Instrumentation et contrôle des procédés de digestion anaérobie : critique et défis de la recherche

Afin d’optimiser la production d’énergie à partir du méthane issu de la valorisation des résidus organiques, les procédés de digestion anaérobie requièrent des outils avancés d’instrumentation et de contrôle. Au fil des années, la recherche sur ces thématiques a évolué et a été appliquée à de nombreux résidus : depuis les boues issues de station d’épuration, aux effluents liquides - majoritairement industriels - puis à la fraction organique des ordures ménagères solides et aux résidus agricoles.

Lit fluidisé de méthanisation. Collaboration INRA. © INRA, MOLETTA Renatto
Mis à jour le 25/01/2016
Publié le 03/12/2015

Gérer et optimiser les déchets de façon durable

Les temps de séjour des procédés ont également évolué par rapport aux déchets traités, de l’échelle de la minute ou de l’heure à l’échelle de la semaine ou du mois. Parce qu’un contrôle rapide du procédé en boucle fermée est nécessaire pour des courts temps de séjours, l’opérateur est maintenant inclus dans la boucle de la prise de décision afin d’optimiser les usines de digestion anaérobie lorsqu’il s’agit de déchets solides complexes qui nécessitent un temps de séjour de traitement plus long.

Les objectifs du contrôle des procédés ont également changé en termes de régulation des variables clés mesurées en ligne pour la prédiction des performances globales du procédé – basées sur des mesures hors ligne globales - afin d’optimiser l’alimentation des procédés.

Des techniques prometteuses et des procédés contrôlées

De plus, la nécessité d’une prédiction plus précise de la production de méthane et de la biodégradabilité de la matière organique a impacté la complexité de l’instrumentation et doit inclure une caractérisation plus détaillée des résidus organiques (fractions biochimiques telles que les protéines, les lipides et carbohydrates) ainsi que leurs bioaccessibilités.

Toutefois, malgré de nombreuses méthodologies présentées dans la littérature pour déterminer la biodégradabilité à partir de la caractérisation de la matière organique, seulement quelques articles parlent de la détermination de la bioaccessibilité. Dans cet état de l’art, l’accent est mis sur le fort potentiel de certaines techniques prometteuses, telles que des analyses spectrales, et une discussion sur les thématiques émergentes dans un futur proche concernant le contrôle des procédés de digestion anaérobie.

En savoir plus

Julie Jimenez, Eric Latrille, Jérôme Harmand, Angel Robles, José Ferrer, Daniel Gaida, Christian Wolf, Francis Mairet, Olivier Bernard and al., Instrumentation and control of anaerobic digestion processes: a review and some research challengesReviews in Environmental Science and Bio/Technology, December 2015, Volume 14, Issue 4, pp 615-648