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Pyrogazéification : c’est du solide !

La pyrogazéi­fi­ca­tion per­met une forte réduc­tion des déchets, tout en per­me­t­tant de dis­pos­er d’une énergie plus pro­pre que les éner­gies fos­siles. Cette tech­nique, com­plé­men­taire à la méthani­sa­tion, offre donc une solu­tion pour mieux val­oris­er cer­tains types de déchets au sein d’une économie cir­cu­laire afin de pro­duire une énergie renou­ve­lable. Elle s’inscrit donc totale­ment dans le monde d’après !

Trans­former les déchets en énergie

La pyrogazéi­fi­ca­tion per­met de val­oris­er les déchets organiques solides disponibles locale­ment en les trans­for­mant en syn­gaz injectable. Lors d’une étude menée par l’ADEME, GRDF et GRTgaz en jan­vi­er 2018, sur la fais­abil­ité tech­ni­co-économique d’un gaz 100 % renou­ve­lable, la pyrogazéi­fi­ca­tion représen­tait 40 % du gise­ment à côté de la méthani­sa­tion et du pow­er-to-gaz. Les ter­ri­toires vont devoir réduire de moitié leurs quan­tités de déchets et même les élim­in­er totale­ment pour ce qui est des plas­tiques. La pyrogazéi­fi­ca­tion représente l’un des meilleurs moyens de trans­former locale­ment les déchets rich­es en matières organiques solides en gaz méthane sub­sti­tu­able au méthane fos­sile via des réseaux de gaz qui con­stituent ain­si le lien entre ressources et usages locaux. La France a la chance de compter des entre­pris­es per­for­mantes sur toute la chaîne de valeur, pour une fil­ière qui per­met d’escompter 25 000 emplois non délo­cal­is­ables à l’horizon de 2050.

Le poten­tiel de pro­duc­tion est estimé en France à 75 à 140 TWh, soit près d’un tiers du gaz con­som­mé (soit 442 TWh en 2018 par exem­ple). Pour ce qui con­cerne le ren­de­ment énergé­tique, la pyrogazéi­fi­ca­tion per­met d’atteindre 70 %, voire 80 % en util­isant la chaleur en pro­duc­tion de bio­méthane et d’hydrogène et de 40 à 60 % en cogénération.

Pour son développe­ment, la fil­ière demande une adap­ta­tion de la régle­men­ta­tion avec la mise en place d’une ICPE spé­ci­fique, des démon­stra­tions, grâce à des instal­la­tions indus­trielles pilotes en mesure d’atteindre des per­for­mances en fonc­tion­nement opéra­tionnel, et des sou­tiens financiers pour com­penser les sur­coûts liés aux travaux de R&D et à la con­struc­tion des pre­mières unités industrielles.

La via­bil­ité économique de cette fil­ière repose d’une part sur les coûts d’investissement et d’exploitation de la fil­ière, et d’autre part sur les recettes générées par le ser­vice ren­du de traite­ment de déchets et par la vente d’énergie. Pour être rentable, la fil­ière devra donc pro­pos­er un coût de traite­ment inférieur au prix de l’enfouissement et un prix de vente de l’énergie inférieur à celui de l’énergie fossile.

Principe et techniques

Cette tech­nique con­siste à chauf­fer ces matières à des tem­péra­tures com­pris­es entre 850 et 1 500 °C, en présence d’une faible quan­tité d’oxygène. Ce procédé les trans­forme ain­si en gaz (syn­gaz), huile et/ou char­bon qui pour­ront être util­isés pour leur pou­voir énergé­tique. Les résidus d’exploitations sylvi­coles, agri­coles, vini­coles et indus­trielles ain­si que les plas­tiques, les embal­lages ali­men­taires et d’autres déchets d’ameublement peu­vent pro­duire du syn­gaz. Ain­si chauf­fées, ces matières pro­duisent dif­férents gaz (CO, CO2, H2, CH4) recom­binés notam­ment pour pro­duire du méthane (CH4).

Il existe plusieurs procédés de pyrol­yse et gazéi­fi­ca­tion, qui sont des proces­sus ther­mochim­iques util­isés depuis longtemps (char­bon de bois, gazogène…). La pyrol­yse con­siste à chauf­fer la matière organique à haute tem­péra­ture en absence d’oxygène pour don­ner un syn­gaz, mais aus­si de l’huile et du char­bon, en pro­por­tion dépen­dant de la tem­péra­ture, de la vitesse et du temps de chauffage. Pour sim­pli­fi­er : une tem­péra­ture faible et un long temps de séjour don­nent plus de char­bon, une tem­péra­ture haute et un faible temps de séjour don­nent plus de gaz. L’opération de gazéi­fi­ca­tion qui suit la pyrol­yse per­met, elle, de trans­former en gaz le char­bon et l’huile de la pyrol­yse, par l’apport d’une petite quan­tité d’air ou de vapeur d’eau, l’objectif étant de récupér­er le max­i­mum d’énergie (gaz).

La clé d’une bonne pyrogazéi­fi­ca­tion, c’est la vitesse de chauffage de la matière organique et l’homogénéité de celui-ci. De mul­ti­ples tech­niques que nous évo­quons au fil des numéros ont été mis­es au point. La plu­part utilisent une par­tie des syn­gaz pro­duits comme énergie, ce qui per­met une autonomie énergé­tique du proces­sus. Par­mi les méth­odes util­isées, citons les tech­nolo­gies sim­ples en lit fixe (on chauffe une cuve), en lit flu­idisé (on fait cir­culer une matière chaude, du sable par exem­ple, dans la matière organique,) les fours hor­i­zon­taux, les anneaux métalliques chauds (pyror­ings)…

Nom­breux atouts

La pyrogazéi­fi­ca­tion com­porte de nom­breux avantages :
– réduc­tion des vol­umes de déchets ;
– meilleur ren­de­ment énergé­tique que l’incinération avec la pro­duc­tion de com­posés énergé­tiques dens­es et stockables ;
– tech­nolo­gie pro­pre avec une maîtrise des pol­lu­ants (notam­ment les pous­sières atmo­sphériques). Absence de diox­ine et de NOx ;
– instal­la­tions sou­ples avec une capac­ité d’effacement sur le réseau réactive ;
– créa­tion d’installations décen­tral­isées au plus près des gisements.

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