Valorisation du biogaz

Le biogaz est produit par digestion anaérobie. Une fois les matières solides et les graisses éliminées lors du prétraitement, les eaux usées sont acheminées vers un réacteur dépourvu d’oxygène où des micro-organismes décomposent la charge organique en quatre étapes : l’hydrolyse, l’acidogenèse, l’acétogenèse et la méthanogenèse. Le biogaz ainsi obtenu, un mélange de méthane et de CO₂, est capté, épuré, puis utilisé pour produire de la chaleur, de l’électricité ou du biométhane. L’eau traitée est ensuite acheminée vers un traitement de finition ou réutilisée.

Une fois épuré, le biogaz devient une précieuse source d’énergie sur site. Il peut alimenter des chaudières pour la chaleur industrielle, une unité de cogénération pour produire de l’électricité et de la chaleur, ou être transformé en biométhane. Cela permet de réduire les coûts énergétiques, de diminuer la dépendance aux combustibles fossiles et de réduire l’empreinte carbone. Dans le cas d’effluents à forte concentration, il peut couvrir la majeure partie, voire la totalité, des besoins énergétiques d’un site.

Chaque kilogramme de DCO éliminé produit théoriquement 0,35 m³ de méthane (à 0 °C, 1 atm). Le biogaz étant composé à environ 60 à 65 % de méthane, cela équivaut à peu près à 0,55 m³ de biogaz par kg de DCO. Exemple : 10 000 kg de DCO éliminés par jour × 0,35 = 3 500 m³ de méthane, soit environ 5 500 m³ de biogaz (≈35 MWh/jour). Les rendements réels dépendent de la composition des eaux usées et de la conception finale de l'installation.

Le biogaz contient du sulfure d'hydrogène (H₂S), qui provoque la corrosion des moteurs et des canalisations. Les principales technologies d'élimination sont la désulfuration biologique (à l'aide de bactéries et d'air), l'ajout de sels de fer dans le digesteur, les épurateurs chimiques et l'adsorption sur charbon actif ou sur oxyde de fer. De nombreuses installations combinent une élimination en gros avec un traitement final au charbon actif. Le choix optimal dépend de la charge en H₂S, du débit de gaz, de l'utilisation finale et des coûts d'exploitation.