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Compostage et récupération de chaleur : une boucle vertueuse brevetée

© Irstea

24/11/2014

2 procédés viennent d’être brevetés afin de récupérer la chaleur produite par le compostage de déchets organiques. A la clé : leur valorisation pour chauffer par exemple des élevages et des serres, mais aussi assurer le chauffage-séchage d’autre lots de matière tels que des digestats avant compostage, un compost trop humide avant épandage, des déchets en vue de la production de combustibles solides de récupération (RSC) ou encore des produits agricoles.

Lorsque des déchets organiques sont traités par compostage, ils produisent de la chaleur : la température de la matière peut alors monter jusqu’à 80°C ! C’est cette propriété que l’équipe d’Amaury de Guardia, chargé de recherche au centre Irstea de Rennes, a eu l’idée d’utiliser pour développer 2 innovations, désormais brevetées, permettant de récupérer la chaleur et de la valoriser. "Cette chaleur est produite par l’activité des micro-organismes impliquées dans le compostage, explique le chercheur. Cet accroissement de température permet notamment d’hygiéniser la matière en neutralisant les micro-organismes pathogènes ainsi que de la sécher."

Avec ses collègues, il a mené différentes expérimentations sur les conditions dans lesquelles se déroule ce transfert de chaleur vers l’environnement extérieur. Verdict ? Lorsqu’une aération forcée est mise en place, soit lorsque de l’air est aspiré ou insufflé à travers la matière à composter, la solution qui consiste à installer, au cœur de la matière en compostage, des tuyaux dans lesquels circule de l’eau afin de récupérer de la chaleur est plutôt inefficace : seulement 5 à 10 % des calories s’y accumule. A contrario, 80% de la chaleur produite se retrouve dans les effluents gazeux au sortir de la matière à composter. "Il est alors possible de récupérer cette chaleur en condensant la vapeur contenue dans ces effluents", explique Amaury de Guardia. Qui plus est, ce mode de récupération n’altère pas le procédé de compostage.

Innovants

Leurs innovations de récupération et de valorisation de la chaleur se fondent sur un compostage en casier ou en tunnel. Des drains, coulés dans la dalle en béton du casier, assurent la traversée d’un flux d’air depuis le haut de la matière vers le bas, par aspiration. "A partir de cette base commune, nous avons développé 2 procédés de valorisation de la ressource : l’utilisation de cette chaleur pour chauffer un local, ainsi que pour sécher un second lot de matière compostée", explique le chercheur.

Dans le premier procédé, les chercheurs sont partis du principe que des élevages, eux-mêmes producteurs de résidus organiques, ou encore des serres pourraient bénéficier de la chaleur produite par une plateforme de compostage située à proximité. Les flux gazeux qui sortent des drains sont alors dirigés vers un réseau échangeur, où la condensation et la récupération de chaleur opèrent. Ce réseau, installé dans le local (une serre, un élevage), sert alors à le chauffer. Les scientifiques ont fait les comptes. Une plateforme compostant 10 000 tonnes de biodéchets par an permettrait de couvrir les besoins en chauffage d’une serre de 2,3 à 3,6 ha. Autre exemple : celui d’un élevage naisseur-engraisseur de 170 truies. Le compostage des refus de centrifugation de lisier permettraient de couvrir 22 à 35 % des besoins en chauffage de l’élevage.

Quant au second procédé, il s’agit de faire bénéficier à un lot de matière variée, tels que composts, déchets ou matières agricoles, la chaleur produite lors du compostage d’un déchet ou résidu organique. "ll peut notamment être utile de sécher préalablement les digestats afin de procéder à leur compost", avance Amaury de Guardia. Autres fonctions : sécher les composts trop humides avant de les épandre, mais aussi produire des combustibles solides de récupération à partir de fractions d’ordures ménagères résiduelles non valorisables en termes agronomiques. Le fonctionnement de ce procédé est astucieux : à la sortie des drains, les effluents gazeux sont mis au contact d’un second flux gazeux, lesquels circulent à contre-courant. Le second flux est ainsi chauffé puis injecté dans le réseau de drains installé dans la dalle supportant la matière à chauffer et sécher.

Relocaliser la production d'énergies renouvelables

Permettant de valoriser une énergie jusqu’alors perdue, ces innovations permettent aussi de relocaliser la production d’énergies renouvelables, proposant un cercle vertueux de recyclage de la chaleur issue du compostage. A la clé également : des économies d’énergies. "Les destinataires de ces procédés sont nombreux : ce peut être les exploitants de plateformes de compostage,  des serristes installés à proximité des platesformes dont les besoins en chauffage sont importants. Mais aussi les agriculteurs et les éleveurs, via le compostage des effluents de leurs installations et le chauffage de celles-ci en retour. Nous pensons que les collectivités, dont certaines ont mis en place un compostage en régie, pourraient également utiliser cette chaleur pour des usages de proximités, comme le chauffage d’installations publiques, etc", s’enthousiasme le chercheur. Ces 2 innovations sont désormais brevetées.

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