Etude théorique de la fermentation méthanique

Etude théorique de la fermentation méthanique

La fermentation méthanique

La décomposition des matières organiques d’origine animale, végétale en milieu anaérobie, par l’action des micro-organismes dits méthanogènes conduit à la production du biogaz. C’est la fermentation méthanique ou méthanisation [4].

Les caractéristiques du biogaz

Le biogaz est un mélange gazeux composé essentiellement de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2) en proportions variables selon les substrats traités et selon les conditions d’expérimentation ou de fabrication. Il contient quelques constituants mineurs, dont la présence ne peut jamais être négligée, car elle modifie de façon notable la condition de stockage et l’utilisation du biogaz.Le biogaz est un vecteur énergétique. Ses propriétés énergétiques dépendent de sa teneur en dioxyde de carbone (CO2). Le Tableau II donne le pouvoir calorifique inférieur du biogaz en fonction de sa composition en comparaison avec d’autres carburants.

Utilisation du biogaz

Le biogaz peut être brûlé tel quel pour assurer la cuisson, le chauffage, l’éclairage. On peut le transformer en énergie mécanique ou électrique pour alimenter des moteurs fixes (groupes électrogènes, motopompes) et des turbines à gaz. Son utilisation pour les moteurs non stationnaires exige la compression et le stockage en bouteille sous haute pression .

Processus biochimiques de la fermentation méthanique

La transformation des matières organiques en diverses substances chimiques au cours de la fermentation anaérobie se fait au cours d’une chaîne de dégradation grâce à de nombreuses espèces de bactéries. On distingue essentiellement quatre phases dans le processus de fermentation méthanique: une hydrolyse, une acidogène, une acétogène et une phase méthanogène. La figure 1 montre ces quatre phases de la méthanisation

a) L’ hydrolyse : Les molécules naturelles sont constituées des longues chaînes qui se répètent et que l’on appelle polymères. Les bactéries ne sont pas capables d’absorber les grandes molécules directement, c’est un enzyme qui les décompose en monomères : acides aminés, sucre simple et acide gras.

b) L’acidogénèse : Les bactéries peuvent continuer à casser les molécules monomères à leur tour. Elles vont se nourrir de substances qu’elles décomposent afin de croître et satisfaire leurs besoins en énergie. Cette phase aboutit à la formation d’acides organiques (acide butyrique, acide propanoïque, acide lactique ) et des alcools ( butanol, propanol, éthanol ).

c) L’ acétogénèse : C’est une réaction transitoire transformant les acides organiques et les alcools en acétates, formates et hydrogène. d) La phase méthanogène : C’est une réaction qui aboutit au méthane à partir d’hydrogène, de dioxyde carbone et d’acétate. La figure 1 illustre les différentes étapes de la fermentation anaérobie de la matière organique

Table des matières

SOMMAIRE
NOMENCLATURE
INTRODUCTION
CHAPITRE 1. ETUDE DES BIODIGESTEURS
1.1. Etude théorique de la fermentation méthanique
1.1.1. La fermentation méthanique
1.1.2. Les caractéristiques du biogaz
1.1.3. Utilisation du biogaz
1.1.4. Processus biochimiques de la fermentation méthanique
1.1.5. Les conditions nécessaires pour la fermentation
méthanique
1.1.6. Technologie de la fermentation méthanique
1.2. Etude de la fermentation méthanique au laboratoire
1.3. Considération énergétique.
CHAPITRE 2. SYSTEME DE SUIVI AUTOMATIQUE DE LA PUISSANCE CONSOMMEE.
2.1. Principe et fonctionnement des composantes électroniques
2.1.1. TRIAC
2.1.2. LED
2.1.3. LDR
Mémoire de Diplôme d’Etudes Approfondies LALAINA Espérant Elysée
2.2. Suivi automatique
CHAPITRE 3. DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ET EXPERIENCES
3.1. Dispositifs expérimentaux.
3.1.1. Le biodigesteur expérimental.
3.1.2. Le biodigesteur artisanal.
3.1.3. Le système de suivi automatique de la puissance
consommée.
3.2. Principe des mesures
3.2.1. Mesure du volume de gaz journalière.
3.2 2. Mesure de la température
3.2.3. Mesure de la puissance consommée.
3.3. Expériences
3.3.1. Etalonnages des appareils électroniques
3.3.2. Concentration de la matière sèche
3.3.3. Essais de fermentation
CHAPITRE 4. RESULTATS ET DISCUSSIONS
4.1. Etalonnage des thermomètres électroniques
4.2. Etalonnage du capteur de puissance
4.3. Etalonnage de l’interface
4.4. Concentration en matière sèche
4.5. Fermentation en zone de température mésophile
4.6. Fermentation en zone de température thermophile
4.7. Puissance électrique consommée lors de la fermentation mésophile
4.8. Puissance électrique consommée lors de la fermentation thermophile
CONCLUSION
ANNEXES
Mémoire de Diplôme d’Etudes Approfondies LALAINA Espérant Elysée
LISTE DES REFERENCES