Séparation du Biogaz

L'idée de la séparation du biogaz est comprise de deux manières différentes. Après son processus de création, le biogaz doit être séparé de la matière organique qui lui a donné naissance. Ensuite, les composés inutiles — voire toxiques — présents dans le biogaz doivent être isolés du méthane (CH4) afin de maximiser la sécurité et l'efficacité du biogaz en tant que source d'énergie. Alors que le biogaz devient une ressource de plus en plus populaire pour ceux qui évitent de dépenser davantage de combustibles fossiles, la perspective de le rendre aussi pur que possible évolue d'un objectif hautement souhaitable vers une nécessité absolue.

Origine du biogaz

Le cycle de la vie n'épargne aucune matière vivante. Les graines germent, naissent, atteignent leur maturité, se détériorent, meurent et se décomposent. Si la décomposition peut sembler être la fin du parcours, elle marque en réalité le début de quelque chose de nouveau. En présence d'oxygène, les matières organiques se décomposent et libèrent certains gaz. Cependant, lorsque l'oxygène est absent de cette chaîne d'événements, la récolte gazeuse est différente — le méthane est un produit final très précieux en tant que source d'énergie. Ce processus de désintégration en plusieurs étapes est appelé digestion anaérobie. Phénomène naturel qui se déroule depuis des éons, la digestion anaérobie est désormais reproduite par la technologie humaine. Les tissus en putréfaction qui activent l'activité digestive peuvent être presque n'importe quelle substance biodégradable, bien que certaines soient de meilleurs producteurs de CH4 que d'autres. Coquilles d'œufs, marc de café, écorces de pastèque, lapins morts, pailles de maïs combinées, pommes pourries, fientes d'oies, feuilles mortes et fumier de cheval — et de nombreux autres exemples — sont considérés comme de la matière organique digestible. Enfin, le biogaz, c'est-à-dire un mélange de méthane, de dioxyde de carbone, de vapeur d'eau et de quelques autres gaz mineurs, est libéré du tas de substrat.

Collecte du biogaz

Bien que les digesteurs soient construits à différentes échelles et pour différentes finalités, chacun fonctionne en partant du principe que le biogaz montera au sommet du réservoir du digesteur tandis que le substrat liquide et solide — qui deviendra bientôt du digestat — occupera les régions inférieures en raison de leurs densités plus élevées. Le gaz est alors libre de quitter le composant digesteur du système via une canalisation de gaz qui mène à un traitement ultérieur. Le digestat résiduel peut se composer de matière solide, de liquides ou d'une combinaison des deux. Le digestat peut avoir diverses applications utiles, dont la moindre n'est pas un engrais bénéfique pour les cultures agricoles. D'autres utilisations du digestat incluent la litière animale et le matériau de base pour les bioplastiques et d'autres produits manufacturés.

Séparation des composés du biogaz

Pour que le biogaz puisse être exploité d'une manière qui ne menace ni la santé publique ni les récipients qui le contiennent et le transportent, certains composés doivent être éliminés de son contenu. Les composés soufrés, les siloxanes, la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone (CO₂) peuvent chacun poser problème pour le transport, le stockage et la combustion du méthane présent dans le biogaz. Certains, comme le sulfure d'hydrogène (H₂S), peuvent provoquer de graves problèmes respiratoires — voire la mort — chez l'homme en cas d'exposition. Les siloxanes peuvent perturber le fonctionnement des moteurs à combustion, tandis que le CO₂ entrave le stockage et le transport efficaces du biogaz. Faire passer un flux de gaz à travers des solutions liquides, dont le contenu dérivé de l'ammoniac absorbe les molécules de gaz nocives, n'est qu'une méthode efficace de séparation du biogaz. Une autre procédure d'élimination implique de refroidir et de pressuriser le biogaz de manière à condenser et à libérer les composés contaminants du CH4. Des membranes de matériaux divers permettent aux molécules de gaz polluants plus petites de passer tout en piégeant les molécules de CH4 plus grandes. Enfin, des solides traités comme le charbon actif peuvent attirer les molécules contaminantes à leurs surfaces, améliorant ainsi la qualité du biogaz.