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3. La cinétique de dégradation

Si la majorité des biométhaniseurs tiennent compte du potentiel biogaz des produits, l'utilité de la cinétique de dégradation est nettement moins bien comprise. Les paramètres cinétiques de la dégradation des matières premières sont pourtant, tant économiquement que biologiquement, d'une importance capitale.

La cinétique de dégradation donne l'information du flux horaire de biogaz qui se dégage au cours de la fermentation d'une matière première. De façon simple, si à un moment donné les digesteurs produisent trop peu de biogaz par rapport aux besoin des moteurs, il ne sert à rien de suralimenter ces derniers avec un produit à dégradation lente qui ne donnera son gaz après 3 ou 4 jours (entre-temps, les moteurs tourneront en sous-puissance) qui induira l'allumage des torchères lorsqu'il arrivera à son pic de flux de biogaz. Bref: perte de puissance pendant 4 jours et gaspillage par la torchère par la suite. Les courbes de 3 sous-produits ci-dessous illustrent bien le concept de pic de biogaz précoce:

Alors qu'il est vrai que notre glycérine a un potentiel biogaz élevé (courbes bleues), la pelure de pomme de terre sera un régulateur de flux de biogaz manquant bien plus fin que la glycérine car le pic de flux de biogaz est nettement plus précoce et court. De plus, la pelure de pomme de terre a totalement terminé de fournir du biogaz alors que la glycérine arrive à peine à son pic de production et continue même à produire jusqu'à 180 heures après son administration.

La pelure de pomme de terre a une action rapide et de courte durée. Elle peut donc servir dans ce que nous nommons la ration de régulation (voir la méthode de formulation avec "Ration de Base" et "Ration de Régulation").

Nous estimons donc que la courbe de flux de biogaz (m3/heure/tonne de produit) est extrêmement importante et donne des informations permettant de minimiser les temps de réaction lorsque le digesteur ne fournit plus suffisamment de gaz/heure pour maintenir les moteurs à pleine puissance. Si l'on ne dispose que de la courbe cumulative de production de biogaz (comme le donnent les résultats d'analyses manuelles), il est pratiquement impossible de tirer les bonnes conclusions (voir les 3 courbes sigmoïdales) car le point d'inflexion de ces courbes, qui correspondent au pic de production) ne sont pas clairement discernables.

La raison pour laquelle les laboratoire qui travaillent en mode manuel (une détermination par jour) ne peuvent pas également donner ces courbes de flux horaire de biogaz est illustrée dans le graphique ci-dessous dans lequel nous avons recalculé la courbe de flux:

Lorsqu'une seule mesure du biogaz produit est réalisée par jour, non seulement le moment du pic est imprécis (50 heures au lieu de 75 heures en réalité), mais le flux horaire de biogaz est également incorrect (3m3/heure au lieu de 9m3/heure). Ceci est extrêmement important pour le calcul et la mise en oeuvre de la ration de régulation car les corrections du flux de biogaz à fournir aux moteurs doit être ajustée toutes les deux heures et non une fois par jour!

Si la courbe de flux n'a pas beaucoup d'importance lorsque les matières premières de la ration de base sont disponibles tout au long de l'année (on alimenterait toujours exactement de la même façon toute l'année), ceci n'est bien souvent pas le cas. Chaque fois qu'il intervient une modification dans la ration, le flux de biogaz fluctue pendant un temps égal au temps de rétention hydraulique (21-60 jours). Ici les courbes de flux de biogaz de chaque matière jouent un rôle essentiel.

Les courbes de flux horaire de biogaz joueront un rôle essentiel dans deux situations:

- lors de la sélection des matières premières qui peuvent entrer dans la ration de régulation (cfr les dossiers sur la formulation de rations d'alimentation de digesteurs anaérobies),

- lorsque la composition de la ration de base doit changer (par exemple lorsqu'une nouvelle matière première doit entrer dans la composition de la ration, lorsqu'une matière première devient rare ou trop coûteuse et doit progressivement être retirée de la ration).

4. La qualité énergétique du biogaz (%CH4)

Nos analyses contiennent bien évidemment les paramètres de qualité énergétiques du biogaz, c'est-à-dire le taux de CH4 du biogaz produit par une matière première. C'est finalement le méthane produit qui détermine la valeur économique d'une matière première.

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