JOUR 1 – COMPRENDRE LE BIOGAZ ET LA MÉTHANISATION
Module 1 – Contexte énergétique et environnemental
Les différentes sources d’énergie
- Énergies fossiles et énergies renouvelables.
- Principales filières d’énergies renouvelables.
- Enjeux de la transition énergétique.
- Production locale et valorisation des ressources.
- Économie circulaire et valorisation des déchets organiques.
La place du biogaz
- Origines et développement de la filière.
- Principales utilisations du biogaz.
- Méthanisation agricole, industrielle et territoriale.
- Traitement des biodéchets et des effluents.
- Place du biométhane dans le mix énergétique.
Module 2 – Comprendre le biogaz
Qu’est-ce que le biogaz ?
- Définition.
- Origine du biogaz.
- Composition générale.
- Méthane CH₄.
- Dioxyde de carbone CO₂.
- Sulfure d’hydrogène H₂S.
- Vapeur d’eau et composés minoritaires.
Biogaz et biométhane
- Différence entre biogaz brut et biométhane.
- Pourquoi épurer le biogaz ?
- Caractéristiques générales du biométhane.
- Principales voies de valorisation.
Module 3 – Les fondamentaux de la méthanisation
Principe de la digestion anaérobie
- Dégradation de la matière organique en absence d’oxygène.
- Rôle des micro-organismes.
- Transformation de la matière organique en biogaz et digestat.
Les grandes étapes biologiques
- Hydrolyse.
- Acidogénèse.
- Acétogénèse.
- Méthanogénèse.
- Interactions entre les différentes populations bactériennes.
Conditions nécessaires au bon fonctionnement
- Température.
- pH.
- Temps de séjour.
- Agitation.
- Charge organique.
- Alimentation du digesteur.
- Absence d’oxygène.
- Équilibre biologique.
Atelier pédagogique
- Reconstitution simplifiée des étapes de la méthanisation.
- Identification des flux : intrants → méthanisation → biogaz + digestat.
- Quiz de validation.
- Construction d’un schéma fonctionnel simplifié d’une installation.
JOUR 2 – FONCTIONNEMENT D’UNE UNITÉ DE MÉTHANISATION
Module 4 – Les intrants
Les différentes familles d’intrants
- Effluents d’élevage.
- Lisier.
- Fumier.
- Résidus agricoles.
- Matières végétales.
- Biodéchets.
- Déchets agroalimentaires.
- Boues et autres matières organiques selon le type d’installation.
Caractéristiques des intrants
- Matière sèche.
- Matière organique.
- Potentiel méthanogène.
- Biodégradabilité.
- Homogénéité.
- Présence éventuelle d’indésirables.
Gestion des intrants
- Réception.
- Stockage.
- Préparation.
- Mélange.
- Dosage et alimentation.
- Importance de la régularité d’alimentation du digesteur.
Module 5 – Les principaux équipements d’une unité biogaz
Réception et préparation
- Fosses et zones de réception.
- Stockage des intrants.
- Trémies.
- Pompes.
- Broyeurs et systèmes de préparation.
- Mélange et homogénéisation.
- Systèmes d’alimentation.
Digestion
- Digesteur.
- Post-digesteur.
- Systèmes de chauffage.
- Agitateurs.
- Pompes et circuits.
- Instrumentation et capteurs.
Circuit biogaz
- Collecte du biogaz.
- Canalisations.
- Gazomètre.
- Séparation des condensats.
- Traitement du H₂S.
- Séchage.
- Torchère.
- Dispositifs de sécurité.
Circuit digestat
- Sortie du digesteur.
- Séparation éventuelle des phases.
- Stockage.
- Valorisation.
Module 6 – Traitement et valorisation du biogaz
Cogénération
- Principe général.
- Production simultanée d’électricité et de chaleur.
- Moteur de cogénération.
- Valorisation de la chaleur.
Production de biométhane
- Pourquoi épurer le biogaz ?
- Retrait du CO₂.
- Traitement du H₂S.
- Séchage.
- Principe des principales technologies d’épuration.
- Contrôle de la qualité du biométhane.
- Principe de l’injection dans le réseau.
BioGNV
- Principe.
- Utilisation du biométhane comme carburant.
- Compression et stockage.
Module 7 – Comprendre les paramètres d’exploitation
Paramètres à surveiller
- Température.
- pH.
- Production de biogaz.
- Teneur en méthane.
- Teneur en H₂S.
- Pression.
- Niveau.
- Débit.
- Alimentation du digesteur.
Identifier les premiers signes d’un dysfonctionnement
- Baisse de production de biogaz.
- Variation de la teneur en méthane.
- Acidification.
- Moussage.
- Croûtes et dépôts.
- Difficultés d’agitation.
- Dysfonctionnement des pompes.
- Présence anormale de H₂S.
- Problèmes liés aux condensats.
Atelier pratique
À partir d’un schéma simplifié d’installation :
- Repérer les principaux équipements.
- Identifier les circuits matière, gaz et digestat.
- Reconstituer le cheminement des intrants.
- Reconstituer le cheminement du biogaz.
- Identifier les principaux points de surveillance.
JOUR 3 – EXPLOITATION, DIGESTAT ET SÉCURITÉ
Module 8 – Le digestat
Comprendre le digestat
- Origine.
- Composition générale.
- Fraction liquide et fraction solide.
- Éléments fertilisants.
Gestion et valorisation
- Stockage.
- Séparation de phases.
- Valorisation agronomique.
- Utilisation comme fertilisant.
- Principes généraux d’épandage.
- Bonnes pratiques de stockage et de manipulation.
Module 9 – Exploitation courante d’une unité
Surveillance de l’installation
- Contrôles visuels.
- Lecture des principaux paramètres.
- Surveillance des niveaux, pressions, températures et débits.
- Surveillance de la production de gaz.
- Identification des dérives.
Maintenance de premier niveau
- Importance de la maintenance préventive.
- Pompes.
- Agitateurs.
- Vannes.
- Canalisations.
- Instrumentation.
- Équipements de traitement du gaz.
- Identification d’une situation nécessitant l’intervention de la maintenance.
Gestion des anomalies
- Baisse de production.
- Arrêt d’un agitateur.
- Dysfonctionnement d’une pompe.
- Pression anormale.
- Présence importante de condensats.
- Détection de gaz.
- Conduite générale à tenir face à une anomalie.
Module 10 – Risques et sécurité sur une unité biogaz
Les principaux risques
- Risques liés au méthane CH₄.
- Inflammabilité et explosivité.
- Risques liés au sulfure d’hydrogène H₂S.
- Toxicité.
- Risque d’asphyxie.
- Dioxyde de carbone CO₂.
- Manque d’oxygène.
- Risques liés aux équipements sous pression.
- Risques mécaniques.
- Risques électriques.
- Risques thermiques.
- Risques biologiques.
Sensibilisation au risque ATEX
- Principe d’une atmosphère explosive.
- Conditions nécessaires à la formation d’une ATEX.
- Sources potentielles d’inflammation.
- Notions de zones ATEX.
- Signalisation.
- Comportements à adopter.
Prévention et protection
- Détection CH₄ / H₂S.
- Ventilation.
- Consignation.
- Signalisation.
- Équipements de protection collective.
- Équipements de protection individuelle.
- Détecteurs portatifs.
- Conduite à tenir en cas d’alarme ou de fuite.
Module 11 – Découverte complète d’une installation type
Visite virtuelle ou étude d’une unité de méthanisation
Parcours pédagogique depuis l’arrivée des matières jusqu’à leur valorisation :
Réception des intrants → préparation → alimentation → digestion → stockage du biogaz → traitement → valorisation → gestion du digestat
Pour chaque étape :
- Fonction de l’équipement.
- Paramètres importants.
- Points de surveillance.
- Risques principaux.
- Bonnes pratiques d’exploitation.
Étude de cas finale
À partir d’une installation fictive ou d’un schéma industriel :
- Identifier les équipements.
- Expliquer le fonctionnement général.
- Reconstituer les différents flux.
- Identifier les paramètres essentiels à surveiller.
- Repérer plusieurs situations anormales.
- Identifier les principaux risques.
- Proposer les premières actions adaptées.
