Recherche et innovation

COMET - Des capteurs infrarouges pour suivre, gérer et contrôler les méthaniseurs à la ferme

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 1
Date de fin : Janvier 4
Année de l’appel à projets : 2021
Programme de la stratégie de Recherche : Ecoconception et écoefficience des systèmes de production
Organisme coordinateur : IRSTEA
Partenaires : IRSTEA
Partenaires : S3D
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Ille-Et-Vilaine
Herault
Loire-Atlantique

Le dimensionnement et l’exploitation de la méthanisation agricole se heurte, en France, à une trop grande diversité de biodéchets. Face à cela, les méthodologies de suivi et d’exploitation développées dans le projet COMET permettront d’optimiser et de sécuriser les installations pour, in fine, dynamiser le développement de cette filière.

La méthanisation agricole est une solution de traitement des effluents d’élevage basée sur la digestion anaérobie (en l’absence d’oxygène) pour une valorisation de ces déchets sous forme agronomique, énergétique ou de matière. Le plan « Energie, Méthanisation, Autonomie, Azote » présenté en 2013 par le ministère de l’Agriculture vise à développer en France, à l'horizon 2020, 1 000 méthaniseurs à la ferme, contre 90 fin 2012. Soit une construction d’au moins 130 unités par an. Un objectif qui apparait très difficile à atteindre.

Une des raisons à cela est la difficulté d’exploitation du procédé compte tenu de la diversité des biodéchets traités dans les installations françaises. A la différence de nos voisins allemands, chez qui la technologie est très développée mais sur la base d’une typologie unique de déchets (lisiers de porcs et ensilage de maïs ou d’herbe), en France, des déchets très variés s’ajoutent aux effluents d’élevage : déchets de l’industrie agroalimentaire, déchets verts, déchets de la restauration, déchets de supermarché, résidus de culture, etc. Cette typologie mais aussi les quantités varient au cours de l’année. Résultat : chaque site est unique et doit être exploité de façon spécifique pour garantir un fonctionnement optimisé et sécurisé.

Un enjeu majeur

Or, les capteurs de suivi de la biologie et du bon fonctionnement du digesteur ne sont pas adaptés. L’objectif du projet COMET, coordonné par Irstea, est de développer de nouveaux capteurs, fonctionnels dans ce contexte variable et complexe. Les capteurs optiques, notamment la spectrométrie proche infrarouge (SPIR) testée par Irstea à l’échelle du laboratoire, semblent les plus intéressants et pertinents. L’ambition du projet est de :

  • mettre au point un système de mesure optique basé sur la SPIR permettant le suivi de la biologie des digesteurs en temps réel ;
  • développer un outil « expert » de pilotage du procédé.

Caractériser ces milieux complexes

Dans un premier temps, le développement du système sera axé sur la mesure des acides gras longues chaines (ou AGLC notamment l’acide palmitique), principaux composés inhibiteurs de la digestion lors d’ajout de substrats lipidiques. Très employés en méthanisation car très intéressants du point de vue énergétique, ces substrats sont aussi les plus inhibiteurs. Dans un second temps, d’autres descripteurs de dysfonctionnement du procédé seront recherchés grâce au même système de mesure SPIR.

Le projet s’articule en six étapes :

  • Mise au point et développement du système de mesure SPIR sur du digestat non préparé,
  • Acquisition de données pour le suivi des AGLC par SPIR et construction des modèles chimiométriques,
  • Acquisition de données en conditions réelles de méthanisation,
  • Expérimentations en conditions réelles pour définir des descripteurs globaux de digestion et valider le suivi des AGLC par SPIR,
  • Développement d’un outil « expert » de gestion et de contrôle du procédé,
  • Validation en conditions opérationnelles et évaluation des coûts d’industrialisation du capteur SPIR.

A terme, l’objectif est de définir les conditions de développement et d’industrialisation de ces nouveaux capteurs infrarouges.

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