Évaluation du potentiel d’oxydation d’un biosystème d’oxydation passive du méthane (BOPM) sur le terrain pour les biogaz appauvris à haut débit au Québec

Abstract

Une tranchée latérale du Complexe environnemental de Saint-Michel, situé sur un ancien site d’enfouissement à Montréal, produit de grandes quantités de biogaz appauvri en méthane. Ces gaz sont actuellement captés et rejetés dans l’atmosphère. L’étude a pour objectif d’évaluer le potentiel d’un biosystème d’oxydation passive du méthane afin de réduire les émissions de méthane de la tranchée. Le biosystème à l’échelle pilote sera soumis à un débit d’environ 10 % du débit total capté de cette tranchée. Éviter d’enfouir la matière organique demeure la meilleure solution pour réduire la production de méthane. Les biosystèmes d’oxydation passive du méthane, fonctionnant avec des bactéries méthanotrophes omniprésentes dans les sols, s’implanteraient alors comme une méthode d’appoint pour réduire les impacts du méthane une fois généré. Le principe d’oxydation du méthane par des bactéries a d’ailleurs déjà été testé en laboratoire pour le type d’émissions étudiées, mais la technologie reste encore à être développée avant de généraliser son utilisation dans les différents sites d’enfouissement au Québec. Le Complexe environnemental devient un bon site candidat pour tester l’efficacité de la biofiltration passive puisqu’une grande quantité de biogaz appauvris y est pompée. Couvrant la phase de conception d’un biofiltre pilote, la présente étude se limite à l’évaluation de certains paramètres clés du biofiltre proposé pour le Complexe environnemental. Cela implique la sélection de son substrat et de l’évaluation de ses dimensions. La longueur effective définit la surface de migration des gaz, alors que son épaisseur a un impact sur leur temps de résidence considérant un débit prédéfini. Ces paramètres sont déterminés en fonction de la capacité maximale d’oxydation du milieu filtrant et du comportement hydraulique du système, comme prévu par modélisation numérique. La conclusion de l’étude démontre que le biofiltre pilote conçu a le potentiel d’atteindre le rendement visé la plupart du temps. Le compost sélectionné dans le substrat filtrant est peu perméable et nuit à l’écoulement des gaz. Cela provoque une diminution de la surface de migration du biogaz à traiter et de son temps de résidence, entraînant une perte d’efficacité. La modulation du flux entrant, la sélection d’un substrat plus stable ainsi que son renouvellement sont des pistes de solution pour limiter l’impact des précipitations. Il sera question de faire un suivi de l’accumulation d’eau à long terme pour valider l’efficacité de biofiltration sur le terrain. Ce suivi sera fondamental pour valider les améliorations proposées, les hypothèses et les méthodes de détermination des principaux paramètres de conception.