Lilian Versange - lilian.versange@gmail.com
Fabriquer un méthaniseur expérimental
Ci dessous sont présentés différents moyens de mettre en évidence le dégagement de biogaz.
Le biogaz est inflammable en présence d'oxygène. Par mesure de sécurité, il faudra bien s'assurer de ne pas avoir de mélange de ces deux gaz et pour celà :
- avoir un récipient étanche exclusivement destiné au biogaz.
- s'assurer de l'étanchéïté des installations.
1 - Expérience simple
Pour cette expérience, j'ai pris quelques déchets de cuisine que j'ai mis dans une bouteille en plastique. avant de la fermer, je l'ai compressée pour chasser un maximum d'air et éviter le mélange biogaz + oxygène.
Au bout de quelques jours, la bouteille a commencé à se déplier révélant le dégagament de gaz. Les bactéries participant à la méthanisation sont présentes dans l'environnement en nombre assez faible et se multiplient dans des conditions favorables. La réaction est lente à se mettre en oeuvre à
température ambiante - environ 20°C.
Améliorer cette expérience :
- utiliser une bouteille de soda conçue pour résister à la pression
- broyer les déchets pour augmenter la surface attaquable par les bactéries.
2 - Colonisation du milieu
J'ai mélangé le contenu de la bouteille de l'expérience 1 avec d'autres déchets de cuisine. J'ai ensuite broyé et mélangé le tout au mixeur et versé le contenu dans une grande bouteille de soda. Pour ce faire, on peut utiliser un entonnoir où se fabriquer une poche à douille avec un sac plastique (option ludique).
La bouteille compressée se déploie eu bout de quelques heures seulement.
Le dégagement gazeux a commencé plus rapidement que dans la première expérience.
Les bactéries ayant proliféré dans la petite bouteille ont colonisé le milieu.
Le dégagement de gaz s'est arrêté au bout de quelques jours. Le gaz n'était pas inflammable. La réaction était partie en acidose.
3 - Recueillir le biogaz
Dans cette expérience réalisée avec des produits de récupération en dehors d'un petit tuyau, le biogaz chasse l'eau d'une bouteille, ce qui permet d'éviter un mélange dangereux.
Dans mon cas la bouteille choisie pour recueillir le gaz n'était pas assez rigide.
Face à ce problème matériel, et inspiré par la réalisation d'un "réservoir à gaz" sur ce site , j'ai confectionné un autre dispositif simple permettant de recueillir du biogaz. Voir le pdf expliquant sa mise en place.
4 - Du biogaz ?
Pour s'assurer que le gaz émis est bien du biogaz, il faut le présenter à une flamme : le gaz doit bruler, révélant ainsi la présence de méthane. Bien sur, il ne faut pas présenter une pleine poche de méthane à la flamme, mais créer un débit léger.
Une solution astucieuse pour faire bruler le biogaz est d'en faire des bulles dans une solution savonneuse avant de les enflammer à distance, comme c'est présenté sur la vidéo ci dessous. A savoir que pour de petites bulles de gaz, il est difficile d'observer des flammes. Pourtant, on peut entendre un léger bruit lorsque le gaz s'enflamme. Pour vérifier qu'on entend bien ce bruit, il suffit d'enflammer des bulles gonflées avec de l'air.
5 - Fabriquer un méthaniseur en continu d'une dizaine de litres.
Inspiré des méthaniseurs chinois et Africains, j'ai entrepris la réalisation d'un méthaniseur fonctionnant en continu grâce à des matériaux de récupération : seau en plastique, tuyaux, moteur de vitre électrique, chargeur de portable.
Le principe du méthaniseur est décrit sur le schéma ci-dessous :
Le niveau à l'intérieur du méthaniseur est déterminé par la hauteur de tuyau du sortie. Ainsi, lorsque le méthaniseur est plein, l'insertion de matière entraine une sortie de digestat d'un volume équivalent.
Ce système éprouvé permet d'assurer les fonctions F1 et F3.
F4, les tuyaux ont été déformés en les chauffant, et joints au seau avec du silicone.
F2 : Le brassage est assurée par un moteur de vitre électrique alimenté par un chargeur de portable.
F5 : L'étanchéité du couvercle est assurée par du silicone pour salle de bain et du scotch PVC sur le dernière photo.
F6 : Le stockage est assuré par le même dispositif que précédemment (deux sacs d'environ 2 litres).
Fonctions
F1 : permet l'entrée de matières.
F2 : brasse les matières
F3 : réalise automatiquement la sortie du digestat.
F4 : contient le mélange hermétiquement.
F5 : contient le gaz hermétiquement.
F6 : stocke le biogaz produit.
5 bis - Retour sur le méthaniseur : amélioration continue.
Après quelques essais sur ce méthaniseur expérimental, voici quelques commentaires.
Fonctions remplies corrèctement | Fonction à améliorer | Fonctions à développer | |
Fonctions | F1, F2, F3, F4, F5. | F6 : Stocker le biogaz. | F7 : L'appareil peut s'ouvrir. |
Détail | Capacité de stockage plus importante. Stockage permettant la mise sous pression pour utilisation. | Facilite le premier chargement. Permet de vider, nettoyer, réparer.
| |
Solutions potentielles. | S6-1 : Compression du biogaz. S6-2 : Sac étanche mis sous pression par des poids ou des tendeurs. | S7-1 : Utilisation d'un bidon étanche. S7-2 : Membrane imperméable + élastique. |
Dans le détail :
Le stockage du biogaz dans un petit sac de 2 litres n'est pas suffisant.
De plus, le dispositif de stockage doit permettre de pouvoir l'utiliser par la suite, et donc de le mettre sous pression.
La solution la plus simple semble de relier le méthaniseur à un sac hermétique qui se gonflera au fur et à mesure. Une fois qu'il est suffisament plein, ce sac est mis sous pression.
Une solution plus complexe, car nécessitant l'achat d'un compresseur et d'une bouteille, est la compression du gaz.
(entouré par des tendeurs, recouvert d'un poids) et relié à une gazinière (ou autre dispositif).
La possibilité d'ouvrir le méthaniseur est importante pour différentes raisons :
- Lors de la mise en route, on cherche à mettre en place une population bactérienne importante, et pour celà on utilise des excréments d'animaux. Les faire passer par le petit orifice d'entrée nécessite des manipulations peu commodes, voir salissantes.
- Il est difficile de vider et de nettoyer le méthaniseur actuel (en cas d'acidose par exemple).
- Si le malaxeur se coince, il sera très difficile de le remettre en place sans détruire en partie l'appareil.
Solution envisagée pour l'ouverture de l'appareil.
Un bidon étanche pour le Canoë peut convenir : le couvercle est hermétique et peut se dévisser. On gagne aussi en facilité sur la conception (pas de scotch PVC, pas de silicone au niveau du couvercle).
En revanche, le coût de l'appareil augmente : compter plus de 30 euros pour un bidon de 20l.
Une autre solution consiste à réaliser une membrane imperméable à la place du couvercle. Celle-ci sera percée pour permettre la fixation du moteur. Un tendeur ou une sangle permettra d'assurer l'étanchéïté entre le récipient et la membrane.
Fonctions
F1 : permet l'entrée de matières.
F2 : brasse les matières
F3 : réalise automatiquement la sortie du digestat.
F4 : contient le mélange hermétiquement.
F5 : contient le gaz hermétiquement.
F6 : stocke le biogaz produit.
+F7 : peut s'ouvrir