La valorisation du biogaz permet de le transformer d’un combustible brut à faible valeur ajoutée en une source d’énergie de haute qualité, libérant ainsi tout son potentiel. Pour les acteurs agricoles, ce processus offre des avantages clés : augmentation des revenus grâce à la vente de biométhane, réduction de leur impact environnemental et possibilité de répondre à la demande croissante d’énergies renouvelables. Les principaux objectifs de la valorisation du biogaz sont d’augmenter la pureté du méthane, d’éliminer les composés indésirables et d’adapter le gaz à des applications spécifiques comme l’injection dans le réseau, l'utilisation comme carburant ou le développement d'un système énergétique local.
Le premier objectif est de maximiser sa teneur en méthane, car le biogaz brut ne contient généralement que 50 à 70 % de méthane, le reste étant du dioxyde de carbone et des traces de contaminants. L'élimination du CO₂ augmente non seulement la densité énergétique du gaz, mais garantit également sa conformité aux spécifications du réseau ou à celles des carburants. Les impuretés telles que le sulfure d'hydrogène doivent également être éliminées pour éviter toute corrosion, protéger les équipements et garantir la sécurité des installations. De plus, la vapeur d'eau doit être extraite pour produire un gaz sec adapté au transport ou au stockage.
Pour obtenir ces résultats, il faut employer des technologies avancées dédiées à la valorisation du biogaz. L'épuration aqueuse est une méthode simple et rentable largement utilisée dans les exploitations agricoles. En dissolvant le CO₂ dans de l'eau sous haute pression, celle-ci le sépare du méthane, ce qui permet d'obtenir du biométhane plus pur. Pour les opérations nécessitant des solutions compactes et évolutives, les systèmes de séparation par membrane emploient des membranes sélectives qui isolent le méthane des autres gaz, garantissant ainsi une efficacité et une flexibilité élevées. L'adsorption par variation de pression (PSA) est une autre option fiable, utilisant un matériau qui lie sélectivement le CO₂ dans des conditions de pression contrôlées pour atteindre des concentrations élevées de méthane.
Pour les applications à plus grande échelle, l'épuration par amines offre des performances supérieures, en particulier lorsque atteindre une grande pureté est essentiel. Avec cette méthode, le CO₂ se lie chimiquement à une solution aminée et est ensuite séparé du reste, laissant derrière lui du méthane pratiquement pur. Encore ailleurs, certains systèmes font le choix d'une séparation cryogénique, qui refroidit le biogaz à des températures très basses, en gelant les impuretés et le CO₂ tout en permettant au méthane de rester sous forme gazeuse.
Une fois valorisé, le biométhane devient une source d’énergie polyvalente. Il peut être injecté directement dans le réseau de gaz, remplaçant ainsi le gaz naturel fossile utilisé pour le chauffage, les gazinières et les processus industriels. Le biométhane peut également être comprimé ou liquéfié pour être utilisé comme carburant vert, en particulier pour les poids lourds, qui bénéficient de sa densité énergétique élevée et de ses émissions réduites par rapport au diesel. Pour les exploitations agricoles et les communautés rurales, l’utilisation locale du biométhane dans les micro-réseaux ou les systèmes de cogénération peut contribuer à leur indépendance énergétique et à la réduction de leur dépendance vis-à-vis de fournisseurs externes. Sa compatibilité avec les infrastructures existantes et ses diverses applications garantissent que le biométhane reste un acteur clé de la transition vers les énergies renouvelables.
En parallèle, le dioxyde de carbone extrait lors de la valorisation du biogaz n'est pas nécessairement gaspillé. Au contraire, il présente de précieux usages potentiels. Dans l’agriculture, le CO₂ purifié peut être utilisé dans des serres, stimulant la croissance et la productivité des plantes. Les industries agroalimentaires utilisent aussi beaucoup de CO₂ pour la carbonatation, l’emballage ou la réfrigération, mais elles ont besoin qu’il soit pur. Au-delà de ces applications, le CO₂ capturé peut être séquestré sous terre pour l’enlever définitivement de l’atmosphère, contribuant ainsi aux efforts d’atténuation du changement climatique. Les technologies émergentes explorent également la conversion du CO₂ en produits chimiques, matériaux de construction, carburants et encore plus de biométhane, créant ainsi des sources de revenus supplémentaires et élargissant le potentiel de valorisation du biogaz pour contribuer à une économie circulaire et durable.
Chaque technologie présente des avantages et des exigences opérationnelles spécifiques, et le choix dépend souvent de facteurs tels que la composition de la matière première, la taille de l’usine et l’utilisation prévue du biogaz. Mais quelle que soit l’approche choisie, la valorisation du biogaz représente un investissement stratégique pour les acteurs agricoles, ouvrant la voie à une production d’énergie durable et à une résilience économique renforcée. L’étape suivante consiste à le rendre plus accessible aux petites unités de production, car le processus de valorisation du biogaz est encore assez énergivore.
Purifier le biogaz : d'une source d'énergie à un produit commercialisable