Mode d’emploi, utilisation, production de Biogaz en phase mésophile avec un méthaniseur de 220 litres, exemple d’un cycle.
1°) Méthaniseur auto-stockeur de 220 litres:
Composé d’une cuve (bidon de récupération en PEHD de 220 litres), et d’une cloche à construire (ici en mousse de PVC de 3mm, matière simple à mettre en forme et à coller). Le bidon ou baril doit être un cylindre régulier ouvert (sans sa partie haute).
Cette cuve reçoit les matières fermentescibles à méthaniser (remplie à raz bord, photo1).
La cloche est aussi un cylindre régulier ouvert, son diamètre un peu plus petit que celui du baril lui permettra de coulisser dans la cuve. La cloche en s’élevant sous la pression du Biogaz stockera ce Biogaz. Aucun joint à prévoir, l’étanchéité se fera naturellement par pénétration de la cloche dans le liquide et les matières fermentescibles à méthaniser.
2°) Préparation d’un cycle pour paramétrer la production de Biogaz :
Pour estimer la production de Biogaz en fonction de différents paramètres, il faut commencer par peser les matières entrantes (et leur degré d’humidité).
Pour le cycle qui vous est présenté dans cette leçon N°12, les matières sont les suivantes :
- Herbes humides mais bien compressées 4kg
- Herbes quasiment sèches 0,87kg
- KK d’ânesse très sec 2,9kg
- 40litres de liquide clair de fosse septique (pour compléter l’ensemencement)
- Complément en eau de pluie jusqu’à raz bord du baril (voir photo ci-dessus)
Un mélange sommaire de ces matières est réalisé avec un râteau, puis la cloche est insérée (vanne de Biogaz ouverte pour laisser sortir l’air) jusqu’au contact du haut du baril.
La vanne Biogaz est ensuite fermée, le cycle commence…
La cloche s’élève sous la pression du Biogaz produit. Lors de ce cycle, la production moyenne correspond à une montée de la cloche de 9cm/24h soit 22,5 litres de Biogaz.
Le cylindre de la cloche est réalisé avec de la mousse de PVC de 3mm d’épaisseur (collé à la colle PVC), le couvercle plus épais avec le même matériau en10mm (ou plus) d’épaisseur.
Au centre du couvercle de la cloche, une pièce de plomberie en ‘’PVC pression’’ vissée et collée permet d’emboiter un tuyau d’arrosage de19mm. Ensuite une vanne en PVC pour tuyau de diamètre 20mm permet de prélever le Biogaz lors de son utilisation.
Remarque : un tuyau d’arrosage de 19mm rentre en force sur du 20mm assurant une parfaite étanchéité.
3°) Relevé des productions de Biogaz :
Pour mémoire, ce cycle de méthanisation se déroule en Guadeloupe. Début du cycle vendredi 05 août à 17h30. La température ambiante extérieure varie de 26°C la nuit à 37°C le jour à l’ombre (mais en cette période de nombreuses ondes tropicales apportent beaucoup de pluies et la température est plus souvent autour de 28 ou 29°C le jour).
La production de Biogaz est simple à relever, le cylindre de la cloche fait 56cm de diamètre, la surface circulaire fait 24,6 dm², chaque cm d’élévation de la cloche correspond à 2,46 litres de Biogaz produit… à pression atmosphérique normale.
La méthode de relevé consiste simplement à mesurer la hauteur de la cloche par rapport au haut du baril, ceci tous les jours à la même heure, pour ce cycle, en fin d’après midi à 17h30.
-Premier jour, du 05 08 11 au 06 08 11, la cloche monte de 7,5cm, soit 18,45 litres de Biogaz.
- 2èm jour, du 06 08 11 au 07 08 11, la cloche est à 19,5cm -7,5=12,5cm soit 30,75 litres.
- 3èm jour, du 07 08 11 au 08 08 11, la cloche est à 31cm-19,5=11,5cm soit 28,29 litres.
Etc. … Les jours suivants la moyenne s’établie autour de 12cm/24h. La production de Biogaz sera plus régulière si l’on effectue un léger brassage en tournant un peu la cloche tous les jours.
Au bout de quelques jours la cloche sera en position ‘’haute maxi’’ ! Il faut consommer du Biogaz sinon il s’échappera ‘’naturellement’’ (sans besoin de soupape de sécurité) par la base de la cloche qui se placera légèrement en travers (n’étant plus guidée correctement par le baril).
Bien entendu il ne faut pas rejeter de Biogaz non incinéré dans l’atmosphère, car le méthane (non fossile) contenu dans le Biogaz produit est un gaz à effet de serre encore plus impactant pour le réchauffement climatique que le CO².
L’usage le plus simple à privilégier de cette énergie propre qu’est le Biogaz ; c’est pour la cuisson des aliments… au lieu de produire et brûler du charbon de bois par exemple !
Il faut utiliser (consommer) le Biogaz avant que la cloche n’arrive en position haute maxi…
Le plus simple consiste à enlever les gicleurs (initialement prévus pour du Butane), et placer un poids sur le sommet de la cloche pour obtenir une pression de qqs millibars.
4°) Tests de combustions du Biogaz produit :
Remarques importantes :
- La flamme de combustion du Biogaz très énergétique est aussi très claire et donc peu visible en plein jour, faire attention à ce paramètre !
- Le Biogaz arrive sur le brûleur avec une pression très faible de qqs millibars (environ 8mb), cette flamme peut facilement être soufflée (éteinte) par du vent. Il faut donc protéger du vent, des courant d’air la gazinière qui fonctionnera au Biogaz… rien de compliqué !
- Le Biogaz est naturellement odorisé, une éventuelle fuite sera rapidement détectée.
- Le méthane et l’hydrogène contenus dans le Biogaz sont plus légers que l’air, en cas de fuite, ils s’élèveront au lieu de se stocker au sol (butane, propane) … sans risque d’explosion !
La flamme du Biogaz est bleue très claire, peu visible de jour (photos nocturnes).
Elle est très énergétique.
Le Biogaz est composé en forte proportion de méthane et d’hydrogène.
Remarquez sur le haut de la cloche qqs. objets pour obtenir une légère pression.
Lorsqu’on brûle du Biogaz, la cloche descend, il faut bien mesurer avant et après ses positions…
Il n’y a pas d’odeurs lors de la combustion du Biogaz par contre la moindre fuite sera détectée à l’odorat sans difficulté (ou lorsqu’un brûleur est ouvert mais non allumé) !
Pour ce cycle commencé le 05 août 2011, des tests de combustions (partiels car tout le volume de Biogaz stocké dans la cloche n’est pas incinéré) ont été réalisés les :
- 11 août, la cloche baisse de 16cm ou 39,36 litres.
- 12 août, la cloche baisse de 23cm ou 56,58 litres.
- 15 août, la cloche baisse de 19cm ou 46,74 litres.
- 17 août, la cloche baisse de 26cm ou 63,96 litres.
- 19 août, la cloche baisse de 14cm ou 34,44 litres.
- 20 août, la cloche baisse de 10cm ou 24,60 litres.
- 21 août, la cloche baisse de 16cm ou 39,36 litres.
- 22 août, la cloche baisse de 12cm ou 29,52 litres.
- 24 août, la cloche baisse de 10cm ou 24,60 litres.
- 25 août, la cloche baisse de 8cm ou 19,68 litres.
- 27 août, la cloche baisse de 15cm ou 36,90 litres.
- 29 août, Biogaz restant : 57cm ou 140,22litres (fin de cycle et de production de Biogaz).
PRODUCTION : totale de Biogaz : 555,96 litres
Tous ces tests ont démontré une parfaite combustion du Biogaz produit avec une flamme toujours identique, très claire mais surtout très énergétique.
Remarque :
Les durées des tests et donc des différentes combustions sont sans conséquences sur le but recherché qui consiste à déterminer le volume total de Biogaz produit avec une certaine masse de matières fermentescibles… dans les conditions de températures extérieures précisées au chapitre N°3.
Le volume total de Biogaz produit sera égal à la somme des volumes incinérés + le volume restant dans la cloche en fin de cycle.
Rappel à chaque cm d’élévation ou d’abaissement de la position de la cloche correspond un volume produit ou consommé de 2,46 litres de Biogaz (revoir les explications plus haut).
5°) Evolution de la production de Biogaz au cours de ce cycle :
Lors des premières 24h au début du cycle, la production de Biogaz était de 20litres. Il faut relever que ce Biogaz bien que combustible, présente une proportion plus importante de CO².
Ce constat tout à fait normal est lié à la succession des différentes familles de bactéries qui procèdent à tour de rôle à la décomposition des matières fermentescibles.
Dès le second jour, la production de ce cycle s’est établie autour de 30litres/24h avec une nette augmentation des proportions de méthane et hydrogène… ce constat est tout simplement visible au niveau de la flamme de combustion… bien plus chaude et plus stable.
Pendant trois semaines, la production de Biogaz a été quasiment constante entre 28 et 32litres/24h. Ces petits écarts sont dus à deux paramètres ; les écarts des températures extérieures (plein soleil ou journées couvertes pluvieuses) et aussi aux brassages ou ‘’non brassages’’ des matières en tournant la cloche permettant les remontées de Biogaz.
La production de Biogaz a commencé à baisser à partir du quinzième jour, passant d’une moyenne de 30litres/24h à 22litres pendant 2 jours, puis 15litres pendant 3 jours, 12 litres encore trois jours, enfin 5 litres du dimanche 28 août au lundi 29. Le mardi 30 août la production de Biogaz étant considérée comme terminée.
6°) Photos de la fin du cycle :
En fin de cycle, tout le Biogaz a été utilisé (incinéré), la cloche se retrouve donc en bas, comme en début de cycle. Pour la sortir et recommencer un cycle, on pourrait ouvrir la vanne du Biogaz et soulever cette cloche… c’est long et fastidieux car il faut compenser la pression atmosphérique en laissant rentrer l’air par le tuyau du Biogaz !
Une solution simple et quasiment sans effort consiste à gonfler à l’air cette cloche en utilisant une pompe de camping à double effet (photo de gauche). La cloche monte à chaque mouvement de la pompe jusqu’à se retrouver en position maxi, légèrement en travers, l’air s’échappe à la base de la cloche, il n’y a plus qu’à déposer la cloche au sol.
La seconde photo, montre l’aspect des matières qui se retrouvent en position haute. Les odeurs initiales (des matières en début de cycle) ont quasiment disparu !
Ces résidus de méthanisation ne sont pas des déchets, mais des amendements organiques naturels très riches pour les sols et facilement assimilables par les racines des plantes. En effet les bactéries ont fragmenté ces matières fermentescibles… c’est encore un avantage de cette filière de la méthanisation contrôlée ou tout est utile du début à la fin du cycle.
Produire plus de Biogaz ?
Soit vous installez 2 ou 3 bidons identiques ou concevoir un méthaniseur de plus grand volume. Chaque cycle discontinu durant entre 3 et 4 semaines.
