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Résumé : Le procédé bi-étape est une technologie prometteuse pour le développement de la filière méthanisation. Il est composé d’un réacteur de fermentation couplé en série à un méthaniseur. Ce découplage réactionnel permet d’augmenter la production de méthane et sa concentration dans le biogaz. La société Evalor a commercialisé cette technologie, nommée BOOST, où le digestat du méthaniseur recircule dans le premier réacteur afin d’obtenir une fermentation à partir de substrats à haute teneur en matière sèche. Néanmoins, de nombreux verrous scientifiques doivent être levés afin de pérenniser sa commercialisation. Dans un premier temps, des bilans de matière et d’énergie ont été menés sur une unité BOOST à l’échelle industrielle afin de quantifier le gain d’énergie, de calculer les paramètres de contrôle et de s’assurer du bon fonctionnement du procédé.

Puis, une caractérisation fine du fonctionnement du premier réacteur a été menée sur une unité BOOST et comparée à des procédés similaires équipés de fosse de pré-mélange afin d’émettre des hypothèses sur les paramètres influençant la production de méthane. Suite aux relevés de terrain, l’influence du pH, de l’alcalinité et des substrat a été testée à l’échelle laboratoire. Les résultats ont montré que la conduite de la fermentation, pour des plages de pH comprises entre 5,5 et 7, était à l’origine de l’augmentation de la concentration en méthane dans le biogaz et que la baisse d’alcalinité permettait d’augmenter la dégradation de la matière organique. L’optimisation de la fermentation réside aussi dans le choix de substrats facilement dégradables. Enfin, le procédé BOOST a été décrit numériquement à l’aide du modèle AM2 pour tester des substrats et des pilotages en phase de dimensionnement