Une énergie durable issue de la décharge
Épuration plutôt que torchage : un nouveau procédé de traitement des gaz de décharge
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À l'heure du changement climatique, la transformation des déchets en énergie constitue une approche de plus en plus importante pour rendre l'approvisionnement énergétique plus durable. Une équipe de l’Université des sciences appliquées de Francfort (Frankfurt UAS) mène actuellement, en collaboration avec l’entreprise française Prodeval, des recherches sur un procédé innovant permettant de traiter les gaz de décharge de manière à ce qu’ils puissent être injectés dans le réseau de gaz naturel ou mis à disposition sous forme de biogaz liquéfié (appelé « bio-GNL »). La société Prodeval GmbH est spécialisée dans le traitement du biogaz et finance ce projet de recherche d’une durée prévue de deux ans.
« Non seulement pour des raisons environnementales, mais aussi pour des considérations économiques, il est intéressant pour les entreprises de ne pas brûler à la torche les gaz de décharge riches en méthane – comme c’est souvent le cas –, mais plutôt de les purifier », explique le professeur Niklas Döring, directeur du groupe de recherche « Efficacité énergétique et utilisation rationnelle des ressources dans l’industrie des procédés » (ERPI) au sein de l’Institut de technologie interdisciplinaire (iit) de l’Université des sciences appliquées de Francfort.
« Cependant, le traitement est compliqué, car les gaz de décharge forment une matrice complexe de composants gazeux et contiennent de grandes quantités d’air », précise le scientifique, qui est également responsable du programme de licence en génie des bioprocédés.
Technologie d’adsorption combinée à la filtration sur membrane
Dans le cadre du procédé novateur mis au point par son groupe de recherche, les mélanges gazeux ne sont pas seulement filtrés à travers des membranes, mais également séparés à l’aide de la technologie d’adsorption. Cela signifie que les gaz sont acheminés à travers un solide – l’adsorbant – sur lequel les différents composants du mélange « adhèrent » en quelque sorte. « Notre procédé promet ainsi un rendement nettement supérieur en méthane – matière première précieuse – par rapport aux méthodes établies jusqu’à présent », explique M. Döring.
« En tant que fabricant leader d’installations de traitement du biogaz, nous travaillons en permanence au perfectionnement de nos technologies et à leur adaptation à de nouveaux domaines d’application », déclare Sébastien Paolozzi, président de Prodeval. « Le traitement et la valorisation des gaz de décharge font partie de nos activités depuis la création de Prodeval. Le perfectionnement du procédé, visant notamment à rendre la séparation complexe de l’azote plus efficace et plus économique, constitue donc une étape logique. La collaboration avec l’Université des sciences appliquées de Francfort nous offre la possibilité d’étudier scientifiquement de nouvelles approches à cet effet et de perfectionner la technologie de manière ciblée. »
Une installation construite par nos soins
Une grande partie de la recherche est menée à l’aide d’une installation que l’équipe a construite elle-même sous la direction de Thomas Welter, collaborateur scientifique permanent et ingénieur de laboratoire : Le groupe de recherche a conçu un appareil d’analyse destiné à mesurer l’adsorption – ce qu’on appelle un « analyseur de percée » – qui lui offre une plus grande flexibilité dans la conduite des expériences que les modèles disponibles sur le marché. Il est par exemple possible de recueillir avec une grande précision, sur une large plage de pression et de température, des données d’équilibre et de cinétique pour des mélanges gazeux complexes et les variantes de procédés les plus diverses.
Cet appareil a déjà été utilisé dans le cadre de projets antérieurs du groupe de recherche, notamment dans le cadre d’un projet de recherche financé par un partenaire industriel visant à produire du biogaz de haute pureté à partir de la fermentation de la biomasse, ainsi que dans le cadre d’un projet financé par le Land de Hesse portant sur la concentration de solvants issus des processus d’impression.
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