Soutenance de thèse : Helen Laura COARITA FERNANDEZ

Prétraitement des déchets agricoles pour l'optimisation de leur valorisation par méthanisation

Doctorante : Helen Laura COARITA FERNANDEZ

Laboratoire INSA : DEEP

Ecole doctorale : ED206 : Chimie de Lyon

Les effluents d’élevage constituent 64% des tonnages entrant en méthanisation, principalement sous la forme de fumiers pailleux complétés par d’autres produits agricoles tels que des résidus de culture, produits de cultures intermédiaires à vocation énergétique et autres déchets de l’industrie agro-alimentaire. Or, la grande majorité des installations françaises aujourd’hui sont des technologies de type cuve agitée en voie humide. En France, la grande majorité des ressources mobilisables est de caractère hétérogène avec une teneur élevée en matière lignocellulosique, nécessitant des opérations de préparation mécanique. Si les techniques de prétraitements mécaniques disponibles sur le marché sont nombreuses, les retours d’expérience sont encore rares et nécessitent de développer une approche scientifique permettant de relier l’aptitude à la méthanisation d’une biomasse à la modification de ses caractéristiques au cours d’un prétraitement. Pour répondre à cet enjeu, la thèse s’est structurée dans l’objectif d’identifier les principales fonctions des opérations mécaniques de préparation de biomasses agricoles solides. Premièrement, une méthodologie d’approche générale de caractérisation bio-physico-chimique a été développée afin d’évaluer les principaux effets des prétraitements mécaniques avant méthanisation. Deuxièmement, une étude des opérations mécaniques successives à l’échelle laboratoire a été réalisée sur différentes biomasses agricoles telles que les fumiers bovins et l’ensilage de maïs et triticale. La fonctionnalité de chaque opération de prétraitement a été identifiée et une corrélation entre paramètres physiques et biochimiques a été proposée. Troisièmement, plusieurs techniques de prétraitement mécaniques in situ ont été testées et comparées aux opérations à l’échelle laboratoire pour identifier leurs fonctions de transformation de la biomasse et évaluer leur coût énergétique. Ainsi, plusieurs effets ont été mis en évidence : l’amélioration de la vitesse de conversion de la matière et l’amélioration des propriétés rhéologiques. La compréhension en détail du mécanisme d’action des prétraitements mécaniques sur des substrats complexes et hétérogènes est le prochain enjeu.