Biogaz  [ Retour vers  Chimie/Pharmacie & Environnement  ]

Le biogaz est produit lors de la dégradation de matière organique en l’absence d’oxygène (fermentation anaérobie). Ce phénomène naturel peut être observé dans les marais ou les décharges d’ordures ménagères. Constitué principalement de méthane et de gaz carbonique, le biogaz est un puissant gaz à effet de serre et, potentiellement, une source d’énergie renouvelable.
Aujourd’hui, il est brûlé en torchère ou acheminé via des collecteurs et moyens de transport vers des centrales thermiques produisant de la chaleur et/ou de l’électricité. Dans un contexte de raréfaction des énergies fossiles, sous réserve d’épuration et d’enrichissement, le biogaz voit s’ouvrir à lui de nouveaux horizons.

On estime ainsi pour un pays comme la France, importateur de gaz à plus de 90 % que le biogaz pourrait à terme couvrir 10 % de la consommation nationale.

En associant plusieurs briques technologiques, Air Liquide élabore une solution globale intégrant toutes les étapes à franchir entre la collecte du biogaz et la compression ou la liquéfaction du biométhane. Avant que ne débute l’épuration, la première étape consiste à comprimer le biogaz acheminé à pression atmosphérique. Pour ce faire, Air Liquide propose de mettre en œuvre des compresseurs à vis lubrifiée, une technologie largement éprouvée.
La seconde étape vise à débarrasser le biogaz des composants corrosifs que sont le sulfure d’hydrogène et les composés organiques volatils (COV). Là, les technologies sollicitées sont le PSA (Pressure Swing Adsorption) et le piégeage sur charbon actif.
L’étape suivante consiste à séparer les deux principaux composants du biogaz : le méthane et le gaz carbonique. Pour cela, MEDAL* a mis au point un procédé innovant basé sur l’utilisation de membranes polymères. Air Liquide dispose d’un brevet pour le système « methane recovery process » qu’il a conçu. Si le biogaz est produit par un procédé anaérobie (unité de méthanisation), le biométhane est alors quasiment pur. En revanche – dans le cas des centres d’enfouissement technique – si le biogaz est aspiré, il contient encore de l’azote et de l’oxygène. Afin de les dissocier du méthane, le fluide passe alors dans une colonne de distillation.
Enfin, la dernière étape varie selon le schéma de valorisation spécifié par le client. Un étage de compression peut permettre d’alimenter un réseau de pipelines ou une station de remplissage pour véhicules. La seconde option est la liquéfaction ayant pour but de stocker le biométhane sous forme de Gaz Naturel Liquide. Pour cela, Air Liquide met en oeuvre une technologie couramment utilisée à DTA, notamment pour des applications hydrogène et hélium : le cycle de Brayton.

	À gauche : le système de membranes bi-étagé permettant l’élimination du gaz carbonique. Au centre : le module PSA (Pressure Swing Adsorption) permettant l’élimination des COV, des siloxanes et des hydrocarbures. À droite, les deux colonnes de charbon actif permettant le polissage du gaz.

Développées sur des prototypes et des applications où la masse de gaz à traiter était relativement faible, ces technologies sont aujourd’hui associées à une échelle industrielle. Grâce à un système modulaire et évolutif, DTA couvre des besoins allant de 100 à 10 000 m3 de biogaz traités en une heure. MEDAL* a déjà réalisé d’importantes unités industrielles : à Johnstown (Pennsylvanie), l’équipement de Keystone Renovable Energy (32 puits d’extraction) a une capacité de 3 600 m3/h, alors que celle d’Energy System Group situé à Johnson City (Tennessee) est de 4 100 m3/h.

Outre la fiabilité des technologies et le fait qu’aucune intervention manuelle n’est requise :
– l’interface homme-machine permet un pilotage aisé de l’équipement,
– les coûts opérationnels sont très limités.

En effet, grâce à la réduction du nombre de machines tournantes et la limitation d’effluents polluants, la maintenance est minime : elle concerne essentiellement le compresseur placé en début de chaîne.

*Medal est une société du Groupe, intégrée à Alatus (Air Liquide Advanced Technologies United States).