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Communiqué de Presse : Le 30 septembre 2012
Arkolia Energies avec son inventeur Michel Bonhomme présentent le 4 octobre 2012 au
Sommet de l’Elevage le brevet Arko Metha, présentant une rupture technologique et
économique pour la méthanisation des effluents agricoles.
Michel Bonhomme, il y a 25 ans, avait déjà créé VALORGA, entreprise ayant construit
dans le monde et en France de nombreuses unités de méthanisations industrielles
Cette nouvelle technologie rassemble les qualités les plus importantes pour une
méthanisation de déchets organiques :
- Une technologie en flux continus, la matière étant apportée au Méthaniseur en
permanence. Il n’y a pas de lourde manutention avec remplissage puis vidage qui
interrompt la culture des bactéries méthanogènes. La production de biogaz est
donc continue.
- Une technologie fonctionnant en matière épaisse avec un taux de matière sèche
élevée (de 20 à 35%) réduisant le volume de cuverie de 50 à 70%
- Une technologie avec hydrolyse séparée (=bi-phases), optimisant la dégradation
des matières ligneuses (paille) pour libérer du carbone disponible et faciliter la
méthanogenèse.
- Une technologie brassant la matière par réinjection automatisée du biogaz produit.
Ce principe de brassage supprime le besoin d’agitateurs mécaniques énergivores
et couteux en maintenance. Il améliore en outre la production de méthane.
- Une technologie permettant un pilotage fin de la centrale pour maintenir les
différents populations bactériennes dans les conditions qui leurs sont optimales
grâce à des entrées du substrat en différents point du digesteur.
- Une conception permettant des effets d’échelle par une industrialisation des
éléments hors site, et assemblable sur site. Cette industrialisation permettra de
baisser les coûts et donc d’atteindre des seuils de rentabilité avec des tonnages
bien inférieurs à ceux connus.
Cette technologie viendra compléter celle déjà utilisée, la technologie Bi Phase, exploitée
sous licence de l’entreprise Allemande Novis. Une unité de 250Kwc permettant la
méthanisation de 6000T de fumiers d’ovins est en cours de construction chez Grimal Père
et Fils, éleveurs du Sud de l’aveyron.
Novis fera bénéficier de ses 20 ans d’expérience dans la méthanisation de son savoir faire
pour accélérer la maturité d’Arko Métha et distribuer le produits dans d’autres pays.
Un prototype de 50Kwc et sera construit chez M Nouvellon, éleveur bovin du Tarn dès
obtention du permis.
Cette nouvelle technologie se positionnera à terme dans d’autres secteurs que ceux de
l’agriculture : l’Industries Agro Alimentaires et les Grandes Surfaces Alimentaires.
Pièce jointe : dossier de presse sur Arkolia Energies et Arko Métha.
Arkolia Energies
Zone Ecoparc
65, rue de la Garriguette
34130 Saint Aunès
contact@arkoliaenergies.fr
T 04 67 40 47 03 - F 04 67 40 00 72
SARL au capital de 194 K €
RCS MONTPELLIER 509 835 104 00035
Code APE : 3511Z

Dossier de presse ARKOMETHA - Salon de l’élevage 2012
LE METIER D’ARKOLIA ENERGIES : INSTALLATEUR-CONCEPTEUR-MAINTENEUR EN
ENERGIES RENOUVELABLES
ARKOLIA ENERGIES
Arkolia Energies s’est positionnée dès 2008 dans la conception, l’installation et la maintenance de
systèmes d’énergies renouvelable sur l’éventail complet des technologies disponibles : le solaire thermo
concentré, le photovoltaïque au sol et en intégrations au bâti, l’éolien, la conception et la rénovation
énergétique du bâtiment, la biomasse, et la méthanisation sèche ou bi phases.
Aujourd’hui, la société compte 13 employés et son Chiffre d’Affaires n’a fait que croître depuis sa
création :
Plus de la moitié de ses installations ont été réalisées clés en main par Arkolia Energies (bâtiments
compris).
1 300
UNE FILIALE DE PRODUCTION D’ENERGIE
Outre cette activité d’installation clés en main, Arkolia Energies détient à parité une société de
production d’énergies avec la Caisse des Dépôts. Cette société concentre actuellement des toits
solaires, mais sa vocation dès l’origine est de rassembler d’autres systèmes de production d’énergies,
avec entre autre la Méthanisation. La Caisse des Dépôts s’est récemment publiquement positionnée aux
côtés d’Arkolia Energies lors d’une inauguration pour un co-développement de la méthanisation dans les
départements d’activité d’Arkolia Energies.
Chiffre d'Affaire (K€)
2009 2010 2011
Dans le cas où Arkolia Energies serait retenu, l’unité de méthanisation pourrait être, outre les apporteurs
7 600
d’intrants, co détenue par la filiale commune Arkolia-CDC.
24 000
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Dossier de presse ARKOMETHA - Salon de l’élevage 2012
L’ORGANISATION ADMINISTRATIVE ET TERRITORIALE D’ARKOLIA ENERGIES.
Arkolia Energies est organisée en deux entités :
un service travaux et maintenance basé à Ste Radegonde près de Rodez, dans la ZI d’Arsac, qui
est dirigé par Benoit Bibal, Ingénieur Insa. Ce service gère et planifie l’intervention de tous les
corps d’état sur les centrales de production sur lesquelles Arkolia Energies est liée par un contrat
de construction et un contrat de maintenance. La construction de la centrale ainsi que sa
maintenance sera placée sous la responsabilité de Benoit Bibal ;
le service étude est dirigé par Nicolas Bornet, Ingénieur Thermicien, spécialisé en conception
énergétique du bâtiment. La méthanisation fait partie des techniques de production d’énergies
qu’il maîtrise. L’antenne Méthanisation basée à Toulouse, rattachée au service Etude, est sous la
responsabilité de Simon Pouet, Ingénieur Méthanisation. Il a pour fonction, au-delà de la première
approche commerciale, de définir le cahier des charges de la centrale par la sécurisation des
intrants et la définition des principaux organes. Pour toute la partie méthanisation, valorisation
énergétique et valorisation du digestat, il est assisté d’un ingénieur sédentaire. La partie
raccordement et système électrique est réalisée au Bureau d’Etude principal à Montpellier.
L’ensemble de ces étapes est qualifié de « Dimensionnement du projet de méthanisation ».
LE SAVOIR-FAIRE D’ARKOLIA ENERGIES DANS LE CADRE DE LA GESTION DE PROJETS
D’ENERGIES RENOUVELABLES COMPLEXES.
Arkolia Energies a développé des savoir-faire importants tant en portage de projets qu’en maîtrises des
procédures de raccordement et des procédures administratives.
Sur le portage de projets, Arkolia Energies a développé une méthodologie pour suivre les projets et gérer
l’avance des sommes nécessaires pour les projets de longue haleine. Actuellement en phase terminale
sur des fermes photovoltaïques au sol, Arkolia Energies a mené concomitamment une procédure de
type ICPE avec étude d’impact, enquête publique, commissaire enquêteur, permis, etc. et une
procédure de raccordement haute tension. C’est une méthodologie similaire qui devra être suivie dans
le cas du projet de méthanisation.
ARKOLIA ENERGIES A NOUE UN CONTRAT DE LICENCES AVEC UN PARTENAIRE POUR
L’ACCOMPAGNEMENT DANS LA CONCEPTION DE LA CENTRALE.
Société allemande spécialisée dans la conception de centrales de biomasse et de méthanisations. Elle
est très implantée en Allemagne, Inde, Canada et Afrique de l’Ouest. Elle est dirigée depuis une dizaine
d’années par le Docteur Helle. Sa technologie Bi phase est validée par la Caisse des Dépôts. Son
accompagnement nous parait indispensable pour bénéficier du savoir-faire ancien allemand dans le
domaine de la méthanisation. Il n’y a en France qu’une trentaine de centrales de méthanisation en
service. Il y en a plus de 6000 en Allemagne. Ce partenaire a participé à la réalisation de plus de 40
centrales de méthanisations dans le monde sur les dix dernières années.
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Dossier de presse ARKOMETHA - Salon de l’élevage 2012
PRINCIPES GENERAUX ET PRECONCEPTION DE L’UNITE DE METHANISATION
Principes généraux de la méthanisation
Les installations de méthanisation permettent la transformation des matières organiques humides 1 en
énergie renouvelable.
A. PRINCIPE DE L’UNITE DE METHANISATION
La méthode de production de biogaz est un processus en quatre étapes. La première de ces étapes est
l'hydrolyse, par lequel les glucides, les graisses et les protéines sont brisées en plus petites molécules, les
rendant beaucoup plus sensibles à la digestion bactérienne du processus à venir.
La deuxième étape - l'acidogénèse – consiste à fermenter les composés issus de l’hydrolyse en acides
organiques et alcools, ainsi qu’en hydrogène, dioxyde de carbone, ammoniac et sulfure d'hydrogène.
Les acides organiques et alcools sont brisés à un niveau plus bas par l'acide acétique des bactéries
(acidogénèse) et sont finalement utilisés pour la production de biogaz par méthanisation bactérienne
qui constituent les deux dernières étapes (on parle souvent de méthanogénèse pour ces 2 étapes).
Le biogaz généré lors de ces étapes est constitué principalement de gaz méthane obtenu par la
digestion de produits agricoles, de déchets végétaux ou de fumier. Il peut être utilisé :
pour alimenter des groupes électrogènes et produire de l’électricité ;
dans des applications thermiques comme le chauffage ou la production de vapeur ;
en injection réseau pour substituer le gaz naturel ;
comme carburant pour véhicules.
La méthanisation des déchets organiques nécessite une bonne stabilité bactérienne et des conditions
favorables à la biodégradation anaérobie. Lors du démarrage la stabilité bactérienne peut prendre
plusieurs mois. La fermentation anaérobie ne supporte pas des variations importantes des substrats, aussi
bien quantitatives que qualitative.
L’optimisation de la fermentation nécessite un contrôle et une maîtrise des principales phases du
processus de fermentation (cf. B : Pourquoi séparer la partie hydrolyse du reste du processus?).
1 Veuillez noter qu’à cause des différentes variétés biologiques et caractéristiques des déchets, la biomasse doit être analysée et
testée pour confirmer son aptitude à la fermentation.
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Principes de la méthanisation Arko-Métha bi-étapes
Dossier de presse ARKOMETHA - Salon de l’élevage 2012
La technologie Arko-Métha, une technologie développée par Arkolia Energies en partenariat avec le
fondateur du groupe Valorga, Michel Bonhomme
Cette technologie résulte d’une évolution d’une technologie brevetée pour de très grosses
exploitations : la technologie à forte concentration de matière sèche avec agitation par réinjection de
biogaz dans les digesteurs, dite Valorga. Cette technologie a été inventée par Michel Bonhomme dans
les années 80 à travers la société qu’il avait créée et qui existe toujours, l’entreprise Valorga. Une
trentaine d’unités de méthanisation fonctionnent de par le monde, dont deux gérées en France par le
groupe Idex, partenaire initial de Valorga dans les années 80. Le procédé Valorga dûment breveté, n’a
connu que peu d’évolution depuis plus de 20 ans.
Le système Arko-Métha présente des avantages technologiques favorisant la stabilité de la fermentation
et de la production de biogaz :
Une technologie à forte concentration de matière sèche, évitant la dilution des substrats.
Un seul fermenteur pour maîtriser et optimiser les différentes phases de la méthanisation.
Un volume de fermenteur plus réduit pour une production d’énergie supérieure.
Un brassage efficace et un pilotage précis grâce aux cheminées d’injection de gaz sous pression,
d’introduction et de recirculation de la matière.
Une technologie souple particulièrement adaptée au poly-substrat et aux variations qualitatives
et saisonnières.
Un transfert de matière en couloir s’adaptant aux équilibres biologiques et bactériens.
Une première phase d’hydrolyse à une température élevée hygiénisant la matière pour une
meilleure valorisation du digestat.
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Dossier de presse ARKOMETHA - Salon de l’élevage 2012
Le système Arko-Métha homogénéise le substrat par réinjection de biogaz. La matière est dégradée, et
surtout transportée de son point d’entrée à sa sortie, non pas par des agitateurs fragiles, et peu adaptés
à la viscosité d’entrants secs, mais par le biogaz qu’elle génère.
La rupture technologique essentielle repose sur le fait que ces pipes de gaz viennent par le dessus et non
par le dessous, et puissent réinjecter suivant les besoins de la méthanogénèse, soit des flux de matière,
soit du biogaz. De plus le digesteur est rectangulaire (ou circulaire pour les grosses centrales), avec la
possibilité suivant le type d’entrants de créer un « sas » d’hydrolyse, séparable du volume suivant par un
sas à clapet.
Module
hydraulique
Compression
du biogaz
DIGESTEUR
Armoire
électrique
LOCAL TECHNIQUE
Moteur de
cogénération
STOCKAGE
DIGESTAT ET
BIOGAZ
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Circuit de recirculation
du biogaz
Digesteur
Cheminées d’injection de
matière et de
recirculation du biogaz
pour agitation
Phases finale
d’acétogénèse et
méthanogénèse
Phase d’hydrolyse et
d’acidogénèse
PRINCIPE DE L’ARKOMETHA
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Circuit de récupération
du biogaz
Circuit d’injection ou
de recirculation de la
matière
Parois de séparation
des phases et des ciels
gazeux
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La technologie reprend certains principes des fermenteurs à forte concentration par injection de gaz
sous pression, technologie maîtrisée depuis plus de 20 ans, tout en évitant certains de leurs inconvénients.
Notamment l’injection de gaz par de nombreux injecteurs situés sous le fermenteur entraînant des
contraintes de maintenance et de génie civil, créant un flux ascendant limitant le balayage des
éléments lourd s’accumulant avec le temps et laissant des zones mortes, réduisant à terme le volume
utile des fermenteurs.
L’Arko-Métha est basée sur l’optimisation d’un système éprouvé et validé depuis 25 ans tout en étant
une véritable révolution. Les principaux avantages technologiques sont :
Un cloisonnement créant deux compartiments intégrés dans le même fermenteur :
o maîtrise les principales phases de la fermentation (Compartiment 1 : d’hydrolyse et
d’acidogénèse, Compartiment 2 : fin de l’acidogénèse et activité méthanogène) ;
o fonctionnement à un niveau de température choisi optimum en fonction du
compartiment et du substrat (Compartiment 1 : hydrolyse thermo enzymatique,
Compartiment 2 : mésophile) ;
Le fonctionnement pendant plusieurs jours à une température de l’ordre de 60°c à également
pour fonction d’hygiéniser la matière organique ;
Le fonctionnement de type tunnel, avec un front de matière, agité « par tranche », respecte le
rythme des populations bactériennes ;
Un réseau de cheminées de brassage issu du couvercle vers le fond, réparti sur l’ensemble du
fermenteur à raison d’une cheminée pour 4 à 8 m² de plancher :
o permet d’injecter du gaz sous pression, des intrants, des matières en fermentation ou du
digestat en recirculation ;
o est un point d’entrée facile permettant de mesurer l’évolution de la matière, et de réaliser
des prélèvements de matière. Sur les fermenteurs classiques les paramètres sur l’état de
l’activité biologique ne sont mesurés qu’en entrée et en sortie. Ici ils pourront être mesurés
sur l’ensemble du fermenteur (la DCO du soluble, le pH, la matière volatile, l’alcalinité due
aux bicarbonates, les concentrations en AGV, les différentes formes d’azote
ammoniacale et organique, le phosphore et les caractéristiques du gaz dans les deux
compartiments) ;
o optimise l’efficacité du brassage d’une matière épaisse, grâce à la synergie
tourbillonnaire de plusieurs cheminées ;
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o représente une souplesse de fonctionnement, grâce à la possibilité d’introduire ou de
recirculer de la matière en n‘importe quel point du fermenteur (matière fermentée acide,
matière fermentée basique) avec un contrôle parfait du pH.
La possibilité de fonctionner à des taux de matière sèche élevé 20 à 30% selon les substrats (sans
dilution de la matière) :
o Le fonctionnement à des taux élevés de matière évite une séparation des phases liquide,
solide et des lourds (sable, cailloux). La faible vitesse de séparation permet un brassage
séquentiel espacé de plusieurs heures ce qui permet de maintenir de forte concentration
de bactéries agglomérées favorable au rendement.
L’Arko-Métha est ensuite lié à une cogénération classique permettant de valoriser le biogas :
Ainsi celui-ci est récupéré dans la partie supérieure du digesteur.
Il traverse ensuite la zone de condensation et d’épuration pour atteindre le groupe électrogène
(cogénération). En cas de perturbations au niveau du groupe électrogène une torchère d'urgence
permet de brûler le gaz lorsque le stockage de celui-ci est plein.
Le courant produit dans le groupe électrogène est revendu à EDF et introduit dans le réseau public
d’ERDF.
L'énergie thermique est utilisée pour maintenir à température le procédé (environ 15%). L’intérêt est de
valoriser au maximum l’énergie thermique restante afin d’obtenir la meilleure rentabilité possible. Cette
valorisation peut être sous la forme de chauffage d’infrastructures agricoles (poulaillers, système de
séchage…), d’infrastructures urbaines (réseau de chaleur, piscine…) ou d’une alimentation d’un process
industriel.
A partir des informations recueillies, il a été possible de déterminer quelques données économiques de
bases, traçant une tendance de coûts de et de rendements.
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B. POURQUOI SEPARER LA PARTIE HYDROLYSE DU RESTE DU PROCESSUS?
L'hydrolyse est une étape cruciale dans le processus de fermentation. Les bactéries d’acidogénèse,
d’acétogénèse, et celles de méthanisation ont des besoins différents, tels que la température, le pH ou
le temps de réaction. De plus les deux réactions sont inhibitrices l’une de l’autre, ce qui réduit le
rendement global du processus.
Pour cette raison, le procédé d'hydrolyse est séparé de la fermentation et est traité en amont. De cette
façon, l'hydrolyse est facilement régulée et contrôlable et suite à ce premier processus, la biomasse
préparée est plus sensibles aux bactéries de méthanisation dans le digesteur.
Lors du démarrage de l’installation, un mélange de bactérie issu d’un autre méthaniseur en
fonctionnement (appelé inoculum), est introduit dans l’unité afin d’aider au lancement du processus.
Comparaison des bactéries utilisées en phase d’hydrolyse de méthanisation:
Temps
nécessaire pour la
reproduction
La température
optimale (fonction de
la matière à digérer)
bactéries
hydrolyse/acidogène
bactéries
méthanogènes
3 heures à 3 jours 6 - 14 jours
55 ° C Valeur constante autour de
37°C
pH 4 à 6 7 à 8
Sensibilité /
Caractéristiques
Robuste, peut supporter des
perturbations de la valeur de la
température ou du pH
Fonctionne même dans un
environnement contenant de
l’oxygène.
Permet la solubilisation des
macromolécules en monomères
Extrêmement sensibles à tout
changement dans la valeur
du pH ou de la température
Sensible au caractère ionisé
de la matière, à l’équilibre
Carbone/Azote, et à la
biodisponibilité de Carbone
(synthèse du CH4 et CO2)
Un pH trop acide entraîne un
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Rendement de
biogaz
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blocage de cette phase
(accumulation d’acides gras
volatils et d’hydrogène)
Un pH trop élevé amène une
production d’azote
ammoniacale réducteur de
l’activité bactérienne.
Faible (0 -30%) Haut
On comprend alors aisément la nécessité d’un ajustement permanent de l’équilibre acido-basique de la
fermentation. Le temps de séjour de la matière dans les trois grandes phases doit pouvoir être contrôlé
en fonction de l’équilibre souhaité et des risques d’inhibitions bactériennes. Les fermenteurs actuels ne
permettent pas ces interventions et ces ajustements. La fermentation s’effectue en semi-aveugle entre
l’introduction et la sortie de la matière digérée. Le pilotage en est simplifié, mais les temps de séjour sont
importants et la vitesse de dégradation limitée, notamment pour des variations quantitatives,
qualitatives et saisonnière des substrats.
Le plus souvent le fonctionnement des fermenteurs en infiniment mélangé limite l’activité bactérienne en
fonctionnant à un PH constant, à des taux de matière sèche faible et nécessite donc des volumes de
fermenteur important. Le pilotage se fait donc sur des valeurs moyennes de sortie de matière ou de gaz.
Certains fermenteurs limitent ces inconvénients en séparant physiquement les deux premières réactions à
l’aide d’une hydrolyse séparée du digesteur.
Amélioration de la libération de la biomasse par hydrolyse
Grace au faible pH, les particules hydrolysées seront beaucoup plus efficacement libérées que cela n'est
possible dans la zone digesteur. Cela augmente le rendement en biogaz et donc l'efficacité
économique de la centrale de biogaz.
Décomposition de la cellulose :
La cellulose est le principal composant d'une plante (jusqu'à 50% en poids).
Les ruminants sont en mesure de pouvoir digérer la cellulose et d'autres polysaccharides, en raison de la
composition de leurs différents sucs gastriques. En effet, la décomposition de la cellulose n’est possible
qu’avec une solution acide incompatible avec des bactéries méthanogènes.
Pré-chauffage de la biomasse
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La température dans la zone d'hydrolyse atteint plus de 50°C. C'est seulement après avoir été chauffé
que la biomasse pénètre dans le digesteur. Cela signifie qu'il n’y a uniquement des ajustements minimes
de la température dans la zone fermentation, sans perturbation des bactéries productrices de méthane.
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