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
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