La méthanisation et la méthanation sont deux procédés permettant de produire du gaz renouvelable.

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La méthanation est un procédé industriel qui consiste à synthétiser du méthane en combinant de l’hydrogène avec du dioxyde de carbone ou du monoxyde de carbone. Le résultat obtenu est un gaz appelé méthane de synthèse. Cette réaction a lieu en présence d’un catalyseur (méthanation catalytique) qui peut être soit chimique ou des microorganismes : on parle alors de méthanation biologique. Cette réaction est aussi connue sous le nom de réaction de Sabatier.

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Elle est principalement utilisée dans les sites de synthèse d’ammoniac et intéresse aujourd’hui la filière biogaz.

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Comme leurs noms le suggèrent, la méthanisation, aussi appelée « fermentation anaérobie », et la méthanation sont toutes deux des procédés permettant de produire du méthane. Toutefois, les réactifs de ces procédés et les conditions dans lesquelles ils s’opèrent diffèrent.

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La méthanisation est un processus naturel permettant de produire du biogaz à partir de déchets organiques. Le processus à l’œuvre est appelé digestion anaérobie. Les matières organiques sont chauffées dans un milieu pauvre en oxygène, ce qui favorise leur dégradation par les bactéries et produit du méthane. Ce biogaz, après traitement, peut être injecté dans le réseau de gaz naturel sous forme de biométhane et servir aux mêmes usages.

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La méthanisation est un processus de décomposition de matières organiques en l’absence d’oxygène (anaérobie). Elle se produit naturellement dans les gaz des marais, lieu de décomposition de matières végétales et animales, et génère entre autres du biogaz. Ce biogaz est principalement composé de méthane et de dioxyde de carbone.

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Outre l’intérêt de traiter des déchets, les unités de méthanisation présentent des atouts énergétiques : le biogaz généré peut être transformé en chaleur, en électricité dans des centrales à gaz ou en carburant pour véhicules.

La méthanation est lui un procédé industriel consistant à faire réagir du dioxyde de carbone ou du monoxyde de carbone avec de l’hydrogène afin de produire du méthane et de l’eau. Cette conversion catalytique est appelée « réaction de Sabatier ».

La méthanation permet de valoriser du « syngas », mélange d’hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone que l’on obtient notamment par gazéification du charbon, en le transformant en méthane. Elle est aujourd’hui principalement utilisée lors de la synthèse de l’ammoniac pour éliminer le monoxyde et le dioxyde de carbone en les valorisant. Dans le futur, les progrès des catalyseurs nécessaires à la méthanation devraient permettre une production de méthane à plus grande échelle.

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La méthanation du dioxyde de carbone voit son champ d’intérêt s’élargir avec le développement des énergies éolienne et solaire qui nécessite de pouvoir stocker l’électricité produite en surplus. On parle alors de conversion d’électricité en gaz (Power to gas), qui pourrait contribuer à la transition énergétique et à une diminution des rejets globaux de CO2.

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La production aléatoire des filières électriques intermittentes pourrait également être valorisée grâce à ce procédé. Pour éviter que leur production électrique soit « fatale » lorsqu’elle ne répond pas à une demande simultanée sur le réseau, elle peut être utilisée pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau. L’hydrogène peut alors lui-même être associé à du dioxyde de carbone pour générer du méthane de synthèse.

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De la même manière sur une unité de méthanisation, la méthanation pourrait venir capter tout ou partie du CO2 rejeté au moment de l’épuration et permettre d’avoir un biogaz beaucoup plus riche en méthane. La technologie globale devient encore plus vertueuse en piégeant une grande quantité de CO2 qui aurait été émise lors de la dégradation de la matière organique.

L’équilibre entre la production et la consommation d’électricité est rendu possible par la complémentarité des sources de production, par une certaine flexibilité de la consommation et par des dispositifs de stockage de l’énergie.

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En valorisant les excédents d’électricité renouvelable qui apparaissent dans le scénario à partir de 2030, le power-to-gas rend possible une augmentation des puissances installées d’éolien et de photovoltaïque, et contribue ainsi à la sécurité du système électrique. Outre l’avantage de pouvoir être stockés, le méthane et l’hydrogène renouvelables ainsi produits s’ajoutent au biogaz issu de la méthanisation pour répondre à de nombreux besoins : se déplacer, alimenter l’industrie, se chauffer, produire de l’électricité, etc.