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

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




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


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




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 !!)





GG G

I

E

I

G

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

I

G

E

EI

G

E

G

I

I

E

I

G

EG

E

I E

IG

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)

I

I

…les techniques diffèrentEx.: Les procédés continus ‘liquides’




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 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 !!)




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,…

I

G

E

II.Installations spécifiques aux LIQUIDES




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

EI

G





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

E

I E

I

G






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 kWél.





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)




III.2. Modèles

Substrats ‘secs’ (mais > 50% H2O)

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

III. Systèmes discontinus pour SOLIDES




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

III. Systèmes discontinus 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 kWél au 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 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)





Rue de la charmille, 16Rue de la charmille, 16

4577 Strée /Modave4577 Strée /Modave

04748347820474834782

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Bureau d’études, laboBureau d’études, labo

Spin-off: Agrofutur (www.agrofutur.eu)Spin-off: Agrofutur (www.agrofutur.eu)

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