Valorisation du gaz d’enfouissement en GNR par AMP

Le gaz d’enfouissement n’est pas du gaz de digesteur

Le gaz d’enfouissement et le gaz de digesteur diffèrent fondamentalement dans la manière dont le méthane est capté. Un site d’enfouissement produit du méthane de façon passive, à mesure que les déchets enfouis se décomposent pendant des décennies; il faut donc un réseau de puits conçu pour intercepter le gaz qui s’échapperait autrement sans contrôle. Le réseau de captage extrait le gaz de la masse de déchets sous dépression, ce qui aspire également de l’air à travers le recouvrement, les talus et le champ de puits. Aux États-Unis et ailleurs, les exploitants surveillent les émissions en surface et chaque tête de puits (méthane, oxygène, azote, température et pression) afin d’assurer l’efficacité du système et d’éviter les entrées d’air excessives. Ils suivent également les débits de gaz, déclarent ces données et prennent des mesures correctives lorsqu’une lecture dépasse les limites prescrites.

Le gaz de digesteur, lui, est produit dans des cuves étanches conçues à cet effet, dans des conditions contrôlées, ce qui permet un captage presque total et une teneur en méthane constante.

Tout projet de site d’enfouissement doit tenir compte de trois aspects clés qu’un projet de digesteur n’a pas à gérer.

Azote et oxygène

Les infiltrations d’air introduisent du N₂ et de l’O₂, et les exigences d’injection dans le réseau sont intransigeantes pour les deux. La Rule 30 de SoCalGas en Californie, une référence largement citée, plafonne les gaz inertes totaux (CO₂, N₂ et O₂ combinés) à 4 % en volume et l’oxygène à 0,2 %, et fixe un pouvoir calorifique minimal de 990 BTU/pi³ (36,8 MJ/m³). Or, on ne peut retirer qu’une quantité limitée d’azote en une seule étape. C’est la teneur en azote du gaz fourni par le champ de puits qui détermine le nombre d’étapes de séparation AMP, et ce nombre d’étapes constitue le principal facteur des dépenses d’investissement (CAPEX) pour la valorisation d’un site d’enfouissement.

Contaminants à l’état de traces

Le gaz d’enfouissement ne contient pas seulement du méthane et du CO₂ : il transporte aussi divers contaminants à l’état de traces, formés lorsque des déchets variés (appareils électroniques, produits de soins personnels, produits de nettoyage, plastiques, débris de construction) se décomposent ensemble. Les siloxanes, présents dans des produits tels que les cosmétiques, les déodorants et les produits de nettoyage, forment, lors de la combustion, des dépôts de silice abrasifs (semblables à du verre) qui endommagent les moteurs, les turbines et les équipements de valorisation. Les composés halogénés provenant des solvants, des plastiques et des aérosols peuvent, lors de la combustion, former des acides corrosifs (comme l’acide chlorhydrique) qui endommagent les équipements et les gazoducs. Leurs teneurs peuvent varier considérablement au fil de l’évolution du site. La Californie exige que le biométhane injecté dans un gazoduc de transport public respecte des limites relatives à 17 constituants précis du gaz d’enfouissement.

Une cible mouvante

La quantité et la composition du gaz dépendent du type et de l’âge des déchets, de leur teneur en matière organique, de l’humidité et de la température, des facteurs qui varient au cours de la vie d’un site d’enfouissement. L’humidité a une plage idéale : trop faible, elle ralentit la décomposition; trop élevée, elle laisse du liquide libre qui peut noyer les puits et les collecteurs. Le débit et la composition du gaz varient de la première à la dixième année et au-delà. Une usine conçue uniquement sur la base des caractéristiques du gaz d’enfouissement au moment de sa mise en service risque d’afficher un rendement insuffisant dès la cinquième année.