Le processus de méthanisation est connu et utilisé depuis longtemps.
La matière organique fermente au contact de bactéries anaérobies (qui se développent à l’abri de l’air), qui libèrent du gaz : le Méthane.
L’Homme a appris à dompter ce phénomène biologique, pour en faire une source d’énergie renouvelable.
Ainsi, il suffit juste de mettre des déchets organiques (animaux ou végétaux), de l’eau, et des bactéries dans une cuve étanche et à l’abri de l’air, pour ensuite récupérer d’un coté le biogaz, et de l’autre une solution fertilisante.
En Inde ou en Afrique, des unités rudimentaires mais fonctionnelles offrent l’énergie nécessaire à la vie quotidienne des familles.
Dans nos pays occidentaux, les techniques de méthanisation sont industrialisées pour de grosses productions. Mais les installations qui en découlent sont gigantesques, très coûteuses, dangereuses et réservées à une minorité d’investisseurs.
En réponse à ce problème, GLOBOSPHERA met au point de petites unités, inspirées de celles des pays du Sud, qui sont adaptées à un usage domestique et local.
Nos pelures et autres déchets organiques journaliers sont alors localement transformées en biogaz et fertilisant, utilisables l’un pour cuisiner par exemple, et l’autre pour la fertilisation du jardin.
Un tel procédé permet de limiter l’usage des énergies fossiles et des engrais chimiques.
Un tel système de production de Biogaz s’inscrit parfaitement dans le cadre d’un habitat autonome. S’ajoutant entre autre aux autres concepts que nous développons.
FONCTIONEMENT DES UNITÉS DE PRODUCTION DE BIOGAZ :
La matière organique, qui compose la biomasse, est fabriquée par les êtres vivants végétaux, animaux, champignons ou micro-organismes. Elle peut, lorsqu’elle se décompose à l’abri de l’air, aboutir à une création d’énergie. Par exemple, le pétrole se forme suite à l’enfouissement, la transformation et la fossilisation de déchets organiques au fond de l’océan. Mais ce processus nécessite des millions d’années, le pétrole est donc une énergie non renouvelable qui s’épuise …
Le Biogaz méthanier, autre combustible sous forme de gaz, à contrario, semble plus prometteur, car il se renouvelle en permanence.
Dans des conditions adéquates, il est libéré rapidement par des bactéries spécialisées qui dégradent la matière organique. Ces bactéries ont besoin d’un milieu sans oxygène (anaérobie) à température (18°C à 45°C) pour effectuer leur fermentation méthanogène de façon optimale.
Un tel phénomène s’observe partout dans la nature, donnant lieu à des dégazages plus ou moins explosifs (flatulences, feux follets dans les marais , explosions de sites d’enfouissement d’ordures etc… ).
L’Homme a appris à tirer profit de ce phénomène biologique pour en faire une source de biogaz permanente, donc d’énergie.
Ainsi il suffit de mettre la matière organique et les bactéries dans une cuve étanche (le digesteur), pour que la fermentation anaérobie (la digestion) s’effectue et que l’on récupère d’un coté le gaz, et de l’autre une solution fertilisante (le digestat) rejetée en permanence.
Le biogaz une fois filtré et séché, est ensuite stocké dans un réservoir sous pression gravitationnelle.
Schéma global d’une installation de Biogaz domestique :
Schéma détaillé du digesteur de Biogaz :
| Fût en plastique |
INSTALLATION DE BIOGAZ BASIQUE SANS RESERVOIR :
| digesteurs |
Schéma d’installation de Biogaz agricole :
Les schéma fonctionnels des productions de Biogaz en Inde ou en Afrique, sont de petits digesteurs rudimentaires mais fonctionnels, offrant l’énergie nécessaire à la vie quotidienne des familles.
Dans les pays industrialisés comme la France, les techniques de méthanisation ont été étudiées à la loupe pour devenir plus productives, et répondre au mode de vie classique bien plus énergivore. Mais les installations qui en découlent sont gigantesques nauséabondes et très couteuses, réservées aux agriculteurs ou entreprises disposant d’un grand volume de déchets à traiter.
En réponse à ce problème, l’association GLOBOSPHERA met au point de petits digesteurs, inspirés de ceux des pays du Sud, adaptés à un usage domestique.
Ainsi nos déchets journaliers et autres matières organiques sont localement transformées en biogaz et fertilisant, utilisables l’un pour cuisiner par exemple, l’autre pour jardiner.
Nous croyons qu’un tel procédé a sa place au sein des énergies renouvelables tel que l’éolien, le solaire, le petit hydrolien ou la biomasse, et cela dans le but d’assurer à l’habitat humain plus d’autonomie.
A condition de produire suffisamment de déchets organiques chaque jour, et bien sûr de changer quelques habitudes …
Présentations de l’activité Biogaz de L’association GLOBOSPHERA
GLOBOSPHERA est une association à but non lucratif, elle développe parmi ses divers domaines d’autonomie de l’habitat, des petites unités de méthanisation produisant du biogaz localement.
Ces unités, sont destinées à quiconque voudrait créer sa propre énergie dans le but d’être autonome ou de faire des économies.
Des diagnostics pour évaluer la pertinence de l’installation chez les personnes intéressées sont d’abord proposés. S’ils s’avèrent positifs, la technique d’utilisation sera alors transmise.
En plus de cette production d’énergie renouvelable, l’association prône une plus grande sobriété dans notre consommation, afin de préserver la soutenabilité de notre Biosphère.
GLOBOSPHERA travaille en réseau, dans une démarche de partage qui s’inscrit dans une économie sociale et solidaire.
GLOBOSPHERA propose des stages explicatifs et démonstratifs pour les personnes, les hameaux ou les copropriétés désirant construire une petite unité de méthanisation chez eux.
L’association pour se financer, vend et aide à construire des kits de méthanisation clef en main clé en main à ceux qui le souhaitent.
Ceux-ci seraient adaptables selon les sources de matière organique disponibles, mais aussi selon le mode de vie et les besoins domestiques des ménages et des communautés.
Ces unités seront accompagnés d’un manuel explicatif et de conseils pour les utilisateurs afin d’optimiser la production de biogaz domestique.
Tout ceci s’inscrit dans une attitude expérimentale, qui ne peut aboutir qu’avec des connaissances préalables.
Des connaissances de biologie (écologie, nutrition de la plante … ) pour traiter les aspects environnementaux et agronomiques de l’étude, peuvent être utiles.
La physique et la chimie sont également nécessaires en ce qui concerne les aspects techniques et énergétiques de la méthanisation : stockage et épuration du biogaz, dosage des ions du fertilisant …
Le kit de méthanisation est dit ‘’mésophile’’, car les fermentations en son sein se déroulant à température moyenne de 20 à 45°C. Le biogaz produit est stocké dans un ballon d’environ 80 litres.
Le matériel de mesure est simple : une balance, des récipients gradués, un multimètre.
Avant les manipulations dans le digesteur, le pH dans la cuve et vérifié.
En cas de trop forte acidité ( pH ≤ 5, incompatible avec les fermentations), on y remédie en ajoutant environ 2kg de bicarbonate alimentaire jusqu’à retomber à un pH idéal d’environ 7.
Nous alimentons ensuite notre digesteur avec de la matière organique pour stimuler les bactéries en vue de nos tests.
La taille et le dimensionnement des cuves dépendent de la ressource quotidienne en matière sèche (notée MS) que l’on introduit dans le digesteur. En effet la masse d’eau présente dans nos déchets peut faire fortement varier leur poids et nous induire en erreur pour établir une relation entre le volume final de gaz et la masse initiale de matière.
Biogaz produit :
Le digesteur rejette en permanence en plus du biogaz, un fertilisant de qualité appelé digestat.
Ce fertilisant obtenu possède un bon potentiel nutritif, comparable à celui des engrais chimique.
Il peut être facilement compostable.
Cet engrais méthanique ne demande aucune énergie dans son processus de fabrication, il est le sous-produit d’une réaction créant de l’énergie.
On peut donc dire que la méthanisation indirectement rejette un sous produit par la formation de cet engrais.
Cela entraîne globalement des gains d’énergie énormes .
L’engrais méthanique a aussi un autre avantage puisqu’il ne pollue pas les sols, et n’est pas dangereux pour l‘homme.
En ce sens il rejoint l’engrais issu du compostage, utilisé en agriculture biologique. Cependant, certaines thèses affirment que la production de méthane s’effectue au détriment du cycle biologique du carbone. Effectivement, on observe une perte de matière organique entre l’entrée des déchets dans le digesteur, et la sortie du fertilisant. Cette perte correspond à la matière organique (cellulose en majorité), que les bactéries consomment et transforment en méthane à l’intérieur de la cuve. Cela entraine au final une perte d’humus qui dérange le cycle du carbone.
En ce sens la méthanisation est peu compatible avec la permaculture, c’est-à-dire une agriculture biologique en boucle fermée, où tous les déchets sont valorisés pour retourner ensuite à la terre.
Car la perte d’humus engendrée, peut à long terme épuiser les sols de l’exploitation agricole.
Si les particuliers adoptent la méthanisation domestique, tous leurs déchets organiques peuvent être recyclés au lieu d’être incinérés. On obtient alors un gain de carbone et d’énergie important.
Ainsi Le ramassage et le traitement des ordures ménagères sans matières organiques, rendrait les ordures des particuliers beaucoup plus légères, moins odorantes et par là même, occasionneraient de grandes économies pour la collectivité lors du retraitement.
En contrepartie, la collectivité pourrait généraliser la subvention et la fabrication de digesteurs chez les particuliers ou groupements de particuliers.
Les coûts de l’incinération des ordures ménagères seraient aussi diminué pour la collectivité, tout comme les rejets dans l’atmosphère de dioxines( https://www.cancer-environnement.fr/367-Dioxines.ce.aspx) , souvent critiqués et jugés néfastes pour la santé publique.
CONSTRUCTION :
La construction de petites unités de méthanisation demande peu de matériel, bien moins que pour la construction d’une éolienne.
Les matières utilisées sont recyclables à la différence de celles des panneaux photovoltaïques.
Des ballons d’eau chaude sanitaire peuvent faire office de cuve de digestion, tout comme des fûts plastiques recyclables.
Le bilan énergétique lié à la construction est donc très favorable.
Exemple de futs plastiques utilisés pour la construction des digesteurs:
Intégration dans un habitat autonome :
Un habitat entièrement autonome a besoin de s’auto-suffire en énergie, de gérer le cycle de l’eau et des déchets, mais aussi de produire sa propre nourriture.
Dans ce contexte, il nous paraît cohérent d’intégrer par exemple un petit digesteur dans un habitat autonome, qui servirait à traiter en les déchets ménagers tout en fournissant de l’énergie et du fertilisant.
D’autres énergies renouvelables doivent souvent compléter la méthanisation pour les besoins énergétiques, car la quantité de gaz ne sera peut être pas suffisante pour acquérir une autonomie.
Ces autres énergies seront à choisir, en fonction des ressources de la région (ensoleillement, vent, bois, rivière etc.).
Un habitat autonome doit dans tous les cas se munir de plusieurs solutions durables pour fonctionner.
Concernant les rejets du biodigesteurs, s’il proviennent du traitement des matières fécales, il peuvent présenter des agents pathogènes dangereux pour l’homme. Ils doivent alors être compostés à 60°C.
On peut également résoudre ce problème en utilisant un système de microfiltration, et un digesteur continu.
CONCLUSION :
Même si la méthanisation domestique ne produit pas assez pour subvenir à tous les besoins énergétiques d’un foyer moderne, elle s’inscrit dans un cercle de recyclage très vertueux.
A elle seule si elle est bien exploitée, elle peut générer de bonnes économies, surtout en prenant en compte plus la valeur du fertilisant produit.
Avec l’aide des autres énergies renouvelables comme l’éolien, le solaire ou le bois, elle permettrait sans soucis d’assurer l’autonomie énergétique d’une famille.
La construction des unités est peu énergivore, elles peuvent s’implanter partout et les matières premières peuvent provenir d’un recyclage.
Elle simplifie et rend moins couteuse la collecte des ordures ménagères en enlevant les déchets carbonés nauséabonds , facilitant ainsi la filière recyclage.
Tout ceci fait de la méthanisation locale une alternative à fort potentiel qu’il faut développer et démocratiser dans les années à venir.