PME-RIB
Etude d'un Réacteur Intégré de Biométhanisation pour les effluents des PME
Periode
2013-2016
Contexte
Le cadre général de cette recherche PME-RIB se situe dans le domaine de l’épuration des eaux et de la valorisation énergétique et concerne, en priorité, les petites et moyennes entreprises (PME). Les enjeux climatiques liés aux émissions de CO2 dues à la surconsommation mondiale (globalisation), les besoins en énergie demandés par une population mondiale en augmentation, la diminution des réserves en énergie fossile et les dangers liés à la production d’énergie d’origine nucléaire, ont poussés l’Europe à investir pour le futur (Green race 2020) dans des mesures favorisant le développement d’une économie verte. Un des objectifs étant de favoriser, dans les entreprises, le développement de nouvelles filières innovantes de production d’énergie, et ce, afin de pouvoir atteindre l’autonomie énergétique. Ayant pris du retard vis-à-vis des pays Européens limitrophes, la Région Wallonne a développé une stratégie visant, d’ici 2020, une proportion de production d’énergie renouvelable égale à 20 %. Les secteurs visés par cette industrie verte sont la construction durable, les biotechnologies, la gestion des déchets, les services (éco-conception, études/analyses) et les énergies renouvelables. Cela passera inévitablement par l’innovation et la recherche dans les systèmes de production d’énergie alternative. En transformant de manière directe les résidus solides et liquides biodégradables en énergie thermique et électrique, le projet PME-RIB entre donc clairement dans le cadre de la stratégie européenne et surtout wallonne. En Wallonie, la biométhanisation à petite échelle est encore marginale, mais tend à se développer. La première valorisation de la Recherche Collective 2010 PME-TANE, qui propose une technologie de biométhanisation à petite échelle des eaux usées le démontre amplement. C’est également dans ce cadre que les PME du secteur agroalimentaire ont formulé une demande, afin de pouvoir intégrer la digestion des déchets solides au traitement des effluents liquides, mais également de disposer d’un post-traitement intégré à l’unité réactionnelle afin de clarifier les eaux traitées. Le marché potentiel associé à cette demande industrielle peut donc être estimé sur base du gisement des déchets organiques biodégradables, liquides et solides des PME, principalement du secteur agro-alimentaire. On peut également y ajouter les résidus des fermes laitières qui développent des activités de petites transformations (beurre, glace, crème, yaourt, ...), de plus en plus nombreuses vu les difficultés économiques rencontrées par le secteur. Enfin, même si la finalité d’utilisation revient à ces PME, les premiers bénéficiaires de la technologie étudiée seront les entreprises œuvrant dans le domaine du traitement des eaux et de la biométhanisation.
Objectif
L’objectif du projet est d’étudier la possibilité de coupler la digestion de résidus solides à celles des eaux usées des PME, tout en proposant une forme de réacteur adaptée au procédé innovant et en intégrant une clarification de l’eau traitée, par utilisation des surpressions intrinsèques à la production de biogaz. Les délivrables principaux seront donc : un pilote de laboratoire du réacteur intégré (< 1m³) ; un système de post-traitement de l’effluent par filtration sous pression de biogaz ; un document guide de la technologie incluant une note de conception et de dimensionnement, une stratégie de valorisation économique du biogaz ainsi qu’un métré.
Tâches spécifiques BEMS
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Étude expérimentale des solutions économiques qui permettront de réduire le taux des gaz agressifs à un niveau acceptable permettant de garantir une durée de vie acceptable des équipements de valorisation du biogaz en énergie électrique et thermique.
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Optimisation du système de valorisation (avec stockage thermique) et création d’un outil de pilotage de l’équipement de valorisation du biogaz. L’idée est de convertir l’énergie chimique du biogaz au moment optimum. Dans une perspective d’intégration dans un réseau électrique intelligent (smart grid), il ne faudra donc plus uniquement tenir compte de l’offre en biogaz et de la demande énergétique de la PME (besoins en chaud, en froid et en électricité), mais aussi de l’état du réseau électrique (offre/demande) à chaque instant. L’objectif est une rentabilité économique accrue pour la PME en plus d’un impact favorable pour l’équilibre du réseau électrique.
Coordinateur de projet
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Partenaires opérationnels
Ce projet de recherche collective est financé par le département des programmes de recherche de la DGO6 (Région wallonne). Il est coordonné de la manière suivante :
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Promoteur : CEBEDEAU - Centre d'expertise en traitement et gestion de l'eau, Belgique
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Partenaire : CEWAC - Centre d'Étude Wallon de l'Assemblage et du Contrôle des Matériaux, Belgique
Partenaires méthodologiques
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