Dans les unités de méthanisation de petite taille (entre 20 et 150 Nm³/h), les coûts liés à l’épuration peuvent représenter jusqu’à 20 % des investissements. La mise au point de solutions de microépuration, moins onéreuses et plus simples à mettre en œuvre et à entretenir, est un levier pour soutenir cette production locale de gaz vert et faciliter la conversion des cogénérations vers l’injection. Focus sur trois de ces technologies en phase de développement.

Au cours des dernières années, la production de biométhane par méthanisation a connu une forte croissance en France et en Europe. En France, où la méthanisation agricole est particulièrement répandue, 15 % de ces installations sont de petite taille : < 100 Nm3/h. Or, plus une unité est petite, plus les technologies d’épuration et d’injection représentent un poste de coût proportionnellement élevé, en Capex comme en Opex. Les coûts liés à l’épuration peuvent représenter entre 10 et 20 % des investissements. Pour des installations encore plus petites, ces capex deviennent rédhibitoires. C’est pourquoi le développement de nouvelles technologies de microépuration, moins coûteuses que la traditionnelle épuration membranaire, méritent d’être suivies. Certaines visent à miniaturiser et simplifier des procédés existants, d’autres misent sur l’utilisation des réactions chimiques éprouvées dans d’autres secteurs. 

En ciblant spécifiquement les installations de faible capacité, les microépurateurs visent à réduire les coûts d’investissement liés à l’épuration, tout en maintenant des performances suffisantes pour permettre l’injection dans le réseau en conformité avec la réglementation. Focus sur trois de ces projets innovants : Eco-GPUR, EPUROGAS et Picachaux (CRIGEN).

1. Eco-GPUR : lavage du biogaz avec une saumure pour des Capex réduits de 30 %

Eco-GPUR a développé une technologie innovante de lavage du biogaz avec une saumure, couplée à des contacteurs membranaires, à la place de la colonne de lavage traditionnelle. Spécifiquement conçue pour les petites unités de méthanisation inférieures à 1000 Nm³/h, elle peut s’adapter à des unités produisant jusqu’à 500 Nm³/h. L’utilisation d’une saumure comme phase absorbante, combinée à l’usage de contacteurs membranaires et à l’ajout de faibles quantités d'acide et de base, permet d'améliorer considérablement les performances de l’épuration du biogaz par lavage à l’eau, sans recourir à des solutions entièrement nouvelles. Ce système présente plusieurs avantages structurants, notamment en termes de compacité, de modularité et de simplicité de mise en œuvre.

Selon les porteurs du projet ECO-GPUR, la technologie pourrait permettre une réduction des Capex d’environ 30 % par rapport aux solutions existantes, grâce à un design simplifié et à une forte modularité. Cette estimation devra toutefois être confirmée en conditions réelles à l’issue du projet pilote.

Les performances à l’échelle du prototype (100 NL/h) ont été confirmées lors d’une campagne de trois semaines sur le site d’un méthaniseur agricole. La société travaille à présent au déploiement d’un démonstrateur (20 Nm³/h) en partenariat avec un partenaire industriel. Ce projet est porté par des chercheurs de la Chaire de Biotechnologie de CentraleSupélec et est en phase d’instruction à la SATT⁽¹⁾ Paris-Saclay. L’équipe prévoit de valoriser le projet via la SATT et la construction d’un pilote. Objectif : valider les CAPEX et consolider les performances observées au laboratoire.

(1) Société d'Accélération du Transfert de Technologies

2. EPUROGAZ : lavage du biogaz à l’eau sous pression pour une récupération optimisée du biométhane

Adaptée au traitement de très faibles débits – de 20 à 40 Nm³/h, modulable jusqu’à 100 Nm³/h – la technologie EPUROGAZ repose sur un procédé de lavage à l’eau sous pression en circuit fermé. Elle est développée par la société ADG, sur la base de thèses menées à l’INSA Toulouse.

Le processus débute par la compression du biogaz brut à une pression de 9 à 10 bar. Il passe ensuite dans une colonne d’absorption de 7 mètres, où il circule en flux ascendant tandis que l’eau descend sous pression. Beaucoup plus soluble que le CH₄, le CO₂ est absorbé par l’eau. Le méthane récupéré en tête de colonne est d’une pureté conforme aux spécifications d’injection réseau. En pied de colonne, l’eau contient du CO₂ dissous ainsi qu’une petite quantité de méthane.

Pour optimiser la récupération du méthane, le mélange passe ensuite dans un séparateur cyclonique gaz-liquide (système GLCC - Gas Liquid Cylindrical Cyclone). Une chute de pression y provoque la formation de bulles, tandis qu’un vortex favorise le dégazage du méthane résiduel, qui est ensuite réinjecté en tête de procédé. L’eau, encore chargée en CO₂, est dirigée vers une unité de régénération innovante, où l’application d’un vide permet d’extraire le CO₂ sans nécessiter de seconde colonne.

L’originalité de ce procédé réside principalement dans le système de régénération sans oxygène, qui permet de simplifier considérablement l’infrastructure, de limiter les risques de formation de biofilms ou d’algues et de réduire les coûts liés à la colonne de stripping habituellement nécessaire. Cette innovation structurelle, couplée à une récupération efficace du méthane, confère à la solution un positionnement distinct sur le marché.

Avec cette technologie, ADG vise les unités de méthanisation agricole de petite taille et les STEP souhaitant injecter sur le réseau ainsi que les cogénérations en reconversion. Autre débouché envisagé – certainement à plus brève échéance : le bioGNV, via un interfaçage simple avec des stations de compression.

Des appels à projets avec des spécifications techniques compatibles sont actuellement identifiés par ADG qui espère accélérer l’adoption d’EPUROGAZ.

3. Picachaux / Engie Lab Crigen : lavage à l’eau et à la chaux pour une meilleure captation du CO₂

Engie Lab Crigen réinterprète une chimie bien connue pour en faire un procédé d’épuration du biométhane à bas coût. Breveté en 2019, Picachaux s’appuie sur la réaction de la chaux avec le CO₂, (qui forme alors du carbonate solide) pour récupérer un biométhane épuré. Le procédé est destiné en priorité à des unités de capacité inférieure à 150 Nm³/h visant l’injection dans le réseau.

Deux unités pilotes ont permis de démontrer la faisabilité et l’efficacité du procédé :

1. dans le cadre du projet métha-HYn(2), qui associe les technologies de méthanation et de fermentation sombre pour la production de méthane et d’hydrogène renouvelables ;
2. dans le cadre du projet européen OLGA, qui vise la production de bioGNV destiné à alimenter un bus de l’aéroport de Cluj en Roumanie.

Les premiers résultats sont convaincants : la solution Picachaux permet de capter plus de 98 % du CO₂ contenu dans le biogaz. Sa forme solide en facilite le traitement et la valorisation (usage en amendement agricole ou industriel). Le procédé autorise à travailler à pression faible à 500 mbar) et à la température du méthaniseur (25-30 °C) sur le biogaz brut sans prétraitement. Avantage de ce mode de fonctionnement : il réduit considérablement les risques associés aux gaz sous pression ainsi que le poids des investissements (Capex réduits d’environ 20 %) mis en œuvre dans les systèmes traditionnels.

Pour découvrir la Veille technologique gaz verts #8 - Mai 2025 | R&D et innovation GRDF

(2) Projet Ademe – « Biométhanation in situ avec production d’hydrogène biologique »