Quel type de méthaniseur choisir ?

Quelle est la solution optimale? Une cuve à lisier couverte avec agitateurs latéraux, ou une cuve de dimensions 1:1 dotée d'un agitateur central fixé au sommet de la cuve? Xergi News a demandé à plusieurs producteurs de biogaz de partager leur expérience.

Une unité de méthanisation ne se résume pas à un investissement conséquent, il s'agit avant tout d'une unité de production devant fonctionner pendant de nombreuses années. C'est pourquoi, il convient de tenir compte du montant initial de l'investissement, mais également des coûts d'exploitation et de maintenance associés aux différents types d'installations.

C'est pourquoi nous sommes allés à la rencontre de plusieurs producteurs de biogaz, la plupart clients d' Xergi, pour qu'ils nous fassent part de leur expérience avec différents types de méthaniseurs.

2 types de méthaniseurs

Pour la construction d'une unité de méthanisation, il est possible de choisir entre deux grands types de méthaniseurs.

Le premier type repose sur une cuve à lisier couverte. Il s'agit ainsi d'une cuve cylindrique, environ quatre fois plus large que haute. Pour optimiser les processus bactériens produisant le gaz au sein du réacteur, on y place plusieurs agitateurs. Avec ce type de méthaniseur, les agitateurs sont fixés sur la paroi interne du méthaniseur et les moteurs sont immergés dans la biomasse à mélanger.

Le deuxième type de méthaniseur est généralement aussi large que haut. Cela permet de n'utiliser qu'un seul agitateur, placé au centre du méthaniseur et fixé à son sommet. Le moteur est placé à l'extérieur au sommet du méthaniseur, il n'est par conséquent pas plongé dans la biomasse. Un arbre doté de pales descend depuis le moteur dans le méthaniseur et permet de faire circuler la biomasse dans l'intégralité de la cuve. On parle alors d'agitateur central pendulaire.

Parmi les producteurs que nous avons rencontrés, plusieurs disposent d'une unité du deuxième type, avec mélangeur central, fournie par Xergi. Mais certains ont également pu se familiariser avec le premier type, caractérisé par ses agitateurs immergés.

Entretien difficile et odeurs gênantes

Le producteur danois Linkogas exploite son installation depuis 1990. Linkogas a commencé avec des agitateurs immergés avant de passer aux agitateurs, centraux et pendulaires. La société exploite aujourd'hui trois méthaniseurs principaux utilisant uniquement des agitateurs centraux pendulaires.

Linkogas emploie méthaniseurs thermophiles, c'est-à-dire que les bactéries méthanogènes opérent à une température d'environ 50°C.

« Au début, nous avions quatre agitateurs dans chaque méthaniseur, mais ça posait des problèmes. Premièrement, les systèmes électriques plongés dans un liquide chaud ne marchent pas très bien. Il est tout simplement difficile de refroidir quelque chose qui se trouve dans un liquide à 50°C », explique Martin Fey, responsable d'exploitation chez Linkogas.

Et pour l'entretien des agitateurs, il fallait obligatoirement ouvrir les méthaniseurs.

« Ouvrir les réservoirs entraînait une perte de gaz et provoquait également de mauvaises odeurs. Les voisins n'étaient pas très contents », indique Martin Fey.

Le problème des odeurs est confirmé par le hollandais Henk van Oosten, pour qui Xergi a construit un méthaniseur en 2007.

Il possède un deuxième méthaniseur de type classique basé sur une cuve à lisier avec des agitateurs immergés.

Le méthaniseur avec les agitateurs immergés provoque beaucoup de mauvaises odeurs, et la biomasse ne se mélange pas très bien », indique Henk van Oosten.

« La seule chose qui marche, c'est un réservoir en acier aussi large que haut avec un mélangeur au-dessus du méthaniseur », conclut-il sans équivoque.

De meilleures propriétés énergétiques

Martin Fey, de chez Linkogas, souligne en outre que le mélangeur central unique offre de bien meilleures propriétés énergétiques.

« Avant, nous avions quatre agitateurs de 11 kW dans chacun des trois méthaniseurs principaux. Aujourd'hui, nous fonctionnons avec un mélangeur de 18 kW dans chaque méthaniseur. C'est-à-dire que nous avons plus que divisé par deux la consommation d'énergie des agitateurs. »

Et l'action des agitateurs ?

Pour Linkogas, les agitateurs centraux pendulaires sont également plus efficaces. Il n'y a plus besoin de stopper la production et de vider les méthaniseurs pour éliminer les dépôts de sédiments.

Chez l'exploitant danois Bånlev Biogas, on est tout aussi satisfait du méthaniseur de type vertical à mélangeur central.

Bånlev traite 150 000 tonnes de biomasse par an, essentiellement du lisier de porc avec un peu de déchets organiques.

Nous étudions la possibilité d'utiliser des cultures énergétiques, et nous aimerions voir si le système avec agitateurs centraux peut supporter une biomasse moins liquide », annonce Arne Jensen, directeur de Bånlev Biogas.

Compatibilité avec les cultures énergétiques

Xergi News a donc interrogé plusieurs clients ayant utilisé des cultures énergétiques, et les réactions sont unanimement positives.

En Allemagne, près de Kiel, Quarnbek Biogas fonctionne avec une combinaison de fumier et de cultures énergétiques depuis 2006.

« Ça marche bien. Nous n'avons pas eu de problème », dit Christoph Schoeller, propriétaire de l'installation.

Chez Staples Vegetables, premier producteur de légumes du Royaume-Uni, Vernon Read, l'un des deux frères propriétaires de l'entreprise, se dit également très satisfait d'avoir investi dans une unité de méthanisation avec agitateur central pendulaire. L'installation fonctionne avec des déchets de légumes ayant une teneur en matière sèche de 11%, et du maïs d'ensilage contenant environ 30% de matière sèche.

« Nous sommes très contents de cette unité qui offre un excellent mélange de la biomasse. Elle fonctionne depuis un an, et, jusqu'à maintenant, les agitateurs n'ont nécessité aucun entretien. Quand cela s'avèrera nécessaire, il n'y aura pas besoin d'interrompre le processus de méthanisation dans le méthaniseur car le moteur, le réducteur et l'installation électrique sont directement accessibles au-dessus du méthaniseur », explique Vernon Read, qui vient de commander à Xergi un autre méthaniseur du même type.

Un investissement rentable

Le directeur général de Xergi, Jørgen Ballermann, se félicite de ces retours d'expérience des producteurs de biogaz.

« L'inconvénient du méthaniseur à mélangeur central, c'est qu'il coûte plus cher à l'achat. Mais on voit bien que l'investissement supplémentaire est vite rentabilisé sous la forme d'une baisse de la consommation d'énergie, d'une augmentation de la production et de l'abandon de la nécessité d'ouvrir les réservoirs. Nous sommes heureux d'entendre que les calculs d'Xergi sont confirmés par l'expérience de producteurs de biogaz situés dans des pays différents et travaillant avec des biomasses également très différentes », déclare Jørgen Ballermann.