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Le cycle de la vie est un sujet qui intéresse aussi bien les scientifiques que les éthiciens et les théologiens. Le moment où la vie se termine est particulièrement fascinant. Qu'advient-il des restes ? Les matières animales et végétales fossilisées — après des millénaires — nous fournissent les combustibles fossiles que nous utilisons aujourd'hui. Pourtant, nous n'avons pas vraiment besoin d'attendre si longtemps pour tirer de l'énergie de la matière organique en décomposition. Une façon d'accélérer le processus est la digestion anaérobie. Bien que ce processus ne produise pas de pétrole instantanément, il libère du biogaz, une source d'énergie renouvelable utile et éprouvée, bien plus respectueuse de l'environnement.
Chaque fois que de la matière organique comme le fumier et les déjections d'animaux sauvages ; les eaux usées ; les tontes de gazon, les feuilles mortes et les restes de cuisine sont privés d'oxygène, des processus chimiques particuliers s'activent. La biomasse — l'ensemble de la matière organique en question — est composée de grands polymères organiques. La première étape de la digestion anaérobie consiste à briser ces chaînes moléculaires en composants plus petits. Tout au long des quatre étapes, les bactéries décomposent les composés organiques qui, à leur tour, libèrent d'autres composés et éléments. La fin de la séquence d'événements est la décharge de biogaz — une combinaison de méthane (CH₄), de dioxyde de carbone (CO₂) et d'autres gaz. Le méthane est le composé opérant en termes de production d'énergie.
En bref, le biogaz peut faire à peu près tout ce que le gaz naturel peut faire : il peut être converti en électricité, alimentant les foyers, les communautés ou les infrastructures. Alternativement, il alimente les véhicules et les machines lourdes qui sont conçus pour le recevoir. Dans les pays développés et en développement, il est également applicable comme combustible de cuisson. En fait, les déchets organiques représentent un défi de santé publique et personnelle pour de nombreuses personnes vivant dans les nations moins riches. La digestion anaérobie non seulement crée un potentiel énergétique, mais elle produit aussi du digestat (c'est-à-dire ce qui reste après la digestion) qui est un fertilisant nutritif et pratique.
Que ce soit à grande ou petite échelle, la technologie biogaz possède quatre unités rudimentaires : une source d'alimentation qui reçoit la biomasse substrat à partir de laquelle le méthane est extrait ; un réservoir de digestion (la chambre sans oxygène dans laquelle se déroulent les processus biochimiques de digestion) ; une unité de récupération de biogaz où le CH₄, le CO₂ etc. sont collectés pour utilisation ou traitement ultérieur ; et des échangeurs de chaleur qui régulent les températures pour optimiser le processus de digestion. Les digesteurs autonomes desservent les communautés ou les installations de traitement. Les digesteurs agricoles traitent le fumier d'élevage de bovins, de porcs et de volailles. Les usines de valorisation des ressources en eau traitent les eaux usées par digestion anaérobie et beaucoup revendent le surplus d'électricité au réseau.
Pendant la majeure partie de l'histoire de la collecte de biogaz, le substrat a été maintenu relativement monolithique dans le but d'acquérir le plus de biogaz de la meilleure qualité. Pourtant, la nouvelle technologie biogaz promet un rendement plus élevé de biogaz en utilisant deux ou plusieurs matières premières. C'est ce qu'on appelle la "co-digestion". Les chercheurs découvrent que certains substrats, utilisés en tandem, agissent en synergie pour de meilleurs chiffres de production. Des études supplémentaires portent sur la vitesse de décomposition et le flux des substrats. La recherche sur le prétraitement de la biomasse avant la digestion suggère que cela est réalisable. Des procédures mécaniques, thermiques, ultrasoniques et micro-ondes sont toutes testées pour déterminer si une certaine désintégration est possible avant que la matière première n'atteigne le digesteur.
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