz naturel est le mode de
valorisation le plus performant.

C – LA MÉTHANISATION  : UNE FILIÈRE D'AVENIR
Au vu du réchauffement climatique et des causes qui y sont liées, il est important
d 'assurer la transition énergétique et écologique sur Terre. La méthanisation
apparaît donc comme une filière d’avenir de part ses nombreux avantages et
bénéfices. De plus, ce type d'installation peut être un bon moyen de réaliser les
différents engagements que de nombreux pays ont signé lors de la COP21 et de
la COP22 (réduction des émissions totales de gaz à effet de serre entre autre).
En effet, Ce procédé permet la production d’énergie renouvelable, la réduction
des émissions de gaz à effet de serre, d'assurer une stabilité économique auprès
des agriculteurs avec un prix fixe ainsi que la gestion des déchets : la
méthanisation a donc sa place pour s’affirmer comme une solution durable, aussi
bien du point de vue environnemental qu’économique, pourtant, le biogaz ne
représente qu’une faible part (1 ,8 %) de la production actuelle d’énergie malgré
son grand potentiel.
Largement connue et déployée en
Allemagne, la méthanisation
commence à s'étendre en France avec
de nouveaux projets dans nos villes
comme avec Lille où les déchets
méthanisable provenant de la
métropole lilloise (1 08 000 tonnes de
déchets) devraient être traités et
produire 4 millions de Nm3 de biogaz
(méthane à 98 %) et 34 500 tonnes de
compost par an.
L'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) estime que
le développement de la méthanisation est un enjeu prioritaire au niveau national
et a pour objectif de multiplier par 1 0 la production de chaleur et par 4 de la
production d’électricité issue du biogaz.

SOURCES :



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