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Gazéification hydrothermale, nouvel avenir pour les effluents

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Gaz renouvelable - Gazéification hydrothermale, nouvel avenir pour les effluents
« Ce procédé thermochimique valorise en quelques minutes les biomasses humides avec un taux de matière sèche allant de 5 à 50 % en méthane de synthèse, engrais minéraux et eau. » © Thierry Pasquet

Cette technologie peut être complémentaire ou alternative à la méthanisation et offre une meilleure valorisation énergétique des effluents.

Les effluents agricoles sont décidément un eldorado pour la transition énergétique. Alors que la méthanisation connaît un très fort développement ces dernières années et que la méthanation en est à ses balbutiements (1), il existe d’autres voies pour produire du gaz renouvelable à partir d’effluents agricoles. C’est le cas de la gazéification hydrothermale. GRTgaz, principal opérateur français de transport gazier, a lancé un groupe de travail national en mars 2021 pour structurer une filière dédiée. Ce procédé thermochimique valorise en quelques minutes les biomasses humides en méthane de synthèse, engrais minéraux et eau.

Pression et température élevées

La gazéification valorise des biomasses liquides ou humides avec un taux de matière sèche (MS) allant de 5 à 50 %. « Le facteur limitant est la capacité à être pompées, explique Robert Muhlke, directeur de projet gazéification hydrothermale pour GRTgaz. Ce qui ne fonctionne pas avec du fumier pailleux broyé finement fonctionne avec des graisses ou huiles jusqu’ à 70 % de MS. » Une fois homogénéisés, les intrants sont mis sous forte pression, entre 210 et 350 bars. Ces conditions extrêmes changent les propriétés de l’eau. Les minéraux comme le phosphore (P) ou le potassium (K) sont ainsi isolés. Ils seront valorisables comme engrais. Le mélange organique restant est ensuite porté à haute température (entre 400 et 650 °C selon la technologie) dans le gazéifieur hydrothermal. Il se retrouve alors dans un séparateur pour isoler gaz de synthèse de la fraction liquide d’eau enrichie en CO2 et azote, également valorisable à des fins agricoles. Le gaz est constitué de méthane (40 à 70 %), d’hydrogène (5 à 30 %) et de dioxyde de carbone (25 à 30 %).

Comme pour la production de biométhane, le gaz est traité avant d’être injecté dans le réseau gazier. Malgré un procédé différent de celui de la méthanisation, des parallèles peuvent être faits. De la matière organique est incorporée en entrée tandis que sont produits du méthane et des fertilisants. La gazéification hydrothermale présente cependant les intérêts d’une production d’hydrogène, d’un meilleur rendement énergétique et d’une meilleure valorisation du carbone. Par ailleurs, seules quelques minutes sont nécessaires pour transformer la matière, et une installation occupant 250 m2 au sol suffit pour valoriser 3 t/h. Il ne faut cependant pas opposer ces technologies, selon Robert Muhlke : « Chacune offre une solution spécifique selon le contexte local. Elles sont même complémentaires quand il s’agit de traiter des digestats de méthanisation qui ne sont pas valorisables autour du site. »

Filière en développement

Aujourd’hui, quelques démonstrateurs industriels sont sortis de terre aux Pays-Bas ou en Suisse par exemple. Ils prouvent la fonctionnalité de cette technologie et répondent à des problématiques de traitement des boues de station d’épuration dont l’épandage n’est pas autorisé. En France, un premier démonstrateur doit voir le jour dans la zone industrielle de Saint-Nazaire (Loire-Atlantique). D’autres projets sont en réflexion, dont certains à proximité d’exploitations agricoles.

Gildas Baron

(1) Lire La France Agricole n° 3930 du 19/11/2021.

Des installations qui ne seront pas à la ferme

Les installations ne seront généralement pas dans les fermes. Le niveau de maîtrise technique demandé par cette technologie sera exigeant, plus élevé que pour la méthanisation. Des petits centres locaux de traitement des effluents à côté du réseau de gaz sont plus probables, avec par exemple un réseau de collecte des effluents. Les agriculteurs pourraient être payés pour ces intrants, bénéficier d’engrais en sortie, ou détenir des parts dans les installations par exemple. « La filière se structure, tout est à écrire, et pour chacun des secteurs, ceux qui veulent participer à la réflexion sont les bienvenus dans le groupe de travail national », souligne Robert Muhlke.

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Cet article est paru dans La France Agricole

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