Dernière modification le 08/01/2018
Difficulté
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Durée
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Coût
6000 EUR (€)
Description
Installation d'un bio digesteur de taille intermédiaire pour rendre une ferme autonome en énergie (1m3 de biogaz par heure)
Sommaire
Introduction
Ce document est une version raccourci du document PDF joint, publié par Jean-Philippe Valla (avec sa permission). Il décrit comment mettre en place une installation biogaz de petite intermédiaire. Le projet qu'il présente permet de produire environ 1m3/h de biogaz. Pour info, 1m3 de biogaz = 7kWh = 0,7l de diesel = 2,7 kg de bois. 10kg de matière organique équivaut à environ 1L d'essence, mais produit sur une période de 3 mois. Le biogaz produit pourra être utilisé pour cuisiner/stériliser, se chauffer, faire fonctionner un groupe électrogène et pourquoi pas faire rouler un véhicule équipé GNV. Les modifications sur les tracteurs autant essence que diesel sont possibles. D'une manière plus générale, on obtient du gaz et tout ce qui se fait avec le gaz de ville/butane/propane peut être aussi fait avec le biogaz moyennant quelques menus modifications. On peut même faire du froid avec le gaz !
Ce document s'adresse aux paysans qui recherchent l'autonomie énergétique. Ceux qui veulent changer de métier en produisant du gaz pour le revendre sous forme d'électricité à EDF devront se débrouiller avec les méga-installations clefs en main en vogue actuellement.
Matériaux
Ferraille + Moellons Ciment Mélange béton Regards Isolation Bache EPDM Profilé-Seeger Enduit étanche 2 Poubelles plastiques de 100L bois de coffrage Tubes PVC tuyaux de jardinage Pompe
Outils
Tractopelle Bétonneuse Serre-joints
Étape 1 - Présentation du projet
Cet équipement représente 2 cuves de 30m3 accolées l'une à l'autre, utilisés en mode discontinu, dans lesquels seront placés du fumier de mouton et des déchets végétaux issus du broyage de branchages/herbes. En fait, il y a un voisin qui lui amène du fumier bovin car il sort son fumier de mouton 1 fois/an en juin.
Ces cuves s'accompagnent d'un système de pompage pour faire circuler le liquide, brasser et réchauffer le mélange.
Enfin le gaz obtenue a la composition approximative suivante : 55% méthane, 40% CO2 et 5% d'autres gaz (1% de H2S dont il faut absolument se séparer)
La purification du biogaz (enlever le CO2) est indispensable pour l'utiliser dans des moteurs (alternateur ou voiture) et ne sera pas étudié ici.
Étape 2 - Creuser la fosse
Tout commence par 2 cuves de 30m3 creusées dans le sol qui recevra les matières organiques et sera fermée de façon étanche pour démarrer une digestion anaérobie et permettre aux bactéries méthanogènes de se développer. On commence par creuser un gros trou dans le sol. Vous voyez donc sur cette photo le tracto creusant un trou de 4x7m sur 4m de profond. Les 2 cuves accolées font 3x6m, ça laisse un peu de place pour monter les murs en moellons banchés et mettre ensuite de l'isolant. Il a réservé aussi en haut à gauche sur la photo, un regard qui va permettre de puiser le jus au fond des cuves pour le mélange.
Étape 3 - Couler la dalle et monter les murs
Ensuite on coule une dalle (camion toupie pour les fainéants comme moi) après avoir ferraillé le sol, renforcer la ferraille sous les murs. Faites comme si c'était une cuve à eau pour le calcul des ferrailles.
On monte ensuite les murs avec des moellons banchés (moellons creux qui seront remplis ultérieurement de béton). Les murs doivent faire 3m de haut soit environ 15 moellons. Dans la première série de moellons, faites deux trous d'un peu plus de 100mm de diamètre pour la connexion vers le regard. Glissez-y ensuite un tube PVC (d'une longueur de 50cm ) dans chaque trou afin de faire communiquer chaque cuve avec le regard. On monte 3-4 rangées et on remplit de béton, il faut ferrailler à chaque niveau (ou moins) en horizontal. Le dernier niveau est un peu particulier car il va recevoir un profilé plastique dans lequel sera inséré la bâche en EPDM qui fait l'étanchéité supérieure. Et l'étanchéité dans les murs ? Banché pas étanche, voilà ma conclusion. J'ai du passer 2 couches de lancofuge (marque lanco) mais je suppose qu'il y en a plein d'autres. C'est comme un ciment qu'on met à la brosse de partout pour boucher les microtrous.
Étape 4 - étanchéité avec la bache
Pour obtenir une connexion étanche avec la bâche en EPDM, il a utilisé les profilés dans lesquels il vient coincer la bâche grâce à une chambre à air (3bars).
Les profilés sont scellés avec les moellons grâce au coffrage que l'on voit sur les photos ci-contre
Étape 5 - Mélangeur et réchauffeur du jus
Entre 5 et 50% de la cuve doit être brassé quotidiennement (d'après les prospros). Il est nécessaire de mélanger le contenu des cuves pour uniformiser les bactéries et la température et éviter qu'une croûte bloque le passage du gaz vers le haut (surtout pour des digestions en mode continu). Lorsque le méthanisation fonctionne, les cuves sont remplies de matière organique elle-même noyée au ¾ dans de l'eau (3/4 d'eau). Attention si trop d'eau, la matière organique risque de remonter. Cette eau (jus) est filtrée puis pompée dans la partie basse du regard puis diffusée ensuite dans les cuves via un circuit de tubes perforées (aspersoirs).
Pour mélanger la cuve on utilisera une pompe inox supportant les eaux chargées. Ceci dit il faudra quand même filtrer le liquide avant qu'il soit absorbé par la pompe. Ce filtre sera composé de 2 poubelles noires de 100l bon marché et d'un peu de paille. Elles sont imbriquées l'une dans l'autre, séparées par de la paille pour en faire un filtre.
Enfin le liquide chaud est aspergé par le dessus comme le montre la photo.
Pour réchauffer le jus, plusieurs méthodes peuvent être utilisées : chauffe-eau solaire, utiliser la chaleur dégagé par l'utilisation du gaz, tas de compost en décomposition).
Étape 6 - Remplissage de la cuve
On peut y mettre n'importe quelle matière organique. L'important est que la matière soit broyée le plus finement possible (passer la matière dans un broyeur à végétaux par exemple).Il faut vraiment du petit gabarit, les bactéries n'ont que très peu de surface à grignoter sinon.
La matière organique doit arriver juste en dessous des tuyaux PVC qui entrent dans la cuve.
On y ajoute l'eau qui doit noyer la matière organique jusqu'au ¾ de la cuve environ. Soyez malin, surtout en hiver, mettez de l'eau chaude !
NB : lors du démarrage, c'est à dire le 1er remplissage des cuves, il est préférable de mettre un peu de fumier de vache (ruminants de manière générale), qui a la particularité d'être très riche en bactéries méthanogènes.
On peut aussi utiliser comme ferment un vieux fumier, de la boue de mare ou faire comme les indiens : faire fermenter de la bouse enterrée. Avant de fermer, il est bon de laisser chauffer la MO dans la cuve en mode aérobie pour qu'elle se réchauffe, jusqu'à 60° c'est pas mal, on emmagasine pas mal de chaleur pour démarrer.
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