Les biogaz gagnent de la popularité en Inde

Les alliages de nickel jouent un rôle important dans les projets d’utilisation des biogaz
Par Carrol McCormick

Revue Nickel, juin 2007 -- À l’échelle mondiale, l’Inde est le cinquième plus grand producteur de gaz à effet de serre et elle occupe le deuxième rang pour ce qui est de la rapidité de croissance. Dans ce pays, la production d’électricité par la combustion de biogaz (un mélange de méthane et de dioxyde de carbone issu de la biodégradation de matières organiques) permet de tirer profit de ces gaz à effet de serre et de réduire la demande de centrales utilisant des combustibles fossiles.

Dans le but de générer encore davantage d’énergie à partir de biogaz, la société Capstone Turbine Corporation (Chatsworth, Californie, États-Unis) prévoit installer des microturbines en Inde cette année, mettant à profit les leçons apprises lors de la première expérience à Purulia (Bengale-Occidental) en 2006.

« Il faut quatre ou cinq projets [d’utilisation des biogaz] dans une nouvelle région, pour comprendre les obstacles au développement; ensuite, le marché se met à s’étendre », déclare M. Tony Hynes, vice-président et directeur général des exploitations de la société Capstone en Europe, au Moyen-Orient, en Asie et en Inde.

Le projet de Purulia est situé sur une ferme laitière et comporte deux microturbines de 30 kilowatts (kW), dont l’une est prévue à titre de remplacement. Elles peuvent être reliées au réseau ou fonctionner indépendamment. « Lorsque le réseau est en panne, nous nous branchons sur la microturbine de la ferme laitière et continuons nos activités », explique M. Hynes.

Les microturbines emploient les alliages de nickel N06002, N07713, N07718, S30100 et S34700 dans leurs composantes telles que la chambre de combustion, la roue, l’arbre de rotor principal et le boîtier du récupérateur, qui fonctionnent tous moyennant un minimum de maintenance.

Le rendement des alliages de nickel est si remarquable que la société envisage d’espacer de milliers d’heures les remplacements prévus pour la chambre de combustion et la tête de turbine. De tels écarts sont avantageux sur le terrain où l’équipement doit fonctionner longtemps sans problème. « Les clients nous disent qu’elles fonctionnent bien après les dates de remplacement
fixées », affirme M. Hynes.

Les aciers inoxydables austénitiques sont les matériaux les plus rentables pour ce qui est de la fabrication des systèmes qui nettoient et compriment les biogaz corrosifs avant leur combustion dans les microturbines.

Les biogaz se composent surtout de méthane et de dioxyde de carbone et ils contiennent du sulfure d’hydrogène, un contaminant. Lorsque celui-ci est mélangé à de l’eau (les biogaz en sont toujours saturés à 100 %), il devient un acide faible (acide sulfhydrique). Le dioxyde de carbone forme un acide carbonique doux en présence de l’eau.

« Nous utilisons beaucoup d’acier inoxydable, parce que les biogaz sont très corrosifs », explique M. Adam Brotherton, directeur de l’ingénierie pour Unison Solutions Inc., une entreprise établie à Dubuque (Iowa, États-Unis), qui se spécialise dans le conditionnement et la production décentralisée. « Ce matériau possède une bonne résistance à la corrosion que peuvent causer ces acides. Nous employons surtout les aciers S30400 et S30403, mais il arrive que les clients demandent les aciers S31600 et S31603, parce que ces derniers résistent mieux à la corrosion. L’acier S30403 peut durer de 40 à 50 ans, alors que l’acier S31603 peut atteindre 100 ans. »

Normalement, un système de compression et de nettoyage recueille le gaz qui s’échappe au-dessus de la boue dans le digesteur, là où le fumier se décompose depuis 20 à 30 jours, le comprime et le purifie avant qu’il ne soit brûlé.

Pour décrire simplement le procédé, disons que le gaz traverse d’abord des filtres qui éliminent le sulfure d’hydrogène. Les réservoirs sont généralement faits de tôle d’acier inoxydable de
4,8 ou 6,4 millimètres d’épaisseur et sont capables de supporter la pression négative.

Le gaz passe ensuite par un système de compression dans lequel il est amené à une pression pouvant atteindre 8,2 x 105 pascal (Pa). Les tuyaux de cette section sont habituellement faits d’acier inoxydable. Le gaz traverse ensuite un échangeur de chaleur permettant de réduire sa température à environ 4 ºC et d’extraire encore plus d’eau, avant d’être réchauffé à 27 ºC, ce qui diminue son humidité relative à 25 %.

Par la suite, le gaz passe dans des contenants d’acier inoxydable, dans lesquels on élimine le siloxane, une substance chimique utilisée dans la fabrication de lubrifiants et de produits de soins personnels. Étant donné qu’à haute température, le siloxane se transforme en une substance qui ressemble à du verre, il doit être éliminé avant la combustion du gaz. Après cette étape, le biogaz est envoyé à un dispositif d’utilisation finale, tel qu’une turbine, un moteur à combustion interne ou une pile à combustible.

Carroll McCormick est un rédacteur indépendant établi à Montréal.

ILLUSTRATIONS : Unison Solutions Inc. et istockphoto.com

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