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Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques.Cette fermentation appelée aussi méthanisation se produit naturellement (dans les marais) ou spontanément dans les décharges contenant des déchets organiques, mais on peut aussi la provoquer artificiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d'épuration, des déchets organiques industriels ou agricoles, etc.).

Le biogaz est un mélange composé essentiellement de méthane(typiquement 50 à 70%) et de gaz carbonique, avec des quantités variables d'eau, d'hydrogène sulfuré (H 2 S) et d'oxygène.

La forme d'énergie majoritaire du biogaz est le méthane comme pour le gaz naturel : le biogaz est ainsi la forme renouvelable de l'énergie fossile très courante qu'est le gaz naturel.

Il y a trois types de production de biogaz en fonction de la température.

1. 15-25°C : psychrophile
2. 25-45°C : mésophile
3. 45-65°C : thermophile

Ce sont les digesteurs mésophiles qui sont les plus utilisés (à 38°C).

La récupération du biogaz produit par les décharges est d'autant plus intéressante que le méthane est un gaz à effet de serre bien plus puissant que le dioxyde de carbone(CO 2 ) produit par sa combustion.

Le biogaz s'obtient à partir de déchets putrescibles. Les sources employées sont les suivantes :

1. Les décharges. Leur biogaz est de mauvaise qualité mais en le capturant on évite d'importantes émissions de méthane.
2. Là où les ordures sont collectées de façon sélective, les déchets putrescibles sont méthanisées dans des bioréacteurs.
3. Les boues des stations d'épuration. La méthanisation permet d'éliminer les composés organiques et permet à la station d'être peu ou prou autonome en énergie.
4. Les lisiers des élevages. Les boues étant beaucoup plus riches que dans le cas précédent, il y a généralement un excès de gaz qui peut être valorisé commercialement.
5. Les effluents des industries agroalimentaires peuvent aussi être méthanisées. Le but est principalement d'éviter le rejet de matières organiques trop riches, mais une valorisation est souvent possible.

La réduction des émissions de méthane dans l'atmosphère peut justifier en tant que tel la méthanisation des déchets organiques ou la récupération du biogaz des décharges. En effet, même si il est brulé en torchère, l'impact négatif sur l'effet de serre est fortement réduit - du CO 2 est émis à la place de méthane.

Cependant, dès que la production est suffisante, il est souhaitable de valoriser le biogaz (l'utiliser comme carburant) :

1. non seulement celà réduit encore davantage les émissions de gaz à effet de serre (en économisant du gaz naturel ou d'autres combustibles fossiles) ;
2. mais celà permet également de mettre en avant un gain financier pour justifier tout ou partie de l' investissement de l'installation.

Les utilisations du biogaz varient :

1. La méthode la plus courante est de le brûler dans un moteur à gaz ou une petite turbine, pour produire de l'électricité injectée sur le réseau, et souvent de la chaleur en cogénération.
2. Lorsqu'une industrie consommatrice de combustible (centrale thermoélectrique, cimenterie, chaufferie collective...) se situe à proximité, le biogaz peut lui être fourni comme carburant d'appoint.
3. Il sert aussi souvent dans les serres, pour les chauffer et les enrichir en CO 2 .
4. Dans quelques projets, il est utilisé comme carburant pour véhicules GNV, souvent mélangé avec du gaz naturel du réseau. Il alimente des flottes captiques (comme des autobus).
5. Il peut aussi être injecté sur le réseau de gaz naturel. C'est la solution qui offre le meilleur rendement énergétique, mais en raison des installations nécessaires (compression, raccordement) elle ne se justifie économiquement que si la production est très importante et si le réseau assez proche du point de production.

La réduction des émissions de méthane dans l'atmosphère peut justifier en tant que tel la méthanisation des déchets organiques ou la récupération du biogaz des décharges. En effet, même si il est brulé en torchère, l'impact négatif sur l'effet de serre est fortement réduit - du CO 2 est émis à la place de méthane.

Cependant, dès que la production est suffisante, il est souhaitable de valoriser le biogaz (l'utiliser comme carburant) :

1. non seulement celà réduit encore davantage les émissions de gaz à effet de serre (en économisant du gaz naturel ou d'autres combustibles fossiles) ;
2. mais celà permet également de mettre en avant un gain financier pour justifier tout ou partie de l' investissement de l'installation.

Les utilisations du biogaz varient :

1. La méthode la plus courante est de le brûler dans un moteur à gaz ou une petite turbine, pour produire de l'électricité injectée sur le réseau, et souvent de la chaleur en cogénération.
2. Lorsqu'une industrie consommatrice de combustible (centrale thermoélectrique, cimenterie, chaufferie collective...) se situe à proximité, le biogaz peut lui être fourni comme carburant d'appoint.
3. Il sert aussi souvent dans les serres, pour les chauffer et les enrichir en CO 2 .
4. Dans quelques projets, il est utilisé comme carburant pour véhicules GNV, souvent mélangé avec du gaz naturel du réseau. Il alimente des flottes captiques (comme des autobus).
5. Il peut aussi être injecté sur le réseau de gaz naturel. C'est la solution qui offre le meilleur rendement énergétique, mais en raison des installations nécessaires (compression, raccordement) elle ne se justifie économiquement que si la production est très importante et si le réseau assez proche du point de production.

Dans les deux derniers cas, on extrait le CO 2 pour obtenir un gaz répondant aux spécifications du gaz naturel (presque du méthane pur). Pour les autres applications, un gaz contenant 60% de méthane est largement suffisant, donc le purifier serait une dépense inutile. On se contente alors d'enlever les impuretés qui présentent des problèmes de pollution, de corrosion ou d'odeur, notamment les composés soufrés.