Surpresseur de biométhane pour valoriser le gaz de récupération

Les unités de fermentation domestique, les exploitations agricoles et certaines stations d'épuration produisent du biogaz brut, riche en méthane mais chargé en hydrogène sulfuré, en eau et en particules. Ce gaz ne peut pas être injecté tel quel dans un réseau de gaz naturel : il faut le dépoussiérer, le dessoufrer, le sécher, puis le compressor. Un petit surpresseur de biométhane, monté en aval du traitement, permet d'amener le biogaz à la pression du réseau ou à celle d'un groupe électrogène. Cet article présente la chaîne de traitement et les critères de dimensionnement.

La chaîne de traitement avant compression

Le traitement du biogaz précède toujours la compression. Le désulfuration est l'étape critique, car l'hydrogène sulfuré corrode les compresseurs et les équipements de traitement en aval. Several techniques sont utilisées : activation du carbone avec addition d'oxygène, lavage à la soude, ou traitement biologique. La valeur à respecter dépend de la pression de compression visée et du matériel utilisé ; plus la pression est élevée, plus la teneur en soufre admissible doit être faible.

Vient ensuite la déshumidification, par condensation dans un séparateur refroidi, souvent complétée par un désiccant. La filtration finale élimine les particules et les condensats. Ce n'est qu'après ces étapes que le biométhane est envoyé au surpresseur, où la compression se fait par étage, avec un rapport de compression généralement de 5 à 8 pour un passage de 3 à 20 bar.

Choix de la machine et du moteur

Le gaz de récupération étant un mélange, les materials du compresseur doivent supporter l'humidité résiduelle et les traces de soufre : les machines à lubrification à l'huile conviennent à ce service. Les moteurs à gaz, qui peuvent être alimentés directement par le biogaz, offrent une autonomie énergétique appréciée sur les sites de récupération, où le réseau électrique peut être absent ou coûteux.

Le dimensionnement repose sur le volume de biométhane à traiter, exprimé en mètres cubes par heure, et sur la pression finale requise. Un site de fermentation traitant 100 m³ de digestat par jour produit de l'ordre de 50 à 60 m³ de biométhane, ce qui correspond à un débit de quelques m³/h sur la plage de compression visée. Une machine de 10 à 30 m³/h couvre largement ce besoin.

Conditions d'injection et de valorisation

L'injection dans un réseau de gaz naturel est une opération très encadrée, qui suppose notamment de respecter les spécifications de qualité du gaz, de disposer d'une protection contre la surpression et de suivre un programme de surveillance de la composition. Dans de nombreux cas, l'injection reste interdite en réseau, et le biométhane est valorisé sur site, par exemple pour alimenter un groupe électrogène, un brûleur de chaudière ou une unité de production de chaleur.

• Groupe électrogène bi-gaz pour la production d'électricité et de chaleur sur un site agricole.
• Chaudière bi-gaz pour le chauffage d'une exploitation ou d'un atelier.
• Injection réseau, lorsque le cadre réglementaire et le cahier des charges du distributeur le permettent.
• Stockage intermédiaire sous pression avant utilisation ou transport.

Questions fréquentes : la valorisation du biométhane

Peut-on compresser du biogaz brut ?

Non. La compression d'un biogaz non traité expose les organes du compresseur à l'hydrogène sulfuré et aux condensats, ce qui provoque une corrosion rapide et une baisse de rendement. Le traitement préalable est indispensable.

Pourquoi un moteur à gaz pour ce type de machine ?

Parce que le biométhane est un combustible disponible sur le site. Sur une exploitation agricole isolée, le moteur à gaz supprime la dépendance au réseau électrique et valorise une partie du gaz produit, ce qui améliore le bilan global de l'installation.

Quelle différence de rendement entre moteur à gaz et moteur diesel ?

Un moteur à gaz présente un rendement plus faible et une consommation de carburant plus élevée qu'un moteur diesel de même puissance. Il se justifie par l'autonomie énergétique et la valorisation directe du gaz, ce qui n'est pas le cas sur un site raccordé au réseau.

Maintenance de l'installation de biogaz

• Surveiller la teneur en soufre en sortie de désulfuration et consigner les relevés.
• Contrôler le niveau de liquide dans les séparateurs de condensats et les purger régulièrement.
• Remplacer les filtres à particules selon le volume de gaz traité.
• Vérifier les joints, les Soupapes de sécurité et les alarmes de surpression.
• Documenter les volumes de biométhane valorisés et les rendements observés sur l'année.

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