Gebrüder Lenges, plus de deux décennies d’expérience dans la biométhanisation !

La première étape essentielle de la biométhanisation est la réception des matières premières. Lors de la réception de ces intrants, Gebrüder Lenges effectue une vérification minutieuse de la documentation et des caractéristiques de chaque matière première. Les documents de transport sont soigneusement échangés pour garantir une traçabilité totale, identifiant le transporteur, le producteur, la nature du produit, ainsi que son code de déchet.

La conformité avec les accords contractuels est rigoureusement vérifiée. Les intrants nouveaux font l’objet d’une analyse organique et biochimique approfondie. Tout intrant contenant des impuretés non-biodégradables (plastique, verre, métal, tissu, pierres, etc.) est immédiatement refusé.

Après une première pesée, le camion est dirigé vers la cuve appropriée pour le déchargement. Ensuite, une deuxième pesée, l’échange de documents, de signatures et d’enregistrements assurent une traçabilité inégalée, respectant les mesures contrôlées par l’Office Wallon des Déchets (OWD) et la Police de l’Environnement.

La réception des matières premières est le point de départ de notre chaîne de production, et chez Gebrüder Lenges, nous la considérons comme une étape cruciale pour assurer le succès global de notre processus de biométhanisation et notre engagement envers la préservation de l’environnement.

Après avoir été réceptionnées, les intrants organiques passent par une phase de transfert. Notre implantation de biométhanisation fonctionne avec un espace de stockage limité, se basant principalement sur les déchets de l’industrie agroalimentaire. Nous recevons des livraisons continues de matières premières, en synchronisation avec le fonctionnement de nos installations.

De plus, la majorité de nos intrants sont sous forme liquide, ce qui nous permet de les incorporer directement dans les précuves d’hydrolyse. En pratique, notre capacité de stockage nous permet de conserver ces intrants pendant une période maximale de deux semaines.

Les matières premières solides, quant à elles, suivent un processus en 3 étapes :

1. Pour commencer, leur taille est réduite par hachage afin d’en faciliter la manipulation, le transport et le traitement ultérieur.

2. Ensuite, elles passent par une phase d’homogénéisation qui assure un mélange Nous procédons à la réalisation de prémélanges d’une capacité allant de 300 à 1000 m³. Il s’agit d’une opération délicate qui nécessite de maintenir un équilibre constant, en veillant à ce que la composition alimentaire soit parfaitement ajustée pour éviter toute perturbation de l’activité bactérienne. Toute modification de la composition de la ration doit être effectuée de manière progressive pour préserver la stabilité du processus.
3. Enfin, une série de paramètres est rigoureusement surveillée pour garantir le bon fonctionnement du processus et veiller à ce que les bactéries maintiennent leur performance optimale. Cete surveillance comprend des mesures continues de la température, de la quantité et de la composition du biogaz (notamment le méthane, le dioxyde de carbone et le sulfure d’hydrogène), ce qui constitue un indicateur essentiel. Des analyses périodiques sont également réalisées pour évaluer l’équilibre, le pH, l’équilibre acido-basique, la capacité tampon, le taux de matière organique, la quantité de sels et le profil des acides gras.

L’objectif de cette préparation est de garantir une conversion efficace des matières en biogaz durable. Cela permet d’obtenir un rendement maximal et contribue à la durabilité et à l’efficacité globale du processus de biométhanisation.

Plusieurs types de bactéries interviennent dans le processus biologique, convertissant la matière organique en biogaz au cours de quatre étapes successives essentielles : l’hydrolyse, l’acidogenèse, l’acétogenèse et, enfin, la méthanogenèse.

Dans notre installation, nous adoptons une approche unique en isolant la phase d’hydrolyse, qui correspond essentiellement à une forme de fermentation et d’acidification. Cette phase se déroule dans nos deux précuves de 500m³.

Le fait de séparer cette première étape présente plusieurs avantages :

1. Accélération du processus de digestion
2. Réduction de la durée de séjour
3. Amélioration de la souplesse opérationnelle
4. Renforcement de la maîtrise du processus

En conséquence, nos fermenteurs, où se déroulent les trois autres phases du processus, sont plus faciles à contrôler, présentant ainsi moins de problèmes et réduisant les risques de déstabilisation des bactéries méthanogènes, qui sont particulièrement sensibles et complexes à gérer.

Une fois que les matières premières ont passé cette étape, elles sont prêtes à être introduites dans le digesteur anaérobie, où les micro-organismes les décomposent en biogaz.

La digestion anaérobie est le cœur même du processus de biométhanisation. À ce stade, les matières organiques prétraitées sont introduites dans le digesteur anaérobie. C’est dans cette phase que se déroulent les trois étapes subséquentes du processus : l’acidogenèse, l’acétogenèse et la méthanogenèse.

L’acidogenèse

Seconde étape du processus où les molécules simplifiées produites dans l’hydrolyse sont converties en acides gras volatils (AGV), de l’hydrogène et du dioxyde de carbone (CO2) par des bactéries acidogènes. Cette étape génère des molécules intermédiaires essentielles pour les étapes ultérieures.

L’acétogenèse

Troisième étape du processus où les acides gras volatils et les autres molécules de l’acidogenèse sont transformés en acétate, en dioxyde de carbone et en hydrogène par des bactéries acétogènes.

La méthanogenèse

Dernière étape cruciale du processus de biométhanisation où des bactéries méthanogènes entrent en action pour convertir les molécules produites dans les phases précédentes en biogaz, principalement composé de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). Ces bactéries opèrent dans un environnement sans oxygène, et elles sont extrêmement sensibles aux conditions environnementales.

En raison de ses exigences physico-chimiques spécifiques, la méthanogenèse représente l’étape la plus délicate. Par conséquent, une attention particulière est accordée à la surveillance et à la gestion des digesteurs.

Un ensemble de paramètres est systématiquement surveillé pour s’assurer du bon fonctionnement et pour pouvoir intervenir rapidement en cas d’évolution négative de certains paramètres, et in fine, du processus de digestion.

Une fois que le processus de digestion anaérobie a transformé les matières premières en biogaz, il est crucial de garantir son traitement et sa gestion efficace pour maximiser la qualité du gaz produit et protéger les infrastructures associées.

Nos cuves couvertes jouent un rôle essentiel dans cette phase, non seulement en tant que réservoirs de stockage pour le biogaz, mais également en tant que lieux de purification naturelle par désulfurisation biologique. Ce processus repose sur l’action de bactéries spécifiques, principalement du genre Thiobacillus, qui sont naturellement présentes dans l’environnement. Ces bactéries se fixent sur des supports spécialement conçus, placés dans l’espace gazeux du digesteur. Ces bactéries, principalement du genre Thiobacillus, ont la capacité unique d’oxyder le sulfure d’hydrogène (H₂S) contenu dans le biogaz en soufre élémentaire ou en sulfate. Le H₂S, bien que présent en faibles concentrations, est un composant corrosif qui doit être éliminé pour éviter la dégradation des infrastructures métalliques et garantir la sécurité du processus.

La désulfurisation biologique est une approche particulièrement avantageuse car elle exploite des processus naturels, réduisant ainsi le besoin d’additifs chimiques ou d’équipements coûteux. Cela en fait une solution à la fois efficace et durable pour la purification du biogaz.

Cependant, pour atteindre les normes de pureté requises pour la combustion du biogaz dans des unités de cogénération, une deuxième étape de purification est nécessaire. Après la désulfurisation biologique, le biogaz est traité par filtration sur charbon actif pour éliminer les traces résiduelles de H₂S. Ce procédé de filtration agit comme un complément à la désulfurisation biologique, assurant ainsi une purification quasi complète du gaz.

Enfin, avant que le biogaz ne soit prêt pour la combustion, une étape de condensation est effectuée pour retirer l’eau sous forme de vapeur. Cette déshumidification est cruciale, car la présence d’humidité dans le biogaz peut affecter l’efficacité de la combustion et endommager les équipements en aval.

Ce n’est qu’après ces étapes de purification que le biogaz, désormais composé à plus de 99% de méthane (CH₄) et de dioxyde de carbone (CO₂), peut être acheminé vers les unités de cogénération pour y être brûlé. La combustion du biogaz permet ainsi de produire de l’électricité, transformant un déchet en une ressource énergétique précieuse.

Une partie de cette électricité est utilisée pour couvrir les besoins énergétiques internes de notre entreprise, ce qui permet à Gebrüder Lenges de générer sa propre électricité de manière propre et durable. Le surplus est ensuite injecté directement dans le réseau électrique public.

La chaleur produite lors de la cogénération est utilisée pour maintenir la température des digesteurs, hygiéniser le digestat, alimenter un séchoir à copeaux de bois, et chauffer les bâtiments de l’entreprise ainsi que quelques habitations voisines. Cette approche de cogénération garantit une utilisation optimale de l’énergie produite à partir du biogaz, minimisant les pertes d’énergie tout en maximisant les avantages environnementaux et économiques.

Le digestat, sous-produit du processus de biométhanisation, est un résidu riche en minéraux qui se révèle être un excellent engrais naturel pour les prairies. Ce liquide précieux est particulièrement riche en éléments nutritifs essentiels tels que l’azote, le phosphore, et d’autres minéraux, ce qui en fait une ressource précieuse pour l’agriculture.

Ce digestat constitue un engrais organique/minéral de haute qualité, très prisé par les agriculteurs pour ses nombreux bénéfices. Son utilisation offre des avantages significatifs tant sur le plan environnemental qu’économique :

1. Réduction de la dépendance aux engrais chimiques : Le digestat fournit une alternative naturelle et durable, réduisant ainsi la nécessité d’utiliser des engrais chimiques, qui sont couteux et qui peuvent avoir des impacts négatifs sur l’environnement.
2. Amendement complet pour les sols agricoles : Le digestat améliore la fertilité des sols, et soutient l’activité microbienne, contribuant à des rendements agricoles améliorés.

Nous avons la capacité de stocker le digestat sur notre site pendant une période de six mois, ce qui nous permet de l’épandre au moment le plus favorable pour la croissance végétative des prairies et des cultures. Lorsque les conditions sont optimales, le digestat est appliqué sur nos propres terres ainsi que sur celles d’autres agriculteurs de la région, qui en sont particulièrement demandeurs en raison de sa haute valeur agronomique et de son excellent potentiel fertilisant.

Chez Gebrüder Lenges, nous sommes fermement engagés en faveur de la durabilité et de la protection de l’environnement dans la production de notre biogaz. Cet engagement est validé par notre certification 2BSvs, qui atteste notre conformité aux critères de durabilité fixés par la Directive 2018/2011 (RED II) du Parlement européen et le règlement d’exécution (UE) 2022/599.

Nous jouons un rôle actif dans le recyclage et la transition vers des énergies plus durables. Notre biogaz est produit selon les normes les plus strictes, garantissant ainsi une source d’énergie propre et respectueuse de l’environnement.