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FABRICATION BIOGAZ ARTISANAL

Comment produire un biogaz domestique

Comment transformer ses déchets domestiques en biogaz Quiconque a compris que nos déchets domestiques courants : déchets ménagers, déjections animales ou humaines, tontes ou coupes végétales... se transforment en partie en biogaz (méthane) suite à leur fermentation et que ce gaz rejeté dans l'atmosphère, participe 11 fois plus que le CO² à l'effet de serre, sera tenté de l'utiliser de façon plus intéressante et moins polluante : son brûlage à des fins alimentaires.
Voici un pas à pas qui permettra à n'importe quel bricoleur basique de se fabriquer une petite unité de production de biogaz domestique.



Quels déchets utiliser ?
- le bois et ses sous-produits carbonés : bûchettes, granulés, plaquettes mais aussi les tontes et tailles issues de l'entretien des végétaux.
- les sous-produits et déchets de l'industrie agro-alimentaire,
- déchets organiques : boues d'épuration, ordures ménagères, et rebus de la filière agricole.

Bon à savoir :
On peut obtenir d'une plante ordinaire 15 fois plus d'énergie que celle utilisée pour la produire.


Process de la production de biogaz
Le biogaz est le résultat de la fermentation anaérobie (en dehors de la présence d'oxygène) de ces déchets organiques.

En l'absence d'oxygène, la matière organique est transformée en matière minérale par des bactéries. Cette réaction s'accompagne de la production de biogaz composé de 55 à 70 % de méthane (gaz naturel).

Processus de méthanisation
- dégradation des molécules organiques complexes (glucides, lipides, protides) en molécules simples (sucres, alcools, acides gras, acides aminés),
- transformation de ces molécules simples en acides organiques,
- formation de méthane et de gaz carbonique.



Le biogaz est principalement composé de méthane (CH4), constituant majeur du gaz naturel, de gaz carbonique et d'autres gaz à l'état de traces, en particulier l'hydrogène sulfureux (H²S).

Selon la constitution du mélange traité, le biogaz obtenu pourra être relativement différent :
 composition 
 biogaz 1 
 biogaz 2 
biogaz 3
CH4
45 %
60 %
68 %
CO²
32 %
33 %
26 %
17 %
1 %
1 %
2 %
0 %
0 %
H²O
4 %
6 %
5 %
H²S
5-20 mg/ m³
100-900 mg/ m³
400 mg/ m³
Aromatiques
1 mg/ m³
0-200 mg/ m³
0
Organo-halogènes
0-100 mg/ m³
100-800 mg/ m³
0
PCI (kWh/(n)m³)
4,5
6,0
6,8
(source : Atee)

Utilisation
Brut, on peut l'employer sous forme de gaz sur les équipements standards (appareils à gaz, après adaptation ou réglage des brûleurs).

Un gaz plus écologique
Contrairement au cas des gisements fossiles le gaz carbonique stocké par la matière organique lors de la photosynthèse, (CO²) puis libéré par la combustion du méthane issu de biogaz, est une opération neutre.
Il s'agit d'un transfert lors du cycle du carbone (en simplifiant) :
CO² + photosynthèse = biomasse,
méthanisation (CH4) + combustion = (CO² + H²O).

Mais la digestion anaérobie des déchets permet de :
- dégrader ou transformer en composés non ou peu toxiques, la plupart des composés aliphatiques ou mono aromatiques, halogénés ; les composés polycycliques plus résistants forment en général des composés moins toxiques.
- fixer les métaux lourds sous des formes inassimilables et non toxiques par les organismes vivants.
- réduire de 100 à 10.000 les concentrations en bactéries, virus et pathogènes.

Enfin, le biogaz obtenu par la fermentation de déjections animales ou autres déchets organiques est une production énergétique qui ne se fait pas au détriment des cultures alimentaires.

Pour finir, les résidus de cette digestion sont un engrais non odorant, non corrosif et de meilleure qualité que les lisiers bruts.


Rendement
Dans des conditions optimum, la méthanisation produit environ 5 m³ en moyenne de méthane pour 10 kg de matière organique dégradée.
Une fois épuré de son CO², de son eau et de son hydrogène sulfurée (H²S) le biogaz possède les mêmes qualités que le méthane.


Forum
Vous pourriez indiquer sur votre site qu'il existe des unités chinoises (Puxin) quasi toutes prêtes, de petite taille, qui valent autour de 1000 € (+ port) et produisent assez de gaz pour une famille (1,2 m3, production d'environ 50 l de gaz/jour selon les intrants). Il existe aussi un solution israélienne, qui pour la même capacité vaut environ 5000 €.
Des artistes finandais (supergaz) et plusieurs ONG proposent aussi des solutions basées sur du film polyane ou de la bâche étanche, dont plusieurs milliers sont en service en Asie et Afrique.
Ces systèmes ne seront pas trop efficaces en Europe, du fait de la moindre température ambiante.
Par contre des agriculteurs se sont mis à adapter la chose pour des climats de montagne avec un certain succès en enterrant le digesteur et en le chauffant grâce à quelques astuces. Voir par exemple le manuel de JP Viallat : https://www.latelierpaysan.org/IMG/pdf/metaalaferme.pdf qui fait rouler sa voiture grâce aux déjections de ses chèvres.
Le souci formel est que, théoriquement, en France, tout ce qui s'appelle gaz et qui est à destination des particuliers doit être sévèrement testé et être conforme aux normes en vigueur : ce n'est aucunement le cas de ces produits.
Tout ce qui s'appelle déchet, en particulier animal, obéit également au principe de précaution et aux règles sanitaires. A la maison, cela peut se traduire en : ne mettre à digérer que des choses dont on connaît la provenance, dépourvues d'antibiotiques et autres pesticides, qui tueraient les bactéries du digesteur.
D'un autre côté et de façon très pragmatique on peut raisonnablement se protéger des risques, en utilisant une "soupape de sécurité" basée sur une bouteille d'eau + alcool pour faire antigel, avec un tuyau plongeant de 20 cm dedans permet de limiter la pression du système à 20 mbar : ainsi, en cas d'incendie l'effet de la pression sera pour ainsi dire nul et on n'aura à gérer qu'une boule de feu qui s'éteindra d'elle même rapidement. A vrai dire, bien moins dangereux qu'une batterie qui explose.
Autrement, concernant la marche du digesteur, il faut bien se dire que c'est un estomac. Si vous lui changez son alimentation du tout au tout deux fois par semaine, il ne va pas aimer. Pareil si vous le surchargez de graisses ou de produits transformés. Il faut l'alimenter périodiquement (plus il est petit, plus ce devra être fréquent) tous les jours ou presque avec une quantité raisonnablement homogène de détritus, déjection et autres fruits, légumes, céréales ou pailles impropres à la consommation. Si c'est pour y mettre quelque chose consommable par ailleurs, oubliez l'idée.
La subtilité étant qu'à l'inverse d'un animal (à fortiori d'un estomac humain) le digesteur ne se plaindra pas si vous ne l'alimentez pas correctement. Il faudra donc surveiller régulièrement la qualité du digestat (qui ne doit rien sentir), l'absence de mousse à la surface du digesteur, le pH et la quantité de méthane (méthode de la seringue et du lait de chaux) de temps à autre.
Enfin, si tout marche bien, vous produirez un engrais complémentaire au compost, le digestat étant plus directement assimilable par les plantes. Il permet aussi de rééquilibrer les sols car saturé en batéries qui vont continuer lentement leur oeuvre de production d'oligo éléments une fois sorties du digesteur
.

A la recherche d'exemples de petites unités de méthanisation sur Internet, je suis tombée sur votre site.
Le conservatoire du littoral est propriétaire d'une ferme isolée en plein cour des gorges du Verdon, nous souhaiterions en faire un gite d'étape (hypothèse 1) ou un logement pour le berger présent 6 mois de l'année (hypothèse 2) mais ne disposons pas d'énergie , la ferme se trouve sur un versant nord, très mal exposée (pour l'énergie solaire) et le vent n'est pas constant. Nous aurions par contre à disposition le fumier de mouton et le lisier de poules élevées par un éleveur proche, ainsi qu'éventuellement les déchets organiques d'un hôtel se trouvant aussi à proximité, voire les boues issues de la station d'épuration du village (150 habitants) situé à 17 km de la ferme.
Pouvez nous m'orienter vers des bureaux d'études qui ont l'habitude de travailler sur la valorisation de la biomasse (mais aussi les autres sources d'énergie renouvelable, on ne sait jamais !) en mesure d'étudier la faisabilité d'une production autonome d'électricité et de chauffage à partir des ressources du site ?

B.S
Réponse
Le mieux serait de vous rapprocher dans un premier temps des petites installations agricoles existantes, pour établir concrètement les contraintes, besoins et rendements.

Merci d'avoir publié cette ressource documentaire rare, car produire son gaz est autrement plus difficile que de produire son électricité !
F.T

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