PROLONGATION : Cet appel à projets est prolongé, les dossiers de candidatures peuvent être déposés jusqu’au 30 juin 2020

Contexte

Avec son projet d’entreprise « vert l’avenir », GRDF inscrit le verdissement du gaz et la neutralité carbone comme fer de lance de sa stratégie, et ce notamment en favorisant la production de biométhane.

Le biométhane est un gaz 100% renouvelable et décarboné produit à partir de déchets issus de l’industrie agro-alimentaire, de la restauration collective, de déchets/résidus agricoles et ménagers, ou encore de boues de stations d’épuration. Ce biogaz épuré a les mêmes propriétés que le gaz naturel (donc les mêmes usages), et peut être injecté dans le réseau de distribution de gaz.

Conformément à sa mission de favoriser l’injection de biométhane, GRDF porte un intérêt à rendre plus compétitif le biométhane et par conséquent à l’optimisation de la gestion des sites. Ainsi cet appel à projets s’adresse à toutes les solutions permettant d’assurer le monitoring, c’est-à-dire la surveillance et la supervision intelligente d’un site de méthanisation, notamment pour le suivi de la production biogaz/biométhane (estimation de la quantité de gaz produite, aide à la gestion, capteurs, asservissement, …) et pour la surveillance de l’installation (maintenance préventive, détection des pertes techniques, …).  

Si vous êtes impliqués sur une ou plusieurs de ces problématiques, n’attendez plus pour postuler. Sachez également que cet appel à projets est doté d’une enveloppe globale de récompenses de 35 000€ qui pourra prendre la forme d’un investissement sur un prototype ou d’un accompagnement par un cabinet de conseil en stratégie (étude de marché, préparation à une levée de fonds, conseils, etc.). 

Crédit photo : © Stéphane Compoint

Enjeux

Le monitoring est l’une des pistes importantes pour rendre le biométhane plus compétitif. En effet, le monitoring permet notamment une industrialisation des installations en automatisant la gestion des sites et en optimisant les procédés. Cet appel à projets est décomposé en plusieurs thématiques ayant toutes pour objectif de simplifier le management des sites de méthanisation par les exploitants. 

Le développement de nouveaux capteurs assurant le suivi du procédé (intrant, méthanisation, digestat)

Le suivi des installations se fait souvent par des mesures off-line pour la caractérisation des intrants, le suivi biologique et la caractérisation des digestats (ex : Acides Gras Volatiles, potentiel méthanogène, Matière Sèche, Matière Volatile, Azote…). Les conditions chimiques à l’intérieur de la structure sont en effet contraignantes pour de nombreux capteurs et l’utilisation par exemple de capteurs infrarouges peut être rendue difficile par les particules volatiles présentes dans le gaz. Le développement de capteurs on-line résistants aux conditions pH et température ainsi qu’aux faibles potentiels d’oxydoréduction représente donc un intérêt fort pour la filière méthanisation. 

L’estimation de la production de biogaz et de l’état de “santé” du méthaniseur

Un réel enjeu existe à ce niveau pour adapter la production de biométhane à la demande du réseau de gaz. Les intrants nécessaires à la méthanisation sont caractérisés par un pouvoir méthanogène qui détermine le volume de biogaz produit par tonne de matière. La solution peut donc être une assistance à la gestion permettant d’indiquer la quantité et le type d’intrant conseillés pour l’alimentation du digesteur pour optimiser la production de biométhane et gérer de façon optimale les stocks disponibles. La solution permettrait aussi de gérer les stocks d’intrants : notifications pour nouvel achat, attention en cas de présence d’un élément inhibiteur dans un produit nouveau…

Les enjeux autour de la production de biogaz peuvent se rencontrer également dans les mesures on-line des indicateurs de la stabilité biologique (Acides Gras Volatiles, pH, alcalinité, H2). Dans le futur, une automatisation de l’alimentation du digesteur avec asservissement présente un fort intérêt pour la stabilité de la production et son adaptabilité/flexibilité aux demandes du réseau gaz. 

Le développement de capteurs facilitant la maintenance prédictive

Un arrêt pour maintenance corrective sur un site de méthanisation représente toujours une perte importante dans le chiffre d’affaire de l’exploitant de l’unité de méthanisation. Une meilleure prévision des défaillances à partir de signaux faibles d’exploitation permettra une organisation de la maintenance. La maintenance prédictive peut être réalisée au niveau des machines (moteur de cogénération, agitateur, etc.) comme au niveau des structures (déformation, corrosion des matériaux, etc.). Toutes les étapes du process sont concernées par la maintenance prédictive : le digesteur, les machines tournantes, mais aussi la partie compression et épuration qui font souvent l’objet d’opération de maintenance non préparées/prévues.

Les solutions proposées (analyse des signaux électriques, des vibrations, alertes, suivi de paramètres pH et température…) doivent permettre une simplification du management du site de méthanisation et une diminution du temps d’arrêt de la production. 

La surveillance des pertes techniques de biométhane

Les pertes de gaz sur les installations de méthanisation ont un impact à la fois financier, environnemental et sécuritaire. Un enjeu important est donc de trouver une manière efficace de limiter ces pertes, qui peuvent être diffuses ou localisées, en les détectant par des capteurs fiables et peu chers.

Les solutions peuvent aller du développement d’une technologie peu couteuse permettant de détecter (voire quantifier) ces pertes, jusqu’à l’installation de nombreux capteurs gaz permettant un maillage du site pour assurer la détection et les alertes. 

L’implémentation d’une interface d’utilisation pour l’exploitant

En parallèle de ces différentes problématiques, le développement de nouvelles interfaces pratique d’utilisation pour l’exploitant et rassemblant l’ensemble des paramètres à superviser permettra une simplification du management des installations de méthanisation et une professionnalisation de la filière. L’interface pourra regrouper les différents enjeux mentionnés précédemment et présenter à la fois des conseils pour le management du site et des alertes afin de prévenir du besoin de maintenance. Inclue dans l’interface, une visualisation des différentes étapes de production avec les paramètres suivis permettra une utilisation simplifiée de l’interface.

En cas de problèmes et nécessité d’intervention, l’interface devra inclure un système d’alerte qui envoie des notifications à l’exploitant du site. Les problèmes peuvent avoir des degrés d’urgences et des types différents : maintenance à prévoir de l’agitateur, perte de gaz détectée nécessitant le remplacement d’un joint, trappe non fermée, besoin d’alimentation du digesteur, …

Crédit photo : Frédéric Berthe

En cas de difficultés pour envoyer un dossier de candidature par l’intermédiaire du formulaire ci dessous, adresser l’ensemble des éléments demandés par un email à l’adresse innovation@grdf.fr