 Le Biogaz ?  2. Les applications
2.1 La méthanisation en digesteurs
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2.1.1 Les boues des stations d'épuration urbaines
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La méthanisation des boues est employée pour :
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Désodoriser et assainir celles-ci
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Réduire les quantités de boues déshydratées (de 30 à 40 % de la masse)
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Améliorer la filtrabilité des boues
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Les boues digérées sont dans la quasi totalité des cas déshydratées.
Elle sont souvent épandues sur les sols agricoles en l'état. Parfois, elles subissent un traitement complémentaire : chaulage, compostage, séchage thermique.
Lorsqu'elles ne peuvent être valorisées en agriculture, elles peuvent être :
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stockées en centre d'enfouissement
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Au début des années 1990, une majorité des boues urbaines sont traitées, en l'Europe, par digestion anaérobie, essentiellement par voie mésophile.
Jusqu'en 1973, la majorité des installations n'utilisent le biogaz que pour le chauffage des digesteurs et parfois des locaux techniques. Seules les installations les plus importantes produisent de l'électricité ou livrent de la chaleur à des utilisateurs proches.
A partir des années 1980, la cogénération de chaleur et d'électricité se développe fortement y compris pour des installations de petite capacité.
La consommation d'électricité représente l'un des postes d'exploitation les plus importants sur une station d'épuration urbaine, et le biogaz peut subvenir, classiquement, à la moitié des besoins.
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2.1.2 Les déjections d'élevage
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La méthanisation des déjections d'élevage est employée pour :
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Désodoriser celles-ci et faciliter leur épandage
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Les assainir et réduire la dissémination des germes pathogènes (bactéries, virus et parasites)
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Améliorer la fertilisation : la forme dominante de l'azote des lisiers digérés est l'ammoniaque, plus facilement assimilable par les plantes, et donc plus facile à doser. La digestion participe ainsi à la lutte contre la pollution azotée
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Réduire les émissions de méthane et de protoxyde d'azote émises par les fosses de stockage
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Les déjections digérées sont généralement épandues sur les sols agricoles en l'état.
Parfois, notamment dans les installations collectives, elles subissent un traitement complémentaire : depuis la simple séparation (extraction d'une fraction fibreuse utilisable comme amendement organque solide), jusqu'à des traitements poussés destinés à extraire ou éliminer l'azote (osmose inverse, évaporation, dénitrification…).
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Le biogaz '''à la ferme''
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Au moment des chocs pétroliers de 1973 et, surtout, de 1979, les pouvoirs publics mettent en place des programmes de soutien à la méthanisation et à la valorisation du biogaz.
A cette époque, la plupart des pays européens cherchent à développer le biogaz '' à la ferme ''. L'attention se focalise sur les installations individuelles : environ 300 installations sont construites dans l'Europe des 12 à cette époque.
Ces installations sont restées pour beaucoup d'entre elles des installations à caractère pilote, voire expérimental. La poursuite des efforts de développement engagés aurait dû se traduire par une amélioration de la technologie. Or, à partir de 1986, la chute des cours de l'énergie annule toute perspective de rentabilité de ces installations, dont beaucoup furent rapidement abandonnées, avec des taux d'abandon qui varient de plus de 90 % (France) à moins de 50 % (Suisse).
On assiste aujourd'hui à un renouveau de cette application, avec un développement rapide en Allemagne (plus de 1500 digesteurs agricoles fin 2002) et en Autriche.
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Les installations centralisées ou collectives
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Dans d'autres pays - notamment le Danemark, pour lequel le traitement des déjections d'élevage est une priorité nationale - les efforts se sont orientés sur des unités collectives centralisées de co-digestion, bénéficiant d'effets d'échelle, avec un soutien logistique déterminant de la part des pouvoirs publics.
La '' co-digestion '' consiste à traiter dans une même unité des substrats d'origine diverse : lisiers, boues et sous-produits agro-alimentaires, voire des déchets ménagers fermentescibles.
Le '' modèle danois '' suscite un grand intérêt au niveau européen. Mais son exportation à travers l'Europe tarde à se concrétiser. Il repose sur des conditions propres à ce pays - tarif élevé d'achat de l'électricité, possibilités de valorisation de l'énergie thermique sur petits réseaux de chaleur, forte densité d'élevages, culture de la coopération entre agriculteurs - qui ne se combinent dans aucun autre.
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2.1.3 Les effluents industriels
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La méthanisation est l'une des principales techniques de traitement des eaux usées produites par les industries.
Celle-ci, à la différence des effluents urbains, sont suffisamment concentrés en matières organiques pour permettre de recourir à la méthanisation. Dans de très nombrux cas, leur température est suffisante et permet de ne pas chauffer le substrat.
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Début des années 1970, différents procédés performants sont mis au point pour traiter les déchets et effluents industriels organiques. La méthanisation s'étant au fil des ans avérée économiquement compétitive avec des procédés concurrents lorsque la charge en matière biodégradable exprimée par la DCO (Demande chimique en oxygène) est suffisamment élevée, elle va s'appliquer sur des effluents et boues d'origines de plus en plus diverses :
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transformation ou conserveries de légumes et fruits,
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industries pharmaceutiques et chimiques,
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usines de production d'amidon, d'acide citrique, de malt,
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En région tropicale, les effluents urbains sont suffisamment chauds pour pouvoir être traités par méthanisation, et il existe plusieurs réalisations importantes de ce type.
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2.1.4 Les déchets municipaux
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La méthanisation s'applique :
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Au '' biodéchets '', c'est-à-dire aux déchets fermentescibles triés à la source par les ménages. Il s'agit des déchets de cuisine et, selon les situations, des papiers-cartons non recyclés, des textiles sanitaires, des déchets de jardin. La méthanisation permet de produire à la fois du compost et de l'énergie.
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Aux déchets résiduels, c'est-à-dire aux déchets ménagers dont on a extrait les fractions recyclables. Dans ce cas, l'objectif est de stabiliser les déchets avant enfouissement en centre de stockage, voire avant incinération.
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D'autres applications sont parfois pratiquées, en association avec un tri en usine plus ou moins important. Le digestat, selon sa qualité, pourrait être utilisé comme matériau de remblai.
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Dans les années 1980, les premiers pilotes de méthanisation de déchets ménagers solides entrent en service. Mais l'essor commercial et industriel démarre réellement au milieu des années 1990, avec une croissance de la capacité de traitement de plus de 25 % par an, qui s'accélère depuis 1997 ( croissance de + 40 % par an depuis 1996).
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