Article publié par « Techniques de l’ingénieur » le 8 janvier 2024 Optimiser la valorisation du CO2 issu du biogaz pour fabriquer du méthane | Techniques de l’Ingénieur (techniques-ingenieur.fr)

 

Un laboratoire de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour a développé un modèle dynamique pour optimiser la valorisation du CO2 présent dans le biogaz en vue de produire du méthane. Ce modèle est capable de piloter l’ensemble des paramètres de l’unité de méthanisation, ainsi que toutes les variables de fonctionnement du procédé de méthanation.

Le biogaz, produit par méthanisation à partir de déchets agricoles, contient principalement du méthane. Cependant, il renferme également du CO2, dont la proportion varie entre 30 et 50 % en fonction de la nature de la biomasse. Actuellement, la plupart des unités en fonctionnement rejettent ce CO2 dans l’atmosphère.

Dans le cadre du projet Optimeth, le Laboratoire de Thermique Énergétique et Procédés (LaTEP) de l’Université de Pau et des Pays de l’Adour a développé un modèle numérique. Ce modèle permet de prédire, sur une durée déterminée, toutes les variables de fonctionnement du système afin d’optimiser un critère, tel que le coût de production de ce méthane, tout en imposant des contraintes, comme celle consistant à répondre à une demande en méthane pour un consommateur final. Cet outil facilitera le contrôle-commande et la planification.

Pour produire du méthane à partir du CO2, il est nécessaire de mettre en œuvre la réaction de Sabatier, qui consiste à ajouter de l’hydrogène au CO2. Pour que cette opération soit totalement « verte », l’hydrogène doit être produit à partir d’une source renouvelable, telle que des panneaux solaires ou des éoliennes, qui alimentent en électricité un électrolyseur d’eau. Les conditions météorologiques sont l’un des principaux paramètres à prendre en compte, car elles influent sur la production d’énergies renouvelables, qui est par nature intermittente. Par exemple, face à un manque d’ensoleillement et le risque de ne plus avoir suffisamment d’hydrogène, le modèle sera capable de calculer le volume optimal de stockage d’hydrogène pour que ce gaz ne vienne jamais à manquer, afin de mettre en œuvre la réaction de Sabatier.

De plus, les variations météorologiques, notamment la température extérieure, ont un impact sur le méthaniseur. À l’intérieur de celui-ci, des bactéries anaérobies sont chargées de produire le biogaz. Ce modèle dynamique permettra d’éviter un emballement du réacteur catalytique dans le méthaneur.

En somme, cette recherche vise à maximiser l’utilisation du CO2 issu de la méthanisation, contribuant ainsi à une approche plus durable et efficiente dans la production de méthane.