Optimisation de la méthanisation sèche des déchets ménagers

Optimisation of household waste dry anaerobic digestion

• Auteur / Autrice : Édouard Lebon
• Direction : Laëtitia Adelard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique-Énergétique et Environnement
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et d'Ingénierie mathématique pour l'énergie et l'environnement (Saint-Denis, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Régnier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dinesh Surroop, Esther Titilayo Akinlabi, Thomas Petit, Dominique Morau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Renaud Escudié

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Capacité de production

Biogaz

Expériences

Méthane

Déchets -- Élimination

La Réunion (France ; île)

Méthanisation

Mots clés libres

Digestion anaérobie

Expérimentation

Modélisation

Déchets ménagers

Potentiel méthane

Synergie

Anaerobic digestion

Experimentation

Modelling

Household waste

BMP

Synergy

Résumé

Face aux problématiques de gestion des déchets à La Réunion, il est urgent de définir des solutions efficaces et cohérentes, tout en respectant un environnement insulaire, dont les ressources en sols et eau sont fortement sollicitées. L'une des solutions pour la gestion des déchets organiques d'origine humaine ou animale est la digestion anaérobie aussi appelée méthanisation. Les volumes de déchets collectés par les diverses collectivités locales à La Réunion ne cessent globalement d'augmenter. Les centres de stockage et de traitement peinent à suivre cette tendance en raison des contraintes foncières et réglementaires. Sur le territoire de la Réunion, le volume d'ordures ménagères est de 313 kg/habitant/an. Or, la fraction organique des ordures ménagères (FFOM) collectées dispose d'un potentiel important en méthanisation qu'il convient d'examiner de manière précise afin de déterminer les conditions de valorisation par production de biogaz. Le travail de thèse proposé ici a pour objectif d'étudier de façon scientifique et technique le potentiel de développement de la méthanisation de la FFOM à La Réunion par la technique de méthanisation sèche. Pour se faire, un premier travail de caractérisation des déchets ménagers a été mené sur le territoire de la Réunion. Puis, le potentiel méthane de la FFOM a été déterminé expérimentalement suivant un plan de mélange permettant de mettre en évidence l’effet synergique des différents déchets composant la FFOM. En parallèle, un modèle cinétique de production de méthane, un modèle prédictif ainsi qu’une modification de modèle ADM1 ont été développés.

It is urgent to define effective and coherent solutions to the problems of waste management in Reunion Island, while respecting the island's environment, whose soil and water resources are under great strain. One solution for organic waste management of human or animal origin is anaerobic digestion (AD). Overall, the volumes of waste collected by the various local authorities on Reunion Island are constantly increasing. Storage and treatment centres are struggling to keep up with this trend due to land and regulatory constraints. On Reunion Island, the volume of household waste is 313 kg/inhabitant/year. However, the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) collected has a significant potential for AD that needs to be examined in detail in order to determine the conditions for recovery by biogas production. The aim of this work is to study in scientifically and technically the potential development of the dry AD of OFMSW in Reunion Island. For this purpose, a first work of characterisation of household waste has been carried out on the territory of Reunion Island. Next, the methane potential of the OFMSW was determined experimentally following a mixing plan to highlight the synergistic effect of the different types of OFMSW. In addition, a kinetic model for methane production, a predictive model and a modification of the ADM1 model were developed.