Production de méthane et hydrogène par fermentation de déchets ménagers
En association avec le syndicat mixte du Tarn (TRIFYL), des chercheurs INRA ont produit par un procédé innovant qui combine deux étapes de fermentation, un mélange gazeux H2/CH4 appelé Bio-Hythane. Ils se sont penchés sur la première étape du procédé en évaluant le potentiel de production d’hydrogène de différents déchets ménagers : les résultats sont très concluants !
L’hydrogène une source sous-estimée d’énergie… produit industriellement à partir de ressources fossiles
Aujourd’hui, l’hydrogène est très largement utilisé dans l’industrie pour son potentiel « chimique ». Il est notamment employé pour la production d’ammoniac, la désulfuration des carburants ou bien la production de méthanol. Il peut aussi être valorisé comme vecteur d’énergie en pile à combustible ou en combustion directe. De plus, l’ajout d’hydrogène dans du méthane, dénommé Hythane® permet d’améliorer sa combustion et de réduire en presque totalité la formation de polluants (NOx). L’Hythane® correspond à un carburant à base de méthane dans lequel on a ajouté entre 5 et 20 % d’hydrogène. Cependant – à ce jour- la quasi-totalité de l’hydrogène industriel produit reste pétro-sourcé.
Un procédé innovant et performant de production d’Hythane® à partir de biomasse
Les chercheurs ont choisi de travailler sur un procédé fermentaire innovant permettant de produire directement de l’Hythane® par voie biologique à partir de déchets, ainsi dénommé Bio-Hythane. Lors d’une première étape, la biomasse est soumise à une fermentation acidogène suivie d’une seconde étape de méthanisation. La première étape génère dans le réacteur des conditions acidogènes qui favorisent l’hydrolyse microbienne entraînant une augmentation du rendement total de conversion de la biomasse pouvant atteindre 20 %. Elle permet également de stabiliser la seconde étape de méthanisation. En effet, bénéficiant d’un effet « tampon » de la première phase, l’étape de méthanisation devient beaucoup moins sensible aux variations d’intrants.
Les chercheurs ont employé divers déchets : carton, papier, déchets fermentescibles ou encore le mélange des trois. Quelles que soient les fractions de déchets et les conditions opératoires (température et siccité), le mélange gazeux obtenu en H2/CH4 (hors CO2) est proche d’une composition optimale en Bio-Hythane avec 15 à 25% d’H2.
Des applications variées sur le court, moyen et long terme …
Au sein du Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, le procédé a été développé à l’échelle pilote. Il trouve des applications à court terme dans la filière d’optimisation des procédés de méthanisation des ordures ménagères.
A plus long terme, les travaux montrent qu’il serait tout à fait possible de produire par voie fermentaire du bio-hydrogène qui, après purification du CO2, pourrait s’insérer dans un marché futur de l’hydrogène ou pour des applications locales (transport via des piles à combustible). Dans les deux cas (Bio-Hythane ou H2 purifié), une application est d’ores et déjà envisagée dans une problématique Transport. En avance sur son temps, le partenaire TRIFYL utilise déjà une partie du méthane produit sur son site pour faire fonctionner des véhicules au méthane, voire à l’hydrogène (après reformage) et donc à terme pourrait envisager d’utiliser du Bio-Hythane.
Contact scientifique : Eric Trably- eric.trably@supagro.inra.fr – 04 68 42 51 72 – UR 0050 Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement (LBE) à Montpellier
TRIFYL est le syndicat mixte chargé de la valorisation des déchets ménagers et assimilés du département du Tarn. Il assure la maîtrise d’ouvrage des équipements de valorisation des déchets ainsi que le traitement des déchets ménagers des collectivités adhérentes sur un territoire de plus de 6 000 km2. TRIFYL s’est doté d’un service de recherche et développement.
Source : www.inra.fr
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