Développement : Une nouvelle technique de broyage et de mélange pour la méthanisation

La cavitation est habituellement l’ennemi des pompes et canalisations (lire l’encadré en bas, à droite). Ce phénomène est, donc, à éviter dans les unités de méthanisation pour lesquelles le pompage est un élément clé du process. L’entreprise bretonne Méthamax en fait un allié et promet de booster les rendements des méthaniseurs avec son incorporateur BMP (pour broyer-mélanger-pomper).

Ce phénomène physique est utilisé, ici, volontairement de manière à éclater la matière entrante et former une émulsion homogène. La pâte produite est facile à pomper et méthanisable immédiatement. Une même quantité de biogaz pourrait ainsi être obtenue avec une réduction d’intrants importante. Un premier incorporateur est actuellement en fonctionnement. Les premiers résultats sont attendus prochainement.

Une pompe originale

L’apport d’intrants se fait dans une fosse de prémélange rebaptisée pour l’occasion « fosse d’hydrolyse ». Une puissante pompe est alors immergée et va brasser vigoureusement la matière. Animée par un moteur d’une puissance de 30 kW, elle atteint un débit de 150 m³/h avec un produit à 14 % de matière sèche. Ce qui équivaut à 220 m³/h d’eau. Une hélice appelée « impulseur » est située juste en dessous de la pompe, au niveau de l’admission. Son rôle est de précouper la matière et de la pousser mécaniquement dans le dispositif.

L’originalité de cette pompe, c’est son rotor. « Ce que l’on a réalisé là, c’est l’inverse de ce qu’il faut faire normalement, explique Philippe Pichon, expert en gestion des lisiers et directeur de Méthamax. Ce rotor est conçu pour une cavitation maximale. Au lieu de pomper proprement, des successions de surpressions-dépressions ont lieu. » Les micro-implosions contribuent, alors, à broyer la matière par éclatement. De plus, un couteau et un contre-couteau sont logés dans la pompe. Elle travaille à différentes profondeurs dans la fosse et tourne sur elle-même pour que son action balaie l’ensemble du volume. Un panneau de commandes, positionné au pied de la colonne d’immersion permet de programmer les cycles de fonctionnement de la pompe. Le mélange dure entre trente et quarante-cinq minutes, à chaque incorporation. Il s’effectue en deux fois afin de laisser une pause de dégazage des indésirables.

Une mousse avantageuse

En plus d’évacuer avant le digesteur des mauvais gaz comme l’hydrogène sulfuré (H2S), le mélange obtenu forme une mousse aux intérêts multiples. Premièrement, les intrants sont arrosés de jus au moment où ils arrivent dans la fosse. Ce qui limite la flottaison des éléments légers comme les pailles, par exemple. De plus, le mode de broyage par éclatement de la matière augmente la disponibilité des éléments biodégradables et ainsi le pouvoir méthanogène. Aussi, l’homogénéité et la texture du mélange simplifient les transferts vers le digesteur puis la fosse de digestat, et réduisent ainsi la consommation électrique.

Enfin, les éléments solides grossiers comme les cailloux sont envoyés dans le fond de la fosse, zone qui n’est pas travaillée par la pompe. L’usure dans le digesteur et les canalisations est moindre car elle est concentrée sur cet élément. Le BMP est fourni avec un jeu de deux pompes. Lorsque celle qui était en place part en maintenance, elle est remplacée par l’autre, prête à être employée. Le remplacement de l’élément se fait en moins de trente minutes et ne nécessite aucun arrêt du cycle de production.

Gildas Baron