La méthanisation Infodoc

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Titre :	La méthanisation Ajouter au panier
Auteur(s) :	René Moletta, Coordinateur
Type de document :	Livre
Sujets :	METHANE ; FERMENTATION METHANIQUE ; TRAITEMENT DES EAUX USEES ; TRAITEMENT DES DECHETS INDUSTRIELS ; ENERGIE ; BACTERIE ; BIOREACTEUR ; REGLEMENTATION Déchets organiques ; Déchets -- Valorisation ; Digestion anaérobie ; Bactéries méthanogènes ; Méthane ; Biogaz ; Déchets organiques -- Recyclage Traitement des déchets ; Biogaz ; Économie METHANISATION ; EFFLUENTS INDUSTRIELS ; boues
Résumé :	La domestication de la méthanisation, processus microbiologique naturel, permet de produire de l'énergie sous forme de méthane à partir d'éléments polluants. Si cette technologie est largement appliquée en France pour le traitement des effluents, il n'en est pas de même pour le traitement des déchets solides. Ce domaine, dans lequel la France doit rattraper un certain retard par rapport à d'autres pays d'Europe, subit actuellement un regain d'intérêt du fait de la hausse du prix de l'énergie et de l'impérieuse nécessité de trouver de nouvelles sources d'énergie renouvelable. Pour accompagner ce développement, La méthanisation dresse pour la première fois en français un état complet des connaissances théoriques et pratiques sur cette technologie et ses applications. Cet important trava[...] La domestication de la méthanisation, processus microbiologique naturel, permet de produire de l'énergie sous forme de méthane à partir d'éléments polluants. Si cette technologie est largement appliquée en France pour le traitement des effluents, il n'en est pas de même pour le traitement des déchets solides. Ce domaine, dans lequel la France doit rattraper un certain retard par rapport à d'autres pays d'Europe, subit actuellement un regain d'intérêt du fait de la hausse du prix de l'énergie et de l'impérieuse nécessité de trouver de nouvelles sources d'énergie renouvelable. Pour accompagner ce développement, La méthanisation dresse pour la première fois en français un état complet des connaissances théoriques et pratiques sur cette technologie et ses applications. Cet important travail a nécessité les contributions de 29 spécialistes de renommée internationale, coordonnés par René Moletta. Cet ouvrage traite de tous les aspects fondamentaux nécessaires à la connaissance (microbiologiques, cinétiques, stoechiométriques) mais aussi des aspects technologiques, réglementaires et économiques. Une large place est consacrée au génie des procédés. Les professionnels, en particulier les agences d'ingénierie et de conception, trouveront dans ce livre qui s'appuie sur des exemples concrets toutes les données pour mieux appréhender ces technologies et guider leurs prises de décisions. Cet ouvrage sera aussi une source importante d'informations pour les étudiants, dans un domaine où il n'y a encore que peu de spécialistes. 1 . Connaissance de la méthanisation: La méthanisation dans la problématique énergétique et environnementale - La méthanisation dans les écosystèmes naturels et cultivés - Aspects biochimiques et microbiologiques de la méthanisation - Caractérisation de la mise en oeuvre de la méthanisation. 2 . Législation: La digestion anaérobie, aspects législatifs et économiques. 3 . Stratégies et traitements: Technologies de traitement des effluents industriels par la méthanisation - Technologies de traitement des effluents urbains dans les pays chauds - Technologies de la méthanisation de la biomasse. Déchets ménagers et agricoles - Méthanisation des boues - La méthanisation en milieu rural - Co-traitement physico-chimiques - L'élimination et la méthanisation des déchets non dangereux en installation de stockage - Les nouvelles applications de la digestion anaérobie - Instrumentation, modélisation et commande des digesteurs. 4 . Le biogaz: Valorisation du biogaz et traitements épuratoires - Les micro-organismes dans le biogaz. 5 . Aspects économiques: L'économie de la méthanisation.
Editeur(s) :	Paris [France] : Editions Tec & Doc
Date de publication :	2008
Format :	1 vol. (532 p.) / tabl., schémas, ill., couv. ill. en coul. / 25 cm
Note(s) :	Bibliogr. Index Professionnel, spécialiste
Table des matières :	Première partie : Connaissance de la méthanisation Chapitre 1 : La méthanisation dans la problématique énergétique et environnementale 1. La méthanisation 2. Apport de la méthanisation 2.1. Dépollution des eaux usées 2.2. Traitement des déchets 3. Environnement et énergie 4. Place de la méthanisation dans les politiques énergétiques de demain 4.1. Les différentes filières des biocarburants 4.2. Position de la méthanisation [...] Première partie : Connaissance de la méthanisation Chapitre 1 : La méthanisation dans la problématique énergétique et environnementale 1. La méthanisation 2. Apport de la méthanisation 2.1. Dépollution des eaux usées 2.2. Traitement des déchets 3. Environnement et énergie 4. Place de la méthanisation dans les politiques énergétiques de demain 4.1. Les différentes filières des biocarburants 4.2. Position de la méthanisation 5. Conclusion Chapitre 2 : La méthanisation dans les écosystèmes naturels et cultivés 1. Introduction 1.1. Origine des bactéries méthanogènes 1.2. Les étapes de la méthanogénèse 1.3. Les environnements méthanogènes 1.4. Les aspects environnementaux de l'émission du méthane, gaz à effet de serre et les implications pour la recherche 2. Production et émission de méthane par les sols et les sédiments 2.1. Introduction 2.2. Mécanismes et microflores impliquées 2.3. Méthodes de mesure 2.4. Estimations des activités 2.5. Les facteurs qui affectent l'émission de méthane par les sols 3. Production et émission de méthane par le tractus gastro-intestinal animal 3.1. Le tube digestif des bovins et insectes, un environnement privilégié pour les archea méthanogènes 3.2. L'émission de méthane par les mammifères herbivores 3.3. L'émission de méthane par les mammifères herbivores monogastriques 3.4. L'émission de méthane chez les autres mammifères 3.5. L'émission de méthane par les insectes 4. Conclusion générale Chapitre 3 : Aspects biochimiques et microbiologiques de la méthanisation 1. Les réactions enzymatiques (biochimie) 1.1. Les grandes étapes de la digestion anaérobie 1.2. Les conditions physico-chimiques 2. Les micro-organismes actifs 2.1. Les méthodes d'investigation 2.2. La fonctionnalité des micro-organismes impliqués. Qui fait quoi ou qui peut faire quoi ? 2.3. Diversité des micro-organismes impliqués. Qui est là ? 2.4. Origine des micro-organismes des digesteurs anaérobies. D'où viennent-ils ? 2.5. Adaptation ou enrichissement ? 3. La vision dynamique (écologie) 4. Effet de la digestion anaérobie sur les germes pathogènes 4.1. Les paramètres biotiques 4.2. Les paramètres abiotiques Chapitre 4 : Caractérisation de la mise en oeuvre de la méthanisation 1. Principe de fonctionnement des réacteurs de méthanisation 1.1. Conversion de la matière organique 1.2. Le potentiel méthanogène 1.3. Les différents modes de mise en reuvre de la méthanisation 1.4. Les grandes familles de procédés de méthanisation 2. Les paramètres opérationnels des réacteurs 2.1. Quelques définitions 2. Vitesse de la réaction biologique 3. Les conditions de mise en reuvre des réacteurs 3.1. pH 3.2. Alcalinité 3.3. Acides gras volatils (AGV) 3.4. DCO 3.5. Nutriments 3.6. Débit et composition du biogaz 4. Stabilité des digesteurs 4.1. Rôle de l'hydrogène dans le fonctionnement des digesteurs 4.2. Les surcharges organiques : causes et conséquences 4.3. Les principaux inhibiteurs de la digestion anaérobie 5. Démarrage des réacteurs 5.1. L'inoculation 5.2. La stratégie de montée en charge 5.3. Le rendement en méthane : un paramètre de mesure de la formation du biofilm 5.4. Exemple d'application : démarrage d'un réacteur pilote à lit fixe de 1 m3 Deuxième partie : Législation Chapitre 5 : La digestion anaérobie : aspects législatifs et économiques 1. Aspects législatifs 1.1. L'apport des matières premières externes 1.2. L'impact sur le statut d'installation classée (ICPE) de l'utilisation de matières premières extérieures à l'installation 1.3. Le méthaniseur 1.4. Le stockage du biogaz 1.5. L'utilisation du biogaz 1.6. L'utilisation de la partie liquide (éluat) 1.7. L'utilisation de la partie solide (digestat) 1.8. Les transports vers et du méthaniseur 2. Les risques d'une installation de méthanisation 3. Les équilibres économiques envisageables à ce jour 4. Conclusions Troisième partie : Stratégies et traitements Chapitre 6 : Technologies de traitement des effluents industriels par la méthanisation 1. Réacteurs biologiques 1.1. Procédés mettant en oeuvre des micro-organismes libres 1.2. Procédés mettant en oeuvre des micro-organismes formant un biofilm 1.3. Couplage avec un réacteur aérobie 2. Les bases de choix et de dimensionnement des digesteurs anaérobies 2.1. Choix de la technologie 2.2. Base de dimensionnement 2.3. Stabilité des digesteurs 3. Le Biogaz 3 .1. Production théorique 3.2. Facteurs modifiant les caractéristiques du biogaz 3.3. Traitement du biogaz 3.4. Valorisation 4. Performances des digesteurs anaérobies 5. Exemple d'applications de la digestion anaérobie aux IAA 5.1. Application aux effluents issus de la fabrication de boisson (jus de fruits) 5.2. Application aux effluents laitiers 5.3. Application aux effluents de brasserie Chapitre 7 : Technologies de traitement des effluents urbains dans les pays chauds 1. Introduction 2. Le défi pour le traitement des eaux d'égout dans les pays en voie de développement : le cas de l'Amérique latine 3. Traitement anaérobie des eaux municipales comme technologie durable 4. Le traitement anaérobie des eaux urbaines 5. Vue d'ensemble du développement de la technologie anaérobie pour le traitement des eaux municipales 6. Les réacteurs UASB pour le traitement des eaux usées 7. Post-traitement des effluents des réacteurs UASB des eaux usées municipales 8. Manipulation du biogaz et contrôle d'odeur 9. Développements futurs 10. Conclusions Chapitre 8 : Technologies de la méthanisation de la biomasse - Déchets ménagers et agricoles 1. Caractérisation des substrats solides : les ordures ménagères 2. Stratégies technologiques 2.1. Les réacteurs limites 2.2. Méthanisation en une étape ou deux étapes 2.3. Condition de mise en oeuvre de la méthanisation des déchets 3. Méthanisation de la fraction organique des ordures ménagères 3.1. Principe du traitement des ordures ménagères (et déchets assimilés) 3.2. Technologies appliquées aux fermentations « humides » 3.3. Technologies appliquées aux fermentations « sèches » 3.4. Performances des digesteurs sur ordures ménagères 4. Exemple d'une unité de méthanisation des Engelskirchen (Allemagne) 4.1. Caractéristiques des déchets 4.2. Description de l'usine 4.3. Performances 4.4. Bilan matière 4.5. L'investissement 4.6. La station d’épuration 5. Technologies de méthanisation de la biomasse agricole 5.1. Caractéristiques de leurs mises en œuvre 5 .2. Le potentiel méthane des déchets agricoles 5.3. Technologies appliquées à la digestion des déchets agricoles Chapitre 9 : Méthanisation des boues 1. Les paramètres influant les performances de la méthanisation des boues 1.1. Critères d'évaluation des performances 1.2. La température 1.3. Le temps de séjour et la charge organique 1.4. Composition des boues fraîches 1.5. L'intensité du brassage 1.6. La régularité de l'alimentation 2. Les atouts de la digestion anaérobie 2.1. Les performances optimales de la méthanisation des boues 2.2. La valorisation matière 2.3. La valorisation énergétique 2.4. Bilan environnemental et sociétal 3. Types et dimensionnement des digesteurs de boues 4. Conception des digesteurs de boues 4.1. Brassage des digesteurs 4.2. Chauffage des digesteurs 4.3. Forme des digesteurs 4.4. Démarrage et conduite d'une installatjon de digestion 5. Procédés susceptibles d'améliorer les performances de la digestion anaérobie 5.1. Pré-traitements thermiques 5.2. Pré-traitements enzymatiques 5.3. Pré-traitements mécaniques 5.4. Pré-traitements par ultrasons 5.5. Pré-traitements chimiques Chapitre 10 : La méthanisation en milieu rural 1. Le gisement de déchets agricoles 1.1. Les différents gisements agricoles 1.2. Leur production d'énergie 2. Méthanisation à la ferme et méthanisation centralisée 2.1. La méthanisation à la ferme, le modèle allemand 2.2. La méthanisation centralisée, le modèle danois 2.3. Quel modèle pour la France ? 3. Les technologies 3.1. Les différents systèmes : voie liquide/sèche - système continu/discontinu 3.2. La méthanisation en voie liquide 3.3. La méthanisation en voie sèche 3.4. La valorisation du biogaz 4. La valorisation du digestat 4.1. Les effets de la méthanisation sur la matière organique 4.2. La méthanisation : un moyen d'optimiser la gestion des déjections d'élevage Chapitre 11 : Co-traitements physico-chimiques 1. Introduction 2. Traitements thermiques 2.1. Application aux boues 2.2. Application aux déchets solides 2.3. Application aux déjections animales 3. Traitements acido-basiques ou thermo-acido-basiques 3.1. Principe 3.2. Application aux boues 3.3. Application aux déchets solides 3.4. Application aux déjections animales 4. Traitements mécaniques 4.1. Ultrasons 4.2. Broyage 4.3. Centrifugation 4.4. Hautes pressions 5. Oxydation 5.1. Principes 5.2. Application aux boues 5.3. Application aux déchets solides 5.4. Application aux effluents liquides 6. Procédés de séparation pour éliminer les composés inhibiteurs 7. Conclusion Chapitre 12 : L'élimination et la méthanisation des déchets non dangereux en installation de stockage 1. La filière stockage en France, en Europe et dans l le monde 1.1. De la décharge à l'installation de stockage : une filière en pleine mutation 1.2. Part du stockage parmi les différentes filières de traitement 2. Caractéristiques techniques des ouvrages de stockage de déchets 2.1. Localisation du site et aménagement 2.2. Les barrières de confinement (fond et couverture) 2.3. L'admission des déchets et la phase d'exploitation 2.4. La dégradation des déchets stockés 2.5. Les lixiviats 2.6. Le biogaz 2.7. La post-exploitation et la fin de vie du site 3. Du stockage-confinement au traitement biologique ex-situ et in-situ 3.1. Le prétraitement mécano-biologique (PTMB) avant stockage 3.2. Les installations de stockage bioactives Chapitre 13 : Les nouvelles applications de la digestion anaérobie Piles à combustible microbiennes 1. Historique 2. Respiration électricigène 3. Mécanismes de transfert des électrons à l'anode 3.1. Transfert indirect 3.2. Transfert direct 4. Génération de tension 5. Performance des PCM 5.1. Mesure de puissance 5.2. Efficacité des PCM 5.3. Efficacité de conversion 6. Améliorations et optimisation technique du procédé 6.1. Diminution de la résistance interne 6.2. Accroissement du pouvoir électrocatalytique des électrodes 6.3. Réduction des pertes de concentration 6.4. Configuration du réacteur PCM 7. Désavantages de la PCM 8. Créneau préférentiel Piles à combustible 1. Présentation des différents types de piles à combustible 1.1. Spécificités des différents types de piles 1.2. Exemples de piles à combustibles de type SOFC 2. Traitements externes des biogaz issus de la méthanisation 2.1. Procédé de traitement du biogaz en vue de son utilisation dans des piles à combustible 2.2. Procédé de conversion externe du biogaz 2.3. Procédés de purification du gaz en vue de son utilisation dans une pile à combustible basse température 3. Reformage interne (piles à hautes températures) 3.1. Principe du reformage interne direct 3.2. Comportement d'une SOFC fonctionnant en reformage interne direct 4. Exemples de réalisations, prototypes Du biogaz épuré pour faire tourner les flottes captives 1. Enjeux et avantages du biogaz carburant 1.1. Enjeu environnemental : produire une énergie renouvelable et réduire les émissions de gaz à effet de serre 1.2. Enjeu technique et économique : l'introduction du biogaz dans le marché des biocarburants 1.3. Techniques d'épuration du biogaz 2. Transport et biogaz carburant en Europe 2.1. Les transports dans l'Union européenne 2.2. Le marché du biogaz carburant en Europe 2.3. Le projet européen Biogasmax pour la promotion du biogaz carburant 3. Lille Métropole Communauté urbaine et le biogaz carburant 3.1. Une implication déjà ancienne : la station d'épuration de Marquette 3.2. Le Centre de Valorisation Organique de Loos-Sequedin 4. Le dépôt de bus au gaz La digestion anaérobie et les xénobiotiques 1. Les xénobiotiques « classiques » 1.1. Potentiel de la digestion anaérobie pour dégrader les xénobiotiques 1.2. Les procédés de digestion anaérobie pour dégrader les xénobiotiques 2. Les xénobiotiques « émergeants » 2.1. Les dérivés de détergents 2.2. Les oestrogènes 2.3. Les composés pharmaceutiques Chapitre 14 : Instrumentation, modélisation et commande des digesteurs 1. Instrumentation des digesteurs 1.1. Positionnement du problème 1.2. Exemples de mesures disponibles sur un digesteur anaérobie 2. Modélisation par bilan matière de la digestion anaérobie 2.1. Cinétique biologique de la digestion anaérobie 2.2. Modélisation bilan matière des réacteurs 3. Commande des digesteurs Quatrième partie : Le biogaz Chapitre 15 : Valorisation du biogaz et traitements épuratoires 1. Introduction 2. Etat des lieux de la valorisation énergétique à l'échelle européenne 3. Principaux modes de valorisation énergétique 4. Les freins à la valorisation énergétique du biogaz 4.1. Principales impuretés contenues dans le biogaz et leurs influences pénalisantes sur sa valorisation énergétique 5. Epuration du biogaz 5.1. Principales techniques d'épuration du biogaz 5.2. Cas particulier des COVSi 6. Bilan et conclusion Chapitre 16 : Les micro-organismes dans le biogaz 1. Les aérosols microbiens 1.1. Définition 1.2. Les sources d'émissions 1.3. L'aérosolisation 1.4. Le transport 1.5. La survie des aérosols microbiens 1.6. Étudier les aérosols microbiens 2. La diversité microbienne des biogaz 2.1. Par les outils moléculaires 2.2. Par l'isolement et la culture 3. L'aérosolisation différentielle : source de variabilité 3.1. Son observation dans le biogaz 3.2. Conséquences sur la microbiologie des biogaz Cinquième partie : Aspects économiques Chapitre 17 : L'économie de la méthanisation 1. Introduction à l'économie de la méthanisation 2. Les boues d'épuration urbaines 2.1. Le contexte 2.2. Les éléments de coût 3. Les effluents industriels 3.1. Le contexte 3.2. Les éléments de coût 4. Les déchets municipaux 4.1. Le contexte 4.2. Les éléments de coût 5. Le biogaz « à la ferme » 5 .1. Le contexte 5.2. Les éléments de coût 6. La co-digestion « territoriale » 6.1. Le contexte 6.2. Les éléments de coût 7. Les procédés de valorisation du biogaz 7.1. Les valorisations thermiques 7.2. Production d'électricité et cogénération 7 .3. Le transport de l’énergie 7.4. Les autres voies de valorisation Index
Langue(s) :	Français
Identifiant :	978-2-7430-1036-2
Lien vers la notice :	https://infodoc.agroparistech.fr/index.php?lvl=notice_display&id=52528

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