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Informations sur le méthane et la méthanisation (suite).

Catherine DARRIGAN, coordinatrice de l’équipe « projet biométhane » à la Communauté de Communes du Quercy Vert (CCQV), donne ici quelques informations sur le méthane et la méthanisation et des éléments de réponse sur la « dangerosité » du procédé.
Le méthane
sa formule chimique CH4 ; hydrocarbure composé de :
1 atome de carbone
4 atomes d’hydrogène
Le méthane est le composant principal du gaz naturel
C’est le principal composant du biogaz issu de la fermentation de matières organiques animales et végétales, en l’absence d’oxygène ; dénommé aussi « gaz de tourbe «

Nous utilisons de façon courante le méthane fossile ou gaz naturel dans les réseaux de gaz qui alimentent les villes ; ce gaz naturel circulant dans les conduites est fourni au client à l’état gazeux.

L’utilisation du méthane renouvelable obtenu après méthanisation, le biogaz, est opérationnelle depuis de nombreuses années en Asie, Amérique centrale, en Amérique du Nord et en Europe. On estime qu’il existe quelques millions d’installations dans le monde , tout secteur confondu et toute taille confondue .

Composition du biogaz

La composition du Biogaz varie en fonction de la nature des substrats méthanisés et des conditions opératoires ;
A titre indicatif : composition du biogaz agricole (source : étude INERIS (Institut National de l’EnviRonnement Industriel et des riSques)

Constituants Teneur en %
CH4 50 à 75
CO2 25 à45
H2S ‹ 1
N2 0 à 6
H2 ‹ 1
O2 ‹ 2
Composés organiques volatils Traces
H2O Saturé

Méthane et effet de serre:

Le méthane est un puissant gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique ; son impact est (environ) 21 à 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone selon les sources.
D’où l’intérêt de la méthanisation des effluents agricoles qui contribue ainsi à réduire drastiquement le biogaz des fumières et fosses à lisier s’échappant dans l’atmosphère.

Les propriétés du Méthane : identification des dangers

Aux conditions normales de température et de pression le méthane est un gaz :
– Plus léger que l’air
– incolore
– Inodore (odorisation artificielle dans le réseau Gaz naturel)

Le méthane est un combustible :
Il s’enflamme en présence d’oxygène et d’une source de chaleur
C’est un gaz explosif (comme le butane, le propane, l’hydrogène et bien d’autres gaz) ; le gaz méthane détonne dés lors que le mélange dans l’air ambiant atteint une concentration spécifique.
Pour le méthane ( gaz naturel ) le mélange se produit entre 5 et 15 % de gaz dans l’air ambiant
Le gaz butane : le mélange se produit entre 1,8 et 8,8 % de gaz dans l’air ambiant
Le propane : le mélange se produit entre 2,4 et 9,3 % de gaz dans l’air ambiant

En dessous des limites inférieures et au-dessus des limites supérieures indiquées il n’y a pas de risque d’explosion.
En milieu libre, non confiné il n’y a donc pas de risque d’explosion.

Le risque d’anoxie :
En milieu libre le méthane est plus léger que l’air ; il s’élève rapidement et se disperse sans créer de nappe gazeuse ni au sol ni dans l’atmosphère .Le méthane se dilue donc très rapidement dans l’air.
En milieu confiné : il peut agir à forte concentration par inhalation comme gaz asphyxiant par privation d’oxygène.

Le risque d’intoxication :
En milieu confiné et dans le cas d’une mauvaise combustion du gaz, en milieu appauvrit en oxygène il peut y avoir production de monoxyde de carbone.

Effets toxicologiques :
Pas d’effet toxicologique connu ; les expositions éventuelles sont rares du fait de la très forte volatilité du gaz dans l’air ;
Ne contient pas de monoxyde de carbone sauf en cas de mauvaise combustion.
Le méthane étant un gaz largement utilisé en milieu urbain et industriel depuis des décennies, les dangers liés à son utilisation sont parfaitement connus et maîtrisés

Unité de méthanisation

La méthanisation est un phénomène de décomposition naturelle des matières organiques biodégradables par une flore bactérienne en absence d’oxygène. La matière organique est transformée en un amendement de qualité ( le digestat ) , tout en produisant du « biogaz « mélange gazeux à forte teneur en méthane.
Les matières organiques issues de l’agriculture peuvent être des déjections d’élevage (fumier, lisier, purin, eaux vertes et blanches), des déchets de cultures (menues paille, issues de silo, …), de maraîchage, des ensilages de cultures ou de pâturages (herbes, luzerne, sorgho,…..)
Il s’agit donc d’un phénomène naturel que l’on rencontre dans les marais, tourbières, fosses à lisier et fumières, compost non aéré, etc.

Les unités de méthanisation agricoles sont composées de 4 ensembles :
Stockage et pré traitement des effluents
Le digesteur
Le stockage – traitement et installations d’utilisation du biogaz
Stockage et traitement de l’effluent après digestion (digestat)
Il existe de nombreuses technologies de méthanisation adaptées aux différentes typologies de substrats incorporés.
Dans le cas de méthanisation d’effluents agricoles et de matières végétales la technologie la plus couramment utilisée est l’infiniment mélangé.
La méthanisation a lieu dans un digesteur : cuve en forme de « camembert « étanche, fermée ,brassée et chauffée pour maintenir le mélange à une température de 37°c (mésophile) ou 55° C (thermophile)
La couverture du digesteur est constituée d’une bâche souple fixée hermétiquement qui se gonfle en fonction de la pression à l’intérieur du ciel du méthaniseur (quelques millibars : de 5 à 15 mbar)
Les substrats sont incorporés en continu dans le digesteur, et le digestat est extrait au même rythme de manière à maintenir un niveau constant dans le digesteur.
Le volume du digesteur est dimensionné pour un temps de séjour moyen variant de 20 à 60 jours en fonction de la nature des substrats.
Le digestat est ensuite stocké dans un post –digesteur afin d’optimiser la production de biogaz et de diminuer progressivement la température.
Le pos-digesteur est de conception identique au digesteur.

Le biogaz produit dans le digesteur et le post-digesteur est collecté et transporté par canalisation vers son unité de valorisation.
Le biogaz est préalablement refroidi et épuré pour éliminer l’eau et l’hydrogène sulfuré ( H2S )
Le biogaz est ensuite transformé :
– Soit en énergie thermique par combustion dans une chaudière
– Soit en énergie électrique et calorique : le biogaz est utilisé comme carburtant pour un module de cogénération composé d’un moteur et d’un alternateur.
La réglementation impose qu’il n’existe AUCUN rejet de biogaz dans l’atmosphère. C’est pourquoi il est toujours prévu une torchère de secours pour brûler le gaz non valorisé.

Le digestat :
Il est valorisé comme amendement organique de haute qualité dans le cadre d’un plan d’épandage.
En effet le process de méthanisation conserve les valeurs fertilisantes des matières organiques.
La totalité de l’azote, phosphore et potassium contenu dans le substrat fourni par l’agriculteur est conservé après digestion.
Le digestat est une matière vivante, étant donné le process biologique de méthanisation, disposant d’un fort pouvoir humique, ce qui est recherché par les agriculteurs pour maintenir la vie organique du sol.
L’implantation d’une unité de méthanisation permet également de mieux gérer les pertes d’éléments fertilisants lors des stockages en amont et en aval.
On estime qu’un fumier à l’air libre perd 20 à 30 % de sa teneur en azote par évaporation et lessivage, ce qui participe aux effets néfastes d’eutrophisation des cours d’eau.
De plus le digestat est désodorisé et hygiénisé par le process, ce qui réduit les mauvaises odeurs lors des épandages ainsi que la reprise des adventices et le développement des mouches.

La Prévention des 2 risques les plus « inquiétants » :

Risque d’explosion :
Les installations doivent être conçues pour prévenir ce risque et sont soumises aux normes ATEX sur un certain zonage à l’intérieur de l’enceinte de méthanisation (zonage de 1 à 10 m autour du digesteur) .
Le risque d’explosion est très local et maîtrisé dès lors que l’installation répond à ces normes ATEX ;
La faible pression de mise en œuvre du biogaz est de nature à limiter les conséquences d’une éventuelle explosion sur l’environnement

L’hydrogène sulfuré (H2S)
Risque de toxicité aigue dans les milieux confinés ou semis confinés ; l’hydrogène sulfuré a tendance à s’accumuler dans les parties basses (fosse de déchargement. etc. )
Ce risque peut être fortement limité dès la conception des ouvrages.
Il est également primordial que les intervenants dans les opérations de maintenance ou de travaux connaissent les règles de sécurité à respecter.
La sécurité va aussi découler des choix des intrants constitutifs du substrat et de la qualité de la traçabilité de ces intrants depuis le lieu d’origine jusqu’à la sortie sous forme de digestat ;
Le fumier , principal constituant du projet Quercy Vert ne présente aucun risque d’émanation de H2S .

Aucun accident n’est jamais totalement fortuit ; leur analyse met toujours en évidence des erreurs ou des négligences parfois minimes mais qui s’enchaînant les unes aux autres expliquent la survenance de l’accident .
Il est donc essentiel que ces installations soient conduites par des professionnels formés ; connaissant parfaitement, les règles de sécurité ; capables de procéder à l’analyse et l’évaluation des risques et de prendre en compte les incidents ou presque accidents révélant un disfonctionnement.
C’est certainement l’un des avantages d’un projet de méthanisation agricole collectif dont la conduite de l’unité sera confiée à un technicien, sur une méthanisation agricole individuelle conduite par un chef d’exploitation qui n’aura peut être pas toute la formation requise.

Pour ce qui concerne le projet de Quercy Vert l’unité de méthanisation est soumise à autorisation par la Réglementation ICPE (Installations Classées  pour la Protection de l’Environnement) et sera en conséquence contrôlée très régulièrement sur les aspects sécuritaires .

Catherine DARRIGAN

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11 commentaires pour Informations sur le méthane et la méthanisation (suite).

  • eric duchosal

    toutes ces infos très scientifiques sont disponibles sur le net et certainement connus de tous ceux qui se soucient de leur environnement
    encore une fois on ne réponds pas a nos questions
    le méthane est peut être inodore mais les matieres qui seront stockées ne le sont pas
    D’après MME DARRIGAN la sécurité va découler du choix des intrants.Hors d’apres le dernier compte rendu de réunion de METHANEVA d’autres matières seront utilisées et sont indispensables a l’équilibre financier de cette usine, la sécurité passe aprés il est dommage de financer une étude aussi chère pour ne pas lire les rapports
    AUCUN ACCIDENT N’EST JAMAIS FORTUIT(on croirait entendre un dirigeant d’AZF)
    Le problème est bien la et j’ajouterais que rendement et profit ne font pas bon ménage avec sécurité une erreur humaine si minime soit elle peu conduire a une catastrophe

    SLC

  • Daniel R

    Toujours très technique Madame Darrigan! Mais rien de nouveau en ce qui concerne Monclar.C’est du remplissage de page.C’est de l’information locale que souhaite le Citoyen,de l’information sur ce qu’il risque de subir pendant des années(pollution,augmentation des Impôts etc..) et pas du discours généraliste sur la méthanisation qu’il peut trouver n’importe où.

  • Jacques

    La culture c’est comme la confiture: moins on en a, plus on l’etale !

    Que de généralités! un lien sur internet aurait suffit!
    Mais RIEN pour justifier l’inplantation d’une installation industrielle au coeur d’une Zone habitée

    Pourquoi ne pas repondre par exemple à une question toute simple du premier tract(remis en mains propres à C Darrigan):Existe-t-il en France une unité similaire implantée au prés d’un village ?

    Enfin on a bien compris que ce large exposé se voudrait exhaustif : Et les NUISSANCES ?un oubli sans doute !

  • Guillaume

    C’est sûrement une question très bête, mais il y a quelque chose que je ne comprend pas (entre autres..)

    Si j’ai bien suivi, on obtient le méthane en confinant les matières organiques issues des déchets verts, c’est l’absence d’oxygène qui permet la formation du méthane.

    D’autre part, il est affirmé que le méthane est un gaz extrêmement actif dans l’effet de serre.

    Puis que la méthanisation c’est bien contre l’effet de serre, contrairement au compostage qui lui produit beaucoup moins de méthane puisqu’il n’est pas confiné.

    Vraiment, je ne comprend pas.

    Alors je me dis que peut-être c’est parce qu’on récupère le méthane, et qu’on le brule, du coup, plus de méthane dans l’atmosphère. Ok.

    Donc voilà : CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

    Tiens, ça fait du gaz carbonique.

    Si on compostait les fumiers, qui ne sont pas à ma connaissance trop abondants dans le coin, le carbone serait fixé dans les sols agricoles, lesquels sont particulièrement appauvris par l’agriculture chimique. C’est peut-être plus intelligent que de « valoriser » les fumiers dans une usine à gaz, puis de faire d’autres usines de type AZF (AZote Fertilisants) pour produire du NPK sans lequel plus rien ne pousse?
    Non?

  • Antony

    En réponse à Guillaume
    La combustion du méthane produit bien du CO2 mais le méthane étant un Gaz à Effet de Serre (GES) avec une équivalence de 21 à 23 fois le CO2, il y a bien au final réduction des GES. J’ajouterai même que la molécule de C02 créée par la combustion sera, dans un temps relativement court (contrairement aux energies fossiles type charbon, pétrole…), fixée par la biomasse végétale pouvant être elle-même valorisée par méthanisation, chaudière biomasse… C’est bien dans ce sens que la méthanisation est considérée comme une énergie renouvelable.
    Pour le compostage, il y a formation de méthane (cependant moindre que dans la méthanisation) donc émission de GES et destruction d’azote (env. 50 %) contrairement à la méthanisation où il n’y a que destruction de Carbone (traitement conservatif des fertilisants). Votre idée d’ajouter une usine de fabrication de fertilisants derrière une unité de méthanisation est possible mais techniquement et économiquement difficile à faire, surtout s’il faut 15 ans pour amortir l’unité de méthanisation.
    Voilà pour les généralités.
    Pour le projet en lui-même, il est clair que ce n’est pas le process de méthanisation en lui-même qui est générateur de nuissances olfactives, auditives… puisque obligatoirement réalisé en conditions closes (absence d’oxygène nécessaire) mais la gestion en amont (transport, stockage des intrants…) et en aval de l’unité (valorisation du digestat…). Et la nécessité de valoriser localement la chaleur implique une implantation à proximité d’utilisateurs potentiels donc de tiers impliqués ou non dans le projet. Une implantation d’un tel projet à 100 m de ma habitation, même si elle est réglementairement légale, me poserait également certaines questions.
    Cordialement,

  • hc

    reponse a antony comment pouvez vous etre certain de ce que vous annoncez je suis en mesure de vous dire qu il n y a eu qu une seule analyse de faite sur toutes les unites en fonctionnement que celle ci est restee cofidentielle et qu elle est tres loin de ce que vous affirmez rapprochez vous de mme jouanno ex secretaire d etat au ministere de l environnement
    je vous conseille aussi de vous rapprocher de l onu bureau unfc a Geneve ainsi que de son laboratoire a Monaco vous auriez quelques surprises ces analyses laisseht apparaitre une captation que de 50 a 70 pour cent de CH4 et une emission d un mini de 40 pour cent de CO2 et je ne vous parle pas des 8 autres gaz

  • hc

    suite a la reunion du 15 janvier il n y aura pas d usine de methane a monclar dixit mr Albert mme Darrigan va devoir trouver un autre site peut etre Gennebriere ou peut etre pour ne gener personne au Larzac pres de chez Jose BOVE en tout etat de cause les habitants de la communaute des communes ont ete pris pour des imbeciles et ne se sont pas laisse manipuler a l avenir certains elus auront appris qu ils devront mieux communiquer et ne pas faire leur petite salade en douce

  • Antoine.F

    «Catherine DARRIGAN, coordinatrice de l’équipe “projet biométhane” (…) donne ici quelques informations (…) et des éléments de réponse sur la “dangerosité” du procédé.
    (…)
    et sera en conséquence contrôlée très régulièrement sur les aspects sécuritaires.»

    Le problème pour les riverains sont plus les nuisances que la “dangerosité” du “projet biométhane”.
    C’est exactement pareil pour un aéroport proche d’habitations. Ce n’est pas le nombre de tonnes qui volent au dessus des maison mais la nuisance sonore subit par les riverains.

  • hc

    mon cher antoine vous etes un peu trop confiant Conseillé a la securite agree cifmd ‘comite inter professionel de formation aux matieres dagereuses  » actuellement sous l egide du ministere de l environnement formé sur décision ministèrielle et sur recommandation de la CEE je peux vous dire que Mme Darrigan ne peux pas se targuer de connaitre l analyse des gazs toxiques rejettés ou alors qu elle en donne la provenance
    et le nom du laboratoire
    au tel Mme Darrigan m a affirmé qu elle n avait ni le pouvoir ni la compétence pour faire effectuer ces analyses alors qu elle arrète son bla bla elle ne peut que convaincre que ceux qui ignorent ce qu est la méthanisation
    et surtout les gazs toxiques rejettés

  • Antoine.F

    «mon cher antoine vous êtes un peu trop confiant»
    Sans doute… mais je ne souhaite pas alarmer inutilement 🙂
    Venant de Montpellier qui ne peut se comparer à la tranquillité que j’ai à Monclar…. je ne voulais pas évoquer « l’omerta » sur les 10 départs de feu de cette usine flambant neuve qui produit zéro Kw (http://odam.ouvaton.org)
    Je ne suis pas spécialiste de la méthanisation et la réunion du 15/01 était très instructive. Après lecture de son compte rendu, je me pose cette question : Pourquoi chercher à produire de l’électricité en utilisant le (seul?) principe physique qui possède le plus mauvais rendement ?!?
    Le « Ouaibe » nous donne quelque piste… Les requins de la méthanisation (http://seaus.free.fr/spip.php?article286)… etc
    Bref, usine à gaz mais y’a de l’eau dans le gaz… je suis pas confiant mais prudent cher hc 😀

  • mireille

    S’il vous plait, j’aimerais avoir des plans de methaniseurs maison. Merci

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