Le tour de la question
Biogaz et hydrogène pour des expérimentations en conditions réelles
En Occitanie, la plateforme Solidia Biogaz a accueilli deux expérimentations utilisant du biogaz, l’une pour tester la méthanation catalytique, l’autre la méthanation biologique. Des projets orientés vers l’épuration du biogaz sont à l’étude.
Les deux premières expérimentations utilisant la plateforme Solidia Biogaz (lire encadré) ont démarré en mai 2023. Leur objet était la méthanation, à savoir la synthèse de méthane à partir de dihydrogène et de dioxyde de carbone, qui se trouve à hauteur d’environ 40 % dans le biogaz brut.
Méthanation catalytique
Porté par l’université de Toulouse, le projet Methamag a utilisé la plateforme jusqu’en janvier 2024. Il s’agit d’un procédé de méthanation catalytique issu du laboratoire LPCNO*.
« Le gaz passe sur des supports métalliques (catalyseurs métalliques) où il se transforme suite à des réactions à haute température. Ce procédé se fonde sur l’utilisation de nanoparticules stimulées par induction magnétique. L’un de ses avantages est une très grande réactivité, car on peut maîtriser très précisément l’intensité de la réaction en faisant monter ou baisser en quelques secondes la température de plusieurs centaines de degrés. Le pilote est maintenant dans les locaux de l’Insa. Nous étudions deux axes : aller plus loin ou diversifier les applications, c’est-à-dire faire autre chose que du méthane », explique Sébastien Pommier, ingénieur de recherche à l’Institut national des sciences appliquées (Insa) de Toulouse, en charge de la plateforme Solidia Biogaz.
Méthanation biologique
La seconde expérimentation, Démétha, en partenariat avec la société toulousaine Enosis, a testé un pilote de méthanation biologique. Ce procédé se fonde cette fois sur l’utilisation de micro-organismes dans des réacteurs sous pression, où le gaz qui transite (mélange de CO2 et d’hydrogène) se transforme en méthane. « L’objectif était de réaliser un changement d’échelle par rapport à un pilote de petite taille en laboratoire, afin d’éprouver le procédé », indique Sébastien Pommier.
Enosis a choisi de prolonger Démétha par un nouveau projet, nommé Denobio. « Il utilise le même pilote de méthanation biologique, cette fois pour accompagner l’industrialisation du procédé. Il permet d’effectuer des tests (scénarios de conduite, stratégies de fonctionnement, etc.) en lien avec le premier démonstrateur de méthanation biologique en France, en cours de construction dans les Hauts-de-France », souligne l’ingénieur de recherche à l’Insa. Solidia Biogaz sert donc à tester une sorte de « jumeau » industriel de ce démonstrateur prévu dans l’Aisne et également appelé Denobio, qui est le nom de l’ensemble du projet.
Avantages de la méthanation biologique : « un travail à des températures faibles, des pressions raisonnables, un gain d’énergie intéressant et une bonne résilience à un certain nombre d’impuretés », relève Sébastien Pommier. Solidia Biogaz attend de nouveaux projets à partir de fin 2024, plus orientés vers l’épuration du biogaz et pour certains, en prestation directe avec des structures privées.
* Partenaires de Méthamag : Toulouse Tech Transfert (société d’accélération de transfert de technologies de l’université de Toulouse) et Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO – Insa Toulouse, CNRS et université Toulouse III).
Une plateforme pour l’industrie
Située à Bélesta-en-Lauragais entre Toulouse et Castelnaudary, la plateforme Solidia Biogaz est un site accueillant des équipements expérimentaux, situé à proximité des méthaniseurs de l’entreprise Cler Verts. Celle-ci méthanise les biodéchets issus majoritairement de la restauration et des grandes et moyennes surfaces. Solidia peut utiliser jusqu’à 10 % du biogaz brut produit par Cler Verts, soit 30 Nm3/h. Une prestation pour laquelle Cler Verts perçoit une compensation. La plateforme accueille des projets de recherche semi-industriels alimentés par du biogaz brut et/ou de l’hydrogène. « Sur l’échelle de maturité technologique, Solidia se situe entre la phase laboratoire et celle de l’industrialisation », indique Sébastien Pommier de l’Insa.
Parmi les autres services fournis par la plateforme : de l’hydrogène produit sur place par un électrolyseur, de l’azote, de l’air comprimé et de l’analyse de gaz. Précisons que le méthane de synthèse obtenu durant les expérimentations est ensuite brûlé afin de ne pas être rejeté directement dans l’atmosphère. En effet, son potentiel de réchauffement global est plus élevé que le CO2 issu de cette combustion.
L’opérateur de gaz Teréga a cofinancé la construction de la plateforme avec la Région Occitanie. L’établissement public d’enseignement supérieur et de recherche Insa de Toulouse l’exploite. Chaque projet est financé selon un modèle qui lui est propre : financement public de type Ademe, prestations payées par des entreprises privées, cofinancement privé public, etc.