Suivi et régulation du processus

Coordinateur de l'action 1 : CRP - Gabriel Lippmann

 

Le projet propose de développer un analyseur de gaz relié à un automate dont la fonction sera de prévenir le disfonctionnement de la digestion des matières organiques dans les installations de biométhanisation.

La production de biogaz à partir de la biomasse n'est pas un concept nouveau mais le désir de mieux maîtriser cette voie énergétique est devenu un défi international ces dernières années.

Parmi les avancées récentes dans la compréhension du processus de biométhanisation on compte la prise de conscience de l'étroite interdépendance entre les quatre groupes de microorganismes régissant les principales phases du processus  et l'importance de l'hydrogène comme régulateur principal (Dolfing et al. 1992; Shi-yi & Jian. 1992; Shima et al. 2002). Des expériences en laboratoires pour un substrat spécifique (le glucose) ont démontré la possibilité de suivre le processus en ligne grâce à des senseurs électroniques et la spectroscopie infra-rouge (Nordberg et al., 2000).

Dans le cadre d'"Agricométhane", Laborelec a pu développer un automate assurant la régulation de l'alimentation des digesteurs basée sur le volume de gaz produit lors de la digestion des matières organiques. Cette régulation simple permet déjà un allègement des tâches de l'agriculteur mais ne prévoit pas le cas d'un disfonctionnement biologique du processus.

En effet, en cas de disfonctionnement au cours du processus de digestion, la production en biogaz est faible. Dés lors, l'automate augmente l'introduction de matière en espérant augmenter la production de biogaz et c'est l'inverse qui se produit avec comme résultat l'arrêt complet de l'installation. Ce cas de figure entraîne d'énormes pertes économiques pour l'exploitant (arrêt de la cogénération, vidange des digesteurs) et conduit à devoir traiter des volumes importants (plusieurs milliers de m3) de biomasse devenue indigestible.
Une détection précoce de ce phénomène basée sur la composition du biogaz permettrait d'éviter ces désagréments.

Nous proposons, par le biais de ce projet collaboratif interrégional de développer un système de suivi rapproché et précis du processus biologique de la biométhanisation d'abord à l'échelle du pilote pour des substrats agricoles (action recherche) puis d'assurer sa transposition à l'échelle réelle sur des unités en fonctionnement (action développement et transfert de technologie).


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