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Un meilleur contrôle de la digestion anaérobie

Un projet européen a mis au point un système permettant aux agriculteurs de profiter d'un meilleur contrôle de la digestion anaérobie des déchets biologiques grâce au suivi de la production d'acides gras.
Un meilleur contrôle de la digestion anaérobie
Le biogaz peut être produit dans un site de digestion anaérobie, qui utilise les bactéries pour dégrader la matière organique en l'absence d'oxygène. Malgré l'impact écologique positif de ces infrastructures, les investissements considérables et un faible rendement freinent encore l'Europe.

Un meilleur dispositif de contrôle et de surveillance de la production de biogaz permettrait d'augmenter la rentabilité et la stabilité. Le projet OPTI-VFA (Novel monitoring and process control system for efficient production of VFA and biogas in anaerobic digestion plant), financé par l'UE, vise à mettre au point un prototype de suivi et de contrôle en ligne en vue de mesurer la production d'acides gras volatils dans ces systèmes de digestion anaérobie.

Le projet OPTI-VFA a commencé par interroger les agriculteurs et autres exploitants du secteur en Europe quant à leurs besoins, mettant ainsi en exergue l'importance d'un système de contrôle des acides gras volatils. D'importants relevés ont été effectués grâce à un outil FTIR disponible dans le commerce. Le but était de sélectionner la technologie de mesure adéquate pour mettre au point des modèles d'étalonnage permettant de contrôler les acides gras volatils au sein d'un module de digestion anaérobie. Un interféromètre de Fabry-Pérot à piézo fonctionnant dans la plage de fréquences MIR a été choisi pour les prototypes à venir.

L'étape suivante portait sur la modélisation de différents aspects du système projeté et la conception d'un système de mesure adapté incluant un prototype de mesure, une sonde optique et un système de commande. Une fois le prototype conçu, les chercheurs l'ont fabriqué et testé en laboratoire. Des partenaires commerciaux ont également donné leur avis sur le module.

Le prototype mis au point dans le cadre du projet OPTI-VFA utilise la spectroscopie infrarouge et des modèles de calibration spécifiques pour détecter les modifications au niveau des concentrations en acides gras volatils au sein du système de digestion. Le contrôle est assuré grâce à une interface conviviale. Les tests en laboratoire ont montré que le système pouvait mesurer les concentrations en acides gras volatils avec précision et en temps réel.

Une méthode générale exploitant les simulations a été mise au point afin de concevoir et valider les commandes automatiques des systèmes de digestion anaérobie. Une stratégie de contrôle pour un système de laboratoire en 2 phases a été testé et présenté. Le prototype devrait avoir un impact positif sur le secteur du biogaz et des produits chimiques écologiques en plein essor.

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Mots-clés

Digestion anaérobie, agriculteurs, biogaz, OPTI-VFA, surveillance et contrôle de processus, acide gras volatile, mesures optiques, calibration, simulation de processus et modélisation