Biogaz - Définition et Explications

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Introduction

Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène.

Cette fermentation appelée aussi méthanisation se produit naturellement (dans les marais) ou spontanément dans les décharges contenant des déchets organiques, mais on peut aussi la provoquer artificiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d'épuration, des déchets organiques industriels ou agricoles, etc.).

Le biogaz (Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou...) est un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) composé essentiellement de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...) (typiquement 50 à 70%) et de dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...), avec des quantités variables de vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), et de sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (H2S). On peut trouver d'autres composés provenant de contaminations, en particulier dans les biogaz de décharges.

L'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) du biogaz provient uniquement du méthane : le biogaz est ainsi la forme renouvelable de l'énergie fossile (L'énergie fossile désigne l'énergie que l'on produit à partir de roches issues de la...) très courante qu'est le gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent...) qui lui contient essentiellement du méthane mais aussi du butane (Le butane est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes de formule brute C4H10. Il...), du propane (Le propane est un alcane linéaire de formule C3H8.) et d'autres éléments. On peut aussi utiliser le terme biométhane (Le terme biométhane désigne la version renouvelable d'origine biologique du méthane, composé...).

On distingue trois plages de production de biogaz en fonction de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...).

  • 15-25 °C : psychrophile
  • 25-45 °C : mésophile (L'adjectif mésophile se réfère à un organisme qui croît dans des conditions de température...)
  • 45-65 °C : thermophile

Ce sont les digesteurs mésophiles qui sont les plus utilisés (à 38 °C) dans les zones tempérées.

La récupération du biogaz produit par les décharges est d'autant plus intéressante que le méthane est un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie...) bien plus puissant que le dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) (CO2) produit par sa combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...).

Sources de biogaz

Le biogaz est le résultat de la méthanisation (La méthanisation, ou digestion anaérobie, est le processus naturel biologique de dégradation de...) ou digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu...) anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).) de déchets fermentescibles. Les sources les plus courantes de biogaz proviennent des stockages de matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par...) volontaires ou involontaires :

  • Les décharges : leur teneur en biogaz est plus ou moins élevée en fonction de l'étanchéité (L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un passage. Ce terme général peut être...) du mode d'exploitation. En France, la récupération du biogaz de décharge est obligatoire depuis des années. Sa valorisation énergétique devrait être une obligation. La simple destruction en torchère n'est qu'un pis-aller. C'est ainsi plusieurs milliers de m³/h de méthane qui pourraient être récupérés et utilisés sur les grandes décharges (1 m³ méthane = 1 litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité...) d'essence !)
  • La collecte sélective des déchets putrescibles permet une méthanisation plus rapide qu'en décharge en utilisant des bioréacteurs spécifiques (digesteurs).
  • Les boues des stations d'épuration : la méthanisation permet d'éliminer les composés organiques et permet à la station d'être plus ou moins autonome en énergie.
  • Les effluents d'élevages : la réglementation rend obligatoire les équipements de stockage des effluents (lisier, fumier) pour une capacité supérieure à 4 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...). Ce temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de stockage peut être mis à profit pour la méthanisation des effluents. Il s'agit des déjections animales mais aussi des autres déchets agricoles: résidus de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) et d'ensilage, effluents de laiteries, retraits des marchés, gazons etc.
  • Les effluents des industries agroalimentaires peuvent aussi être méthanisés. Le but est principalement d'éviter le rejet de matières organiques trop riches, et peut s'accompagner d'une valorisation énergétique.
  • le fond des lacs et marais : le biogaz y est produit naturellement par les sédiments organiques qui s'y accumulent. L'utilisation du biogaz du lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) Kivu (Le Kivu (prononcer Kivou) est une région et une ancienne province de l'est de la...) a été entrepris il y a plus de 40 ans et maintenant développé à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...).
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