Dechet

Bon, revenons à notre histoire de compostage.
Comme évoquer précédemment plusieurs phases se succèdent dans le processus de compostage.

Etape 1, Dégradation :

Plages de température (20 à 70 °C) selon l'activité biologique dans le compost.
Pendant la phase de dégradation, la température augmente car il y a une forte activité biologique. Les composés les plus dégradables tels que les sucres, les acides aminés libres et l'amidon sont d'abord consommés. La décomposition de la matière organique fraîche se fait sous l'action de bactéries et champignons, dont l'activité fait augmenter la température jusqu'à 50 à 70 °C. La température monte rapidement à 40 - 45 °C à la suite de la respiration de micro-organismes mésophiles aérobies. La respiration élève ensuite progressivement la température jusqu'à 60 - 70 °C, ce qui conduit au remplacement des micro-organismes mésophiles par des thermophiles et des thermo-tolérants. La phase de dégradation voit la masse du compost diminuer par minéralisation de la matière organique en CO2, et par des pertes d'eau importantes par évaporation.

Etape 2, Maturation :

Pendant la phase de maturation, la température diminue. Après la phase dégradative, la quantité de matière facilement utilisable par la microflore s'est déjà raréfiée. Nous assistons alors à la disparition des micro-organismes thermophiles au profit d'espèces plus communes et de nouvelles espèces mésophiles. Au fur et à mesure, la température décroît et ce pendant une longue période de mûrissement, pour se stabiliser au niveau de la température ambiante. Le compost entre dans une phase de maturation constructive, pendant laquelle apparaissent lentement des éléments précurseurs de l'humus.

La transition entre chacune des phases citées précédemment résulte d'une évolution continue. Il n'y a pas de frontière marquée entre les espèces mésophiles et thermophiles. Chaque espèce possède une gamme de températures vitales avec un optimum au milieu.

Facteurs influençant le temps de transformation :
Le procédé de compostage et sa durée varient selon plusieurs facteurs comme :

La température
L’humidité
La teneur en oxygène
La taille des particules
Le rapport carbone/azote des résidus
Le mélange
Le retournement nécessaire

Ainsi, en plus d’être débarrasser des déchets verts, nous avons une matière riche en élément nutritifs (Humus).

Pour ce qui est des autres déchets ménager, le plus simple est de trier les ordures et de les recyclée.
Il est plus écologique et moins énergivore de recycler un élément en un autre que de le produire.
Cependant, cela n’est pas une action viable, les coûts sont chers et les demandes augmentent, il faudra toujours produire pour pouvoir recycler.

Nous pouvons aussi fermenter la matière organique pour produire du biogaz.

Le biogaz est le gaz produit par la fermentation de matières organiques en l'absence d'oxygène.
La méthanisation se produit spontanément (dans les marais, les rizières, les grands réservoirs ou barrages hydroélectriques tropicaux, les décharges contenant des déchets ou matières organiques (animales, végétales, fongiques ou bactériennes)).
Nous pouvons la provoquer artificiellement dans des digesteurs (en particulier pour traiter des boues d'épuration, des déchets organiques industriels ou agricoles, etc.).
Le biogaz, s'il est épuré devient le biométhane (la forme renouvelable du gaz naturel essentiellement composé de méthane mais aussi de butane, de propane et d'autres éléments et qui lui est une énergie fossile).

Elle dépend de la composition du gaz issu de la fermentation : plus il contient de méthane, plus il est énergétique.

Le biogaz est principalement composé de méthane (50 à 70 %), mais aussi de dioxyde de carbone (CO2) et de quantités variables de vapeur d'eau.

*ou monoxyde de dihydrogène pour les connaisseurs ... (Eric Lechner et Lars Norpchen et Matthew Kaufman 1990)

et de sulfure d'hydrogène (H2S), voire d'autres composés ("contaminants"), notamment dans les biogaz de décharges.

Parmi les impuretés figurent :

· Des siloxanes (Silicium, Oxygène et alkane) ;
· Des organochlorés (Chlore Cl) ;
· Des composés soufrés (Souffre S) ;
· Des composés azotés (NH3 et NH2)5 ;
· De l'hydrogène (H) ;
· Divers produits intermédiaires de fermentation (alcools, acides, esters...)
· Des métaux et métalloïdes ;
· Quelques microbes anaérobies (milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence d'oxygène sous forme de dioxygène).

Il est donc impératif de s’en débarrasser (grâce au phénomène de liquéfaction pour exemple).

Sa teneur en ces différents éléments dépend :

La durée et qualité du processus de fermentation ;

Du type d'installation et beaucoup de la nature de la matière fermentescible utilisée (et en particulier de ses proportions en carbone, hydrogène, oxygène et azote ou contaminants indésirables).

Le biogaz peut être épuré pour en éliminer le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène : nous obtenons ainsi du biométhane que nous pouvons injecter dans le réseau de distribution du gaz naturel. Le procédé de raffinage en biométhane est toutefois sophistiqué et coûteux mais présente une grande marge de progrès.

Nous distinguons trois plages de production de biogaz, selon la température :

15−25 °C : psychrophile
25−45 °C : mésophile
45−65 °C : thermophile

Ce sont les digesteurs mésophiles qui sont les plus utilisés (à 38 °C) dans les zones tempérées.

Nous pouvons obtenir le Biogaz comme cité précédemment, la méthanisation (ou digestion anaérobie) est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène (anaérobie).

Il se produit naturellement dans certains sédiments, les marais, les rizières, ainsi que dans le tractus digestif de certains animaux : insectes (termites) ou vertébrés (ruminants…).

Une partie de la matière organique est dégradée en méthane, et une autre est utilisée par les micro-organismes méthanogènes pour leur croissance et leur reproduction. La décomposition n'est pas complète et laisse le « digestat » (en partie comparable à un compost).

La méthanisation est aussi une technique mise en œuvre dans des méthaniseurs où l'on accélère et entretient le processus pour produire un méthane utilisable (biogaz, dénommé biométhane après épuration). Des déchets organiques (ou produits issus de cultures énergétiques, solides ou liquides) peuvent ainsi fournir de l'énergie.

La méthanisation microbienne joue dans la nature un rôle important dans le cycle du carbone et participe au réchauffement climatique.

La méthanisation est un processus biologique complexe qui nécessite la mise en place de certaines conditions physico-chimiques pour lesquelles la réaction biologique est optimisée.

Conditions de température :

Le régime mésophile (les organisme mésophile sont des organismes qui ont besoin d'une température modérée), ou la méthanisation a généralement lieu en régime mésophile (30 à 40 °C).

Le régime thermophile (Les organismes thermophiles ou hyperthermophiles sont des organismes qui ont besoin d'une température élevée pour vivre) se déroule entre 45 à 60 °C, dans une gamme de pH comprise entre 6 et 8 avec un optimum compris entre 6,5 et 7,2.

Conditions de milieu physico-chimique :

Les organismes ont des besoins en oligo-éléments particuliers comme le fer, le molybdène, le nickel, le magnésium, le cobalt, le cuivre, le tungstène et le sélénium.
La pression partielle d'hydrogène doit rester en dessous de 10−4 bar en phase gazeuse.
Le pH a aussi une importance.

Tout cela se produit (artificiellement) dans un digesteur :

Un digesteur, aussi appelé réacteur à biogaz ou méthaniseur, désigne une cuve qui produit du biogaz grâce à un procédé de méthanisation des matières organiques.
Il se présente sous la forme d'une fosse hermétique, dans laquelle sont déversées des eaux noires, des boues, et des composés organiques supplémentaires permettant de faciliter la digestion.
Le gaz se forme dans les boues et remonte à la surface, mélangeant les boues par ce processus.
Les boues digérées accumulées au fond, appelées digestat, peuvent être vidangées et utilisées comme engrais.