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Exercice
Nature de l'exercice :
  Etude d’un procédé de valorisation énergétique des déchets de l’industrie agroalimentaire : la méthanisation
Contexte :

La valorisation des co- et sous-produits d’origine organique représente aujourd’hui pour les entreprises agroalimentaires un enjeu à la fois environnemental, économique, technique et réglementaire.

L’une des solutions étudiées par l’industrie agroalimentaire est la méthanisation. La méthanisation est le procédé qui permet, à partir de matières organiques, de produire de l’énergie renouvelable sous forme de biogaz, le biogaz ainsi produit peut être valorisé de différentes façons :
• par combustion directe en chaudière ;
• par injection, après lavage, dans le réseau de gaz naturel ;
• en carburant pour véhicule, compatible avec les moteurs fonctionnant au GNV;
• en cogénération (production d’électricité et de chaleur).

Objectif :

Cet exercice permet de comprendre le procédé technique de la méthanisation et d’envisager son exploitation industrielle.
Énoncé

Regardez l’animation et répondez aux questions suivantes :


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Exercices :  

1.  Vrai ou faux ? la matière organique est :

  • issue d’un chantier de travaux publics 
  • peut être issue de l’équarrissage 
  • composée de matière carbonée 
  • n’est pas biodégradable 

 

2. Vrai ou faux ? La méthanisation :

  • a été inventée par Alessandro Volta 
  • se produit en présence d’oxygène 
  • permet le retraitement des boues d’épuration urbaine 
  • produit 20% de CH4
  • se déroule en 5 étapes 

 

3. Que signifie « digestion anaérobie » ?

 

4. La méthanisation est-elle un procédé artificiel ?

 

5. Pouvez-vous citer d’autres exemples de milieux propices au phénomène de méthanisation ?

 

6. Complétez le schéma ci-dessous :

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7. Quel est l’intérêt du biogaz ?

 

8. Quels sont les principaux composants d’une installation de biogaz ?


Début de l'énoncé

Correction

Visualisez l’animation et répondez aux questions suivantes :

 

1. Vrai ou faux ?  La matière organique est :

  • issue d’un chantier de travaux publics : faux
  • peut être issue de l’équarrissage : vrai
  • composée de matière carbonée : vrai
  • n’est pas biodégradable : faux – la matière organique est biodégradable en milieu aérobie et anaérobie.

 

2. Vrai ou faux ? La méthanisation :

  • a été inventée par Alessandro Volta : faux – la méthanisation est un procédé d’origine naturelle. Alessandro Volta n’a fait qu’observer que les marais produisaient du gaz inflammable.
  • se produit en présence d’oxygène : faux. Elle se produit en l’absence d’oxygène. On parle de fermentation anaérobie.
  • permet le retraitement des boues  d’épuration urbaine : vrai
  • produit 20% de CH4 : faux – en conditions normales, elle produit 60 à 70% de biogaz
  • se déroule en 5 étapes : faux : on distingue généralement 3 étapes :
    • 1-  Hydrolyse et acidogénèse
    • 2-  Acétogénèse
    • 3-  Méthanogénèse

 

3. Que signifie « digestion anaérobie » ?

La digestion anaérobie signifie « en l’absence d’oxygène ». Elle se produit par exemple au fond des marais ou dans l’appareil digestif des ruminants ou des termites. Cette digestion anaérobie produit un gaz appelé biogaz qui est du méthane à 60-70%. Cette digestion anaérobie est communément appelée méthanisation.

 

4. La méthanisation est-elle un procédé artificiel ?

La présence de biogaz a été mise en évidence dans différents milieux anaérobies naturels, son origine étant attribuée à l'activité microbienne.

 

5. Pouvez-vous citer d'autres exemples de milieux propices au phénomène de méthanisation ?

  • le fumier
  • le gaz des marais qui contient une forte proportion de méthane provenant de la décomposition des déchets organiques végétaux des marécages
  • les lacs
  • les rizières
  • les sols des zones humides telles que les forêts tropicales, la toundra et les tourbières
  • les processus de digestion des animaux libèrent du méthane : les ruminants et les termites sont la source d'une quantité importante de gaz

 

6. Compléter le schéma ci-dessous :

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7. Quel est l’intérêt du biogaz ?

Grâce au méthane qu’il contient, le biogaz peut servir de combustible  (schéma de comparaison des combustibles). En brûlant, il peut servir pour produire :

  • de la chaleur
  • de l’électricité 
  • du bio-carburant
  • il peut ensuite être injecté dans le réseau de gaz collectif

 

8. Quels sont les principaux composants d'une installation de biogaz ?

  • Un bio-digesteur
  • Une cuve de maturation
  • Une salle des machines
Début de la correction

Méthodologie et documents

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