Méthanisation à la ferme — exercice corrigé d'enseignement scientifique (première) (chapitre 7)

Méthanisation à la ferme

Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité · niveau 2

Énoncé

Une exploitation agricole méthanise $3000$ tonnes d'effluents d'élevage par an. On obtient $25$ m $^{3}$ de biogaz par tonne, et le biogaz contient $60 %$ de méthane en volume. Le méthane a un pouvoir calorifique de $36$ MJ $\cdot$ m $^{- 3}$ . 1. Quel volume de biogaz par an ? 2. Quel volume de méthane ? 3. Quelle énergie annuelle ? 4. Un foyer consomme $40$ GJ par an : combien de foyers cela représente-t-il ? Commenter en une phrase l'intérêt et la limite du procédé.

Corrigé

1. $V_{biogaz} = 3000 \times 25 = 7, 5 \times 1 0^{4}$ m $^{3}$ .

2. $V_{CH X_{4}} = 0, 60 \times 7, 5 \times 1 0^{4} = 4, 5 \times 1 0^{4}$ m $^{3}$ .

3. $E = 4, 5 \times 1 0^{4} \times 36 = 1, 6 \times 1 0^{6}$ MJ $= 1, 6 \times 1 0^{3}$ GJ.

4. $1, 6 \times 1 0^{3} /40 = 40$ foyers. Intérêt : l'énergie provient d'un déchet qui existait de toute façon, et la méthanisation évite en outre que ce méthane parte librement dans l'atmosphère, où il est un puissant gaz à effet de serre ; le résidu, le digestat, retourne au champ comme engrais. Limite : quarante foyers pour trois mille tonnes d'effluents, c'est peu — la biomasse est une source diffuse, et le gisement d'une exploitation reste modeste. Ce n'est pas une objection au procédé, c'est une indication de l'échelle à laquelle il a du sens.