La méthanisation solide (dite « méthanisation sèche ») est particulièrement adaptée au traitement de matières solides telles que les fumiers issus de litières paillées, les cultures énergétiques, ainsi que les co-produits de récoltes, menues pailles et drèches, et les bio-déchets municipaux et ménagers.
Le marché de la méthanisation est aujourd’hui dominé par les procédés dits « infiniment mélangés ». Adaptés aux élevages en « système lisier » dominants et en Europe du Nord et notamment en Allemagne, ils s’intègrent moins bien au contexte des élevages français sur litière paillée et ne trouvent leur équilibre économique que sur de très grosses exploitations, encore marginales en France.
ERigène a développé un système extrêmement innovant, inspiré des procédés de méthanisation sèche depuis les années ’30, et mis en œuvre à l’échelle industrielle dans le traitement des bio-déchets ménagers et industriels.
En quoi est-ce innovant ?
L’innovation repose sur les trois axes dans lesquels sont inscrits les travaux de recherche et développement menés par ERigène :
- Simplification et fiabilisation de l’installation, de la mise en œuvre et de l’exploitation du système de méthanisation pour l’agriculteur,
- Adaptation à la réalité du marché français : les capacités d’ERibox ont été déterminées par l’observation de la taille médiane des élevages,
- Rationalisation et industrialisation : la production industrielle d’unités pré-assemblées, la standardisation des fabrications et des fournitures permet aux agriculteurs de s’équiper au meilleur prix et d’obtenir des performances économiques même avec une exploitation de petite taille.
La technologie ERigène
- Une production industrielle issue d’une ingénierie de pointe et d’une approche low-cost
- Une association permanente entre recherche, expérimentation et exploitation
La technologie ERibox s’appuie un procédé de méthanisation sèche déjà éprouvé (travaux d’Isman et Ducellier – Alger 1938), mis en œuvre sous la forme originale d’un produit industriel adapté à une large diffusion.
Elle a été développée en alternant les phases en laboratoire et la mise en œuvre expérimentale dans des exploitations pilotes, au sein d’un projet collaboratif qui associe : l’Université de Technologie de Compiègne, l’Institut Polytechnique LaSalle Beauvais et la Chambre d’Agriculture de l’Oise.
La maîtrise du procédé de méthanisation en phase solide
La méthanisation en phase solide était un procédé mal maîtrisé aux performances instables et difficiles à reproduire. Le mélange des substrats et la variation des intrants dans le temps accentuaient l’instabilité et le manque de prédictibilité du procédé. Un effort de recherche était donc nécessaire pour améliorer les conditions d’exploitation de ce procédé prometteur.
Compréhension, stabilisation et fiabilisation du procédé
Pour de mêmes matières premières, les phases successives de la digestion sont variables en durée et en intensité. Ces instabilités, liées à l’hétérogénéité des substrats naturels peuvent sporadiquement occasionner des périodes de ralentissement voire d’inhibition de la digestion, dont les origines étaient mal comprises. Sans remettre en cause le processus de méthanisation dans son ensemble, ces événements constituaient des facteurs limitant la performance et la reproductibilité systématique.
Le projet de R&D MEXA, qui a accompagné la naissance d’ERibox, s’est tout d’abord intéressé à caractériser ces phénomènes et à en déterminer les principales causes, en vue d’une part d’améliorer la prédictibilité de la performance et d’autre part d’identifier les actions préventives et correctives.
Ces travaux ont permis de développer une régulation externe propre à stabiliser la digestion dans son ensemble.
Substrats et mélanges
Le procédé issu de ces recherches permet le traitement des effluents d’élevage à l’échelle individuelle ou micro-collective, ainsi que des bio-déchets humides, issus des collectes sélectives. L’extrême diversité des élevages (polyculture, élevage de plusieurs espèces…) et de leurs contextes géographiques a conduit ERigène et ses partenaires à envisager le traitement de mélanges, dont la composition peut varier significativement selon les saisons.
Cette problématique a été abordée sous trois angles complémentaires pour lesquels il n’existait que très peu de données scientifiquement établies :
- Méthodes de préparation des matières premières et des mélanges,
- Qualité de l’inoculum utilisé,
- Conduite des procédés solides pour en optimiser le rendement.
Ce travail a permis d’établir un modèle prédictif de performance en fonction des paramètres de pilotage et d’alimentation.