Valorisation du Biogaz et Cogénération
1. Introduction
La méthanisation est un processus biologique qui permet de valoriser les matières
organiques en produisant du biogaz et un digestat utilisable comme fertilisant. Ce biogaz
peut ensuite être utilisé pour produire de l'électricité et de la chaleur via la cogénération ou
être injecté dans le réseau après purification.
2. Matières Premières Utilisées
Les principales sources de biomasse utilisées pour la méthanisation sont :

Déchets agricoles : fumiers, lisiers, résidus de culture.

Déchets industriels : industries agroalimentaires, papetières.

Déchets urbains : biodéchets des collectivités, stations d'épuration.

Déchets organiques complexes : boues de stations d'épuration, sous-produits de
l'industrie laitière et sucrière.
3. Différents Processus de Méthanisation
3.1 Méthanisation Humide (CSTR)

Principe : Digesteur en mélange complet avec brassage continu.

Étapes spécifiques :
1. Pré-traitement : Broyage, dilution, homogénéisation.
2. Hydrolyse et acidogénèse combinées.
3. Acétogenèse et méthanogénèse dans un réacteur unique.
4. Extraction et valorisation du biogaz.
3.2 Méthanisation Sèche (Plug Flow ou Batch)

Principe : Adapté aux déchets solides, sans liquide ajouté.

Étapes spécifiques :
1. Pré-traitement : Tri et compactage.
2. Hydrolyse et acidogénèse en conditions semi-sèches.
3. Acétogenèse et méthanogénèse en milieux séparés.
4. Biogaz extrait progressivement.
3.3 Méthanisation Thermophile

Principe : Fonctionne à haute température (55°C) pour accélérer la digestion.

Étapes spécifiques :
1. Chauffage initial des substrats.
2. Hydrolyse plus rapide grâce à la température élevée.
3. Processus de fermentation plus efficace avec un temps de rétention réduit.
4. Biogaz produit en quantité optimisée.
3.4 Méthanisation en Deux Étapes

Principe : Hydrolyse et méthanogénèse en réacteurs séparés.

Étapes spécifiques :
1. Hydrolyse indépendante pour améliorer la conversion des matières
complexes.
2. Phase de méthanogénèse distincte pour une production plus stable et
efficace.
3. Séparation et traitement du biogaz avant valorisation.
4. Technologies de Méthanisation et Comparaison
Technologie
Principe
Avantages
Inconvénients
Méthanisation
Humide (CSTR)
Digesteur en
mélange complet
avec brassage
constant
Technologie
éprouvée, bon
rendement
Besoin de
chauffage et de
~70%
brassage continu
Méthanisation
Adapté aux déchets Moins de
Sèche (Plug Flow solides, sans liquide consommation
ou Batch)
ajouté
d'eau
Méthanisation
Thermophile
Rendement
Temps de
~50-60%
digestion plus long
Température élevée
Temps de
(55°C) pour
Coût élevé, besoin
rétention réduit,
~75-80%
accélérer la
en chauffage
production rapide
digestion
Hydrolyse et
Méthanisation en
méthanogénèse en
Deux Étapes
réacteurs séparés
Haut rendement, Investissement
meilleure stabilité très coûteux
>80%
5. Cogénération
La cogénération (CHP) permet de produire simultanément de l'électricité et de la chaleur à
partir du biogaz.
Technologies Utilisées
1. Moteurs à combustion interne : Technologie la plus courante, rendement ~85%.
2. Turbines à gaz : Adaptées aux grandes installations (>1 MW).
3. Microturbines : Compactes, pour des sites inférieurs à 200 kW.
4. Piles à combustible : Haut rendement, mais coût élevé.
6. Optimisation de la Méthanisation et de la Valorisation du Biogaz

Prétraitement avancé (hydrolyse thermique, ultrasons) pour améliorer la
dégradation.

Optimisation du brassage et du chauffage pour maintenir une température idéale.

Filtration et purification du biogaz pour éviter la corrosion et améliorer le
rendement énergétique.

Valorisation du CO2 issu de l'épuration pour produire du biométhane injecté dans
le réseau.
7. La Wagabox : Optimisation du Biométhane
La Wagabox est une technologie développée par Waga Energy permettant de valoriser le
biogaz issu des centres d’enfouissement en biométhane injectable dans le réseau.
Principe de Fonctionnement
1. Extraction du biogaz brut : Captage des gaz émis par la décomposition des
déchets en décharge.
2. Séparation des gaz : Élimination du CO2 et des impuretés par un procédé
membranaire.
3. Liquéfaction du CO2 : Pour éviter son rejet dans l’atmosphère et optimiser son
usage.
4. Production de biométhane : Biogaz purifié à plus de 97% de CH4 prêt à être injecté
dans le réseau.
Avantages de la Wagabox

Production d’un biométhane de haute qualité.

Réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Valorisation d’un gisement de biogaz auparavant inexploité.

Solution rentable avec un retour sur investissement optimisé.
8. Conclusion
Le choix de la technologie de méthanisation et de valorisation dépend du type de déchets,
du budget et des besoins énergétiques. La cogénération offre une solution efficace pour
maximiser la rentabilité du biogaz, tandis que des solutions innovantes comme la Wagabox
permettent d’aller encore plus loin dans l’optimisation et la valorisation du biométhane.