Couplé à la production de biogaz

L’utilisation d’agro-ressources pour produire du bio-éthanol et du bio-diesel engendre de nouvelles contraintes environnementales (eutrophisation, raréfaction des ressources, écotoxicité, atteinte à la biodiversité) et génère une compétition avec les filières alimentaires. L’idée de recycler le CO2 généré par l’industrie comme ressource de carbone pour la production de micro-algues puis de les méthaniser pour obtenir du biogaz est une alternative originale qui permet de s’abstraire des contraintes présentées par d’autres processus de transformation de la biomasse.

L’Algotron, une nouvelle installation pilote

Le projet de recherche s’est appuyé à la fois sur les avancées récentes en matière de cultures de micro-algues et sur la maîtrise du processus de digestion anaérobie. Il a donné naissance à un procédé pilote, l’algotron.
Les algues sont cultivées dans un bassin ouvert, elles se concentrent par décantation naturelle puis sont éventuellement centrifugées. Le flux d’algues concentrées est ensuite injecté dans un digesteur anaérobie. La production de méthane ainsi obtenue peut être utilisée en tant que biocarburant dans les moteurs à combustion.

Analyse environnementale et énergétique selon le cadre méthodologique de l’analyse du cycle de vie.

Les chercheurs ont évalué sur le plan environnemental l’usage du méthane produit par la digestion anaérobie de microalgues en tant que biocarburant et l’ont comparé au carburant fossile et aux biodiesels de première génération. Selon le principe de l’analyse du cycle de vie, le système est considéré dans son ensemble. Ainsi, le procédé inclut l’étape de production, la récolte et la concentration des algues, leur transformation en méthane et la combustion de ce dernier. Pour toutes ces étapes, la construction et le démantèlement des installations ont été pris en compte. A partir de ce système, l’ensemble des consommations de ressources et les émissions de polluants vers l’environnement ont été quantifiés pour la production d’une énergie d’un mégajoule (MJ) par combustion dans un moteur. A partir de cet inventaire, l’approche analyse du cycle de vie permet d’évaluer les consommations de ressources et les atteintes à l’environnement (réchauffement climatique, eutrophisation des milieux, toxicités, etc…)
Dans le cadre de cette recherche, les résultats suggèrent que les impacts générés par la production de méthane à partir de microalgues sont fortement corrélés avec la consommation électrique de l’installation. Des progrès peuvent être réalisés par une optimisation des systèmes de cultures (brassage, circuit des flux) et des dépenses énergétiques associées. Des gains notables peuvent être obtenus par une amélioration de l'efficacité du processus anaérobie dans des conditions contrôlées. Mais l’intérêt de cette recherche est de conclure que ce processus de production de bioénergie de nouvelle génération rivalise fortement avec les autres productions de biocarburants. Cela laisse envisager, par une meilleure connaissance des phénomènes mis en jeu et une conception optimisée du couplage culture d’algues/méthanisation, des alternatives aux carburants fossiles performantes du point de vue environnemental.

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Jean-Philippe STEYER - Arnaud HELIAS
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