K-Révert, spécialiste de l’évapo-concentration des digestats

Evapo-concentrateur de 15 T:J, photo K-Révert

Evapo-concentrateur de 15 T:J, photo K-Révert

Article paru dans le Bioénergie International n°41 de janvier-février 2016

Forte de 25 ans d’expérience dans le traitement des effluents d’industries agro-alimentaires, chimiques, mécaniques ou de centres d’enfouissement, la société K-REVERT a adapté ses procédés à la concentration des digestats.

La réponse à un contexte

L’aventure commence en 2008 lorsqu’un acteur français de la méthanisation se renseigne sur les possibilités de concentration du digestat avec des évapo-concentrateurs alimentés par la chaleur des cogénératrices à biogaz. L’objectif était de répondre aux contraintes d’épandage dans certains départements français où l’excédent structurel impose d’exporter les digestats. Il devenait dans ces cas impératif de diminuer les volumes pour baisser les coûts de transport. Le concept d’échange entre exploitations excédentaires et exploitations déficitaires en fertilisants naturels chargés de matières organiques, azote, phosphore et potasse, fût le déclencheur de la réflexion et de la recherche sur la concentration du digestat. Mais de par l’inertie française bien connue, la première installation ne fût construite en France qu’en 2013, alors que ce fut plus rapide dans d’autres pays européens comme l’Italie.

Vue d’ensemble de l’installation SARL VIE, photo K-Révert

Vue d’ensemble de l’installation SARL VIE, photo K-Révert

Le digestat possède des caractéristiques très particulières : une charge en matière organique très élevée (20 à 60 g/l), des sels minéraux corrosifs comme les chlorures (très présents dans les lisiers porcins), des colloïdes, des métaux lourds et des éléments volatils (méthane, sulfure d’hydrogène, gaz carbonique, azote ammoniacal, …). Le mélange et les concentrations de tous ces éléments rendent le digestat difficile à traiter par les procédés conventionnels.

De nombreux tests, analyses et essais pilotes ont permis d’adapter les procédés usuels de la société K-REVERT, comme les filtrations membranaires d’ultrafiltration, d’osmose inverse ou d’évapo-concentration à la chimie et aux caractéristiques rhéologiques du digestat. Cette phase de recherche et développement fût nécessaire car la gestion territoriale du digestat ne s’est pas posée de façon aussi forte dans les autres pays européens et les retours d’expérience étaient ainsi quasiment nuls ou non concluants, avec notamment des coûts de fonctionnement trop élevés. En Allemagne par exemple, l’épandage direct du digestat ou l’utilisation d’un séparateur de phase, sont la règle mais ne répondent pas à la gestion de la phase liquide qui représente 80% du volume initial du digestat.

Les agriculteurs français ont aussi mis en évidence des besoins spécifiques à la France pour la transformation du digestat, certains projets se retrouvant non viables financièrement à cause d’une gestion trop coûteuse de la question. Les installations devaient ainsi être capables de valoriser l’ensemble de la chaleur récupérée sur les moteurs pour obtenir la prime d’efficacité énergétique et le tarif de rachat le plus élevé. Parmi les exigences, notons aussi l’obligation de traiter 100% du digestat, un pilotage le plus automatisé possible pour éviter la présence de personnel, ou encore une conception modulante capable de répondre aux évolutions des recettes d’intrants en qualité et en quantité. Ces demandes ont été autant de défis que la société K-REVERT a intégré à sa conception.

Economie circulaire - Cliquer sur l'image pour agrandir.

Economie circulaire – Cliquer sur l’image pour agrandir.

Le concept d’économie circulaire, qui fait figure de pratique vertueuse, a même été repris par les chambres d’agriculture, notamment de Dordogne qui l’a mis en place sur une installation démarrée en 2015. Le schéma illustre les échanges de produits et la valeur ajoutée par chaque étape de cette boucle.

Par ailleurs, une évolution très récente de la normalisation française permet désormais d’intégrer la partie azotée concentrée du digestat dans la normalisation NFU42001. Cet azote n’est plus comptabilisé dans les plans d’épandage et se gère désormais comme un engrais. Il peut ainsi devenir source d’économie financière s’il substitue des achats d’azote industriel ou un revenu s’il est revendu.
Et les procédés continuent d’évoluer notamment dans la filière d’injection du biogaz. N’ayant pas d’énergie thermique à valoriser, ces installations sont alimentées à 100% en électricité et la recherche sur l’efficacité énergétique se porte désormais sur les systèmes d’évaporation par pompe à chaleur.

Exemple de réalisation dans la Manche à la SCEA du Pont Langlois

La plus ancienne installation de concentration de digestat de France date de 2013. La SCEA du Pont Langlois à Condé-sur-Vire exploite une cogénératrice de 265 kWé sur la base d’un élevage laitier de 200 vaches. En plus des effluents d’élevage, d’autres intrants sont incorporés au méthaniseur et au sortir du digesteur, ce sont 7900 tonnes de digestat qu’il faut concentrer par an.

Bâtiment  moteur, bureau, traitement et stockage couvert de digestat, photo K-Révert

Bâtiment moteur, bureau, traitement et stockage couvert de digestat, photo K-Révert

Cette exploitation est typique de la problématique décrite précédemment : 650 ha sont nécessaires au plan d’épandage alors que l’éleveur n’en possède que 150. Il convient donc de transporter le digestat parfois à plus de 30 km et sans la concentration de digestat le projet était économiquement impossible.

La solution technique passe par trois traitements successifs :

  1. – Une séparation de phase par presse à vis écarte les particules solides les plus grossières,
  2. Une évaporation sous vide à double effet de 12 tonnes par jour. L’évaporateur utilise la chaleur du cogénérateur pour évaporer l’eau de la phase liquide. L’évaporation se passe entre 35 et 55°C grâce au vide généré dans la chambre d’évaporation, des conditions thermodynamiques qui évitent de modifier le digestat. L’eau est ainsi extraite du digestat. Des échangeurs spécifiques permettent de concentrer la phase liquide issue du séparateur jusqu’à un taux de MS de 20%. Le concentrat, produit visqueux qui fige en refroidissant, est ensuite mélangé au refus solide du séparateur pour produire un unique produit solide à plus de 25% de MS. Les exploitants épandent ce solide par épandeur à fumier classique. Notons que la valorisation du digestat passe aussi par des échanges paille/digestat ou intrant/digestat.
  3. Une filtration du distillat de l’évaporateur. Le distillat contient l’azote ammoniacal du digestat liquide. Il est fixé sous forme d’ammonitrate ou sulfate d’ammonium par un filtre à membrane d’osmose inverse. Ce procédé utilisé en potabilisation permet de produire une eau ultra pure qui peut être rejetée dans le milieu naturel en respectant l’arrêté du 2 février 1998. Mais un engrais azoté liquide contenant plus de 30% de d’azote peut désormais aussi être gérée sous la norme NFU42001.

L’ADEME de Basse Normandie a suivi les rendements et performances de cette installation et les résultats répondent aux attentes. D’autres acteurs comme les chambres d’agriculture suivent également l’installation pour vérifier par exemple les répartitions NPK tout au long de la chaîne.

De plus, la capacité de modulation est vérifiée puisque depuis le démarrage le volume de digestat a augmenté de 10%, la recette a évolué et l’installation s’est adaptée tout en conservant ses rendements.
Enfin, aucun personnel supplémentaire n’a été embauché pour exploiter et entretenir l’installation. Bien entendu K-REVERT assure un suivi à distance. La prise en main de l’installation a duré 4 mois.

Evaporateur double effet installé en 2013

Evaporateur double effet installé en 2013

Un marché qui démarre

K-REVERT est implantée depuis ses débuts à Saint-Savin en Isère. La société compte aujourd’hui 3 installations de traitement de digestat en France, 2 autres sont en construction et seront livrées en avril et juin 2016. La société devrait compter 10 installations en France à la fin de l’année 2017. En ajoutant les installations européennes, 9 sont aujourd’hui en fonctionnement.

Contact : K-REVERT, Julien BROCHIER
julien.brochier@k-revert.fr
+33 474 43 30 22 – www.k-revert.fr

Le magazine Bioénergie International est disponible :

Informations de contact de K-Révert

logo K-Révert traitement des digestats
75 Impasse des Orvets
F-38300 SAINT SAVIN
+33 474 43 30 22
@ www.k-revert.fr contact@k-revert.fr
K-Révert est cité aussi dans ces articles :
  • L’unité de méthanisation de Saint-Astier fait le choix d’évaporer son digestat
  • CertiMétha®, plateforme d’innovation de la filière biogaz française, attendue en 2019
  • Bioénergie International n°41 – Janvier-février 2016
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