Valorisation énergétique et agronomique des déchets

organiques solides et eaux usées

MANUEL POUR LA CONSTRUCTION, L'ENTRETIEN ET LA GESTION D'UNE UNITE

DE METHANISATION
THEORIE SUR LA METHANISATION
Qu’est ce que la méthanisation ?
La méthanisation est la fermentation de matières organiques animales ou
Végétales en l'absence d'oxygène (à la différence du compostage qui est la
fermentation avec de l'oxygène). Cette fermentation se 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 .
La méthanisation (BIOGAZ) produit du biogaz et de l'humus.

Qu’est ce que le biogaz ?

Le biogaz est un mélange composé essentiellement de méthane
(typiquement 50 à 70 %) et de dioxyde de carbone (CO2), avec des
quantités Variables de vapeur d'eau, et de surfure d'hydrogène (H2S).

L'énergie du biogaz proVient uniquement du méthane : le biogaz est ainsi

la forme renouVelable de l'énergie fossile très courante qu'est le gaz naturel.
(wikipédia 2015).
Quels déchets ?
Toutes les matières organiques peuVent être
méthanisées. Certaines peuVent être utilisées sans
mélange comme les eaux usées des latrines, les
déjections animales... d'autres doiVent être apportées
en mélange avec des déjections animales ou des
eaux usées comme la paille de riz ou les tiges de
maïs.

Type de matière Taux de Quantité pour Quantité par Nombre d'unit

MS produire 1 m3 de jour en pour 1 m3
gaz en kg kg/unit
Déjections de porc 18% 22 2,2 10
de vache 18% 30 10 3
de volaille 30% 13 0,18 70
homme 20% 16 0,4 40
Pailles de riz, blé... 85% 4
Déchets légumes, herbe fraîche 25% 9

En traitement des eaux usées ou des boues de vidange, la

méthanisation permet aussi de réduire les odeurs,
d'éliminer les germes pathogènes et de réutiliser les eaux
usées et les boues en agriculture.
INSTALATION DE METHANISATION

Schéma général d'une installation

Technologie brevetée
Composants d'une instalation

Digesteur Le digesteur est une cuVe en béton. C'est la partie où se passe la

fermentation. La matière est introduite au niVeau de l’ENTREE. Le
même volume qui est introduit ressort par la SORTIE.

Gazomètre Le gazomètre est une cloche en fibre. Elle a pour fonction de stocker le
gaz et le mettre sous pression. Un gazomètre stocke 1 m3 de gaz.
Le gazomètre peut être enlevé pour permettre l’accès à l’intérieur du
digesteur.
Fosse Cette fosse permet de stocker l’eau sortant du digesteur lors des
stockage remplissages. Cette eau est utilisée pour diluer la matière entrante.
Filtre soufre Le biogaz contient du soufre qui donne la mau Vaise odeur au gaz. Le
soufre fait rouiller les équipements. Le filtre à soufre contient des
granulés de terre riche en fer qui retiennent le soufre- obligatoire avec
un groupe électrogène ou un chauffe eau.
Piège à eau Le biogaz en sortie est humide. L’eau doit être piégée pour ne pas
boucher les tuyaux.

Tuyaux et Les tuyaux permettent le transport du gaz. Ils doiVent si possible être
vannes enterrés et/ou passés dans une gaine orange pour les protéger.

Compteur Son rôle est de mesurer la production de gaz

Lampe La lampe biogaz fonctionne sur le même principe que les lampes gaz.
biogaz La mèche est à remplacer en fonction de l’utilisation.

Réchaud Le réchaud biogaz permet la cuisson.

Chauffe eau Chauffe eau biogaz instantané permet de chauffer de l'eau. Allumage
automatique (piles)

Jauge de Les jauges de pression permettre de vérifier la quantité de gaz stocké.

pression
FONCTIONNEMENT D'UNE UNITE

Mise en route
Le premier remplissage doit se faire avec 1 m3 de déjection de vache ou de contenu de panse (abattoir) et 10 m3 d'eau.
Le délai de production du premier gaz sera de 5 à 15 jours. Il est possible que le premier gaz ne brûle pas. Dans ce cas
ouVrir le robinet du piège à eau et Vidanger le gaz.
Une fois que le gaz brûle, commencer à ajouter la matière.

Alimentation du digesteur
On peut alimenter le digesteur une fois/jour à une fois/semaine. En fonction des matières, on fait un mélange entre la matière
et du liquide (liquide sortant du digesteur possible en recyclage).

Bouses séches Contenu de panse Biodéchets

Quelle quantité de matière apporter ?
La quantité de matière à apporter par jour va dépendre du taux de matière sèche et de la température. Plus la matière est
sèche et plus la température est basse et plus le temps pour digérer sera long donc moins on pourra apporter de matière.

Exemple : contenu de panse à 14% de MS avec une température moyenne de 25°c ; le temps de séjour est de 60 jours. Pour
trouVer la quantité on diVise le volume du digesteur par le temps de séjour : 10/60 = 0,16 Tonnes/jour soit 166 kg/jour.

Exemple de volume d'alimentation selon l'a température (Antananarivo- Madagascar)

La vidange
La vidange des digesteurs est réalisée en fonction du Volume et du type de matière apportée. Les boues doivent être
pâteuses et pas trop liquides (sinon ce n’est pas la peine de vidanger)

Pour vidanger on doit retirer les dalles et la cloche après avoir débranché le tuyau de gaz. Il faut 3 personnes pour soulever
la cloche qui n’est pas lourde (30 kg) mais encombrante. Utiliser des cordes pour soulever la cloche.
Il faut une journée pour vidanger à 4 personnes un digesteur de 10 m3 . On laisse toujours au fond 40 cm de boues.
Une fois terminé on referme la cloche et on remplit d'eau à nouVeau.
L’entretien des installations
→Maintenir le site propre et réparer toutes les petites dégradations des surfaces (béton, peintures ect…).
→ Le digesteur ne nécessite aucun entretien spécifique. Chaque 5 ans on peut prévoir après la vidange un passage de
barbotine + SIKA poudre sur l'intérieur de la cuVe si on observe des dégradations.
→ En cas de fuite de la cloche au montage (le gaz bulle dans l’eau), il convient de
Vérifier si le joint au niVeau du cône est bien placé. Après plusieurs années (10-15
ans) la cloche peut présenter une fuite. La fuite est réparée avec la colle « minute ».

→ Les tuyaux sont à changer si on aperçoit des craquelures. A remplacer après 10

ans.

→ Les équipements sont à changer en fonction de leur état. Le réchaud fonte a une
durée de vie de plus de 5 ans. Le chauffe eau de 3 à 5 ans s’il est utilisé chaque jour.

→Vider l’eau dans le piège si besoin.

ATTENTION ! Les granulés d’Oxyde de Fer contenus dans le filtre à
souffre doivent être régénérés chaque 100 m3 pour les filtres 1 kg. Vider
le filtre et laisser les granulés à l’ombre 24h. On peut ensuite réutiliser les
mêmes granulés. Après 4 opérations de régénération il faut mettre des
granulés neufs.
→Les colliers au niVeau des tuyaux sont à changer s’ils sont rouillés.
Disfonctionnements/Pannes
Une fois le digesteur mis en route et s’il est approVisionné régulièrement la production de gaz sera
régulière. Si un jour la production n’est pas importante ou qu’il n’y a pas de gaz, il faut Vérifier les points suiVants :
 Vidanger le piège à eau
 Vérifier si les tuyaux ne sont pas bouchés, dévisser les tuyaux et souffler dedans après avoir ouVert la vanne du piège à
eau.
 Vérifier que le réchaud ou un appareil n’est pas resté ouVert
 Vérifier si les tuyaux ne sont pas endommagés
 Vérifier les colliers, les changer s’ils sont endommagés
 Dévisser le cône de la cloche voir s’il n’y a pas de la matière qui est remontée et bouche le tuyau.

Si l’eau en sortie ne respecte pas la norme

 Réduire le volume apporté
Si un problème persiste pour vérifier une fuite ou un tuyau bouché, on peut injecter de l’air dans le digesteur avec un
compresseur en mettant le tuyau d’air dans l’entrée du digesteur
PROBLEMES CAUSES PROBABLES SOLUTION
1. Pas de dégagement de gaz Pas d’apport de matière Augmenter l’apport en matière première
ou faible dégagement suffisante

Tuyau est bouché Vérifier les tuyaux, Vérifier si le cône sur la cloche
n’est pas bouché
2. Odeur d’œuf pourri Fuite de gaz dans les Vérifier les tuyaux, joints, colliers. Si le problème
canalisations persiste remplacer les tuyaux par tronçon.
3. Le gaz n’arriVe pas aux Fuite ou perte de gaz au Détecter à l’odeur une fuite éventuelle
appareils d’utilisation niVeau de la canalisation
De l’eau bloque le gaz Vérifier en enlevant les tuyaux
Vérifier l’ouVerture de toutes les Vannes depuis
la vanne sur le gazomètre jusqu’aux appareils
d’utilisation.
4. Le gaz ne brûle pas, ou il n’y a Indigestion dû à une Vérifier le PH. S’il est inférieur à 6 ajouter de la
plus de gaz malgré un apport de mauVaise alimentation cendre par «lot de 1 kg » jusqu’à ramener le PH
matière (apport uniquement de balle à 7.
de riz ou d’huile ect…)

PROBLEMES CAUSES PROBABLES SOLUTION

1. Le brûleur ne brûle pas Le gaz n’arriVe pas à la tête -Vérifier l’ouVerture des Vannes
du bruleur -Vérifier l’étanchéité dans toutes les canalisations
Taux élevé de gaz Vérifier le PH dans le digesteur.
carbonique dans le gaz et
faible taux de méthane
Trop d’air primaire ne Réduire l’ouVerture du trou d’entrée d’air primaire sur
permettant pas une bonne le brûleur
combustion
2. La flamme du brûleur est Il y a beaucoup d’eau dans -Vérifier la pente du tuyau après sortie du purgeur
instable les canalisations - Vider le filtre à eau
- Vérifier qu’il n’y a pas d’eau dans les canalisations
 PROBLEMES CAUSES PROBABLES SOLUTION
1. La lampe ne fonctionne pas Fuite de gaz dans les Vérifier l’étanchéité des canalisations
canalisations
Des Vannes fermées Vérifier l’ouVerture des Vannes
2. La flamme instable Trop d’eau dans les Vérifier la pente du tuyau après sortie du purgeur
canalisations - Vider le filtre à eau
- Vérifier qu’il n’y a pas d’eau dans les canalisations
3. Le manchon est dégradé Usure Changer le manchon

Sécurité
1- En cas de fuite du gazomètre ou de non utilisation du gaz, le gaz Va buller dans l'eau et ne présente aucun risque
d'explosion.
2- Une vanne d'arrêt de gaz est installée à la sortie du digesteur.
3- Une vanne d'arrêt est installée au niVeau de chaque appareil utilisant le gaz.
4-L'utilisation des brûleurs requiert les mêmes règles que pour le gaz butane : ne pas laisser le brûleur allumé, ne pas
couper ou endommager le tuyau d'arriVée du gaz, Vérifier que le collier de raccord est bien serré, ne pas se pencher ou
toucher la flamme.
5-Les tuyaux de gaz externes seront changés tous les 10 ans. Tout tuyau présentant un signe de détérioration doit être
remplacé.
6- En cas de surpression le gazomètre va évacuer le gaz qui Va buller ne présentant aucun risque pour les utilisateurs.
7- AVant toute intervention sur le gazomètre il faut Vidanger la cloche en ouVrant le piège à eau.

Odeur d’œuf pourri = fuite / Aérer immédiatement le local

H2S
CONSTRUCTION D'UN DIGESTEUR 10 m3
Dimensions
Emplacement & excavation
Le digesteur doit être placé dans un endroit dégagé, ensoleillé et pas trop éloigné des appareils de consommation (20
mètres).
Placer le digesteur à au moins 5 m d'un arbre (racines).
Matériaux & outils
Pour un digesteur les matériaux suiVants sont nécessaires

Les outils recommandés sont :

Les Les ouVriers doiVent porter des équipeents de protection indiViduelle. Le panneau ci contre
doit être affiché.

Le chantier doit disposer d'une boîte à pharmacie de base.

Un panneau interdit au public doit être affiché.

Le digesteur est construit avec un moule composé d'un ensemble de plaques. Ce moule est réutilisable, il doit être nettoyé et
graissé aprés chaque utilisation.
Déroulement du chantier