L'évaluation décrite dans ce rapport d'essais s’inscrit dans le cadre du programme DRA-DRC93 2010 « Risques liés aux procédés de méthanisation de la biomasse et des déchets » financé par le Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement (MEDDTL).
Les exploitants d’installations de traitement de déchets et de valorisation énergétique sont amenés à suivre la teneur en H2S du biogaz produit dans un objectif de maîtrise des émissions soufrées à l’échappement des appareils de combustion. Afin de les aider dans le choix d’une solution de mesure adaptée, l’INERIS propose ici une évaluation comparative des performances métrologiques et des caractéristiques fonctionnelles d’appareils dédiés à la mesure d’H2S dans le biogaz. Cette évaluation a été menée sur le site d’Urbasys (délégataire de service du Syndicat Intercommunal à vocations multiples - Vallée de l'Yerres et des Sénarts) implanté à Varennes-Jarcy (Essonne).
Le Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable a confié à l’INERIS une étude sur les risques liés à l’utilisation du biogaz dans les installations de combustion par rapport au gaz naturel. L’objectif était de fournir les éléments nécessaires pour une prise de décision sur les possibilités de relèvement du seuil d’autorisation utilisant ce type de combustible.
L’étude a été menée sur la base d’un cahier des charges qui a été défini par le Ministère en charge de l’Écologie. Conformément à la demande du Ministère, elle ne prend en compte que les risques accidentels ; les risques sanitaires sont donc exclus de l’étude.
Dans le contexte d’implantation de futures unités d’épuration de biogaz, situées en aval des unités de méthanisation et de production de biogaz, il est intéressant de pouvoir estimer dès les premières étapes de la conception les principales conséquences accidentelles en fonction des installations envisagées afin de sélectionner les emplacements des futures installations, les technologies à retenir et les principales contraintes de sécurité à prendre en compte. Ces données seront alors particulièrement utiles aux pouvoirs publics et aux industriels. L’INERIS a identifié des scénarios majorants à retenir et a calculé des distances d’effets (explosion, thermiques et dispersion toxique) pour les principaux cas types rencontrés sur des unités industrielles d'épuration de biogaz et d'injection de biométhane.
Cette étude évalue des distances d’effets (explosion, incendie, dispersion toxique) utiles pour de nombreux industriels ou les pouvoirs publics.
Ce guide est cité dans l’arrêté du 5 mars 2014 définissant les modalités d’application du chapitre V du titre V du livre V du code de l’environnement et portant règlement de la sécurité des canalisations de transport de gaz naturel ou assimilé, d’hydrocarbures et de produits chimiques.
Afin de pouvoir approfondir ses connaissances des risques accidentels et sanitaires liés à l’exploitation des méthaniseurs lors des différentes phases d’exploitation, l’INERIS a mis au point un pilote de méthanisation (bioréacteur de 5 litres).
Les buts recherchés ont été :
- l’identification et la quantification des différents gaz formés ainsi que leur cinétique de formation (quantité formée, risque de surpression lorsque le fumier est stocké en confiné…),
- l’analyse des risques sanitaires et de la nuisance olfactive.
Le pilote de méthanisation a été installé et mis en route pour étudier l’efficacité de la méthanisation sur deux types de substrats :
du saccharose, et du fumier équin.
Le suivi de la méthanisation a été réalisé en grande partie par un analyseur infrarouge qui a permis de suivre les teneurs en méthane et dioxyde de carbone.
Des améliorations pourront être apportées au suivi de la méthanisation, tel que le suivi en continu de la production de biogaz avec un microchromatographe, la mesure du débit, la mise en place d’un indicateur de pression et la mesure d’oxygène, d’hydrogène et d’H2S.
Depuis début 2009, un programme d’appui de l'INERIS aux Pouvoirs Publics vise à évaluer les risques posés par la valorisation de biogaz issus de la digestion anaérobie de différents déchets. L’un des volets de ce programme recouvre les risques sanitaires liés à la valorisation de biogaz issus de boues de stations d’épuration, qui sont les premiers sites producteurs de biogaz en France, devant les installations de stockage de déchets non dangereux, et qui n’avaient pu être pris en compte lors de l’étude pilotée par l’AFSSET en 2008, sur les risques sanitaires liés à l’injection de biogaz dans un réseau de gaz naturel, faute de temps.
En 2009, l'INERIS a sollicité les principaux acteurs intervenant dans le secteur de l’épuration des eaux afin de recueillir des données de composition détaillée de biogaz issus de la méthanisation des boues de traitement. Tous les acteurs sollicités ont répondu favorablement à notre demande et nous ont fourni les données disponibles.
Cependant, il n’y a pas de données de concentrations pour un certain nombre de composés figurant dans la liste de l’AFSSET, pour lesquels il y avait des valeurs sur les biogaz issus d’installations de stockage de déchets. Il s’agit en particulier des aldéhydes, des HAP, des métaux. Il n’est pas possible de savoir si ce manque de données vient du fait que ces composés n’ont pas été retrouvés lors de l’analyse (ce qui est possible compte-tenu des matières méthanisées), ou s’ils n’ont pas été recherchés. Cette étude montre qu’il est possible de recueillir des données de composition fine de biogaz brut issu de boues de STEP non publiées.
L’INERIS a réalisé des calculs de modélisation des distances d’effets des scénarios majorants pour les principaux cas types rencontrés sur des sites de méthanisation de taille agricole et industrielle.