1. Collecte de matières organiques :
- La production de biogaz commence par la collecte de matières organiques telles que le fumier animal, les déchets alimentaires, les résidus de récolte et les eaux usées. Ces matériaux sont riches en composants biodégradables qui peuvent être décomposés par des micro-organismes lors de la digestion anaérobie.
2. Digestion anaérobie :
- La matière organique collectée est placée dans un environnement clos et sans oxygène appelé digesteur. Les bactéries et micro-organismes anaérobies se développent dans ces conditions privées d’oxygène et décomposent la matière organique grâce à un processus appelé digestion anaérobie.
- Au cours de ce processus, la matière organique subit une série de réactions chimiques, notamment l'hydrolyse, l'acidogenèse, l'acétogenèse et la méthanogenèse. Ces réactions convertissent les composés organiques complexes en composants plus simples, aboutissant finalement à la production de biogaz.
3. Composition du biogaz :
- Les principaux composants du biogaz sont le méthane (CH4), le dioxyde de carbone (CO2), le sulfure d'hydrogène (H2S) et des traces d'autres gaz. Le méthane est le principal vecteur énergétique du biogaz et explique sa combustibilité et son contenu énergétique.
4. Nettoyage et valorisation du biogaz :
- Le biogaz brut produit lors de la digestion anaérobie contient des impuretés telles que du H2S, de la vapeur d'eau et des particules. Afin de garantir une utilisation efficace du biogaz pour la production d’électricité, celui-ci est soumis à divers processus de nettoyage et de valorisation.
- Le H2S est éliminé car il est corrosif et peut endommager les équipements. La vapeur d'eau et les particules sont également éliminées pour éviter le colmatage et garantir des opérations plus fluides.
- La valorisation du biogaz consiste à augmenter la concentration de méthane en éliminant le CO2 et autres gaz traces. Il en résulte un biogaz de meilleure qualité avec une teneur énergétique accrue.
5. Production d'électricité :
- Le biogaz nettoyé et valorisé est dirigé vers un générateur de biogaz, qui est essentiellement un moteur à combustion interne modifié pour fonctionner au biogaz au lieu de carburants conventionnels comme le diesel ou l'essence.
- Dans le générateur, le biogaz est brûlé et la chaleur et la pression qui en résultent entraînent un piston, convertissant le mouvement linéaire en mouvement de rotation.
- Le mouvement de rotation de l'arbre relié au piston est utilisé pour entraîner un générateur qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
6. Distribution d'énergie :
- L'énergie électrique produite par le générateur de biogaz peut être utilisée directement pour alimenter les installations à proximité ou peut être injectée dans le réseau électrique pour être distribuée sur une zone plus vaste.
7. Utilisation de la chaleur excédentaire :
- En plus de la production d'électricité, les installations de biogaz peuvent également utiliser l'excédent de chaleur produit lors du processus de combustion. Cette chaleur peut être captée et utilisée à diverses fins telles que le chauffage des locaux, la production d'eau chaude ou des processus industriels, maximisant ainsi l'efficacité énergétique globale du système de production de biogaz.
Dans l’ensemble, la production de biogaz pour la production d’électricité implique la digestion anaérobie de la matière organique pour produire du biogaz, le nettoyage et la valorisation du biogaz, et son utilisation comme combustible dans un générateur de biogaz pour produire de l’électricité. C'est un moyen renouvelable et durable de convertir les déchets organiques en énergie propre.
