BE1024199B1 - Cuve et installation de bio-méthanisation - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à une cuve de bio-méthanisation en béton présentant des parois délimitant son volume interne et comprenant : - une entrée pour une substance chargée en matière carbonée, une sortie pour un digestat obtenu dans ladite cuve de bio-méthanisation suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée, et - une sortie pour un biogaz produit au départ de ladite substance chargée en matière carbonée suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée, lesdites parois délimitant le volume interne de ladite cuve étant des parois formées en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats, ledit béton comprenant : - au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, - au moins un agent superplastifiant, au moins une résine formaldéhyde, de l'hydroxyéthylcellulose et/ou de l'hydroxyalkylcellulose, et des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier.
Description
Cuve et installation de bio-méthanisation
La présente invention se rapporte à une cuve de biométhanisation en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats, ladite cuve présentant des parois délimitant son volume interne et comprenant : - une entrée pour une substance chargée en matière carbonée, - une sortie pour un digestat obtenu dans ladite cuve de biométhanisation suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée, et - une sortie pour un biogaz produit au départ de ladite substance chargée en matière carbonée suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée.
De nombreuses cuves de bio-méthanisation sont connues de l’état de la technique et sont utilisées afin de produire du biogaz au départ de substances chargées en matière carbonée, comme par exemple au départ d’eaux usées (issues des déchets de laiteries, de brasseries, d’abattoirs ou encore de sucreries) mais aussi au départ de lisiers issus des exploitations agricoles.
Parmi ces cuves, on distingue essentiellement celles en acier et celles en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats. Toutefois, les cuves en acier sont coûteuses et particulièrement sensibles aux variations de températures auxquelles elles sont soumises dès lors qu’elles sont exposées aux conditions de températures extérieures. Ceci a un impact direct sur le rendement de l’installation de bio-méthanisation puisque les populations bactériennes responsables de la bio-méthanisation présentent un optimum de rendement directement lié à la température de travail. Par ailleurs, ces cuves en acier occupent un volume considérable, par exemple au sein d’une exploitation agricole, et il en résulte donc une perte d’espace non négligeable.
Les cuves en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats, quant à elles, peuvent être placées dans le sol puisqu’elles présentent des parois extérieures pouvant résister aux conditions humides rencontrées sous terre, ceci au contraire des cuves en acier. Par conséquent, les cuves en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats placées dans le sol sont moins encombrantes et également nettement moins soumises aux variations de températures.
Concernant la bio-méthanisation, une première technique de bio-méthanisation repose sur une utilisation, dans une cuve telle que celle indiquée ci-dessus, de lits bactériens composés par exemple de scories ou de matériaux synthétiques servant d’éléments de support à des populations bactériennes. La présence d’éléments de support pour des populations bactériennes permet de fixer ces dernières, ce qui permet d’en augmenter la concentration dans les cuves utilisées pour la production de biogaz au départ de substances chargées en matière carbonée. On parle alors de digesteurs (réacteurs) à cultures fixées ou à lits fixés.
Une seconde technique repose quant à elle sur un mélange continu du substrat (substance chargée en matière carbonée) avec des populations bactériennes au sein de la cuve. On parle alors de réacteurs (digesteurs) « infiniment mélangés » dans lesquels, en présence de populations bactériennes, le substrat (la substance chargée en matière carbonée) est homogénéisé continuellement par brassage mécanique ou par brassage au gaz. Généralement, que l’une ou l’autre de ces deux techniques soit utilisée, les cuves recevant les substances chargées en matière carbonée font partie d’une installation de traitement anaérobie pour produire à la fois du biogaz mais aussi pour épurer simultanément ladite substance. A ce titre, un exemple non limitatif est l’épuration des eaux d’abattoirs avec une production simultanée de biogaz.
Plus particulièrement, une production de biogaz repose sur une dégradation bactérienne, généralement par au moins deux types principaux de populations bactériennes distinctes, de la matière carbonée présente dans une substance (dans un fluide). Il s’agit en fait d’une fermentation méthanique qui implique deux phases successives de transformation du carbone organique d’abord en gaz carbonique (C02) puis en méthane (CH4). La première phase est réalisée sous l’action de bactéries acidogènes qui dégradent (hydrolysent) les molécules organiques en acides gras volatils (AGV), principalement en acide acétique et en acide propionique, cette première dégradation étant accompagnée d’un dégagement de gaz carbonique. La seconde phase a lieu sous l’action de bactéries méthanogènes qui transforment les AGV précédemment obtenus en méthane et en gaz carbonique.
Cependant, il existe un problème récurrent lié au processus de fermentation inhérent à la bio-méthanisation, ce problème étant connu sous les termes d’« attaque biogène ». Il s’agit plus spécifiquement d’un phénomène de « corrosion » biogène dû à la formation et à la présence d’acide sulfurique (H2SO4), lequel attaque et ronge les parois des cuves de bio-méthanisation, que ces dernières soient en acier ou en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats. Il en résulte que les parois des cuves deviennent poreuses et présentent des fissures laissant s’écouler le fluide (substance) chargé en matière organique hors des cuves.
Cette « corrosion » biogène est directement liée à la dégradation microbienne anaérobie de substances organiques dans les cuves des installations de production de biogaz. En effet, cette dégradation microbienne anaérobie libère non seulement les composants principaux que sont le méthane (CH4) et le dioxyde de carbone (C02) mais aussi de l’hydrogène sulfuré (H2S) dont la quantité produite dépend, entre autres, de la nature des substrats employés et peut varier de quelques ppm à plusieurs milliers de ppm (ce qui est notamment le cas lors de la fermentation de lisiers, de déchets alimentaires et de déchets biologiques).
Or, des bactéries (des thiobacilles), dans la zone de gaz (c’est-à-dire dans la partie haute de la cuve, au-dessus de la partie où se trouve la substance chargée en matière carbonée) et sur la surface humide de l'élément de construction en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats, transforment l'hydrogène sulfuré (H2S) en acide sulfurique (H2SO4). Cet acide sulfurique réagit avec les composants du béton (principalement avec l'hydroxyde de calcium pour se transformer en gypse) et il en résulte que le béton (comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats) est altéré et érodé par l'eau de condensation qui ruisselle. Par exemple, en l'espace de quelques années, il est estimé que des couches de béton de l’ordre de 5 mm d'épaisseur sont enlevées aux endroits exposés à de telles attaques biogènes.
De cette problématique liée aux attaques biogènes, il résulte que les cuves en acier ou en un béton (comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats) actuellement utilisées pour la production de biogaz et/ou l’épuration de substance (fluide) chargée en matière carbonée, doivent être remplacées ponctuellement. Ceci est particulièrement contraignant dès lors qu’il faut mettre à l’arrêt la production de biogaz, vider les cuves et en reconnecter de nouvelles sur l’installation existante. En outre, pour les cuves qui seraient placées dans le sol, il conviendrait de les déterrer, ce qui, à nouveau, est particulièrement contraignant. Ceci concerne plus particulièrement les cuves en béton puisque les cuves en acier ne sont généralement pas placées sous terre pour des raisons d’oxydation des parois de la cuve.
Par ailleurs, malheureusement, avec les cuves en béton actuelles (le béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats), il est observé que la résistance des parois des cuves est faible face à la pression exercée par le fluide (substance) chargé en matière organique y étant contenu. A ce jour, il existe donc un réel besoin de disposer de cuves en béton (comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats) pouvant être placées dans le sol afin d’être moins soumises aux variations de température (c’est-à-dire des cuves enterrées) et résistant aux « attaques biogènes », c’est-à-dire résistant au phénomène de « corrosion » biogène dû à la formation et à la présence d’acide sulfurique (H2S04). En outre, il existe également un besoin de procurer des cuves plus résistantes à la pression exercée sur leurs parois par le fluide (substance) chargé en matière organique y étant contenu.
En ce sens, l’invention a pour but de pallier les inconvénients de l’état de la technique en procurant une cuve en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats qui est plus résistante (c’est-à-dire qui résiste mieux) au phénomène de « corrosion » biogène (« attaque biogène ») et qui présente une résistance optimale à la pression exercée sur leurs parois par le fluide (substance) chargé en matière organique y étant contenu.
Pour résoudre les problèmes connus de l’état de la technique, il est prévu, suivant l’invention, une cuve en béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats telle qu’indiquée au début, caractérisée en ce que lesdites parois délimitant son volume interne sont des parois formées en un béton comprenant : - au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, - au moins un agent superplastifiant, - au moins une résine formaldéhyde, - de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, et - des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier.
Avantageusement, selon l’invention, ledit béton présente des caractéristiques physiques répondant au moins aux valeurs minimales prescrites par la norme NBN EN 206-1. Plus particulièrement, selon l’invention, le béton est un béton répondant à la dénomination CEM I, en particulier à la dénomination C60/75 EE4 EA3 S4 D14 CEM I 52,5 R HES qui comprend en outre d’autres constituants : superplastifiant, résine formaldéhyde, hydroxyéthylcellulose et/ou de hydroxyalkylcellulose, et fibres métalliques.
Par les termes « caractéristiques physiques », on entend notamment, au sens de la présente invention, la résistance du béton, sa consistance et le rapport eau/ciment en masse (E/C).
Au sens de la présente invention, le béton dont les caractéristiques physiques répondent au moins aux valeurs minimales prescrites par la norme NBN EN 206-1, est un béton qui peut donc soit répondre aux valeurs minimales définies par cette norme pour I les caractéristiques physiques, soit présenter des valeurs supérieures aux valeurs minimales de cette norme pour ces mêmes caractéristiques physiques.
Contre toute attente, alors que les bétons comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats sont tous reconnus comme étant particulièrement sensibles aux attaques biogènes, il a été démontré, dans le cadre de la présente invention, qu’une cuve selon l’invention dont les parois sont formées en un béton comprenant au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, au moins un agent superplastifiant, au moins une résine formaldéhyde, de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, et des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier, résiste plus efficacement au phénomène de « corrosion » biogène dû à la formation et à la présence d’acide sulfurique (H2SO4). En effet, il a été déterminé que les cuves suivant l’invention peuvent être utilisées durant de nombreuses années, c’est-à-dire pendant plus de 10 ans, sans avoir à être remplacées puisque leurs parois ne sont pas altérées par les « attaques biogènes ». Par conséquent, des cuves suivant l’invention peuvent assurer qu’une installation restera en place de nombreuses années sans avoir à procéder à un remplacement ponctuel des cuves de bio-méthanisation.
Par ailleurs, selon l’invention, afin d’assurer que les cuves présentent une résistance optimale, le béton en formant les parois comprend des fibres métalliques, en particulier des fibres en acier. Or, il est reconnu que les fibres en acier placées dans les bétons classiques connus de l’état de la technique sont particulièrement sensibles à la corrosion, ceci d’autant plus lorsqu’elles sont présentes dans un béton qui est lui-même en contact un fluide (substance) chargé en matière organique comme c’est le cas dans les cuves de biométhanisation. Cependant, de façon surprenante, dans le cadre de la présente invention, il a été déterminé qu’un béton comprenant au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, au moins un agent superplastifiant, au moins une résine formaldéhyde, de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, permet d’éviter ou du moins de minimiser significativement la corrosion des fibres métalliques, en particulier des fibres en acier. En effet, il a été observé que les fibres métalliques présentes (inclues) dans un béton selon l’invention se corrode nettement moins voire pas du tout.
De plus, il a également été mis en évidence, dans le cadre de la présente invention, qu’un béton suivant l’invention permet d’assurer que les fibres métalliques, en particulier les fibres en acier, ne sédimentent pas lors du coulage et de la formation des cuves dans des moules. Il en résulte une distribution tout à fait homogène des fibres métalliques dans le béton selon l’invention, ce qui contribue d’une part à l’optimisation de la résistance des parois des cuves à la pression et, d’autre part, à l’obtention de cuves formées en un béton auto-plaçant. Par les termes « béton auto-plaçant », on entend, au sens de la présente invention, un béton pour lequel il n’est pas nécessaire de procéder à une étape spécifique, par exemple à une étape de vibration réalisée par l’intermédiaire d’aiguilles, lors de son coulage pour qu’il se répartisse de façon homogène,.
Avantageusement, selon l’invention, le béton formant les parois de la cuve comprend ledit au moins un agent superplastifiant à raison de 0,8 à 1,9% en poids par rapport au poids total dudit béton.
Par le terme « superplastifiant », on entend, au sens de la présente invention, un polymère (de synthèse) par exemple choisi dans l’une des cinq familles de superplastifiants suivantes : (1) les sels sulfonés de polycondensés de naphtalène et de formaldéhyde, couramment appelés les polynaphtalènes sulfonates ou encore les superplastifiants à base de naphtalène ; (2) les sels sulfonés de polycondensés de mélamine et de formaldéhyde, appelés couramment les superplastifiants à base de mélamine ; (3) les lignosulfonates ayant de très faibles teneurs en sucre ; (4) les polyacrylates et (5) les produits à base d'acides polycarboxyliques.
De préférence, selon l’invention, le béton formant les parois de la cuve comprend ladite au moins une résine formaldéhyde à raison de 0,01 à 0,035% en poids par rapport au poids total dudit béton.
Préférentiellement, selon l’invention, le béton formant les parois de la cuve comprend ladite hydroxyéthylcellulose et/ou ladite hydroxyalkylcellulose à raison de 0,05 à 0,15% en poids par rapport au poids total dudit béton.
Avantageusement, selon l’invention, le béton formant les parois de la cuve comprend lesdites fibres métalliques, par exemple des fibres en acier, à raison de 0,5 à 1% en poids par rapport au poids total dudit béton.
Préférentiellement, suivant l’invention, lesdites fibres métalliques, par exemple en acier, présentent une longueur comprise entre 25 mm et 75 mm, de préférence une longueur comprise entre 50 mm et 60 mm.
Avantageusement, suivant l’invention, lesdites fibres métalliques, par exemple en acier, présentent un diamètre compris entre 0,5 mm et 1,3 mm, de préférence un diamètre compris entre 0,8 mm et 1 mm.
De telles fibres présentant de telles longueurs et/ou de tels diamètres ont été déterminées comme étant adéquates afin que les parois de la cuve selon l’invention présentent une résistance suffisante.
De préférence, suivant l’invention, lesdites parois de la cuve sont revêtues d’un coating en une résine de type résine époxy, d’un revêtement en polyéthylène ou de tout autre revêtement résistant aux attaques acides. La présence d’un tel revêtement permet d’assurer plus encore une résistance des parois de la cuve au phénomène de « corrosion » biogène dû à la formation et à la présence d’acide sulfurique (H2SO4).
Avantageusement, la cuve de bio-méthanisation selon l’invention comprend en outre un dispositif de vidange. Ce système ou dispositif de vidange permet d’effectuer une vidange de la cuve lorsqu’il faut par exemple y effectuer une réparation ou procéder à leur nettoyage.
De préférence, la cuve de bio-méthanisation selon l’invention comprend en outre un dispositif de chauffage, par exemple un dispositif de chauffage sous forme d’une résistance. Un tel dispositif de chauffage permet de maintenir de façon constante une température adéquate au sein de la cuve, ce qui permet aux populations bactériennes présentes de dégrader efficacement la matière carbonée et donc d’optimiser le rendement de l’installation.
Avantageusement, selon l’invention, la cuve de bio méthanisation comprend en outre un couvercle étanche, par exemple un couvercle étanche en polyéthylène.
Préférentiellement, selon l’invention, la cuve de bio méthanisation comprend en outre au moins une sonde de mesure d’un paramètre choisie dans le groupe constitué d’une sonde de température, d’une sonde mesurant la pression dans la cuve et d’une sonde mesurant le pH de ladite substance chargée en matière carbonée. Toutes ces sondes de mesure permettent de contrôler à tout moment les conditions régnant dans la cuve de bio-méthanisation et, éventuellement de les corriger, ceci toujours dans le but d’optimiser le rendement de l’installation. Par exemple, ces sondes peuvent se trouver au niveau du couvercle étanche de la cuve.
Avantageusement, la cuve de bio-méthanisation suivant l’invention comprend en outre au moins un support bactérien, par exemple un support bactérien sous forme d’une sphère contenant des fibres.
Préférentiellement, selon l’invention, ladite substance chargée en matière carbonée est formée par des eaux usées, par exemple issues de déchets de laiteries, de brasseries, d’abattoirs ou encore de sucreries, et par des lisiers issus des exploitations agricoles et analogue. D’autres formes de réalisation d’une cuve suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées.
La présente invention porte également sur une installation de bio-méthanisation comprenant : - au moins une cuve de bio-méthanisation suivant l’invention, - au moins un dispositif d’amenée d’une substance chargée en matière carbonée dans ladite au moins une cuve de biométhanisation, - au moins un dispositif de collecte d’un biogaz produit par biométhanisation dans ladite au moins une cuve de bio-méthanisation, et - au moins une zone de collecte d’un digestat obtenu dans ladite cuve de bio-méthanisation suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée.
De préférence, l’installation de bio-méthanisation selon l’invention comprend une pluralité de cuves de bio-méthanisation placées en série et reliées entre elles. Dans ce cas, la zone de collecte d’un digestat est alors reliée à une sortie de la dernière cuve de la pluralité de cuves placées en série et le dispositif d’amenée d’une substance chargée en matière carbonée est relié à une entrée de la première cuve de la pluralité de cuves placées en série. Un tel placement en série de plusieurs cuves de bio-méthanisation selon l’invention permet d’exploiter de façon optimale la substance chargée en matière carbonée : le passage de cuve en cuve permet en effet de soumettre le digestat obtenu au départ d’une première cuve à des populations bactériennes différentes contenues dans une autre cuve placée en aval de la première cuve. Les différents types de matière carbonée initialement présents dans la substance chargée en matière carbonée peuvent ainsi être exploités de façon optimale, ce qui contribue au rendement d’une installation de bio-méthanisation.
Avantageusement, l’installation de bio-méthanisation selon l’invention comprend en outre un dispositif de post-digestion placé en aval de la sortie de ladite au moins une cuve de bio-méthanisation et en amont de ladite au moins une zone de collecte d’un digestat. Il s’agit en fait d’un dispositif permettant encore, à l’issue d’une cuve ou d’une série de cuves de bio-méthanisation placées en série, d’exploiter les matières carbonées résiduelles et d’encore éventuellement produire du biogaz avant un rejet du digestat final qui serait obtenu.
Préférentiellement, l’installation de bio-méthanisation selon l’invention comprend en outre une unité de production d’énergie électrique, par exemple une unité de cogénération, alimentée par le biogaz produit dans ladite au moins une cuve de bio-méthanisation et collecté au départ de cette dernière. D’autres formes de réalisation d’une installation de biométhanisation suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées.
La présente invention porte également sur une utilisation d’au moins une cuve de bio-méthanisation selon l’invention pour la production de biogaz.
La présente invention porte également sur une utilisation d’au moins une cuve de bio-méthanisation selon l’invention dans une installation de bio-méthanisation selon l’invention. D’autres formes d’utilisation d’au moins une cuve de biométhanisation suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées.
La présente invention porte également sur une utilisation d’une installation de bio-méthanisation selon l’invention pour une production d’énergie, par exemple pour une production d’électricité. D’autres formes d’utilisation d’une installation de biométhanisation suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d’une cuve de biométhanisation selon l’invention.
La figure 2 est une vue en coupe d’une installation de biométhanisation selon l’invention comprenant trois cuves de biométhanisation en série selon l’invention.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
La figure 1 illustre une installation 1 de bio-méthanisation comprenant une cuve 2 selon l’invention. Cette cuve 2 comprend des parois haute 3 et basse 4 et des parois latérales 5, 6 en un béton comprenant au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, au moins un agent superplastifiant, au moins une résine formaldéhyde, de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, et des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier.De telles parois en un tel béton permettent de résister plus efficacement au phénomène de « corrosion » biogène dû à la présence d’acide sulfurique mais permettent également d’assurer une résistance optimale de la cuve 2 à la pression exercée par le fluide (substance) chargé en matière organique y étant contenu, ceci sans que les fibres métalliques (par exemple en acier) ne se corrode, la répartition de ces fibres étant par ailleurs homogène dans les parois 3, 4, 5, 6 de la cuve 2. La cuve 2 est également munie d’un couvercle étanche 7, par exemple en polypropylène. Comme illustré, la cuve 2 présente en outre une entrée 8 pour une substance chargée en matière carbonée, une sortie 9 pour un digestat obtenu dans la cuve 2 de bio-méthanisation suite à une dégradation microbienne de la substance chargée en matière carbonée, et une sortie 10 pour un biogaz produit au départ de la substance chargée en matière carbonée. Un système de vidange 11 est également présent et permet de vider la cuve 2 si nécessaire.
Dans une zone A de la cuve 2 qui reçoit une substance chargée en matière carbonée, se trouvent (selon le mode de réalisation non limitatif illustré) des supports bactériens 12 sous forme de sphères contenant par exemple des fibres auxquelles se fixent des populations bactériennes responsables de la dégradation des matières carbonées. Eventuellement, à la partie basse de la zone A de la cuve 2, est positionné un caillebotis 13 maintenu à distance du fond de la cuve 2 par des éléments de support 14. Ce caillebotis 13 a pour but que les supports 12 ne reposent pas au fond de la cuve 2 où sédimentent des particules présentes dans la substance contenant des matières carbonées. La cuve 2 comporte également un élément de chauffage 15.
La dégradation des matières carbonées donne lieu à la production de méthane (biogaz) et à la production d’autres substances secondaires dont de l’hydrogène soufré converti en acide sulfurique par des bactéries dans la zone de gaz (zone B à la figure 1). Toutefois, dès lors que les parois 3, 4, 5, 6 de la cuve 2 sont formées en un béton comprenant au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, au moins un agent superplastifiant, au moins une résine formaldéhyde, de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, et des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier, la présence d’acide sulfurique les altère faiblement et la cuve 2 reste néanmoins étanche durant de longues années, c’est-à-dire au-delà de 10 ans.
Bien entendu, l’entrée 8 pour une substance chargée en matière carbonée est reliée à un dispositif d’amenée (non illustré) d’une substance chargée en matière carbonée et la sortie 9 d’un digestat obtenu dans la cuve 2 de bio-méthanisation (suite à une dégradation microbienne de la substance chargée en matière carbonée) est reliée à une zone de collecte (non illustrée) du digestat. Par ailleurs, la sortie 10 de biogaz peut être reliée à un dispositif de stockage (non illustré) du biogaz produit ou être reliée à un une unité de production d’énergie électrique (non illustrée), laquelle est alimentée par le biogaz produit dans ladite au moins une cuve 2 de bio-méthanisation et collecté au départ de cette dernière.
La figure 2 illustre une installation 1 de bio-méthanisation comprenant trois cuves 2, 2’, 2" selon l’invention. Chaque cuve 2, 2’, 2” comprend les mêmes éléments que ceux que présente la cuve à la figure 1. Toutefois, comme illustré, la sortie 9 de la cuve 2 est reliée sur l’entrée 8’ de la cuve 2’ située en aval de la cuve 2. De même, la sortie 9’ de la cuve 2’ est reliée sur l’entrée 8” de la cuve 2” située en aval de la cuve 2’. Dans ce mode de réalisation, la substance chargée en matière carbonée est amenée via l’entrée 8 de la cuve 2 et le digestat final obtenu (après passage au travers des trois cuves 2, 2’, 2”) sera évacué par la sortie 9” de la cuve 2” avant de gagner une zone de collecte (non illustrée) du digestat final.
Comme pour l’exemple illustré à la figure 1, pour chacune des cuves de la figure 2, la sortie 10 de biogaz peut être reliée à un dispositif de stockage (non illustré) du biogaz produit ou être reliée à un une unité de production d’énergie électrique (non illustrée), laquelle est alimentée par le biogaz produit dans ladite au moins une cuve 2, 2’, 2” de bio-méthanisation et collecté au départ de cette dernière.
Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
Claims (19)
- REVENDICATIONS1. Cuve de bio-méthanisation en un béton comprenant ou non des granulats et/ou des agrégats, ladite cuve présentant des parois délimitant son volume interne et comprenant : - une entrée pour une substance chargée en matière carbonée, - une sortie pour un digestat obtenu dans ladite cuve de biométhanisation suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée, et - une sortie pour un biogaz produit au départ de ladite substance chargée en matière carbonée suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée, ladite cuve étant caractérisée en ce que lesdites parois délimitant son volume interne sont des parois formées en un béton comprenant : - au moins 95% en poids de ciment Portland par rapport au poids total dudit béton, - au moins un agent superplastifiant, - au moins une résine formaldéhyde, - de l’hydroxyéthylcellulose et/ou de l’hydroxyalkylcellulose, et - des fibres métalliques, par exemple des fibres en acier.
- 2. Cuve de bio-méthanisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit béton formant lesdites parois de ladite cuve comprend ledit au moins un agent superplastifiant à raison de 0,8 à 1,9% en poids par rapport au poids total dudit béton.
- 3. Cuve de bio-méthanisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit béton formant lesdites parois de ladite cuve comprend ladite au moins une résine formaldéhyde à raison de 0,01 à 0,035% en poids par rapport au poids total dudit béton.
- 4. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit béton formant lesdites parois de ladite cuve comprend ladite hydroxyéthylcellulose et/ou ladite hydroxyalkylcellulose à raison de 0,05 à 0,15% en poids par rapport au poids total dudit béton.
- 5. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit béton formant lesdites parois de ladite cuve comprend lesdites fibres métalliques, par exemple des fibres en acier, à raison de 0,5 à 1% en poids par rapport au poids total dudit béton.
- 6. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites fibres métalliques, par exemple en acier, présentent une longueur comprise entre 25 mm et 75 mm, de préférence une longueur comprise entre 50 mm et 60 mm.
- 7. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites fibres métalliques, par exemple en acier, présentent un diamètre compris entre 0,5 mm et 1,3 mm, de préférence un diamètre compris entre 0,8 mm et 1 mm.
- 8. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites parois de la cuve sont revêtues d’un coating en une résine de type résine époxy ou d’un revêtement en polyéthylène.
- 9. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un dispositif de vidange.
- 10. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un dispositif de chauffage, par exemple un dispositif de chauffage sous forme d’une résistance.
- 11. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un couvercle étanche, par exemple un couvercle étanche en polyéthylène.
- 12. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins une sonde de mesure d’un paramètre choisie dans le groupe constitué d’une sonde de température, d’une sonde mesurant la pression dans la cuve et d’une sonde mesurant le pH de ladite substance chargée en matière carbonée.
- 13. Cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins un support bactérien, par exemple un support bactérien sous forme d’une sphère contenant des fibres.
- 14. Installation de bio-méthanisation comprenant : - au moins une cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, - au moins un dispositif d’amenée d’une substance chargée en matière carbonée dans ladite au moins une cuve de biométhanisation, - au moins un dispositif de collecte d’un biogaz produit par biométhanisation dans ladite au moins une cuve de bio-méthanisation, et - au moins une zone de collecte d’un digestat obtenu dans ladite cuve de bio-méthanisation suite à une dégradation microbienne de ladite substance chargée en matière carbonée.
- 15. Installation de bio-méthanisation selon la revendication 14, caractérisée en ce qu’elle comprend une pluralité de cuves de biométhanisation placées en série et reliées entre elles.
- 16. Installation de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre une unité de production d’énergie électrique, par exemple une unité de cogénération, alimentée par le biogaz produit dans ladite au moins une cuve de bio-méthanisation et collecté au départ de cette dernière.
- 17. Utilisation d’au moins une cuve de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 pour la production de biogaz.
- 18. Utilisation d’au moins une cuve de bio-méthanisation selon la revendication 17 dans une installation de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications 14 à 16.
- 19. Utilisation d’une installation de bio-méthanisation selon l’une quelconque des revendications 14 à 16 pour une production d’énergie, par exemple pour une production d’électricité.
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Effective date: 20171212 |