[L’Actu – Avril 2023 ]

Valorisation de biogaz : et si on testait de nouveaux procédés à l’échelle semi-industrielle ?

Produire du biogaz à partir de matériaux organiques ou d’autres gaz comme le CO₂ constitue assurément l’une des réponses les plus intéressantes aujourd’hui pour répondre à l’enjeu énergétique auquel est confronté le territoire. Un enjeu à la fois de transition mais aussi d’indépendance énergétique, second enjeu devenu particulièrement important depuis la guerre en Ukraine.

Ici, les projets autour des procédés de fabrication et de valorisation du biogaz, un gaz issu de la fermentation d’éléments organiques sous l’action de micro-organismes selon un processus dit de méthanisation, remontent à plusieurs années. Les équipes de recherche anticipaient ainsi le virage qu’allait prendre l’établissement, aujourd’hui désireux d’intégrer cet enjeu dans toutes les dimensions de l’école en plus de la recherche : dans la formation mais aussi dans les pratiques sur le campus. Et c’est dès 2016 que ces travaux avaient donné naissance à un service dédié à la recherche de démonstration industrielle dans le domaine des énergies renouvelables, grâce à un partenariat monté avec CLER VERTS (spécialisée dans la valorisation des biodéchets en énergie thermique et électrique et en fertilisants et qui produit notamment du biogaz), qui accueillait déjà sur son site à Bélesta-en-Lauragais en Haute-Garonne ce service qui allait préfigurer la plateforme SOLIDIA.

La rencontre de deux trajectoires complémentaires

Ce cap a été rendu possible lorsque l’entreprise Teréga, un acteur majeur des infrastructures de transport et de stockage de gaz en France, qui gère le réseau dans le quart Sud-Ouest de la France, s’est également rapprochée des laboratoires de l’INSA et du CRITT GPTE. Ce nouveau partenaire a alors permis de décrocher un financement à la Région et de donner naissance à cette nouvelle plateforme, via l’appel à projets Plateforme Régionale de Recherche et d’Innovation (PRRI), qui ont vocation à soutenir des projets au bénéfice d’entreprises et en phase avec la stratégie d’innovation définie par la Région Occitanie.

« C’est l’histoire de la rencontre de deux trajectoires complémentaires », aime bien d’ailleurs résumer l’ingénieur de recherche qui a piloté le projet, Sébastien Pommier. « Celle d’un laboratoire qui avait besoin de moyens pour faire avancer ses recherches, avec une grande entreprise dont la transition vers le gaz vert était une condition pour assurer sa survie. » Et c’est dans le cadre de ce projet dédié aux procédés de méthanisation pour produire du biogaz que les équipes du CRITT GPTE avaient dès lors identifié « le besoin d’expérimenter à plus grande échelle pour arriver à élaborer des procédés industrialisables ».

Un changement d’échelle important pour les expérimentations

Cette nouvelle plateforme va en effet permettre de franchir une nouvelle étape importante en permettant de faire réellement de la R&D. « Les travaux portaient auparavant sur des petits volumes de gaz, ce qui ne permettait pas aux entreprises de réellement éprouver leurs technologies », poursuit Sébastien Pommier. « Avec ce nouvel équipement, la plateforme permettra dès lors de mobiliser un volume de plusieurs mètres cubes de gaz à l’heure contre quelques dizaines de litres par heure dans le précédent laboratoire, soit un volume qui pourra être 100 à 1 000 fois supérieur. »

La plateforme a été inaugurée officiellement le 15 mars dernier. Elle accueillera les premiers projets, soutenus par des laboratoires de l’INSA, dans les semaines qui viennent, des projets qui s’intéresseront plutôt aux procédés de méthanation que de méthanisation, l’objectif étant d’arriver à la production de biométhane à partir du CO₂ et d’hydrogène « de manière fiable et peu coûteuse », précise encore l’ingénieur de recherche.

Un outil au service de l’ensemble de la filière…

Le premier, DEMETHA, qui implique TBI (Toulouse Biotechnology Institute), porte sur la méthanation par voie biologique, donc la transformation du CO₂ et de l’hydrogène en méthane par des micro-organismes, alors que le second, METHAMAG, accompagné par le LPCNO (Laboratoire de physique et chimie des nano-objets) et mené en collaboration avec Toulouse Tech Transfer, évalue un nouveau procédé catalytique par induction magnétique.

Mais si la plateforme démarre avec des projets accompagnés par des laboratoires de l’INSA, celle-ci a néanmoins pour vocation à s’ouvrir à d’autres organismes de recherche et entreprises, « objectif étant de soutenir l’ensemble de la filière », souligne encore Sébastien Pommier. S’être installé directement dans une usine de production de biogaz sert d’ailleurs cet objectif. « Le fait que la plateforme soit elle-même raccordée à une usine de biogaz permet de bénéficier des protocoles de sécurité et de s’affranchir des contraintes techniques et contractuelles, donc de réduire les délais, les coûts et les risques. Comme l’interfaçage est déjà fait, on n’a plus qu’à venir avec un prototype, se brancher, faire ses essais et optimiser ses procédés. » De plus, la plateforme pourra accueillir simultanément jusqu’à 6 pilotes de taille semi-industrielle puisqu’elle dispose de 3 emplacements sous une halle couverte et de 3 emplacements extérieurs.

… mais aussi des laboratoires et des étudiants

L’outil a quant à lui vocation à « être poreux dans les deux sens », servir les entreprises mais aussi nourrir la recherche et l’enseignement. « Certes, les connaissances, compétences et technologies développées par les laboratoires servent des problématiques d’entreprises, mais en même temps les partenariats permettent de faire remonter vers les laboratoires les questions que se posent ces entreprises », précise encore Sébastien Pommier. « De plus, pour valider une hypothèse, il faut parfois des observations à grande échelle, ce que va permettre cette plateforme. Enfin, cet outil pourra servir de base à la construction d’un espace d’échanges avec tous les acteurs de la filière du biogaz. »

La plateforme servira également, dans un second temps, de support pédagogique pour l’enseignement. Des visites pourront par exemple y être organisées pour illustrer concrètement des concepts et points techniques abordés durant les cours. Les données issues des expérimentations pourront également servir des projets de TD et TP. Enfin, le fonctionnement au sein d’une unité opérationnelle en conditions industrielles pourra permettre d’alimenter des modules supplémentaires, par exemple sur la sécurité industrielle.

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