FR2981087A1

FR2981087A1 - Procede et dispositif d'hygienisation d'un digestat issu de methanisation discontinue en phase seche

Info

Publication number: FR2981087A1
Application number: FR1259666A
Authority: FR
Inventors: Lesquen Du Plessis Casso Frederic De; Sylvere Labrune
Original assignee: METHAJADE
Current assignee: METHAJADE
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-04-12
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: FR2981086A1; FR2981086B1; FR2981087B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une étape de méthanisation discontinue en phase sèche. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une étape de méthanisation en phase sèche. La présente invention concerne également un digestat issu d'une étape de méthanisation en phase sèche hygiénisé par le procédé d'hygiénisation de l'invention.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'HYGIÉNISATION D'UN DIGESTAT ISSU DE MÉTHANISATION DISCONTINUE EN PHASE SÈCHE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une étape de méthanisation discontinue en phase sèche. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une étape de méthanisation en phase sèche. ÉTAT DE LA TECHNIQUE La méthanisation est un processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en l'absence d'oxygène par l'action combinée de plusieurs communautés de microorganismes. Cette digestion anaérobie conduit à la production d'un digestat et de biogaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone.

Les sous-produits organiques agricoles, tels que les effluents d'élevage et les résidus de culture, peuvent aujourd'hui être valorisés grâce à des installations de méthanisation implantées sur les exploitations agricoles. En effet, la méthanisation en tant que bioprocédé peut être mise en oeuvre pour dépolluer les rejets chargés en matière organique, tout en produisant de l'énergie grâce au biogaz. Le biogaz produit par méthanisation peut être directement injecté dans le réseau de gaz naturel après avoir été épuré ou être valorisé par cogénération d'électricité et de chaleur. L'électricité produite peut être revendue aux fournisseurs d'énergie, rentabilisant à moyen terme ce type d'installation. La chaleur produite est utilisée en partie dans le procédé de méthanisation et peut également être utilisée sur l'exploitation agricole. Enfin, les résidus de méthanisation, aussi appelés digestats, peuvent être utilisés comme fertilisants pour les cultures. Les sous-produits agricoles traités par méthanisation peuvent donc être doublement valorisés.

Les procédés de méthanisation permettent de traiter des déchets aussi bien liquides que solides. Toutefois, en fonction de la nature des déchets, la méthode employée peut varier. En effet, on distingue la méthanisation en voie sèche de la méthanisation en voie liquide. De nombreux procédés ont été développés pour ces deux méthodes afin d'obtenir un rendement satisfaisant en biogaz. La méthanisation en voie liquide permet de prendre en charge un mélange de matières organiques dont la teneur en matière sèche n'excède pas 18%. Au contraire, la méthanisation en voie sèche permet de prendre en charge un mélange de matières organiques dont la teneur en matière sèche est supérieure à 18%. Dans le premier cas, le mélange de matières organiques est pompable alors que dans le deuxième cas, la matière est pelletable, se stocke et se transporte facilement sous forme de tas. Cette différence de composition de la matière et les possibilités de manipulation qui en résultent, induisent des techniques très différentes alors que le principe biologique reste le même. Dans le cas d'exploitations agricoles produisant majoritairement des déchets solides de type fumier, la mise en oeuvre d'une méthanisation en voie liquide nécessite de liquéfier la matière et de créer des préfosses de stockage de matière liquide. La méthanisation peut être réalisée en système discontinu. Dans ce cas, le digesteur est chargé avec la matière organique, fermé hermétiquement et, pendant une durée de fermentation donnée, la matière se dégrade ; le digesteur est alors vidé. Dans ce système, le volume et la composition du biogaz produit par un digesteur ne sont pas constants dans le temps et pour obtenir une production régulière, plusieurs digesteurs sont généralement installés en parallèle. En système continu, le digesteur est approvisionné quotidiennement avec de la matière organique fraîche. Un volume identique de matière dégradée est expulsé du digesteur. Dans ce système, le biogaz est produit en continu. D'une manière générale, les systèmes continus impliquent des coûts d'installation et d'entretien plus élevés que les systèmes discontinus en raison d'un plus grand nombre d'équipements pour la gestion hydraulique de la matière. La méthanisation peut être conduite dans des conditions thermophiles, c'est-à-dire à une température allant de 50 à 60°C, de préférence de 53 à 57°C. En fonction de la température de méthanisation, les micro-organismes responsables de la digestion anaérobie varient. Des études ont montré que la méthanisation en conditions thermophiles permet d'obtenir des rendements en biogaz supérieurs à ceux obtenus en conditions mésophiles (de 25 à 45°C). Toutefois, les températures nécessaires aux conditions thermophiles impliquent une dépense énergétique importante et une difficulté de conduite du procédé biologique (plus grande sensibilité de la microbiologie qu'en régime mésophile). Ces conditions ne sont rentables, aussi bien économiquement que d'un point de vue énergétique, que pour des installations de grande taille et fonctionnant en continu. La méthanisation en voie sèche, en système discontinu et réalisée en conditions mésophiles (de préférence de 36 à 42°C) est particulièrement bien adaptée aux installations de méthanisation de taille modeste ou moyenne implantées sur les exploitations agricoles. Par taille modeste on entend des installations produisant de l'ordre de 880 à 1470 MWh en énergie primaire par an. Par taille moyenne, on entend des installations produisant jusqu'à 7430 MWh en énergie primaire par an. En général, ce type d'installation fonctionne avec au moins 2, de préférence 4 à 7, digesteurs implantés en parallèle et fonctionnant en décalé. Cette méthode présente en particulier les avantages suivants pour les exploitations agricoles : flexibilité dans l'approvisionnement en effluents au cours de l'année ; besoins thermiques faibles ; peu d'éléments techniques, ce qui permet une prise en main rapide ; traitement efficace des effluents solides et parfois peu méthanogènes couramment présents dans les exploitations agricoles ; production d'un digestat ayant une consistance compatible à la fois avec un stockage en tas mais aussi avec un épandage à l'aide d'un épandeur à fumier ce qui permet d'éviter l'acquisition de nouveau matériel d'épandage lorsque les effluents habituellement gérés sont solides ; traçabilité des intrants lorsqu'il y a valorisation de coproduits issus de l'industrie agroalimentaire et/ou des collectivités ; en cas de dysfonctionnement d'un digesteur, il peut être vidé sans mettre en péril le fonctionnement des autres digesteurs fonctionnant en parallèle ; - rationalisation de l'humidification des intrants. Les digestats issus de la méthanisation peuvent être utilisés en épandage afin de recycler les éléments nutritifs qui y sont contenus, en particulier l'azote, le phosphore et le potassium. Les digestats obtenus présentent l'avantage d'être désodorisés lors de l'étape de méthanisation. Cependant, la composition des digestats est encore mal connue. Les conditions physico-chimiques de la méthanisation par voie sèche ont un effet hygiénisant sur certains agents pathogènes. En particulier, la température de l'enceinte de méthanisation - mésophile (36 à 42°C) ou thermophile (53 à 57 °C) - et le temps de séjour de la matière dans le digesteur sont deux facteurs influençant la teneur en agents pathogènes en fin de méthanisation. Ainsi, plus la température de méthanisation est élevée, plus la réduction de la population d'agents pathogènes est importante. La valeur du potentiel d'oxydo-réduction, généralement très basse (-30 à -450 mV), a également un effet hygiénisant, de même que le pH qui est souvent voisin de la neutralité (6,5 à 8,5). Cependant, il est admis qu'un digestat issu d'une méthanisation réalisée dans des conditions mésophiles, contient encore une quantité non négligeable d'agents pathogènes. La maîtrise des aspects sanitaires liés à la mise en oeuvre de l'épandage de digestats issus de la méthanisation est donc un enjeu important et doit permettre un retour au sol sécurisé des déchets traités. Il est donc nécessaire de disposer d'une méthode permettant d'hygiéniser des digestats après méthanisation par voie sèche en conditions mésophiles. Par hygiénisation, on entend la réduction du nombre d'agents pathogènes. Les méthodes actuellement disponibles pour hygiéniser de la matière organique sont principalement le compostage, la pasteurisation et le chaulage.

Le compostage consiste en une fermentation aérobie de matière organique. Ce type de fermentation est exothermique et la température au sein du tas de compost peut atteindre plus de 60°C. A cette température, la plupart des agents pathogènes sont détruits. La durée d'un cycle de compostage effectué après méthanisation varie généralement entre 14 jours et plus de 2 mois. Le compostage ne produit pas de biogaz et ne permet pas la production d'énergie. Le compost, en tant qu'amendement organique, est un produit normalisé qui doit respecter certaines spécifications, contrairement au digestat qui est considéré comme un déchet. L'hygiénisation par compostage des digestats en fin de méthanisation présente l'inconvénient d'être un processus long et par conséquent retardant l'épandage comme fertilisant. Par ailleurs, le compostage nécessite soit une aire dédiée qui augmente l'emprise au sol de l'installation, soit l'immobilisation du digesteur sur une longue durée. Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation de la présente invention n'est 10 pas un procédé de compostage. La pasteurisation est une méthode d'hygiénisation qui consiste à traiter de la matière organique à une température minimum de 70°C pendant au moins 60 minutes sans interruption. La pasteurisation de certains types de déchets, notamment ceux de catégorie 3 doit obligatoirement être effectuée avant méthanisation. Dans le cas des 15 digestats issus de la méthanisation de déchets n'ayant pas été préalablement hygiénisés, la pasteurisation nécessite une température élevée, c'est donc une méthode consommatrice en énergie. L'emploi d'une telle méthode sur une installation de méthanisation ne permet pas d'obtenir un bilan énergétique satisfaisant puisqu'une partie de la chaleur produite doit être utilisée pour atteindre la température requise. 20 Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation de la présente invention n'est pas un procédé de pasteurisation. Le chaulage est une méthode de traitement chimique qui peut agir sur deux facteurs pour réduire les agents pathogènes en fonction de la chaux utilisée : oxyde de calcium (chaux vive) ou hydroxyde de calcium (chaux éteinte). Au contact de l'eau, la chaux 25 vive provoque une réaction exothermique qui libère de la chaleur et entraine une montée en température, détruisant les agents pathogènes. La chaux vive présente l'inconvénient d'être un produit coûteux et sa manipulation peut être dangereuse. En effet, c'est un produit corrosif et la réaction exothermique qui se produit lors de son mélange avec un produit humide peut conduire à un bouillonnement pouvant provoquer des projections ou éclaboussures. La chaux éteinte, très basique, provoque une augmentation rapide de pH et une libération d'ammoniac, ce qui permet l'inhibition de nombreuses bactéries entériques. Cette méthode peut être utilisée pour une destruction rapide des Salmonella. L'utilisation de chaux éteinte présente l'inconvénient de rendre le digestat basique et donc d'en limiter l'utilisation comme fertilisant à des sols plutôt acides. Les méthodes actuelles permettant d'hygiéniser les digestats issus de méthanisation présentent donc des inconvénients. En particulier, elles sont généralement longues, nécessitent des installations dédiées, impactent le bilan énergétique de l'installation et peuvent être dangereuses. Par conséquent, ces méthodes ne sont pas adaptées aux installations de méthanisation mésophile discontinue en phase sèche de taille modeste ou moyenne implantées sur les exploitations agricoles. Il existe donc un besoin pour une méthode permettant d'hygiéniser des digestats issus de méthanisation qui soit adaptée aux installations de méthanisation mésophile discontinue en phase sèche de taille modeste ou moyenne implantées sur les exploitations agricoles. Les installations de méthanisation concernées peuvent comprendre plusieurs digesteurs fonctionnant en décalé. Une telle méthode doit présenter en outre les caractéristiques suivantes : limiter la manutention du digestat ; limiter l'emprise au sol de l'installation ; limiter le coût énergétique ; limiter les coûts d'investissement ; limiter le délai d'attente nécessaire avant épandage du digestat hygiénisé. La solution de la présente invention pour hygiéniser des digestats issus de méthanisation mésophile discontinue en phase sèche comprend l'injection de gaz chaud dans le tas de digestat dans l'enceinte de méthanisation. La solution de la présente invention permet d'effectuer la méthanisation puis l'hygiénisation du digestat dans la même installation. La température du gaz chaud et la durée de l'étape d'hygiénisation sont responsables de la réduction du nombre d'agents pathogènes dans le digestat. Dans un mode de réalisation, le gaz utilisé pour l'hygiénisation est chauffé grâce à la chaleur produite par le système de cogénération alimenté par le biogaz produit dans l'installation, via un échangeur de chaleur. Dans ce mode de réalisation, le bilan énergétique de l'installation n'est pas impacté négativement par l'ajout de l'étape d'hygiénisation de la présente invention.

La solution de la présente invention présente l'avantage supplémentaire de réduire le risque explosif et le risque d'intoxication lors de l'évacuation du digestat hors de l'enceinte de méthanisation. En effet, lors de la méthanisation, il y a production de méthane qui est un gaz extrêmement inflammable. Ce gaz peut former des poches résiduelles dans le tas de digestat et être libéré lors de l'évacuation du digestat hors de l'enceinte de méthanisation. L'injection de gaz chaud dans le tas de digestat permet d'entrainer le gaz des poches résiduelles et donc de sécuriser la manutention du digestat. Par ailleurs, la solution de la présente invention permet également de sécher, au moins partiellement, le digestat issu de la méthanisation. En effet, le gaz chaud injecté dans le tas de digestat a pour effet supplémentaire d'évaporer une partie de l'eau qui y est contenue. Le séchage partiel du digestat a pour intérêt d'en limiter le tonnage, d'en faciliter la manutention ainsi que le stockage. Les installations de séchage actuellement utilisées sont des installations indépendantes de l'installation de méthanisation. Un transfert du digestat brut doit donc être effectué vers l'installation de séchage. En fonction de la consistance du digestat brut, qui est liée à la composition initiale de la matière introduite dans le digesteur, ce transfert peut être difficile. De plus, les températures nécessaires dans les installations de séchage actuellement utilisées demandent un apport énergétique important qui impacte négativement le bilan énergétique des installations. Au contraire, la solution d'hygiénisation de la présente invention permet d'effectuer un séchage partiel du digestat sans avoir à le déplacer tout en limitant le coût énergétique. Ainsi, la solution de la présente invention permet d'hygiéniser le digestat mais aussi de réduire le risque explosif et d'intoxication lors de son évacuation hors de l'enceinte de méthanisation ainsi que de le sécher partiellement. Toutes ces étapes de traitement du digestat sont réalisées dans l'enceinte de méthanisation. Cette mutualisation de l'installation de méthanisation permet de réduire les coûts d'investissement et les coûts énergétiques, de limiter l'emprise au sol de l'installation, d'éviter des étapes supplémentaires de manutention du digestat tout en limitant le délai avant épandage. RÉSUMÉ Cette invention concerne un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une méthanisation en phase sèche en système discontinu réalisée dans une enceinte de méthanisation unique, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément dans ladite enceinte, à l'expiration de l'étape de méthanisation, un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse, et un moyen pour évacuer les gaz viciés, ledit gaz étant à une température d'au moins 55°C et la circulation dudit gaz étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours.

Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation est caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément l'enceinte de méthanisation, un moyen pour injecter un gaz chaud sous le tas de digestat, et un moyen pour évacuer les gaz viciés, de préférence au moins une trappe de ventilation ou une conduite d'évacuation, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement équipée d'un extracteur, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz, ledit gaz chaud étant à une température d'au moins 55°C et l'injection dudit gaz chaud étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours.

Selon un mode de réalisation, le gaz chaud est de l'air chaud. Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation comprend en outre une étape préalable de méthanisation comprenant : le chargement de la matière organique dans l'enceinte de méthanisation ; la fermeture de l'enceinte de manière à ce qu'elle soit étanche aux gaz ; un cycle de méthanisation comprenant : o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par les rampes d'aspersion et/ou la distribution d'effluents de méthanisation en phase liquide, o le soutirage du biogaz. Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation comprend en outre à la fin de la phase de méthanisation et avant l'étape d'hygiénisation une étape préalable d'inertage 10 comprenant : l'arrêt du soutirage du biogaz, l'injection de gaz d'échappement dans le ciel gazeux de l'enceinte, le soutirage des gaz viciés ; ou le soutirage de tout ou partie du gaz de fin de cycle de méthanisation, de préférence en présence d'un booster. 15 Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation comprend en outre une procédure ultérieure d'ouverture de l'enceinte comprenant : une étape de pré-ventilation, enceinte fermée, comprenant l'injection de gaz à température ambiante sous le tas de digestat, de préférence l'injection d'air à température ambiante, et l'évacuation des gaz viciés par une conduite 20 d'évacuation optionnellement munie d'un extracteur ; et/ou un cycle de ventilation comprenant l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux de l'enceinte, et l'évacuation des gaz viciés, de préférence par au moins une trappe de ventilation ; 25 suivi(s) par - l'ouverture des portes de l'enceinte. La présente invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé d'hygiénisation de l'invention comprenant : au moins une enceinte de méthanisation (1) en phase sèche en système discontinu ; un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse ; un moyen pour chauffer ledit gaz ; un moyen pour évacuer les gaz viciés. Selon un mode de réalisation, le moyen pour faire circuler un gaz dans l'enceinte (1) est un moyen pour injecter un gaz sous le tas de digestat, et le moyen pour évacuer les gaz viciés est une conduite d'évacuation des gaz viciés, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement équipée d'un extracteur, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz (25) ; et/ou au moins une trappe de ventilation (20). Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend : au moins une enceinte (1) étanche aux gaz ; un local de cogénération (14) ; au moins une cuve à percolât (11) ; une torchère (12) ; ladite enceinte (1) étanche aux gaz comprenant : o au moins une porte (3) étanche aux gaz conçue pour le chargement et l'évacuation de la biomasse (2) ; o une installation de chauffage (4) ; o une sortie de soutirage du biogaz (5a) située dans la partie supérieure de l'enceinte ; o une sortie de soutirage des gaz viciés (5b) située dans la partie supérieure de l'enceinte ; o au moins une entrée d'injection de gaz (6) située dans la partie supérieure de l'enceinte, de préférence une entrée de gaz (6a) pour l'entrée des gaz d'échappement lorsqu'ils sont utilisés pour la phase d' inertage et d'air en phase de ventilation et une entrée de microinjection d'air (6b) ; o un dispositif de drainage (7) des jus de percolation situé sur la paroi inférieure de l'enceinte (1) ; o une sortie d'évacuation des jus de percolation (8) située dans la partie inférieure de l'enceinte ; o un dispositif d'aspersion (9) des jus de percolation ; o au moins une trappe de ventilation (20) ; o au moins un évent de sécurité (21) ; ledit local de cogénération (14) comprenant : o un système de cogénération comprenant un moteur (15) et une cheminée (13) d'évacuation des gaz d'échappement ; o au moins un ventilateur/surpresseur (17) ; o au moins un échangeur de chaleur (16) ; ladite installation comprenant en outre : une conduite de soutirage du biogaz (10a) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation du biogaz (5a) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité au moteur (15) du système de cogénération ou à la torchère (12) ou à un dispositif de stockage ; ladite conduite de soutirage du biogaz (10a) étant optionnellement munie d'un booster (23) ; une conduite de soutirage des gaz viciés (10b) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation des gaz viciés (5b) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la torchère (12) ou directement à une sortie vers l'air extérieur, ladite sortie vers l'air extérieur étant de préférence munie d'un dispositif de traitement du gaz (25) ; ladite conduite de soutirage des gaz viciés (10b) étant optionnellement munie d'un extracteur (24) ; une conduite de soutirage des jus de percolation (10c) raccordée à une extrémité, optionnellement par une vanne à volant, à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à une cuve à percolât (11) ; une conduite d'injection des jus de percolation (10d) raccordée à une extrémité à une cuve à percolât (11) et à l'autre extrémité au dispositif d'aspersion (9) ; une conduite d'évacuation des gaz d'échappement (18a) raccordée à une extrémité au moteur (15) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la cheminée (13) ou à l'entrée de gaz d'échappement (6a) lorsque les gaz d'échappement sont utilisés pour la phase d'inertage ; une conduite d'air ventilé (18b) raccordée à une extrémité à un surpresseur/compresseur (17b) et à l'autre extrémité à l'entrée de microinjection d'air (6b) ; une conduite de gaz ventilé (18c) susceptible d'être raccordée : o en phase d'hygiénisation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à l'échangeur de chaleur (16) couplé au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en étape de pré-ventilation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en phase de ventilation, à une extrémité à l'entrée de gaz (6a) et à l'autre extrémité directement au ventilateur/surpresseur (17a) ; étant entendu qu'une partie des conduites (18a) et (18c) peut être commune et qu'un surpresseur (19) peut être installé sur ces conduites. La présente invention concerne également un digestat comprenant moins de 100 000 20 entérocoques par gramme, et/ou moins de 10 000 C. Perfringens par gramme et/ou moins de 100 000 E. Coli par gramme. DÉFINITIONS Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : 25 - « digesteur » ou « enceinte de méthanisation » se rapporte à l'enceinte dans laquelle a lieu la méthanisation ; - « digestat » se rapporte à la matière solide produite lors de la méthanisation en phase sèche d'une matière organique ; - « percolât » ou « jus de percolation » se rapport à la matière liquide produite lors de la méthanisation en phase sèche d'une matière organique ; « biogaz » se rapporte aux gaz produits lors de la méthanisation d'une matière organique. En particulier, le biogaz produit lors d'une étape de méthanisation comprend du méthane (CH4) et du dioxyde de carbone (CO2). Hormis pendant les phases de début et de fin de méthanisation, le biogaz comprend en général environ 55% de CH4 et environ 40% de CO2) ; - « gaz d'échappement » se rapporte aux gaz produits par un moteur alimenté au biogaz ; « ciel gazeux » se rapporte au volume de l'enceinte de méthanisation laissé libre par la matière organique ; - « gaz de fin de cycle de méthanisation » se rapporte au biogaz présent dans le ciel gazeux à la fin du cycle de méthanisation ; « gaz viciés » se rapporte aux gaz sortant de l'enceinte lorsque la phase de méthanisation est terminée et contenant une proportion minoritaire de biogaz ; « cogénération » se rapporte à la production simultanée de chaleur et d'électricité ; « hygiénisation » se rapporte à la réduction du nombre d'agents pathogènes dans un milieu. En particulier, l'hygiénisation concerne la réduction du nombre de bactéries, de virus et/ou de parasites dans un milieu ; « agents pathogènes » se rapporte aux micro-organismes pathogènes présents dans les déchets organiques : bactéries, virus et parasites. Les bactéries peuvent être par exemple : Salmonella, Listeria, Escherichia coli, Enterococcus, Mycobacterium paratuberculosis, Campylobacter, Clostridium, Yersina enterocolitica. Les virus peuvent être par exemple les Enterovirus tels que Rotavirus, Coronavirus, Parvovirus. Les parasites peuvent être par exemple les Helminthes ; - « épandage » se rapporte à une technique agricole consistant à répandre divers produits sur des zones cultivées ; « mésophile » se rapporte à un organisme qui croît dans des conditions de température modérée, entre 25 et 45 °C. Classiquement, on parle de bactéries mésophiles lorsqu'elles croissent à des températures comprises entre 36 et 42 °C ; « thermophile » se rapporte à un organisme qui croît dans des conditions de température élevée, entre 50 et 60 °C. Classiquement, on parle de bactéries thermophiles lorsqu'elles croissent à des températures comprises entre 53 et 57 °C ; « extracteur », dans la présente invention, se rapporte à un dispositif placé sur une conduite reliée à une enceinte et permettant d'extraire des fluides présents dans ladite enceinte, de préférence d'extraire des gaz ; « ventilateur », dans la présente invention, se rapporte à un dispositif placé sur une conduite reliée à une enceinte et permettant d'injecter des fluides dans ladite enceinte, de préférence d'injecter des gaz ; « booster » ou « surpresseur », dans la présente invention, se rapporte à un dispositif placé sur une conduite et permettant de moduler de flux de fluides circulant dans ladite conduite, de préférence de flux de gaz ; - « compresseur », dans la présente invention, se rapporte à un dispositif placé sur une conduite et permettant d'augmenter la pression du fluide y circulant. L'augmentation de pression obtenue avec un compresseur est plus importante que celle pouvant être obtenue avec un surpresseur ; « environ », placé devant un nombre, signifie plus ou moins 10% de la valeur nominale de ce nombre ; DESCRIPTION DÉTAILLÉE A. Procédé d'hygiénisation La présente invention concerne un procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une méthanisation en phase sèche en système discontinu réalisée dans une enceinte de méthanisation unique, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément dans ladite enceinte, à l'expiration de l'étape de méthanisation, un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse, et un moyen pour évacuer les gaz viciés, ledit gaz étant à une température d'au moins 55°C et la circulation dudit gaz étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours, conduisant à la réduction du nombre d'agents pathogènes dans le digestat. Suivant un mode de réalisation préféré, le gaz est de l'air.

Selon un mode de réalisation, le procédé de la présente invention est caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément dans l'enceinte de méthanisation, un moyen pour injecter un gaz chaud sous le tas de digestat, et - un moyen pour évacuer les gaz viciés tel que par exemple au moins une trappe de ventilation ou une conduite d'évacuation, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement équipée d'un extracteur, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz, ledit gaz chaud étant à une température d'au moins 55°C et l'injection dudit gaz chaud étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours.

Selon un mode de réalisation préféré, le moyen pour évacuer les gaz viciés est une conduite d'évacuation, de préférence une conduite d'évacuation équipée d'un extracteur.

Selon un mode de réalisation, le procédé de la présente invention comprend en outre une phase préalable de méthanisation comprenant : le chargement de la matière organique dans l'enceinte de méthanisation ; la fermeture de l'enceinte de manière à ce qu'elle soit étanche aux gaz ; un cycle de méthanisation comprenant : o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par un dispositif d'aspersion, o le soutirage du biogaz. Selon un mode de réalisation, le procédé de la présente invention comprend une étape d'inertage à la fin de la phase de méthanisation et avant l'étape d'hygiénisation comprenant : l'arrêt du soutirage du biogaz, l'injection de gaz d'échappement dans le ciel gazeux de l'enceinte, le soutirage des gaz viciés.

Selon un autre mode de réalisation, le procédé de la présente invention comprend une étape d'inertage à la fin de la phase de méthanisation et avant l'étape d'hygiénisation comprenant le soutirage de tout ou partie du gaz de fin de cycle de méthanisation, de préférence le soutirage est réalisé en présence d'un booster. Le gaz de fin de cycle de méthanisation soutiré peut être envoyé vers le moteur de cogénération, vers un moyen de stockage et/ou vers une unité d'épuration. Selon un mode de réalisation, le procédé de la présente invention comprend en outre une procédure ultérieure d'ouverture de l'enceinte comprenant : une étape de pré-ventilation, enceinte fermée, comprenant l'injection de gaz à température ambiante sous le tas de digestat, de préférence l'injection d'air à température ambiante, l'injection étant de préférence effectuée à l'aide d'un ventilateur et l'évacuation des gaz viciés par une conduite d'évacuation optionnellement munie d'un extracteur ; et/ou un cycle de ventilation comprenant l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux de l'enceinte et l'évacuation des gaz viciés, de préférence par au moins une trappe de ventilation ; suivi(s) par - l'ouverture des portes de l'enceinte. Avantageusement, lorsque de l'air est injecté sous le tas de digestat pendant le cycle de ventilation, l'injection est effectuée à l'aide des mêmes moyens d'injection et d'évacuation de gaz que ceux utilisés dans le procédé d'hygiénisation de la présente invention. Selon un mode de réalisation préféré, l'air est injecté à l'aide d'un ventilateur. Un procédé complet de méthanisation et d'hygiénisation selon l'invention comprend les étapes suivantes : le chargement de la matière organique dans l'enceinte de méthanisation ; la fermeture de l'enceinte de manière à ce qu'elle soit étanche aux gaz ; un cycle de méthanisation comprenant : o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par un dispositif d'aspersion, o le soutirage du biogaz, un cycle d'inertage comprenant : o l'arrêt du soutirage du biogaz, l'injection de gaz d'échappement dans le ciel gazeux de l'enceinte, le soutirage des gaz viciés ; ou o le soutirage de tout ou partie du gaz de fin de cycle de méthanisation, de préférence en présence d'un booster, un cycle d'hygiénisation comprenant : o l'injection de gaz chaud sous le tas de digestat, o le soutirage des gaz viciés au moyen par exemple d'une trappe de ventilation ou d'une conduite d'évacuation, ladite conduite d'évacuation étant de préférence équipée d'un extracteur, un cycle de ventilation comprenant : o l'injection de gaz à température ambiante sous le tas de digestat, de préférence l'injection d'air à température ambiante, l'injection étant de préférence effectuée à l'aide d'un ventilateur et l'évacuation des gaz viciés par une conduite d'évacuation optionnellement munie d'un extracteur ; et/ou o l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux de l'enceinte, l'ouverture des portes de l'enceinte ; l'évacuation du digestat. Matière organique Selon un mode de réalisation, la matière organique à digérer comprend par exemple des effluents d'élevage, des résidus de culture, des déchets issus des collectivités, des déchets d'origine alimentaire ou un mélange de ces composés. Selon un mode de réalisation les effluents d'élevage comprennent notamment les eaux vertes de bovins ; les eaux blanches de bovins ; les lisiers et en particuliers les lisiers de volailles, les lisiers porcins ou les lisiers bovins ; les fumiers et en particulier les fumiers de lapins, les fumiers porcins, les fumiers bovins, les fumiers de moutons, les fumiers de chevaux, les fumiers de chèvres ou les fumiers de volailles ; les fientes de volailles ; le lactosérum. Selon un mode de réalisation, les résidus de culture comprennent notamment le ray-grass ou l'ensilage intercultures tel que par exemple l'avoine diploïde, le seigle, le moha le trèfle incarnat, la vesce, le pois fourrager, la moutarde blanche, la phacélie, le nyger.

Selon un mode de réalisation, les déchets issus des collectivités comprennent notamment les déchets verts, en particulier les résidus de tonte de pelouses et les feuillages d'arbres ; les bio-déchets ; les fractions fermentescibles ; les boues de station d'épuration ; les boues de flottation.

Selon un mode de réalisation, les déchets d'origine alimentaire comprennent notamment les boues agro-alimentaire ; les résidus de fruits, en particulier les fruits broyés et les fruits frais non traités ; les déchets de légumes ; les résidus de distillation, en particulier les marcs de raisins distillés ; les déchets de cuisine ; les contenus de panses ; les mélasses ; les produits laitiers, en particulier le lait et les fromages blancs ; les graisses usagées, en particulier l'huile de soja, la margarine et les huiles de friteries ; le son d'arachide ; les déchets de pain ; la glycérine. Selon un mode de réalisation, la matière à digérer est introduite dans l'enceinte de méthanisation à l'aide d'une chargeuse.

Cycle de méthanisation Selon un mode de réalisation, le cycle de méthanisation a une durée allant de 50 à 80 jours, de préférence une durée allant de 57 à 63 jours, plus préférentiellement une durée d'environ 60 jours.

Selon un mode de réalisation, le cycle de méthanisation est effectué à une température allant de 35 à 42°C, de préférence de 36 à 40°C, plus préférentiellement à environ 38°C. Selon un mode de réalisation, le percolât produit lors du cycle de méthanisation est collecté dans l'enceinte par un système de drainage, de préférence par un système de caniveaux. Le percolât collecté est évacué de l'enceinte de méthanisation à l'aide de conduites vers au moins une cuve à percolât. Selon un mode de réalisation, la biomasse contenue dans l'enceinte de méthanisation est aspergée par du percolât à l'aide d'un dispositif d'aspersion, de préférence à l'aide d'au moins une rampe d'aspersion. Selon un mode de réalisation, le percolât distribué par le dispositif d'aspersion est chauffé, de préférence à une température allant de 35 à 45°C, plus préférentiellement à une température allant de 37 à 42°C, plus préférentiellement à environ 38°C. Selon un mode de réalisation, le percolât est chauffé dans la cuve à percolât.

Selon un mode de réalisation, le drainage du percolât est arrêté environ 24 heures avant la fin du cycle de méthanisation. Cet arrêt du drainage a pour but de vidanger la canalisation d'évacuation du percolât avant l'étape d'hygiénisation et d'égoutter le digestat.

Selon un mode de réalisation, le biogaz produit lors du cycle de méthanisation est soutiré à l'aide d'une conduite d'évacuation de biogaz. Selon un mode de réalisation, le biogaz soutiré est utilisé dans un système de cogénération. Selon un autre mode de réalisation, le biogaz soutiré est épuré. Dans ce mode de réalisation, le gaz épuré peut être stocké ou envoyé dans le réseau de gaz naturel.

Cycle d'inertage Inertage par injection de gaz d'échappement Selon un mode de réalisation, à la fin du cycle de méthanisation, le soutirage du biogaz est arrêté. Cet arrêt peut être effectué par la fermeture d'une vanne sur la conduite d'évacuation du biogaz. L'arrêt du soutirage du biogaz d'une enceinte de méthanisation ne doit pas perturber les autres enceintes éventuellement en cours d'utilisation. Selon un mode de réalisation, le cycle d'inertage comprend l'injection de gaz d'échappement issus de la cogénération dans le ciel gazeux de l'enceinte à l'aide d'une conduite de gaz d'échappement. Les gaz d'échappement sont pauvres en oxygène et 20 riches en CO2. Selon un mode de réalisation, l'injection des gaz d'échappement est maintenue pendant le temps nécessaire pour obtenir l'absence de méthane dans les gaz viciés. Dans une installation de taille moyenne, ledit temps nécessaire est de 3 à 9 heures. L'injection des gaz d'échappement a pour but le renouvellement du ciel gazeux afin d'éliminer le 25 biogaz susceptible de présenter un risque explosif au contact de l'air. Selon un mode de réalisation, les gaz viciés sortant de l'enceinte pendant le cycle d'inertage sont envoyés dans une torchère pour y être brulés.

Inertage par soutirage du biogaz de fin de méthanisation Selon un mode de réalisation, le cycle d'inertage comprend le soutirage de tout ou partie du gaz de fin de méthanisation, via une conduite d'évacuation, de préférence une conduite d'évacuation équipée d'un booster.

Le soutirage du gaz de fin de cycle de méthanisation permet d'éliminer le biogaz restant susceptible de présenter un risque explosif au contact de l'air. Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend plusieurs enceintes de méthanisation pouvant fonctionner en parallèle. Dans cette configuration et selon un mode de réalisation particulier, le soutirage du biogaz des autres enceintes de méthanisation est arrêté pendant la phase d'inertage de l'enceinte ayant terminé son cycle de méthanisation. Cet arrêt peut être effectué par la fermeture d'une ou plusieurs vanne(s) sur les conduites d'évacuation du biogaz. Selon un mode de réalisation, le gaz de fin de cycle de méthanisation soutiré pendant le cycle d'inertage est envoyé vers l'unité de cogénération pour y être valorisé ou vers une dispositif de stockage ou vers une unité d'épuration. Cycle d'hygiénisation Selon un mode de réalisation, le cycle d'hygiénisation comprend la circulation de gaz chaud dans l'enceinte, de préférence l'injection du gaz chaud, de préférence d'air chaud, sous le tas de digestat. Selon un mode de réalisation, le gaz chaud injecté sous le tas de digestat est de l'air extérieur soutiré par un ventilateur et chauffé par un dispositif de chauffage. Dans un mode de réalisation, le gaz chaud injecté sous le tas de digestat est chauffé par un échangeur de chaleur. De préférence, l'échangeur de chaleur est un échangeur de chaleur air-eau. Dans un mode de réalisation, l'échangeur de chaleur est couplé à un système de cogénération. Dans un autre mode de réalisation, l'échangeur de chaleur est couplé à un dispositif de chauffage tel que par exemple une chaudière.

Selon un mode de réalisation, le gaz chaud injecté sous le tas de digestat a une température allant de 50 à 70°C, de préférence de 53 à 57°C, plus préférentiellement égale à environ 55°C. La température du gaz chaud injecté est choisie en fonction des agents pathogènes à éliminer. Lorsque le gaz est chauffé à l'aide d'un échangeur de chaleur couplé au système de cogénération de l'installation, la température du gaz chaud injecté est de préférence compatible avec le système de cogénération de l'installation pour ne pas consommer plus d'énergie qu'il n'en est produit. Le bilan énergétique global de l'installation est de préférence positif. La durée de l'étape d'hygiénisation est adaptée en fonction de la température choisie 10 pour le gaz chaud injecté et des agents pathogènes à éliminer. Selon un mode de réalisation, l'injection de gaz chaud dans l'enceinte est maintenue pendant une durée de 2 à 5 jours, de préférence pendant 3 jours. Selon un mode de réalisation, le gaz chaud est injecté au niveau de la paroi inférieure de l'enceinte. Selon un mode de réalisation particulier, le gaz chaud est injecté à l'entrée 15 du système de drainage du percolât, plus préférentiellement à l'entrée des caniveaux de drainage du percolât. Selon un mode de réalisation, un surpresseur de gaz est installé sur la canalisation d'injection de gaz chaud. Dans ce mode de réalisation, le surpresseur permet de maintenir la pression nécessaire à l'injection du gaz chaud dans l'enceinte. 20 Selon un mode de réalisation, lors du cycle d'hygiénisation, les gaz viciés sortant de l'enceinte sont évacués par au moins une trappe de ventilation. Selon un autre mode de réalisation, lors de l'hygiénisation, les gaz viciés sortant de l'enceinte sont évacués par une conduite d'évacuation, optionnellement équipée d'un extracteur. Dans ce mode de réalisation particulier, la conduite d'évacuation peut être munie d'une bride d'attente 25 reliée à un dispositif de traitement du gaz. Selon un mode de réalisation particulier, le traitement du gaz permet de réduire la concentration en ammoniac dans le gaz. Selon un mode de réalisation particulier, le traitement consiste en une filtration sur filtre à composés azotés, de préférence un filtre à charbon actif. L'utilisation de ce type de filtre présente l'avantage d'éviter le relargage non contrôlé d'azote dans l'environnement et limite les gênes olfactives. L'utilisation d'un tel filtre dépend notamment de la teneur en ammoniac dans les gaz viciés rejetés. Selon un mode de réalisation, lors de l'étape d'hygiénisation, les parois de l'enceinte sont chauffées. Selon un mode de réalisation, les parois chauffées sont au moins une paroi verticale et/ou la paroi inférieure. Selon un mode de réalisation particulier, le chauffage des parois se fait à une température allant de 55 à 65°C, de préférence à une température égale à celle de du gaz chaud injecté dans l'enceinte. Les parois peuvent être chauffées à l'aide d'un système de canalisations intégrées dans les parois. Dans ce cas, le chauffage est assuré par la circulation dans les canalisations d'un fluide caloporteur tel que de l'eau. Le fluide caloporteur peut être chauffé grâce au système de cogénération de l'installation de méthanisation à l'aide d'un échangeur de chaleur. Selon un autre mode de réalisation, le chauffage du fluide caloporteur peut être réalisé à l'aide par exemple d'une chaudière. Le chauffage des parois de l'enceinte permet d'améliorer l'efficacité de l'hygiénisation et également de limiter le stress thermique auquel les parois sont soumises lors de cette étape. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé d'hygiénisation de d'invention peut comprendre une étape supplémentaire de chaulage. L'injection de gaz chaud dans l'enceinte a pour conséquence : l'hygiénisation du tas de matière par destruction d'une majorité d'agents pathogènes grâce à la chaleur, la réduction du risque explosif par l'élimination du biogaz restant et des poches résiduelles piégées dans le tas de digestat, le séchage partiel de la matière par évaporation d'une partie de la fraction liquide.

Procédure d'ouverture / cycle de ventilation Dans un mode de réalisation, la procédure d'ouverture de l'enceinte comprend 2 étapes : 1) une première étape de ventilation portes fermées, de préférence par une étape de pré-ventilation ou un cycle de ventilation tels que décrit ci-dessous, 2) l'ouverture des portes de l'enceinte et le maintien d'une ventilation. Etape de pré-ventilation Selon un mode de réalisation, une étape de pré-ventilation est effectuée à la fin du cycle d'hygiénisation et avant le cycle de ventilation, l'enceinte de méthanisation étant fermée. Selon un mode de réalisation, l'étape de pré-ventilation comprend la circulation de gaz à température ambiante dans l'enceinte, de préférence par injection d'air à température ambiante sous le tas de digestat.

Selon un mode de réalisation, l'air injecté sous le tas de digestat pendant la phase de pré-ventilation est de l'air extérieur soutiré par un ventilateur. Selon un mode de réalisation, l'injection d'air à température ambiante lors de l'étape de pré-ventilation est réalisée à l'aide des mêmes moyens d'injection de gaz chaud utilisés pendant la phase d'hygiénisation.

Selon un mode de réalisation, le gaz à température ambiante est injecté au niveau de la paroi inférieure de l'enceinte. Selon un mode de réalisation particulier, le gaz à température ambiante est injecté à l'entrée du système de drainage du percolât, plus préférentiellement à l'entrée des caniveaux de drainage du percolât. Selon un mode de réalisation, un surpresseur de gaz est installé sur la canalisation d'injection de gaz. Dans ce mode de réalisation, le surpresseur permet de maintenir la pression nécessaire à l'injection du gaz dans l'enceinte. Selon un autre mode de réalisation, lors de l'étape de pré-ventilation, les gaz sortant de l'enceinte sont évacués par une conduite d'évacuation, optionnellement équipée d'un extracteur. Dans ce mode de réalisation particulier, la conduite d'évacuation peut être munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz. Selon un mode de réalisation, l'étape de pré-ventilation a une durée allant de 15 minutes à 2 heures, de préférence une durée égale à environ 1 heure.

Cycle de ventilation Selon un mode de réalisation, le cycle de ventilation comprend l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux de l'enceinte et l'évacuation des gaz viciés. Selon un mode de réalisation, l'évacuation des gaz viciés se fait par au moins une trappe de ventilation. Selon un mode de réalisation, la ventilation a une durée allant de 30 minutes à 2 heures, de préférence une durée égale à environ 1 heure. Ouverture de l'enceinte Selon un premier mode de réalisation, le cycle d'hygiénisation est suivi d'une étape de pré-ventilation puis les portes de l'enceinte sont ouvertes. Selon un second mode de réalisation, le cycle d'hygiénisation est suivi d'un cycle de ventilation puis les portes de l'enceinte sont ouvertes. Selon un troisième mode de réalisation, le cycle d'hygiénisation est suivi d'une étape de pré-ventilation, puis d'un cycle de ventilation puis les portes de l'enceinte sont ouvertes.

Selon un mode de réalisation préféré, une ventilation est maintenue après ouverture des portes de l'enceinte de méthanisation. De préférence, cette ventilation de sécurité est réalisée à l'aide de l'extracteur situé sur la conduite de soutirage des gaz viciés, ladite conduite reliant l'enceinte de méthanisation à une sortie vers l'air extérieur, ladite sortie vers l'air extérieur étant de préférence munie d'un dispositif de traitement du gaz. L'air extérieur entre dans l'enceinte par les portes ouvertes et ensuite évacué hors de l'enceinte à l'aide de l'extracteur situé sur la conduite de soutirage des gaz viciés. Lorsque la température de l'enceinte est compatible avec la présence d'un opérateur, les portes de l'enceinte peuvent être ouvertes. Le digestat peut alors être déchargé de l'enceinte. Selon un mode de réalisation, la température à l'intérieur de l'enceinte est mesurée à l'aide d'une sonde de température de type PT 1000, de marque Danfoss et de modèle ESMU reliée au système de commande de l'installation.

Caractéristiques du digestat Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention comprend moins d'agents pathogènes que le digestat issu de cycle de méthanisation. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention comprend moins de 100 000 entérocoques par gramme, de préférence moins de 5000 entérocoques par gramme. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention comprend moins de 10 000 C. Perfringens par gramme, de préférence moins de 1000 C. Perfringens par gramme. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention comprend moins de 100 000 E. Coli par gramme, de préférence moins de 10 000 E. Coli par gramme, plus préférentiellement moins de 1000 E. Coli par gramme. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention ne comprend pas de Salmonelles dans 1 gramme, de préférence ne comprend pas de Salmonelles dans 25 grammes. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention ne comprend pas de Listeria monocytogène dans 1 gramme, de préférence ne comprend pas de Listeria monocytogène dans 25 grammes. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention ne comprend pas d'oeufs d'helminthes dans 1,5 gramme, de préférence ne comprend pas d'oeufs d'helminthes dans 25 gramme. Selon un mode de réalisation, le digestat hygiénisé par le procédé de l'invention a un 20 taux de matière sèche allant de 17 à 25%, de préférence de 19 à 21%. Par taux de matière sèche, on entend la proportion massique de matière sèche par rapport à la masse totale de matière. Le séchage partiel des digestats lors de l'hygiénisation selon la présente invention permet d'obtenir une matière humide facilement pelletable. Les digestats partiellement 25 séchés sont plus facilement transportable et épandables. Un digestat trop humide aurait une consistance proche de celle d'un liquide et serait difficile à déplacer tandis qu'un digestat complètement sec est difficile à épandre car il est volatile s'il est pailleux.

Automatisation du procédé Afin de sécuriser la manipulation de l'installation de méthanisation de la présente invention, les opérations liées aux étapes de méthanisation et d'hygiénisation peuvent être automatisées en tout ou partie. Une automatisation présente également l'avantage de limiter les risques d'erreurs humaines. Selon un mode de réalisation, l'installation de la présente invention peut être pilotée de façon semi-automatique selon le procédé comprenant les étapes suivantes : chargement de l'enceinte de méthanisation avec de la matière organique ; fermeture des trappes de ventilation, le cas échéant, ainsi que des portes étanches de l'enceinte, de préférence les portes sont condamnées par l'automate ; l'automate valide la fermeture des portes et autorise le cycle de méthanisation comprenant : o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par le dispositif d'aspersion, o le chauffage de l'enceinte, o le soutirage du biogaz, o le contrôle de la pression de l'enceinte à l'aide d'un moyen de contrôle du type capteur, par exemple de type capteur à effet capacitif de marque Endress et Hauser, o le contrôle de la température dans l'enceinte à l'aide d'un moyen de contrôle du type sonde à température, par exemple une sonde de type PT 1000, de marque Danfoss et de modèle ESMU, o le contrôle de la concentration en méthane du biogaz soutiré à l'aide d'un moyen de contrôle du type analyseur de gaz, par exemple de type analyseur de biogaz portatif de marque Sewerin et de modèle Multitec 540; à la fin du cycle de méthanisation, o isolation de l'enceinte de méthanisation par fermeture de la vanne de soutirage de biogaz et ouverture de la vanne d'injection des gaz d'échappement ; puis l'automate autorise le cycle d'inertage comprenant : l'injection de gaz d'échappement dans le ciel gazeux et le soutirage des gaz viciés ; ou o l'automate autorise le cycle d'inertage comprenant le soutirage de tout ou partie gaz de fin de cycle de méthanisation, de préférence à l'aide d'un booster, l'automate autorise le cycle d'hygiénisation comprenant : o l'injection de gaz chaud sous le tas de digestat, o le soutirage des gaz viciés, o optionnellement une séquence d'ouverture des trappes de ventilation ; l'automate autorise o une étape de pré-ventilation comprenant l'injection de gaz à température ambiante sous le tas de digestat et l'extraction des gaz viciés par une conduite d'évacuation ; et/ou o un cycle de ventilation comprenant : l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux, et une séquence d'ouverture des trappes de ventilation si elle n'a pas encore été effectuée ; l'automate autorise l'ouverture des portes tout en maintenant une ventilation de sécurité, de préférence une ventilation réalisée à l'aide d'un extracteur ; évacuation du digestat hors de l'enceinte. B. Dispositif d'hygiénisation La présente invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé d'hygiénisation décrit ci-dessus. Ainsi, la présente invention concerne une installation de méthanisation pour la mise en oeuvre du procédé d'hygiénisation de l'invention comprenant : au moins une enceinte de méthanisation (1) en phase sèche en système discontinu ; un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse ; un moyen pour chauffer ledit gaz, un moyen pour évacuer les gaz viciés. Selon un mode de réalisation, l'installation de méthanisation de la présente invention comprend : un moyen pour injecter un gaz sous le tas de digestat, un moyen pour chauffer ledit gaz, une conduite d'évacuation des gaz viciés, optionnellement équipée d'un extracteur, optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz. Selon un autre mode de réalisation, l'installation de méthanisation de la présente invention comprend : un moyen pour injecter un gaz sous le tas de digestat, un moyen pour chauffer ledit gaz, au moins une trappe de ventilation.

Les figures 1, 2 et 4 illustrent non limitativement le dispositif de la présente invention. La Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une enceinte (1) de méthanisation selon l'invention. La Figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une installation de méthanisation selon l'invention comprenant quatre enceintes de méthanisation (la), (lb), (1c) et (1d) et deux cuves à percolât (11a) et (1 lb). La Figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une enceinte (1) de méthanisation selon l'invention.

La Figure 4 représente une vue en coupe longitudinale d'une enceinte (1) de méthanisation selon l'invention couplé avec un digesteur en phase liquide pour une méthanisation mixte.

Selon un mode de réalisation illustré par les figures 1, 2 et 3, l'installation de méthanisation de la présente invention comprend : au moins une enceinte (1) étanche aux gaz ; un local de cogénération (14) ; au moins une cuve à percolât (11) ; une torchère (12) ; ladite enceinte (1) étanche aux gaz comprenant : o au moins une porte (3) étanche aux gaz conçue pour le chargement et l'évacuation de la biomasse (2) ; o une installation de chauffage (4) ; o une sortie de soutirage du biogaz (5a) située dans la partie supérieure de l'enceinte ; o une sortie de soutirage des gaz viciés (5b) située dans la partie supérieure de l'enceinte ; o au moins une entrée d'injection de gaz (6) située dans la partie supérieure de l'enceinte, de préférence une entrée de gaz (6a) pour l'entrée des gaz d'échappement lorsqu'ils sont utilisés pour la phase d'inertage et d'air en phase de ventilation et une entrée de microinjection d'air (6b) pour activer les bactéries sulfato-réductrices responsables de la précipitation du soufre ; o un dispositif de drainage (7) des jus de percolation situé sur la paroi inférieure de l'enceinte (1) ; o une sortie d'évacuation des jus de percolation (8) située dans la partie inférieure de l'enceinte ; o un dispositif d'aspersion (9) des jus de percolation ; o au moins une trappe de ventilation (20) ; o au moins un évent de sécurité (21) ; ledit local de cogénération (14) comprenant : o un système de cogénération comprenant un moteur (15) et une cheminée (13) d'évacuation des gaz d'échappement ; o au moins un ventilateur/surpresseur (17), de préférence un ventilateur/surpresseur (17a) et surpresseur/compresseur (17b) ; o au moins un échangeur de chaleur (16) ; ladite installation comprenant en outre : une conduite de soutirage du biogaz (10a) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation du biogaz (5a) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité au moteur (15) ou à la torchère (12) ou à un dispositif de stockage ; ladite conduite de soutirage du biogaz (10a) étant optionnellement munie d'un booster (23) ; une conduite de soutirage des gaz viciés (10b) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation des gaz viciés (5b) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la torchère (12) ou directement à une sortie vers l'air extérieur, ladite sortie vers l'air extérieur étant de préférence munie d'un dispositif de traitement du gaz (25) ; ladite conduite de soutirage des gaz viciés (10b) étant optionnellement munie d'un extracteur (24) ; une conduite de soutirage des jus de percolation (10c) raccordée à une extrémité, optionnellement par une vanne à volant, à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à une cuve à percolât (11) ; une conduite d'injection des jus de percolation (10d) raccordée à une extrémité à une cuve à percolât (11) et à l'autre extrémité au dispositif d'aspersion (9) ; une conduite d'évacuation des gaz d'échappement (18a) raccordée à une extrémité au moteur (15) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la cheminée (13) ou à l'entrée de gaz d'échappement (6a) lorsque les gaz d'échappement sont utilisés pour la phase d'inertage ; une conduite d'air ventilé (18b) raccordée à une extrémité à un surpresseur/compresseur (17b) et à l'autre extrémité à l'entrée de microinjection d'air (6b) ; une conduite de gaz ventilé (18c) susceptible d'être raccordée : o en phase d'hygiénisation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à l'échangeur de chaleur (16) couplé au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en étape de pré-ventilation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en phase de ventilation, à une extrémité à l'entrée de gaz (6a) et à l'autre extrémité directement au ventilateur/surpresseur (17a) ; étant entendu qu'une partie des conduites (18a) et (18c) peut être commune et qu'un surpresseur (19) peut être installé sur ces conduites.

Selon un mode de réalisation, l'installation de l'invention comprend en outre une console de commande. L'installation de l'invention sert à la fois à effectuer l'étape de méthanisation, à hygiéniser le digestat produit, à le sécher partiellement et à sécuriser l'enceinte. L'installation de l'invention comprend donc les éléments techniques nécessaires à la méthanisation ainsi que les éléments techniques nécessaires à l'étape d'hygiénisation en tant que telle. Enceinte étanche aux gaz Selon un mode de réalisation de l'invention, l'enceinte (1) étanche aux gaz est en béton, de préférence en béton préfabriqué. Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) a la forme d'un parallélépipède. Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) a une hauteur allant de 5,50 à 6,50 m, de préférence environ 5,50 m. Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) a une largeur comprise entre 5 et 6,50 m, de préférence environ 6m. Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) a une longueur comprise entre 8 et 30 m, de préférence de 10 à 25 m. Selon un mode de réalisation, l'installation de la présente invention comprend au moins 2 enceintes (1) étanches, de préférence de 4 à 9 enceintes (1) étanches, plus préférentiellement 4 enceintes (1) étanches. Portes Selon un mode de réalisation, l'enceinte est munie d'une porte (3) étanche aux gaz. Selon un mode de réalisation la porte (3) est constituée de deux battants rectangulaires.

Dans ce mode de réalisation, les battants ont une largeur d'environ 2 mètres et une hauteur d'environ 4 mètres. Selon un mode de réalisation, la porte (3) étanche aux gaz est faite d'un matériau ou d'un ensemble de matériaux résistant à la corrosion. Selon un mode de réalisation préféré, la paroi extérieure de la porte (3) est en acier inoxydable. Selon un mode de réalisation préféré, la paroi intérieure de la porte (3) est en polyester. Selon un mode de réalisation préféré, la porte (3) est protégée par un revêtement de surface isolé entre les la paroi extérieure et la paroi intérieure. Selon un mode de réalisation, les battants de la porte (3) sont fixés à l'enceinte à l'aide d'au moins un système de charnières. Selon un mode de réalisation, les battants de la porte (3) sont fixés à l'enceinte à l'aide de 4 charnières. Selon un mode de réalisation, l'étanchéité de la porte (3) est assurée par un joint statique. Selon un mode de réalisation, le joint statique est en caoutchouc. Selon un mode de réalisation particulier, le joint statique est plaqué contre le seuil de la porte (3) à l'aide d'un système de crémone.

L'enceinte (1) peut être munie d'un manomètre pour vérifier que l'étanchéité est bien assurée.

Selon un mode de réalisation, la porte (3) est munie d'un système de loquet à fermeture pneumatique. Un tel dispositif permet d'interdire l'ouverture de la porte pendant le fonctionnement de l'installation. Selon un mode de réalisation particulier, l'enceinte (1) est munie d'un double système de portes. Dans ce mode de réalisation, l'enceinte est isolée de l'extérieur par une porte (3) étanche aux gaz et le tas de matière est séparé de la porte étanche (3) par une porte intérieure. La porte intérieure a plusieurs fonctions : elle permet de former un tas de matière lors du chargement de l'enceinte, d'éviter que le tas de matière ne s'affaisse au cours de la digestion et d'éviter ainsi que la matière n'exerce une pression contre les portes étanches extérieures. Selon un mode de réalisation particulier, la porte intérieure est en bois, optionnellement munie d'une monture en acier inoxydable. Selon un mode de réalisation, la porte intérieure est fixée à l'enceinte à l'aide d'au moins une charnière et d'au moins un loquet. Selon un mode de réalisation, la manipulation des portes (3) est manuelle. Selon un autre mode de réalisation, la manipulation est automatique. Dans ce mode de réalisation, les portes (3) munies d'un système d'ouverture motorisé et un dispositif de commande relié à la console de commande de l'installation. Installation de chauffage Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) est munie d'une installation de chauffage (4). Selon un mode de réalisation particulier, l'installation de chauffage (4) est située sur au moins une des parois verticales de l'enceinte (1). Selon un autre mode de réalisation, le système de chauffage (4) est situé sur la paroi inférieure de l'enceinte (1). Selon un mode de réalisation, le système de chauffage (4) est inclus dans au moins une paroi de l'enceinte. Le système de chauffage (4) peut être un circuit de canalisations transportant un fluide caloporteur. Selon un mode de réalisation, le fluide caloporteur est de l'eau. Selon un mode de réalisation, pendant l'étape de méthanisation, l'enceinte (1) a une température allant de 35 à 45°C, de préférence de 37 à 40°C. De préférence, la méthanisation est réalisée dans des conditions mésophiles.

Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) comprend un moyen de contrôle de la température du type sonde à température, par exemple une sonde de type PT 1000, de marque Danfoss et de modèle ESMU.

Système de drainage Selon un mode de réalisation, le système de drainage (7) de l'enceinte (1) de la présente invention est un caniveau. De préférence, le système de drainage est situé hors des voies de chargement de la matière organique et d'évacuation du digestat, de telle sorte que lors du chargement ou de l'évacuation, le système de drainage n'est pas sollicité.

Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) étanche aux gaz comprend au moins un caniveau (7), de préférence au moins deux caniveaux (7). Selon un mode de réalisation, les caniveaux (7) sont installés dans la paroi inférieure de l'enceinte (1). Selon un mode de réalisation préféré, les caniveaux (7) sont parallèles entre eux et sont perpendiculaires aux portes (3) de l'enceinte (1) étanche aux gaz. Les caniveaux (7) présents dans l'enceinte (1) sont destinés à recueillir le jus de percolation. Selon un mode de réalisation, les caniveaux (7) sont raccordés à des conduites d'évacuation du percolât (10c). Les conduites (10c) auxquelles sont raccordés les caniveaux (7) permettent d'évacuer les jus de percolation hors de l'enceinte (1) vers une cuve à percolât (11). Cuves à percolât Selon un mode de réalisation, l'installation comprend au moins une cuve à percolât (11), de préférence au moins deux cuves à percolât. Les cuves à percolat permettent de stocker les percolâts drainés hors des enceintes (1) avant de les réinjecter dans les enceintes de méthanisation à l'aide des dispositifs d'aspersion (9).

L'utilisation de plusieurs cuves à percolât (11) permet en particulier de tirer parti de la variation du pH des jus de percolation au cours de la méthanisation. En effet, en début de méthanisation, le percolât est plutôt acide alors qu'en fin de méthanisation, le percolât est plutôt basique. La collecte maîtrisée des percolâts en fonction de leur pH permet de contrôler leur redistribution dans les enceintes de méthanisation afin d'y maintenir un pH adapté à de forts rendements en biogaz, de préférence un pH proche de la neutralité. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend deux cuves à percolât (11a) et (11c).

Selon un mode de réalisation, la cuve (11a) permet de recevoir les percolât acides, de pH allant préférentiellement de 6 à moins de 7 et la cuve (1 lb) permet de recevoir les percolât basiques, de pH allant préférentiellement de 7 à 8,5. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le percolat acide de la cuve (11a) est redistribué dans les enceintes (1) contenant de la matière organique en cours ou en fin de méthanisation et le percolat basique de la cuve (11b) est redistribué dans les enceintes (1) contenant de la matière organique en début de méthanisation. La distribution de percolât basique sur de la matière organique en début de méthanisation présente l'avantage supplémentaire de limiter la production d'acides gras volatils qui sont inhibiteurs de la méthanogenèse lorsqu'ils sont présents en quantité trop importante. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend en outre au moins un collecteur (22) muni d'autant de jonctions que d'enceintes (1). Le collecteur est un dispositif permettant : de distribuer sélectivement les percolats évacués de chacune des enceintes (1) dans l'une des cuves à percolât (11), ou de distribuer sélectivement le percolat contenu dans l'une des cuves (11) dans une enceinte (1).

Selon un mode de réalisation, l'installation comprend deux cuves à percolât (11a) et (1 lb) et deux collecteurs (22a) et (22b). Dans ce mode de réalisation, le collecteur (22a) permet de distribuer sélectivement les percolats évacués de chacune des enceintes (1) dans l'une des cuves à percolât (11a) ou (1 lb) et le collecteur (22b) permet de distribuer sélectivement le percolat contenu dans l'une des cuves (11a) ou (1 lb) dans une enceinte (1). Dispositif d'aspersion Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) étanche aux gaz comporte au moins un dispositif d'aspersion (9). Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif d'aspersion (9) est une rampe d'aspersion du jus de percolation. Selon un mode de réalisation particulier, l'enceinte (1) comprend au moins une rampe d'aspersion (9), de préférence 3 rampes d'aspersion (9). Les rampes d'aspersion (9) sont raccordées à une cuve à percolât (11) par une canalisation (10d).

L'aspersion de la biomasse par le percolât permet de maintenir le niveau d'humidité nécessaire à la méthanisation et propice à la prolifération des micro-organismes responsables de la méthanisation. Les micro-organismes responsables de la méthanisation ont une efficacité maximum lorsque leur environnement a un pH allant de 6,5 à 8,5. Ainsi, le maintien du pH de la biomasse dans cette gamme de pH permet d'améliorer le rendement de la méthanisation et donc de la production en biogaz. Selon un mode de réalisation, la biomasse (2) contenue dans les digesteurs en début de méthanisation est aspergée avec du percolât basique provenant de la cuve à percolât (1 lb) tandis que la biomasse contenue dans les digesteurs en fin de méthanisation est aspergée avec du percolât acide provenant de la cuve à percolât (11a). Cette recirculation croisée des jus de percolation permet de réguler le pH dans les digesteurs. Selon un mode de réalisation, le percolât est chauffé avant d'être distribué dans l'enceinte (1) par le dispositif d'aspersion (9). Dans ce mode de réalisation, le chauffage du percolât est réalisé dans la cuve à percolat (11), de préférence à l'aide d'un réseau de fluide caloporteur. Conduites Selon un mode de réalisation, les conduites de l'installation de la présente invention peuvent transporter des fluides de natures diverses. En particulier, les canalisations peuvent être alternativement utilisées pour transporter des gaz et des liquides. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau des canalisations est par exemple du polyéthylène haute-densité pour les fluides extérieurs aux digesteurs et du polypropylène pour ceux circulant au sein des digesteurs. Torchère Selon un mode de réalisation, la torchère (12) possède au moins deux entrées. Dans ce mode de réalisation, une des entrées permet de bruler le biogaz résiduel en fin de cycle de méthanisation, en particulier lors de la phase d'inertage réalisée par soutirage du gaz de fin de fin de cycle de méthanisation, et une autre entrée permet de bruler le biogaz en cas de panne de la cogénération. Selon un mode de réalisation, la torchère (12) possède au moins une entrée. Dans ce mode de réalisation, l'entrée permet par exemple de bruler le biogaz en excès dans le 20 réseau. Local de cogénération Selon un mode de réalisation, le dispositif de cogénération comprend un moteur (15), de préférence un moteur thermique, plus préférentiellement un moteur à allumage 25 commandé relié à un alternateur.

Selon un mode de réalisation, un surpresseur est situé en amont du moteur (15), par exemple un booster (23) présent sur la conduite de biogaz (10a). Le surpresseur permet d'alimenter le moteur (15) en biogaz à pression constante. Dans un mode de réalisation, un automate de commande permet de réguler le mélange air-biogaz en fonction de la quantité de biogaz disponible en sortie de surpresseur. Selon un mode de réalisation, le local de cogénération (14) comprend un échangeur de chaleur (16), de préférence un échangeur de chaleur à eau. Selon un mode de réalisation préféré, l'échangeur de chaleur (16) comprend un échangeur de chaleur à plaques monté sur le bloc moteur (15) et un échangeur tubulaire monté sur la conduite d'évacuation des gaz d'échappement (18a). Dans ce mode de réalisation, l'échangeur de chaleur à plaques permet de préchauffer l'eau circulant dans l'échangeur de chaleur tubulaire. De plus, l'échangeur à plaque permet de dissiper l'énergie thermique produite par le moteur (15). Dans un mode de réalisation, l'échangeur de chaleur (16) est utilisé pour chauffer le gaz chaud utilisé dans le cycle d'hygiénisation du digestat. Dans un mode de réalisation particulier, un surpresseur (19), installé sur la conduite de gaz ventilé (18c) permet d'injecter le gaz chaud sous le tas de digestat. Selon un mode de réalisation, le local de cogénération (14) comprend au moins un ventilateur/surpresseur (17). Selon un mode de réalisation préféré, le local de cogénération (14) comprend deux ventilateurs/surpresseurs : (17a) et (17b), de préférence (17b) est un compresseur. Dans ce mode de réalisation, le ventilateur/surpresseur (17a) permet de prélever de l'air ambiant soit pour le chauffer dans l'échangeur de chaleur (16) avant qu'il ne soit injecté sous le tas de digestat lors de l'hygiénisation, soit pour l'injecter directement dans le ciel gazeux de l'enceinte de méthanisation lors du cycle de ventilation, soit l'injecter sous le tas de digestat lors de l'étape de pré-ventilation. L'aérotherme (17b), (17b) étant de préférence un compresseur, permet de prélever de l'air ambiant pour réaliser des microinjections d'air dans l'enceinte lors du cycle de méthanisation afin d'activer les bactéries sulfatoréductrices responsables de la précipitation du soufre et permettre ainsi un abattement de la teneur en H25 présent dans le biogaz. Selon un mode de réalisation, l'air sous pression créé par le surpresseur/compresseur (17b) permet également de piloter les vannes pneumatiques, en particulier les vannes pneumatiques utilisées pour la fermeture des portes de l'enceinte de méthanisation. Selon un mode de réalisation particulier, le ventilateur/surpresseur (17) permet de dissiper, en sortie de l'échangeur de chaleur à plaques, l'énergie thermique résiduelle produite par le moteur (15). Selon un mode de réalisation, le système de cogénération comprend une cheminée (13) d'évacuation des gaz d'échappement. Trappes de ventilation et évents de sécurité Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) étanche aux gaz comprend au moins une trappe de ventilation (20). Selon un mode de réalisation, les trappes (20) sont de forme rectangle. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les trappes ont une longueur allant de 1,5 m à 2,5 m, plus préférentiellement d'environ 2 m et une largeur allant de 50 cm à 1,5 m, plus préférentiellement d'environ 1 m. Selon un mode de réalisation les trappes de ventilation (20) sont situées sur le toit de l'enceinte. Selon un mode de réalisation particulier, les trappes de ventilation (20) sont manipulées manuellement. Selon un autre mode de réalisation, les trappes de ventilation (20) sont manipulées automatiquement. Dans ce mode de réalisation particulier, les trappes (20) sont munies d'un système d'ouverture motorisé et un dispositif de commande relié à la console de commande de l'installation de méthanisation. Selon un mode de réalisation, le cycle de ventilation effectué à la fin de l'hygiénisation est réalisé avec au moins une trappe de ventilation (20) ouverte.

Selon un mode de réalisation alternatif, l'enceinte de méthanisation ne comprend pas de trappes de ventilation. Dans ce cas, l'évacuation des gaz lors de l'étape de ventilation et/ou de pré-ventilation peut se faire à l'aide d'une conduite d'évacuation, de préférence la conduite de gaz viciés (10b), de préférence équipée d'un extracteur (24). Selon un mode de réalisation, l'enceinte (1) comprend en outre au moins un évent de sécurité (21), de préférence au moins 2 évents de sécurité (21).

Selon un mode de réalisation, le nombre d'évents de sécurité est adapté à la superficie de, l'enceinte de méthanisation, de préférence le nombre d'évents de sécurité est conforme à la règlementation en vigueur. Selon un mode de réalisation, les évents de sécurité (21) sont situés sur la paroi supérieure de l'enceinte.

Dispositif d'hygiénisation de l'invention et méthanisation mixte Le procédé et le dispositif associé de la présente invention ont pour but d'hygiéniser des digestats issus de méthanisation discontinue en phase sèche. Il a été précisé plus haut que dans un mode de réalisation, le percolât drainé lors du cycle de méthanisation pouvait être utilisé pour asperger le digestat également pendant le cycle de méthanisation, et ce afin de maintenir de forts rendements en biogaz. La Demanderesse a montré que des liquides autres que le percolât drainé peuvent être utilisés pour asperger le digestat lors de la phase de méthanisation sèche précédant l'hygiénisation de la présente invention.

En effet, les agriculteurs disposent à la fois de déchets solides, par exemple du fumier, et de déchets liquides, par exemple du lisier. Habituellement, les déchets liquides et solides sont mélangés dans un réacteur unique, le plus souvent infiniment mélangé, pour n'effectuer qu'un seul traitement par méthanisation en phase liquide. Cependant, cette méthode nécessite un apport fréquent en liquides supplémentaires, le plus souvent de l'eau et conduit à un digestat liquide. La Demanderesse propose donc de coupler un réacteur de méthanisation en phase liquide avec l'enceinte de méthanisation en phase sèche discontinue de l'invention.

Dans un mode de réalisation, le réacteur de méthanisation en phase liquide est destiné à traiter les effluents liquides et l'enceinte de méthanisation en phase sèche est destinée à traiter les effluents majoritairement solides. Selon un mode de réalisation, une partie du liquide contenu dans le réacteur en phase liquide est recyclé en aspersion dans le digesteur en phase sèche lors du cycle de méthanisation. Ce type d'association est qualifié dans la suite de méthanisation mixte : séparation des phases sèches et liquides associée au croisement des flux. Dans la méthanisation mixte, l'aspersion du digestat en cours de méthanisation sèche par les effluents de méthanisation liquide joue les rôles suivants : rôle chimique : l'aspersion par les effluents de méthanisation liquide permet de tamponner le milieu de méthanisation sèche et un développement accru des bactéries méthanogènes ; rôle biologique : l'aspersion par les effluents de méthanisation liquide permet d'ensemencer en continu le milieu de méthanisation sèche en bactéries.

La méthanisation mixte présente notamment les avantages suivants : conserver la phase initiale des déchets : le liquide reste liquide et le solide reste solide, dans des quantités comparables aux quantités initiales introduites, ce qui permet notamment de conserver les méthodes d'épandage ultérieures ; optimisation du système : la méthanisation mixte permet de créer des conditions chimiques et biologiques plus favorables à la production de biogaz pour un temps de séjour plus court dans les réacteurs et donc une meilleure rentabilité des installations. Selon un mode de réalisation, la méthanisation mixte conduit à des résultats supérieurs à ceux résultant de l'addition des deux systèmes en phase sèche et en phase liquide, sans croisement des flux. La figure 4 représente une installation permettant de réaliser une méthanisation mixte puis l'hygiénisation du digestat issu de la méthanisation sèche selon le procédé de l' invention.

Ainsi, selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend en outre un digesteur en phase liquide (26) et les conduites appropriées pour introduire une partie des effluents liquides du digesteur (26) dans l'enceinte de méthanisation (1), de préférence via le dispositif d'aspersion (9).

Selon un mode de réalisation, le digesteur en phase liquide (26) est un dispositif de méthanisation en phase liquide en continu, de préférence de type infiniment mélangé, connu de l'homme du métier. Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend au moins une conduite d'injection des effluents de phase liquide (10e) raccordée à une extrémité à l'enceinte de méthanisation (26) et à l'autre extrémité au dispositif d'aspersion (9). Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend en outre une cuve de stockage intermédiaire permettant d'entreposer les effluents liquides du digesteur (26) avant leur distribution dans l'enceinte de méthanisation (1). Selon un mode de réalisation, le procédé d'hygiénisation de l'invention comprend en outre une phase préalable de méthanisation comprenant : le chargement de la matière organique dans l'enceinte de méthanisation ; la fermeture de l'enceinte de manière à ce qu'elle soit étanche aux gaz ; un cycle de méthanisation comprenant : o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par un dispositif d'aspersion et/ou la distribution d'effluents de méthanisation en phase liquide, o le soutirage du biogaz.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'hygiénisation d'un digestat issu d'une méthanisation en phase sèche en système discontinu réalisée dans une enceinte de méthanisation unique, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément dans ladite enceinte, à l'expiration de l'étape de méthanisation, un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse, et un moyen pour évacuer les gaz viciés, ledit gaz étant à une température d'au moins 55°C et la circulation dudit gaz étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours.
2. Le procédé d'hygiénisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre simultanément l'enceinte de méthanisation, un moyen pour injecter un gaz chaud sous le tas de digestat, et un moyen pour évacuer les gaz viciés, de préférence au moins une trappe de ventilation ou une conduite d'évacuation, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement équipée d'un extracteur, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz, ledit gaz chaud étant à une température d'au moins 55°C et l'injection dudit gaz chaud étant mise en oeuvre pendant au moins 3 jours.
3. Le procédé d'hygiénisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le gaz chaud est de l'air chaud.
4. Le procédé d'hygiénisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une étape préalable de méthanisation comprenant : le chargement de la matière organique dans l'enceinte de méthanisation ; la fermeture de l'enceinte de manière à ce qu'elle soit étanche aux gaz ; un cycle de méthanisation comprenant :o le drainage du percolât, o la redistribution du percolât par les rampes d'aspersion et/ou la distribution d'effluents de méthanisation en phase liquide, o le soutirage du biogaz.
5. Le procédé d'hygiénisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre à la fin de la phase de méthanisation et avant l'étape d'hygiénisation une étape préalable d'inertage comprenant : l'arrêt du soutirage du biogaz, l'injection de gaz d'échappement dans le ciel gazeux de l'enceinte, le soutirage des gaz viciés ; ou le soutirage de tout ou partie du gaz de fin de cycle de méthanisation, de préférence en présence d'un booster.
6. Le procédé d'hygiénisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre une procédure ultérieure d'ouverture de l'enceinte comprenant : une étape de pré-ventilation, enceinte fermée, comprenant l'injection de gaz à température ambiante sous le tas de digestat, de préférence l'injection d'air à température ambiante, l'injection étant de préférence effectuée à l'aide d'un ventilateur et l'évacuation des gaz viciés par une conduite d'évacuation optionnellement munie d'un extracteur ; et/ou un cycle de ventilation comprenant l'injection de gaz, préférentiellement d'air, à température ambiante, dans le ciel gazeux de l'enceinte, et l'évacuation des gaz viciés, de préférence par au moins une trappe de ventilation ; suivi(s) par - l'ouverture des portes de l'enceinte.
7. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'hygiénisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant :au moins une enceinte de méthanisation (1) en phase sèche en système discontinu ; un moyen pour faire circuler un gaz dans ladite enceinte, ledit gaz venant au contact du digestat, en périphérie et dans la masse ; un moyen pour chauffer ledit gaz, un moyen pour évacuer les gaz viciés.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel : le moyen pour faire circuler un gaz dans l'enceinte (1) est un moyen pour injecter un gaz sous le tas de digestat, le moyen pour évacuer les gaz viciés est une conduite d'évacuation des gaz viciés, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement équipée d'un extracteur, ladite conduite d'évacuation étant optionnellement munie d'une bride d'attente reliée à un dispositif de traitement du gaz (25) ; et/ou au moins une trappe de ventilation (20).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant : au moins une enceinte (1) étanche aux gaz ; un local de cogénération (14) ; au moins une cuve à percolât (11) ; une torchère (12) ; ladite enceinte (1) étanche aux gaz comprenant : o au moins une porte (3) étanche aux gaz conçue pour le chargement et l'évacuation de la biomasse (2) ; o une installation de chauffage (4) ; o une sortie de soutirage du biogaz (5a) située dans la partie supérieure de l'enceinte ; o une sortie de soutirage des gaz viciés (5b) située dans la partie supérieure de l'enceinte ;o au moins une entrée d'injection de gaz (6) située dans la partie supérieure de l'enceinte, de préférence une entrée de gaz (6a) pour l'entrée des gaz d'échappement lorsqu'ils sont utilisés pour la phase d'inertage et d'air en phase de ventilation et une entrée de microinjection d'air (6b) ; o un dispositif de drainage (7) des jus de percolation situé sur la paroi inférieure de l'enceinte (1) ; o une sortie d'évacuation des jus de percolation (8) située dans la partie inférieure de l'enceinte ; o un dispositif d'aspersion (9) des jus de percolation ; o au moins une trappe de ventilation (20) ; o au moins un évent de sécurité (21) ; ledit local de cogénération (14) comprenant : o un système de cogénération comprenant un moteur (15) et une cheminée (13) d'évacuation des gaz d'échappement ; o au moins un ventilateur/surpresseur (17) ; o au moins un échangeur de chaleur (16) ; ladite installation comprenant en outre : une conduite de soutirage du biogaz (10a) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation du biogaz (5a) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité au moteur (15) du système de cogénération ou à la torchère (12) ou à un dispositif de stockage ; ladite conduite de soutirage du biogaz (10a) étant optionnellement munie d'un booster (23) ; une conduite de soutirage des gaz viciés (10b) raccordée à une extrémité à la sortie d'évacuation des gaz viciés (5b) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la torchère (12) ou directement à une sortie vers l'air extérieur, ladite sortie vers l'air extérieur étant de préférence munie d'un dispositif de traitement du gaz (25) ; ladite conduite de soutirage des gaz viciés (10b) étant optionnellement munie d'un extracteur (24) ;une conduite de soutirage des jus de percolation (10c) raccordée à une extrémité, optionnellement par une vanne à volant, à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à une cuve à percolât (11) ; une conduite d'injection des jus de percolation (10d) raccordée à une extrémité à une cuve à percolât (11) et à l'autre extrémité au dispositif d'aspersion (9) ; une conduite d'évacuation des gaz d'échappement (18a) raccordée à une extrémité au moteur (15) et susceptible d'être raccordée à l'autre extrémité à la cheminée (13) ou à l'entrée de gaz d'échappement (6a) lorsque les gaz d'échappement sont utilisés pour la phase d'inertage ; une conduite d'air ventilé (18b) raccordée à une extrémité à un surpresseur/compresseur (17b) et à l'autre extrémité à l'entrée de microinjection d'air (6b) ; une conduite de gaz ventilé (18c) susceptible d'être raccordée : o en phase d'hygiénisation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité à l'échangeur de chaleur (16) couplé au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en étape de pré-ventilation, à une extrémité à la sortie d'évacuation des jus de percolation (8) et à l'autre extrémité au ventilateur/surpresseur (17a) ; ou o en phase de ventilation, à une extrémité à l'entrée de gaz (6a) et à l'autre extrémité directement au ventilateur/surpresseur (17a) ; étant entendu qu'une partie des conduites (18a) et (18c) peut être commune et qu'un surpresseur (19) peut être installé sur ces conduites.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant en outre au moins une enceinte de méthanisation (26) en phase liquide en système continu et au moins une conduite d'injection des effluents de phase liquide (10e) raccordée à une extrémité à l'enceinte de méthanisation (26) et à l'autre extrémité au dispositif d'aspersion (9).