Fermentation méthanique des déchets de Bovins contribution à l’optimisation des performances de biométhanisation par addition de la laitue d’eau Pistia Stratiotes au substrat

Abstract

Ce travail a été réalisé dans le but d’une optimisation des performances de fermentation méthanique de la bource de vache par addition de la laitue d’eau (Pistia stratiotes) cultivée sur l’effluent d’un digesteur. Après avoir optimisé la culture de cette plante ; nous avons réalisé dans un premier temps, des fermentations en continu à 35°C et à un TRH de 15 jours en testant les concentrations suivantes en substrat : 20g/l, 30g/l, 45g/l, 60g/l et 70g/l en matière sèche, pour le mélange laitue d’eau-bouse de vache aux différentes proportions 12,5% ; 16,6% ; 25% et 50%, ainsi que pour la laitue d’eau seule. D’autre part, nous avons réalisé des essais en mode batch à 35°C et 55°C et aux concentrations initiales en substrat : 40g/l, 50g/l et 80g/l. En plus de l’optimisation de la fermentation, ces essais batch ont servi à la modélisation cinétique du processus. Les résultats obtenus montrent que : - la dilution d’effluent optimale pour la croissance de la laitue d’eau est celle qui contient 40% d’effluent. - Les meilleurs performances du mélange laitue d’eau-bouse de vache en méthanisation sont réalisées par la proportion contenant 50% de plante : 0,62m3/m3.j de biogaz contenant 76,8% de méthane. La charge optimale pour cette proportion correspond à 2,5 kg/m3.j et une productivité méthanique de 0.6 m3/kg DCO introduite. - Les performances obtenues pour le mélange à 50% sont supérieures à celles obtenues pour le bouse de vache seule. - Les rendements obtenus par fermentation de la laitue d’eau seule sont satisfaisants : 0,41m3/m3.j de biogaz contenant 63.9% de méthane. La productivité obtenue pour la charge optimale 2kg/m3.j et qui correspond à celle réalisée par le mélange laitue d’eau-bouse de vache. - En fermentation batch, l’influence de l’augmentation de la concentration initiale du substrat ainsi que celle de la température sur la productivité du processus, se sont révélées positives. Dans ce cas aussi, les performances du mélange sont supérieures à celles de la plante. - En modélisation, le meilleur ajustement aux résultats était réalisé par le modèle de monod. Les taux spécifiques de croissance et de production de méthane sont élevés à 55°C. les rendements de conversion en biomasse sont négligeables comparés aux rendements de conversion en méthane. Les meilleurs taux spécifiques de production de méthane sont obtenus pour le mélange en comparaison avec la laitue seule.