Etude de faisabilité de la micro-méthanisation par co-digestion à l'échelle des quartiers

Feasibility study of micro-anaerobic digestion by co-digestion at the district level

• Auteur / Autrice : Jean-Romain Bautista Angeli
• Direction : Yves Andres, Abdelkader Lakel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des bioprocédés
• Date : Soutenance le 05/03/2019
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Systèmes énergétiques et environnement - Traitement Eau Air Métrologie - Valorisation Energie-matière des Résidus et Traitement des Emissions - Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire)
• Jury : Président / Présidente : Anne Jamois-Tremier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelkader Lakel, Abdellatif Barakat, Rémy Gourdon, Agnès Montillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdellatif Barakat, Rémy Gourdon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conversion énergétique

Quartiers (urbanisme)

Déchets

Analyse des systèmes

Méthanisation

Mots clés libres

Méthanisation

Déchets urbains

Approche systémique

Quartier

Énergie durable

Anaerobic digestion

Urban waste

Systemic approach

District

Sustainable energy

Résumé

Notre société évolue constamment et se positionne vis-à-vis du monde qui l’entoure. Cette évolution la pousse à se réorganiser atour d’énergie provenant de source locale et renouvelable. Pour ces raisons, il semble pertinent de concevoir une évolution possible de la méthanisation par des unités localisées. On parle alors de micro-méthanisation à l’échelle urbaine. La rédaction de cette thèse a ainsi eu pour objectif d’apporter des éléments de réponse quant à la question de la faisabilité d’intégrée cette micro-méthanisation dans des quartiers. Pour cela, il a été réalisé : i) Une analyse des retours d’expérience issus de villes porteuses de projet de méthanisation urbaine. ii) Une approche expérimentale, dans le but d’obtenir un processus de méthanisation des déchets urbains à l’échelle laboratoire. iii) Ces données d’entrée ont ensuite permis l’établissement d’un modèle de valorisation des déchets dans un quartier. Ces résultats mettent en avant la nécessité d’une approche systémique afin de pouvoir intégrer la méthanisation dans un quartier. Ils permettent de plus, de recommander l’utilisation de certains procédés et l’emploie de déchets, afin d’améliorer la mise en œuvre du processus dans l’espace urbain. Dans des conditions définies la méthanisation urbains est possible et stable dans le temps. De plus, le bilan énergétique s’avère bénéfique pour le quartier. On note que l’énergie ainsi produite, l’est majoritairement sous forme de chaleur ce qui met en avant l’intérêt d’un processus intégré, proche des habitations.

Our society is constantly evolving and positioning itself in relation to the world around it. This evolution pushes it to reorganize itself around energy from local and more renewable sources. For these reasons, it seems appropriate to design a possible evolution of anaerobic digestion (AD) by localized units. This is referred to a micro-AD at urban scale. The purpose of this thesis was to provide some answers to the question of the feasibility of integrating this micro-AD into a neighbourhood.To this end, it was carried out: i) An analysis of feedback from cities with urban AD projects. ii) An experimental approach, with the aim of obtaining a stable AD process of urban waste atlaboratory scale. iii) These input data then made it possible to establish a waste recovery model in a district. These results highlight the need for a systemic approach in order to be able to integrate AD in a neighbourhood. They also make it possible to recommend processes and wastes, in order to improve the implementation of the process in urban areas. Under defined conditions, urban AD is possible and stable over time. In addition, the energy balance is beneficial for the district. It should be noted that the energy thus produced is mainly in the form of heat, which highlights the importance of an integrated process, close to homes.