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LES HISTOIRES DE RICE

10 ans après la première injection de biométhane en France, RICE continue d’aider au développement de la filière en analysant notamment les biométhanes à la loupe

La filière du biométhane de méthanisation, élément clé pour réussir la transition énergétique et écologique en lien avec les objectifs de la France et de l’Europe, est en plein essor. RICE y contribue fortement, notamment en accompagnant un écosystème de partenaires pour s’assurer de la conformité entre les spécifications réseaux et la qualité de ces nouveaux méthanes renouvelables.

Le biométhane, une filière en plein essor

La première injection de biométhane dans un réseau de gaz naturel français a eu lieu il y a tout juste 10 ans, le 17 juin 2011 à Sequedin dans le réseau GRDF, depuis le Centre de Valorisation Organique de Lille (CVO).

Depuis, la filière s’est largement développée avec, au 31 mai 2021, 257 sites injectant du biométhane en France, 88% sur les réseaux de distribution et 12% sur les réseaux de transport. Il existe une vraie dynamique avec une augmentation de 74% du nombre de sites en 2020 par rapport à 2019, et déjà 43 sites mis en service en 2021

A cela s’ajoutent 1164 projets de nouveaux sites de production et d’injection de biométhane en France (à fin 2020).

Retrouvez plus d’information sur le panorama du gaz renouvelable 2020.

Avec le projet CARABIO (CARActérisation des BIOméthanes), RICE se positionne comme expert dans l’analyse des composés du biométhane

Le projet CARABIO a été lancé en 2016 par RICE avec le support des opérateurs de réseaux et de stockage français GRDF, GRTgaz, Storengy et Teréga. Ce projet s’inscrit dans le programme de recherche « Préparer les réseaux à l’arrivée des Nouveaux méthanes »

Les objectifs de ce projet sont de :

  • Constituer une base de données de la composition des biométhanes injectés sur les réseaux en France
  • Étudier les impacts possibles des composés identifiés à court et moyen termes. En effet, il est intéressant de savoir si :
    • La présence de certains composés pourrait interférer sur les analyseurs utilisés dans les postes d’injection (composés observés lors des contrôles spots du biométhane).
    • Des impacts potentiels pourraient être identifiés pour les infrastructures/usages (odorisation, corrosion, combustion) et pour les utilisateurs (risque sanitaire) par rapport aux composés déjà présents dans le gaz naturel.
63 campagnes de prélèvement depuis 2016 pour constituer une première base de données des composés présents dans le biométhane

Depuis 2016, 63 campagnes de prélèvement et de mesures ont été réalisées sur le réseau français. Ces campagnes sont réalisées afin de tenir compte de la diversité d’intrants (déchets agricoles, STEP, Déchets ménagers, déchets industriels, ISDND) et de systèmes d’épuration (membranes, épuration à l’eau, épuration aux amines, Pressure Swing Adsorption, cryogénique).

Les techniciens et ingénieurs de RICE ont développé des bancs spécifiques à la matrice biométhane afin de réaliser leurs prélèvements sur le terrain sur les postes d’injection de biométhane.

L’ensemble des résultats obtenus, y compris les composés présents dans les solutions d’étalonnage sont collectés et mis dans une base de données appelée CARABIO. S’en suit une étude statistique des résultats des analyses.

Réalisation d'un prélèvement sur le terrain dans un poste d’injection de biométhane par les équipes RICE
Des premiers résultats issus de l’analyse statistique mais de nouvelles campagnes de mesure nécessaires pour augmenter le nombre de données

L’ensemble des relevés et des études statistiques ont permis de caractériser les composés des différents biométhanes, en fonction des intrants et des systèmes d’épuration.

Parmi les premiers enseignements du projet Carabio peuvent être notés :

  • Les biométhanes provenant de décharge contiennent environ 40 composés, ce qui représente moins de 10% des composés totaux analysables.
  • Les procédés d’épuration cryogénique et PSA permettent de générer des biométhanes comportant moins de composés traces que les épurations par membranes.
  • De nombreux composés traces ne sont observés qu’avec le biométhane produit à partir de déchets agricoles et/ou issus d’un procédé d’épuration par membranes.

Cette étude a aussi montré que les 15 composés les plus fréquents sont issus des terpènes (limonène, pinène, camphène), des cétones (2-butanone) et les hydrocarbures. A noter que pour chacun de ces composés, les teneurs restent très faibles et bien en-dessous des éventuelles valeurs de toxicité lorsqu’elles sont applicables.

Ces résultats sont en adéquation avec ceux attendus. En effet, la participation de RICE et GRTgaz à différents projets européens ainsi qu’aux travaux de normalisation sont focalisés, entre autres, sur les terpènes et les composés silicés.

Le projet CARABIO permet de constituer une première base de données sur les biométhanes injectés en France mais il faut continuer l’acquisition de connaissances sur la composition des biométhanes et notamment les composés traces. Il est aussi important de déterminer quels sont les impacts de ces composés traces sur le réseau et les appareils à gaz notamment.

Ainsi RICE continue la réalisation de campagnes de mesures sur les biométhanes injectés en France et son implication dans les différentes initiatives européennes.

A noter que c’est en partie grâce aux travaux de RICE que Téréga et Storengy ont accepté d’injecter du biométhane dans leurs stockages souterrains depuis juin 2017.

En parallèle, dans le cadre de ses partenariats R&D, RICE met au point des méthodes normalisées pour l’analyse des composés du biométhane

Le projet CARABIO va dans le sens des efforts de R&D réalisés actuellement en Europe, à savoir :

  • Le projet “GERG biomethane”, financé par la Commission Européenne, dont les objectifs sont notamment de :
    • Travailler sur l’impact des siloxanes et d’améliorer la connaissance des biométhanes injectés
    • Evaluer l’absence d’impacts de la qualité du gaz sur l’ensemble de la chaîne gazière (utilisateurs finaux, environnement, sécurité, intégrité du réseau)
  • Le projet “Metrology for biomethane” d’EURAMET dont l’un des objectifs est de développer des méthodes analytiques standardisées pour mesurer les siloxanes, les terpènes et les COV. Le projet s’est terminé en septembre 2020 et a permis de commencer la rédaction de 5 normes internationales sur l’analyse de composés présents dans le biométhane comme les terpènes, les composés silicés ou les amines. Les normes sont en cours de rédaction par le groupe de travail de l’ISO/TC193/SC1/WG25.
    Plus d’informations sur ce projet dans la publication scientifique réalisée à cette occasion

Ces nouvelles méthodes analytiques sur lesquelles ont travaillé RICE et 11 partenaires (VSL, IMBiH, NPL, PTB, RISE, VTT, INERIS, ISSI, NEN, Rijksuniversiteit Groningen, Waverton Analytics Limited) doivent permettre de caractériser complètement les biométhanes pour l’injection dans les réseaux de gaz.

Ces normes seront publiées prochainement.

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