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5 avril 2023

OPTIMETH : Optimiser la production de biométhane renouvelable

Le principe d’une production « verte »

La production de méthane (CH4) à partir de déchets (résidus agricoles, urbains, boues de station d’épuration) est un procédé bien connu fréquemment appelé méthanisation. Cette opération conduit également à une production importante de CO2 qui ne doit pas être libéré à l’atmosphère, mais plutôt valorisé. Cette valorisation peut s’effectuer, en réacteur catalytique, par addition d’hydrogène, selon la réaction de Sabatier qui conduit à la transformation du CO2 en CH4. Pour que cette opération soit totalement « verte » l’hydrogène utilisé doit être produit par une source renouvelable, comme cela peut être le cas lorsqu’un électrolyseur d’eau est alimenté par de l’électricité produite par des panneaux solaires photovoltaïques, ou des éoliennes. L’ensemble du méthane ainsi produit peut alors être injecté sur le réseau gaz.

 

Le projet OPTIMETH

Méthanisation - Carnot ISIFor – UPPA – University of Turin – F. Marias – S. Sochard – E. Dinuccio – G. Yuki Junior – Communauté d’Agglomération Pau Béran Pyrénées

Schéma du système étudié dans le cadre du projet Optimeth – © Giberto Yuki Junior

La production de méthane par ce couplage de réacteurs, et des opérations d’épuration de gaz associées, est donc complexe puisqu’elle dépend des conditions météorologiques et de la nature des déchets entrants dans l’unité de méthanisation. Il faut également considérer que la réaction de Sabatier est exothermique et qu’elle peut conduire à l’emballement du réacteur catalytique. Le procédé, dans son ensemble, nécessite donc un pilotage optimal permettant de tirer le meilleur de l’unité en toute sécurité. Dans le cadre du projet OPTIMETH, cette optimisation est effectuée en développant un modèle dynamique de l’installation et en y appliquant des algorithmes d’optimisation mathématique qui permet finalement de définir les conditions opératoires à mettre en œuvre au regard des conditions météorologiques et de l’approvisionnement en déchets.

Texte – Frédéric Marias

Contacts – Frédéric Marias – Sabine Sochard –

Ce projet est conjointement financé par la “Communauté d’Agglomération Pau Béarn Pyrénées” et “l’Institut Carnot ISIFoR”. Il se déroule dans le cadre de la thèse de M. Giberto Yuki Junior, doctorant, co-dirigé par F. Marias et S. Sochard de l’UPPA et E. Dinuccio de l’Université de Turin (Cotutelle UNITA).

  1. Marias1, G.Yuki-Junior1,2, S. Sochard1, E. Dinuccio2
  2. Laboratoire de Thermique Énergétique et Procédés (LaTEP), Université de Pau et des Pays de l’Adour.
  3. Department of Agriculture, Forest and Food Science (DISAFA), University of Turin