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Transformer les tiges de maïs en électricité

Des scientifiques de l'Institut Fraunhofer des systèmes et technologies céramiques (IKTS) en Allemagne sont parvenus à développer une installation de méthanisation fonctionnant non plus à partir de matières premières comestibles, mais exclusivement à partir de déchets organiqu...

Des scientifiques de l'Institut Fraunhofer des systèmes et technologies céramiques (IKTS) en Allemagne sont parvenus à développer une installation de méthanisation fonctionnant non plus à partir de matières premières comestibles, mais exclusivement à partir de déchets organiques. Ils ont également mis au point une pile à combustible capable de convertir le gaz en électricité. Cette installation est une véritable bénédiction pour les Européens; en effet, sa capacité de rendement est 30% supérieure à celle de ses prédécesseurs. L'équipe IKTS déclare qu'il est grand temps de mettre un terme à l'utilisation des matières premières comestibles (par exemple, le maïs) à des fins de production de biocombustibles. Plus spécifiquement, ces protestations font allusion à la fermentation d'aliments dans des digesteurs anaérobies produisant du biogaz, lequel permet à son tour de générer de l'électricité et de la chaleur. Les détracteurs de cette technique craignent notamment qu'elle ne fasse augmenter les prix des denrées alimentaires. Ainsi, les chercheurs de l'IKTS ont mis au point, en coopération avec plusieurs PME (petites et moyennes entreprises), une installation de méthanisation de pointe. «Dans notre prototype, nous utilisons uniquement des déchets agricoles tels que des tiges de maïs, et non des épis», explique Michael Stelter, directeur de département à l'IKTS. Avant le développement de cette technique révolutionnaire, les installations classiques ne pouvaient traiter qu'une certaine proportion de déchets; en effet, il est généralement plus difficile de transformer des résidus en biogaz que des céréales pures comme le blé ou le maïs. L'autre avantage de cette installation innovante est qu'elle permet de diminuer de 50 à 70% la durée de stockage des déchets en décomposition. D'après l'équipe, la biomasse doit normalement fermenter pendant 80 jours dans le réacteur anaérobie pour produire du biogaz. Or, grâce à ce nouveau dispositif, un prétraitement permet de réduire cette durée à une trentaine de jours. «Les tiges de maïs contiennent de la cellulose, qui ne peut pas fermenter directement», explique le Dr Stelter. «Dans notre installation, des enzymes décomposent cette cellulose avant le début du processus de fermentation.» Au cours de leurs travaux, les chercheurs ont également trouvé un moyen d'optimiser la conversion du biogaz en électricité. Le gaz est acheminé vers une pile à combustible haute température présentant un rendement électrique de 40 à 55% (à titre de comparaison, les moteurs à gaz ont un rendement moyen de 38%). Les chercheurs expliquent que la température de fonctionnement d'une pile à combustible est de 850°C; la chaleur dégagée peut être directement utilisée pour le chauffage, ou peut alimenter le réseau de chauffage de proximité. Le rendement électrique ajouté au rendement thermique permet d'obtenir un rendement total de la pile à combustible de 85%. L'équipe explique que le rendement d'un moteur à combustion est d'environ 38%, car il est difficile de contenir la chaleur. Les scientifiques ont fabriqué un prototype d'une puissance de 1,5 kilowatt, qui est en mesure de couvrir les besoins énergétiques d'un ménage. L'équipe présentera son invention lors de la foire de Hanovre Messe 2009, qui aura lieu du 20 au 24 avril. Cette foire rassemble 10 salons commerciaux phares internationaux couvrant un grand éventail de thèmes, tels que l'énergie et la technologie des centrales électriques. Les chercheurs entendent à présent porter progressivement la puissance de l'installation à 2 mégawatts.

Pays

Pays-Bas

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