CHAPITRE 4 : SYSTEME DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE A PARTIR
4.1. Description du système de valorisation des déchets de panse en énergie
4.1.2. Poste de production de biométhane
SYSTEME DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE A PARTIR DES DECHETS DE PANSE PROPOSE POUR L’ABATTOIR DE COTONOU
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4.1.1. Poste de prétraitement des déchets
Les déchets de panse sont généralement mélangés à d’autres types de déchets souvent non biodégradables comme les sachets plastiques, les cornes d’animaux voire des objets métalliques. Un prétraitement des déchets en vue de les débarrasser de ces déchets non biodégradables s’avère donc nécessaire. Pour ce faire, déchets seront collectés dans une fosse de prétraitement où ils seront débarrassés des autres types de déchets par des agents de tri avant d’être chargés dans le digesteur.
Pour définir les dimensions de cette fosse, nous devons tenir compte du volume de déchets produits par jour. Ce volume a été estimé à 3 m3 au chapitre2.
Pour faciliter le tri, nous allons prévoir une fosse de 6 m3. Soit une fosse de 4 mètres de long sur 3 mètres de large avec une profondeur de 0,5 mètre. Le schéma de cette fosse est présenté à la figure 4.2.
Figure 4.2 : Dispositif de prétraitement des déchets
Pendant l’activité d’abattage à l’Abattoir, les déchets de panse seront progressivement stockés dans la fosse de prétraitement. Une fois les abattages terminés, les opérateurs de tri se chargeront de trier manuellement les déchets non biodégradables dans des poubelles. Après le tri, les déchets seront chargés dans le digesteur.
4.1.2. Poste de production de biométhane
Le poste de production de biométhane sera composé d’un digesteur pour produire le biogaz et d’un système de filtres pour épurer le biogaz et recueillir le biométhane.
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4.1.2.1. Mode d’alimentation du digesteur
Trois modes d’alimentation sont à considérer. Dans le premier, le réacteur est complètement rempli de substrat à digérer en une seule opération. C’est l’alimentation en discontinu (ou «batch»). Une fois l’anaérobiose réalisée, la production gazeuse évolue de façon régulière, mais elle est limitée dans le temps et passe par un maximum, si bien que pour obtenir un débit régulier de biogaz il faut disposer de plusieurs réacteurs en batterie, remplis et vidés à intervalles réguliers. Ce mode d’alimentation utilisé à l’origine pour des déchets agricoles a été repris pour des applications à la méthanisation de déchets ménagers.
Le second mode d’alimentation consiste à remplir progressivement le réacteur durant la digestion, sans retirer de substrat avant la fin du processus. On qualifie cette alimentation de semi-continue (ou «fed-batch»).
Dans le troisième mode, le substrat est introduit et le produit digéré est extrait de façon progressive et continue, si bien que le volume effectif de biomasse dans le digesteur reste constant; on parle alors d’alimentation en continu. Dans la pratique, la plupart des systèmes fonctionnent selon le mode continu. [11]
La figure 4.3 illustre les différents modes d’alimentation d’un digesteur.
Figure 4.3 : Différents modes d’alimentation d’un digesteur [11]
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En l’occurrence , il s’agit du traitement des déchets de panse qui constituent une biomasse humide avec une teneur en eau assez élevée, donc le digesteur type continu est approprié. Aussi, la production des déchets de panse étant journalière, un processus de traitement continu serait plus intéressant.
4.1.2.2. Fonctionnement du digesteur
Au début, le digesteur sera alimenté en mode semi-continu ; c’est-à-dire qu’il sera alimenté tous les jours sans retrait substrat jusqu’à ce qu’il soit plein.
La durée qu’il faudra pour faire le plein du digesteur correspond au temps de rétention hydraulique des déchets.
Après cette durée, l’alimentation du digesteur se fera en mode continu. Le chargement sera journalier et se fera en retirant du digesteur, un volume de digestat correspondant au volume de déchets à introduire de sorte que le volume déchets dans le digesteur soit constant.
Pour accélérer la digestion, le digesteur sera équipé d’un régulateur de température afin de maintenir la température autour de 35 °C. Pour gérer efficacement l’énergie produite, nous proposons un système de récupération de chaleur au niveau du moteur au lieu d’une autoconsommation du biogaz produit.
Ce système récupèrera la chaleur des gaz d’échappement du moteur pour réguler la température dans le digesteur via un échangeur thermique. La figure 4.4 illustre ce système.
Figure 4.4 : Récupération de chaleur sur un moteur à gaz [11]
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Par ailleurs, pour éviter que le substrat ne se dépose au fond, le digesteur sera équipé d’un moteur à courant continu pour réaliser le mixage du substrat.
Ce moteur sera alimenté par un système photovoltaïque. La figure 4.5 présente le schéma du digesteur.
Figure 4.5: Schéma du digesteur
4.1.2.3. Volume de méthane productible par jour
Au chapitre 3, nous avons pu remarquer 750 Kg de déchets de panse produit V= 22 m3.
Sachant que le poids des déchets de panse produits par jour à l’abattoir est
Stockage du biogaz
Mixeur Chauffage
du digesteur Entrée déchets
Sortie digestat Sortie du biogaz
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P = 2,3 t, le volume de méthane qui peut être produit pour cette quantité de déchets peut être évalué par la formule 4.1
Soit
Le volume moyen de méthane qu’on peut produire par jour est donc