La mesure du débit de biogaz
Tout d’abord, le biogaz est un gaz combustible composé essentiellement de méthane, c'est une énergie renouvelable. Il est issu d'une fermentation de matières organiques de type animales, végétales ou encore industrielles. Le processus suivi est appelé méthanisation. Il est tout à fait possible de le provoquer artificiellement dans des digesteurs, de façon dite anaérobique (en absence totale d'oxygène) afin de traiter les boues des stations d'épuration, des déchets organiques agricoles, etc. C’est ce que l’on nomme biométhane, lorsque celui-ci est purifié, il peut être utilisé comme un "carburant vert".
Il existe 6 différentes sources de biogaz, qui peuvent provenir de stockage de matières organiques (volontaires ou non) :
• Tout d’abord, les décharges, elles possèdent des teneurs en biogaz plus ou moins importantes en fonction de l'étanchéité du mode d'exploitation. En France, la récupération du biogaz de décharge est obligatoire depuis plusieurs des années. Sa valorisation énergétique devrait être une obligation. La simple destruction en torchère n'est qu'une solution temporaire. C'est ainsi plusieurs milliers de m³/h de méthane qui pourraient être récupérés et utilisés sur les grandes décharges (1 m³ méthane = 1 litre d'essence).
• Une autre option est la collecte sélective des déchets putrescibles qui peut permet une méthanisation plus rapide que dans les décharges en utilisant des bioréacteurs spécifiques (digesteurs).
• La méthanisation des boues dans les stations d’épuration permet d'éliminer les composés organiques et permet ainsi à la station d'être plus ou moins autonome en énergie.
• Les effluents d'élevages : la réglementation rend obligatoire les équipements de stockage des effluents (lisier, fumier) pour une capacité supérieure à 4 mois. Ce temps de stockage peut être mis à profit pour la méthanisation des effluents. Il s'agit des déjections animales mais aussi des autres déchets agricoles : résidus de culture et d'ensilage, effluents de laiteries, retraits des marchés, gazons etc.
• Les effluents des industries agroalimentaires ont également la possibilité d’être méthanisés. Le but est d'éviter le rejet de matières organiques trop riches et peut s'accompagner d'une valorisation énergétique.
• Les sédiments organiques au fond des lacs et des marais produisent naturellement du biogaz.
Les avantages du biogaz :
Le biogaz présente des avantages liés à son utilisation, tout d’abord, les avantages de la valorisation du biogaz comme biocarburant sont la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Mais cela permet également en se substituant aux autres énergies fossile et nucléaire de dégager des revenus pour l'exploitant qui économise sur ses dépenses énergétiques et qui peut revendre son énergie.
De plus, la diminution de la charge en carbone des déchets végétaux. Une fois digérés, les déchets sont moins nocifs pour l’environnement et le risque d'une pollution organique est largement amoindri.
Les utilisations du biogaz peuvent varier : la méthode la plus courante étant de le brûler dans un moteur à gaz ou une petite turbine, pour produire de l'électricité injectée sur le réseau (il existe plus de 4 000 installations en Allemagne) et souvent de la chaleur en cogénération. Lorsqu'une industrie consommatrice de combustible (centrale thermoélectrique, cimenterie, chaufferie collective…) se situe à proximité, le biogaz peut lui être fourni comme carburant.
Il est également utilisé comme carburant pour véhicules GNV (Gaz Naturel Véhicule), en substitution au gaz naturel du réseau qui lui est fossile. Il alimente des flottes captives (comme des autobus, des bennes à ordures).
Le biogaz peut aussi être injecté sur le réseau de gaz naturel. C'est une solution qui offre le meilleur rendement énergétique, si le réseau est assez proche du point de production. Cette solution se heurte aux réticences des groupes gaziers, comme l'a été l'injection d'électricité renouvelable pour EDF. En France, l'Agence Française de Sécurité Sanitaire de l’Environnement et du Travail (AFSSET) a récemment conclu que l'injection de biogaz épuré dans le réseau ne posait aucun problème sanitaire particulier.
Le méthane contenu dans le biogaz peut aussi être reformé pour former de l'hydrogène renouvelable ou bio-hydrogène.
Dans les deux derniers cas, on extrait le CO2, l'eau, les composants soufrés pour obtenir un gaz composé à plus de 96% de méthane (CH4) substituable au gaz naturel fossile du réseau. Pour les autres applications, un gaz contenant 60% de méthane est largement suffisant, le purifier serait une dépense inutile. On se contente d'enlever les impuretés qui présentent des problèmes de pollution, de corrosion ou d'odeur, notamment les composés soufrés.
Créer, stocker et consommer du biogaz est très intéressant mais faut-il pour autant pouvoir quantifier le biogaz créé, consommé, stocké. Pour cela, il existe plusieurs solutions, dont deux qui ont retenu notre attention :
Cet anémomètre débitmètre à effet vortex Hontzsch est la solution idéale pour vos applications Biogaz. Il ne comporte aucune partie mobile (contrairement à d'autres capteurs dit Vortex), très résistant, il ne craint pas l'usure dans le temps et le risque de dérive est ainsi très faible. Le principe de mesure basé sur l'effet KARMAN facilite la mesure car cette technologie est indépendante de la pression et de la température.
Il est très important, pour les applications Biogaz, que ce débitmètre soit insensible à la présence de poussière et de dépôt. Les débitmètres - anémomètres Vortex de Hontzsch sont la solution aux questions de débits sur vos applications Biogaz.
Le débitmètre massique thermique Höntzsch, peut-être, la solution la plus efficace mais aussi la plus économique. Ce type de capteur est certes sensible à la température et à la condensation contrairement au débitmètre Vortex, mais celui-ci permet d'effectuer des mesures en Nm3 ou Nm/s. Il s'agit en effet d'un débitmètre massique thermique.
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