Brevet FR3086667A1 — publié le 20200403

Description Titre de l'invention : Méthode de détection précoce d'un dysfonctionnement dans un dispositif digesteur Domaine technique [0001] La présente invention appartient au domaine du pilotage des procédés de métha- nisation. Plus particulièrement, la présente invention concerne une méthode de détection précoce d'un dysfonctionnement dans un dispositif digesteur. Technique antérieure [0002] Les problématiques environnementales actuelles rendent de plus en plus urgente l'optimisation de la manière dont l'énergie est produite, stockée et utilisée. Les efforts fournis en ce sens s'orientent plus particulièrement en direction des énergies renouvelables. Paimi elles, le biogaz issu de la méthanisation est avantageux car il permet de valoriser une grande variété de déchets organiques. Le biogaz issu de la méthanisation est un gaz riche en méthane (de 50 à 70%) et en dioxyde de carbone (20 à 50%). Il peut par exemple être utilisé pour alimenter les réseaux de gaz naturels ou produire des biocarburants ou de l'électricité par combustion. La production de biogaz est particulièrement adaptée aux exploitations agricoles, qui ont à traiter une grande quantité de déchets sous forme de matière organique. Selon certains scénarios, le biogaz d'origine agricole devrait représenter environ un tiers des ressources brutes en France à l'horizon 2050, sous réserve de l'adoption généralisée de la méthanisation par les exploitations agricoles (Pouech et al. 2017 ; ADEME 2017). [0003] La méthanisation, ou digestion anaérobie, est un procédé de dégradation naturel de la matière organique par l'action de populations microbiennes complexes. Elle comprend quatre étapes : [0004] - l'hydrolyse, au cours de laquelle des bactéries hydrolytiques vont transformer la matière organique non-dégradée (protéines, polysaccharides, lipides) en matière organique simple ; [0005] - l'acidogénèse, réalisée par les bactéries acidogènes, permet l'obtention d'acides gras volatiles et d'alcools ; [0006] - l'acétogénèse au cours de laquelle les bactéries dites acétogènes vont permettre la production de H2, de CO2, et d'acétate (CH3, COOH) ; [0007] - enfin, la méthanogénèse met en oeuvre deux voies pour produire du méthane : la voie hydrogénophile d'une part., dans laquelle H2 et CO2 seront utilisés par les bactéries méthanogènes hydrogénotrophes, et la voie acétotrophe d'autre part, où l'acétate est décarboxylé par les bactéries méthanogènes acétoclastes. Dans le cadre d'un fonctionnement normal, il est considéré que la voie acétotrophe représente I environ 70% de la production de CH4, et la voie hydrogénophile environ 30%. [0008] Parmi les freins à la mise en oeuvre des procédés de méthanisation, l'un tient à la complexité du pilotage du procédé de méthanisation, notamment la difficulté à détecter les déséquilibres, physiques (par exemple, température, pH), chimiques (par exemple, la concentration en NH3 ou en acides gras volatils, présence d'antibiotiques) ou biologiques, à l'origine de dysfonctionnements dans les dispositifs digesteurs, et ce notamment de façon précoce. [0009] Il existe des procédés de contrôle de l'état de la fermentation méthanique, comme ceux illustrés dans le brevet FR2687166. Ces procédés de contrôle mettent en oeuvre des modèles mathématiques qui nécessitent la prise en compte un grand nombre de variables mesurées dans le dispositif digesteur, ou à sa sortie. Les variables mesurées comprennent des paramètres physiques, chimiques, biochimiques et biologiques tels que, par exemple, la quantité de hiogaz produit, sa qualité (proportions de méthane et de dioxyde de carbone), le pH, la température, la qualité des intrants et sortants traités, la teneur en acides gras volatils (AGV) du milieu de fermentation, le pourcentage d'hydrogène du hiogaz produit. [0010] Cependant, ces méthodes connues de l'art antérieur ne sont pas satisfaisantes car elles nécessitent le suivi de plusieurs variables, au moins deux, et sont souvent lourdes à mettre en oeuvre, par exemple lorsque des analyses en laboratoire sont requises. [0011] Il existe des méthodes plus simples, comme par exemple le suivi de la production moyenne globale de gaz de façon journalière ou entre deux chargements de matière organique dans le dispositif digesteur. [0012] Dans ce cas simple, cependant, la détection d'un dysfonctionnement survient tar- divement. En particulier, lors d'évènements de surcharge organiques ou lipidiques, le dysfonctionnement observé (acidose) est précédé d'une augmentation de la production de biogaz qui ne permet pas d'identifier le dysfonctionnement. Il est alors plus difficile de rétablir un fonctionnement normal dans le dispositif par rapport à une détection plus précoce. De plus, la détection tardive occasionne une perte plus importante de la production de gaz que dans le cas d'une détection précoce. [0013] Ainsi, il existe un besoin pour une méthode simple, permettant de détecter de façon précoce un dysfonctionnement dans un dispositif digesteur. Résumé de l'invention [0014] La présente invention répond à ce besoin, en apportant une solution simple d'amélioration de la qualité du pilotage du procédé de méthanisation en permettant de détecter de façon précoce un dysfonctionnement dans un dispositif digesteur. [0015] En effet, un premier objet selon l'invention est une méthode de détection d'un dys- fonctionnement dans un dispositif digesteur comprenant les étapes : 3 [0016] - lire une valeur de production de gaz dans ledit dispositif digesteur à au moins deux instants distincts compris dans l'intervalle de temps s'écoulant entre deux chargements successifs de matière dans ledit dispositif digesteur, puis [0017] - calculer une valeur représentative dc la cinétique de production de gaz dans ledit dispositif digesteur entre lesdits deux chargements successifs dc matière dans ledit dispositif digesteur, puis [0018] - déterminer l'état de fonctionnement dudit dispositif digesteur. [0019] Selon un mode de réalisation, la valeur de production de gaz est une valeur du débit instantané à la sortie dudit dispositif digesteur. [0020] Selon un mode de réalisation, la valeur représentative de la cinétique de production de gaz est calculée à l'aide d'une analyse multivariéc. [0021] Selon un mode de réalisation, la valeur représentative de la cinétique de production de gaz est calculée à l'aide d'une analyse en composantes principales. [0022] Selon un mode de réalisation, la valeur représentative de la cinétique de production de gaz est un score. [0023] Selon un mode de réalisation, l'étape dc détermination de l'état de fonctionnement dudit dispositif digesteur comprend la comparaison de ladite valeur représentative dc la cinétique dc production de gaz avec une valeur de référence. [0024] Selon un mode de réalisation, le gaz comprend du méthane et du dioxyde de carbone. Par exemple, le biogaz est un gaz comprenant du méthane et du dioxyde de carbone. [0025] Selon un mode de réalisation, la matière chargée dans un dispositif digesteur est une matière fermentescible, de préférence une matière comprenant de la matière organique. [0026] Un deuxième objet selon l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution d'une méthode selon le premier objet de l'invention lorsqu'il est exécuté par un ordinateur. [0027] Un troisième objet selon l'invention concerne un système comprenant : [0028] - des moyens de mesure de valeurs de taux de production de gaz dans un dispositif digesteur, [0029] - un produit programme d'ordinateur selon le deuxième objet de l'invention, [0030] - un moyen d'information visuel ou sonore sur l'état de fonctionnement dudit dispositif digesteur. [0031] Définitions [0032] Dans le contexte de l'invention, l'expression « état de fonctionnement » définit la qualité du procédé de méthanisation dans le dispositif digesteur. Par exemple, en absence de dysfonctionnement, l'état de fonctionnement sera qualifié de satisfaisant ou bon. En revanche, l'état de fonctionnement sera considéré comme insatisfaisant ou mauvais dans le cas d'une présence d'un dysfonctionnement tel que définit ci-dessous. [0033] Dans le contexte de l'invention, le terme « dysfonctionnement » désigne une modi- 4 fication d'un ou de plusieurs paramètres biologiques, chimiques et/ou physiques qui conduit à une réduction de la productivité du dispositif fermenteur. Par exemple, un dysfonctionnement. peut. être causé par une concentration trop élevée en NH3, la présence d'antibiotique, lors d'une surcharge organique, ou lors d'une accumulation d'acide gras longue chaine liée à un ajout excessif de lipides. [0034] Dans le contexte de l'invention, les termes « état biologique » décrivent l'aptitude des populations bactériennes présentes dans le dispositif digesteur à produire du gaz, notamment du méthane. Cet état biologique peut tenir compte de la nature de la matière fermentescible introduite dans le dispositif digesteur. [0035] Dans le contexte de l'invention, les termes « dispositif digesteur » sont utilisés pour désigner le dispositif dans lequel la matière organique est introduite en vue de sa fermentation. Ainsi, il désigne les dispositifs connus dans le domaine de la fermentation sous les appellations fermenteurs, méthaniscurs ou réacteurs. Généralement, il s'agit d'une cuve dans laquelle la fermentation se produit, qui est apte à contenir de la matière organique, des bactéries, et tout gaz issu de la dégradation de la matière organique. Plusieurs dispositifs digesteurs peuvent être reliés entre eux. Le dispositif digesteur est avantageusement relié à une cuve pour le stockage du gaz produit. [0036] Dans le contexte de l'invention, le terme « gaz » fait référence à tout gaz produit dans le dispositif fermenteur, et peut-être utilisé, sauf mention explicite contraire, pour désigner, le méthane, le dioxyde de carbone, ou tout autre gaz résultant de la fermentation de la matière organique par méthanisation, ou tout mélange de ceux-ci, notamment l'ensemble de gaz communément désigné par le terme « biogaz ». [0037] Dans le contexte de l'invention, le terme « matière » est utilisé pour désigner la matière organique ou matière fermentescible, éventuellement contaminée par d'autres matières non-organiques, qui est destinée à être dégradée dans le dispositif digesteur par les populations microbiennes, en vue de la production de gaz. Ainsi, le terme « matière » utilisé pour désigner la matière chargée dans le dispositif digesteur est de la matière comprenant de la matière organique. Brève description des dessins [0038] [: ig.1 J présente les courbes de débit de gaz instantané en sorite d'un dispositif digesteur en fonction du temps. Chaque série correspond aux mesures effectuées entre deux chargements de matière dans le dispositif digesteur : le moment du chargement correspond à t=0 heure, la dernière mesure effectuée avant le chargement suivant correspond à t=24 heures. Les séries 1, 2, 3, 4 et 5 illustrent respectivement les mesures effectuées aux jours J10. J17, J23, J25 et J27. [0039] [fig.21 représente l'évolution d'une la valeur représentative de la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur entre deux chargements successifs de matière dans le dispositif comparativement à la mesure de la production totale de gaz entre les deux chargements successifs de matière. Description des modes de réalisation [0040] Les inventeurs ont mis en évidence une nouvelle méthode de détection d'un dysfonc- tionnement dans un dispositif digesteur. Plus particulièrement, la méthode de détection repose sur une valeur représentative de la cinétique de production de gaz dans un dispositif digesteur entre deux chargements successifs de matière dans ledit dispositif digesteur. Ainsi, la méthode selon l'invention peut être mise en oeuvre quelle que soit la technologie de méthanisation utilisée, comme par exemple la voie sèche, la voie humide, l'infiniment mélangé, ou la méthanisation en réacteur à lit fixe. [0041] Lc procédé de méthanisation, notamment à l'échelle industrielle, implique une succession de cycles, qui débutent par l'apport de matière fermentescible, et qui s'achèvent avec l'apport de matière suivant. A défaut d'un nouvel apport en matière, le cycle s'achève après que les populations bactériennes ont fini de se succéder pour dégrader la matière et l'ont épuisée. Il est préférable de ne pas attendre que le substrat soit complètement épuisé pour charger à nouveau de la matière dans le dispositif digesteur, afin de maintenir des niveaux de production acceptables. Il faut toutefois veiller à ne pas apporter de trop grandes quantités de matière à l'intérieur du dispositif, dans la mesure où une surcharge en matière organique a elle aussi des effets délétères sur le procédé de méthanisation. [0042] Ainsi, la production de gaz dans un dispositif digesteur en fonctionnement normal suit une évolution temporelle globalement semblable d'un cycle à l'autre. Brièvement, le chargement en matière en début de cycle, essentiellement de la matière organique, entraine l'augmentation de l'activité de digestion anaérobie par les populations bactériennes. Ainsi, il est habituel d'observer une augmentation des taux de production de gaz en tout début de cycle, suivi d'une diminution importante après que les molécules les plus rapidement biodégradables ont été dégradées. Ensuite, la production de gaz est maintenue à des taux plus bas, et continue de diminuer à mesure de la consommation de la matière. [0043] Lors d'un dysfonctionnement, les taux de production de gaz vont être réduits, mais cette réduction peut survenir bien après la survenue du dysfonctionnement. Par exemple, le remplacement d'une population microbienne par une autre peut s'être produit progressivement de sorte que l'impact sur la production de gaz ne sera visible que plusieurs jours après ce remplacement. Cela est dommageable car il est plus simple de corriger les dysfonctionnements lorsqu'ils sont détectés précocement. 6 [0044] Dans le contexte de l'invention, un dysfonctionnement peut être un changement d'état de fonctionnement du dispositif digesteur. En particulier, un dysfonctionnement peut être de nature physique, chimique, biochimique et/ou biologique. [0045] Un dysfonctionnement peut être provoqué par des concentrations trop élevées en NH 3, la présence d'antibiotiques, lors d'une surcharge organique, ou lors d'une accumulation d'acide gras longue chaine notamment dans le cas d'un ajout excessif de lipides. Dans ce dernier exemple de dysfonctionnement, la production de méthane est réduite tandis que les acide gras volatils (AGV) s'accumulent, ce qui va amplifier l'inhibition de la production de méthane jusqu'à entrainer une acidification du milieu. Cette acidification peut conduire à la production de mousse difficile à contrôler dans le réacteur. [0046] La production de gaz peut être mesurée par différentes méthodes. Elle quantifie la quantité de gaz produit dans le dispositif digesteur. [0047] Lc taux de production quantifie la quantité de gaz produit dans le digesteur rapportée au volume utile dudit dispositif digesteur. [0048] La quantité de gaz produite (production de gaz) peut être estimée à partir des mesures de débit de gaz instantané par des méthodes connues de l'homme du métier. [0049] Par exemple, la production de gaz et le taux de production de gaz peuvent être estimés d'après la mesure du débit instantané de gaz, par exemple à la sortie du dispositif digesteur. Ceci est particulièrement pertinent dans le cas de digesteurs dont le volume est fixe, pour lesquels les quantités de gaz qui sortent du dispositif sont directement corrélées aux quantités de gaz produites à l'intérieur du dispositif, à pression et températures constantes. [0050] Dans le cas des dispositifs digesteurs dont le volume et/ou la pression et/ou la tem- pérature peuvent varier, notamment dans le cas de dispositifs digesteurs à doubles membranes, il est possible de mettre en oeuvre des moyens de suivi de l'évolution du volume et/ou de la température et/ou de la pression du biogaz afin de calculer les taux de production à partir des débits instantanés mesurés et obtenir ainsi la cinétique de production de gaz. [0051] Selon un mode de réalisation, le débit instantané de gaz en sortie du dispositif digesteur est mesuré de manière à pouvoir reconstituer une cinétique de production de gaz dans le dispositif [0052] Le débit instantané de gaz à la sortie d'un dispositif digesteur est une valeur de production de gaz dans ledit dispositif digesteur dans le cas de dispositifs digesteurs dont le volume, la température et la pression sont globalement constants. [0053] Optionnellement, une autre mesure est enregistrée simultanément, de manière à avoir une estimation plus précise de la production de gaz dans un dispositif digesteur. Par exemple, il peut être procédé à l'enregistrement simultané de la température et/ou du 7 volume et/ou de la pression à l'intérieur du dispositif digesteur. Ces mesures peuvent être réalisées de façon continue par des moyens connus de l'homme du métier. [0054] Dans ce cas, le débit instantané de gaz à la sortie d'un dispositif digesteur est une valeur de production de gaz dans ledit dispositif digesteur après une correction mathématique prenant en compte la température, et/ou la pression, et/ou le volume à l'intérieur dudit dispositif digesteur, dans le cas de dispositifs digesteurs dont le volume et/ou la température et/ou la pression sont variables. [0055] Selon un mode de réalisation, une valeur de production de gaz dans un dispositif digesteur est mesurée à au moins deux moments distincts dans l'intervalle de temps qui sépare deux chargements de matière successifs dans ledit dispositif. L'homme du métier saura adapter le nombre de mesures et leurs fréquences de manière à obtenir une cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur. [0056] Selon un mode de réalisation, des mesures ne sont effectuées qu'à certains moments particuliers du cycle. [0057] Selon une alternative, la fréquence des mesures sera variable au cours d'un cycle. [0058] Selon un mode de réalisation, les mesures sont effectuées de manière automatique. [0059] De préférence, le débit de gaz en sortie du dispositif digesteur est mesuré à au moins 5, de préférence au moins 10, de préférence au moins 20 moments distincts dans l'intervalle de temps qui sépare deux chargements de matière successifs dans ledit dispositif. De façon plus préférée, le débit de gaz est mesuré 24 fois entre deux chargements de matière successifs dans ledit dispositif. Plus préférentiellement, la mesure du débit de gaz à la sortie du dispositif digesteur est effectuée environ toute les secondes, toutes les trente secondes, toutes les minutes, toutes les deux minutes, toutes les cinq minutes, toutes les dix minutes, toutes les trente minutes, ou toutes les hem-es. De façon préférée, la mesure du débit de gaz en sortie du dispositif digesteur est réalisée environ toutes les minutes. [0060] Quelle que soit la manière d'estimer la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur, celle-ci permet de calculer une valeur représentative unique, sous la forme d'un vecteur ou d'un score par exemple. [0061] Selon un mode de réalisation, les valeurs de débit de gaz mesurées à la sortie d'un dispositif digesteur sont utilisées pour calculer des valeurs de production de gaz correspondant à un pas de temps défini. Ainsi, de façon préférée, les données mesurées sont d'abord utilisées pour calculer par interpolation des valeurs selon un pas de temps défini. De préférence, l'interpolation est une interpolation linéaire. Selon un mode de réalisation alternatif, les valeurs sont calculées à partir de la moyenne pondérée entre deux mesures successives du débit de gaz, la pondération prenant en compte le temps qui sépare lesdites mesures. D'autres méthodes connues de l'homme du métier pourront être mises en oeuvre pour obtenir des valeurs de débit à des temps voulus à 8 partir de valeurs mesurées. [0062] Selon un mode de réalisation, le pas de temps utilisé pour calculer des valeurs de production de gaz dans un dispositif digesteur est d'environ une minute. De préférence, le pas de temps est d'environ 2, 5, 6, 12, 18, 20, 25, 30, 45, 60, 90, 120, 240 ou 300 minutes. Encore plus préférentiellement, le pas de temps est d'environ une heure. L'homme du métier saura adapter le pas de temps en fonction de ses besoins. [0063] Bien évidemment, d'autres méthodes pourront être utilisées pour mesurer la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur. [0064] A partir des cinétiques de production de gaz mesurées ou calculées comme détaillé ci-dessus, il est possible de calculer une valeur représentative de la cinétique de production du gaz dans un dispositif digesteur. [0065] Par exemple, il est possible d'utiliser une analyse multivariée pour identifier les variables les plus discriminantes au sein de la cinétique. De préférence, une analyse en composantes principales est utilisée, qui permettra d'attribuer à chaque cinétique un score basé sur ses coordonnées sur les axes principaux. D'autres méthodes d'analyse de séries temporelles connues de l'homme du métier peuvent être mises en oeuvre pour attribuer une valeur représentative de la cinétique de production de gaz à chaque cinétique particulière, et particulièrement sous la forme d'un score. [0066] La valeur représentative de la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur permet d'identifier un état de fonctionnement dudit dispositif. Notamment, elle permet de détecter un dysfonctionnement de façon précoce. [0067] Selon un mode de réalisation, la lecture seule de la valeur permet de détecter un dys- fonctionnement dans le dispositif digesteur. De préférence, une valeur représentative de la cinétique de production de gaz peut indiquer un dysfonctionnement lorsqu'elle est négative. [0068] Selon un autre mode de réalisation, la valeur représentative de la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur est comparée à une valeur de référence. [0069] Cette valeur de référence peut être obtenue à partir d'une valeur représentative de la cinétique de production de gaz obtenue lors d'un cycle précédent. De préférence, le cycle est choisi en fonction de la connaissance du bon état biologique et de l'absence de dysfonctionnement. De préférence, la valeur représentative de la cinétique de production de gaz est obtenue en calculant la moyenne de plusieurs valeurs représentatives de la cinétique de production de gaz obtenues pour des cycles antérieurs. [0070] Dans un mode de réalisation, la valeur représentative de la cinétique de production indiquera un dysfonctionnement lorsqu'elle sera éloignée de la valeur de référence d'au moins environ 5% de la valeur de référence. De préférence, elle est éloignée d'au moins environ 10, environ 15, environ 20% ou environ 25% de la valeur de référence. Encore plus préférentiellement, la valeur représentative de la cinétique de production 9 indiquera un dysfonctionnement lorsqu'elle sera éloignée de la valeur de référence d'au moins environ 50% de la valeur de référence. [0071] Un deuxième objet selon l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution d'une méthode selon le premier aspect de l'invention. [0072] Un troisième objet selon l'invention concerne un système comprenant au moins un moyen de mesure d'une production de gaz dans un dispositif digesteur, un produit programme d'ordinateur selon le deuxième objet de l'invention, au moins un moyen d'information visuel ou sonore sur l'état de fonctionnement dudit dispositif digesteur. [0073] Selon un mode de réalisation, le au moins un moyen de mesure d'une production de gaz dans un dispositif digesteur dans un système selon le troisième objet est un débitmètre. De préférence, ledit débitmètre est positionné à la sortie du dispositif digesteur. [0074] Selon un mode de réalisation, au moins un moyen d'information visuel ou sonore sur l'état de fonctionnement dudit dispositif digesteur dans un système selon le troisième objet est choisi parmi un moyen lumineux tel qu'une diode électroluminescente, un moyen d'affichage de l'information tel qu'un un écran digital et un transducteur électroacoustique tel qu'un haut-parleur. Exemples [0075] D'autres caractéristiques et avantages dc l'invention ressortiront mieux des exemples qui suivent, donnés à titrc illustratif et non limitatif [0076] Etude de la cinétique de production de gaz [0077] Un dispositif digesteur automatisé comprenant un réacteur CSTR (continuous stirred- tank rcactor) infiniment mélangé en PVC de 50 L dont 35,5 L de volume utile a été construit et mis en oeuvre. Le choix d'un réacteur de type CSTR a été fait car, pour ce type de substrats et dc digestion (voie humide), il s'agit du procédé le plus répandu à travers le monde. [0078] La température dans le dispositif digesteur était régulée à l'aide d'un thermostat-ré- gulatcur qui faisait circuler de l'eau chaude dans la double-paroi du dispositif digesteur. Unc sonde de température était placée dans le dispositif digesteur et associée à ce thermostat-régulateur permet une régulation de la température au sein du dispositif digesteur. Le contenu du dispositif digesteur était homogénéisé en continu à l'aide d'un agitateur à pales. Le mélange de substrats alimentant le dispositif digesteur était stocké à environ 4°C dans un réfrigérateur contenant une trémie d'alimentation d'une capacité maximale de 50 litres. Cette trémie d'alimentation était munie d'une pompe péristaltique permettant de recirculer le substrat d'alimentation au sein de cette trémie avant chaque alimentation pour en assurer l'homogénéité. [0079] Lc dispositif digesteur était équipé d'une sortie pour le gaz équipée d'un compteur à auget relié au programme d'acquisition (environ 38 mL de gaz par basculement) permettant la mesure et l'enregistrement du débit instantané de gaz et du volume cumulé de gaz. Ce circuit gaz est également équipé d'un point de prélèvement pour des échantillonnages et des analyses ponctuelles de la qualité du biogaz. [0080] Lc lisier de porc a été choisi comme substrat de hase pour toutes les expériences afin de garantir de bonnes conditions de digestion en voie liquide. En effet, ce substrat assure les apports nécessaires en eau, alcalinité et nutriments. Pour garantir les mêmes caractéristiques du lisier tout au long des expériences, un lisier synthétique a été reconstitué à partir d'un lisier centrifugé et d'un ajout de 20 grammes par litre d'aliment pour chevaux. Lc lisier centrifugé a été collecté et stocké à 4°C avant le démarrage du réacteur. Le même lisier centrifugé et le même aliment pour chevaux ont été utilisés pour l'ensemble des expérimentations. [0081] Les pommes ont été choisies comme substrat du fait de leur forte teneur en glucides solubles, facilement biodégradables. Lcs teneurs élevés en glucides biodégradables de ce substrat et sa faible teneur en azote devraient cntrainer une immobilisation de l'azote ammoniacal au cours de la digestion. Les caractérisations des substrats et les modélisations associées ont également montrées que les substrats riches en lipides présentaient un fort potentiel de production de méthane et permettaient également d'immobilier de l'azote. Ainsi, en complément des pommes, un substrat riche en lipide a été utilisé lors de ces expérimentations afin d'observer une meilleure production de méthane et un potentiel d'immobilisation de l'azote plus élevé au cours de la digestion. [0082] Afin d'assurer un approvisionnement constant et une qualité maitrisé de ce substrat riche en lipide, le beurre a été choisi. [0083] Le dispositif digesteur a été inoculé avec le digestat d'un autre dispositif digesteur en fonctionnement depuis plusieurs années, pour apporter la biomasse nécessaire au démarrage de la digestion anaérobie. Une agitation de 60 tours par minute à une température de 38°C a été appliquée. [0084] La trémie d'alimentation a été remplie au démarrage de chaque expérience avec environ 35 litres de mélange des substrats. Pour maintenir un niveau de substrat constant dans la trémie d'alimentation, celle-ci a été remplie une fois par semaine avec une quantité de substrat équivalente à l'alimentation hebdomadaire du dispositif digesteur (environ 15 litres par semaine). [0085] Le mélange utilisé au cours de cette expérimentation était composé de lisier centrifugé, d'aliment pour chevaux (20g.L-1), de pommes broyées (270 g.L-1) et de beurre (20 g.L-1). [0086] Analyses et résultats [0087] Le débit de biogaz instantané est mesuré et enregistré toutes les minutes pendant 35 11 jours. [0088] La figure 1 montre l'évolution du débit instantané de biogaz dans le dispositif digesteur au cours du temps, pour les jours J10 (série 1, panneau A, trait plein noir), J17 (série 2, panneau A, trait plein gris), J23 (série 3, en pointillés), J25 (série 4, panneau B, trait plein noir) et J27 (série 5, panneau B, trait plein gris). Pour plus de clarté, les courbes ont été réparties sur deux panneaux : le panneau A présente les séries 1, 2 et 3, tandis que le panneau B représente les séries 3, 4 et 5. [0089] Lc panneau A de la figure 1 met en évidence une cinétique de production de gaz entre deux chargements successifs de matière dans le dispositif digesteur caractérisée par une diminution rapide des taux de production de environ 10 à environ 4 NL/j, puis un plateau avec des valeurs comprises entre 3 et 4 NL/j, suivi d'une diminution rapide survenant entre 10h et 15h, jusqu'à des valeurs globalement inférieures à 2 NL/j et d'un nouveau plateau de mesures situées approximativement entre 1 et 2 NL/j, voire moins. [0090] Lc panneau B de la figure 1 reprend la courbe de la série 3 pour simplifier la com- paraison avec les séries suivantes. L'évolution des taux de production des séries 4 et 5 est différente de celle observée pour les séries 1 à 3, notamment en ce que la diminution mesurée dans les premières heures est plus marquée, avec des valeurs mesurées essentiellement entre 2 et 3 NL/j, suivi d'un plateau correspondant à ces valeurs, suivi d'une légère diminution autour de 15 heures jusqu'à des valeurs essentiellement comprises entre 1 et 2 NL/j. [0091] Ces différences de cinétiques ont été attribuées à un dysfonctionnement survenu dans le dispositif digesteur, qui a été causé par une accumulation des acides gras volatils dans le milieu qui a été responsable d'une inhibition de la production de gaz. Elles pourraient s'expliquer par le basculement de la voie acétotrophe vers la voie hydrogénophile de la méthanogénèse. [0092] Cette première observation des courbes cinétiques de production de gaz dans le dispositif digesteur est un indicateur de l'état de fonctionnement mais ne permet cependant pas de détecter précisément la survenue d'un dysfonctionnement, en raison de l'évolution progressive de la transformation de la forme de la courbe et de la variabilité des données. [0093] Valeur représentative de la cinétique de production de gaz [0094] A partir des données de débit instantané de biogaz enregistrées comme indiqué pré- cédemment, une analyse multivariée a été conduite. [0095] Tout d'abord, la cinétique de production de biogaz étant constituée d'un certain nombre de valeurs de débit instantané de gaz mesurées à différents instants entre les deux chargements du dispositif digesteur, une première étape a consisté à repositionner la courbe de la cinétique de production de biogaz sur un nombre d'instants fixes 12 séparés par des intervalles de temps réguliers, ici une heure. Le temps entre deux chargements étant dans cet exemple de 24 heures, 24 valeurs horaires de débit instantané de gaz ont été calculées par interpolation des valeurs mesurées. Pour le jour J21, en raison d'une panne matérielle, il n'a pas été possible d'établir la courbe de la cinétique de production de biogaz. [0096] Ainsi, pour chaque période séparant deux chargements successifs de matière dans le dispositif digesteur, 24 valeurs horaires de débit instantané de gaz ont été calculées, et une matrice de 35 lignes (une cinétique d'un cycle de 24h par lignes) et 24 colonnes (une valeur horaire de débit instantané de gaz par colonne) a pu être construite. Chaque cinétique a été normalisée en divisant chaque ligne par la moyenne de toutes les lignes (« Standard normal variate »). Enfin, une analyse en composantes principales (ACP) a été réalisée à partir de ces données pour permettre de définir, pour chacune des cinétiques, les valeurs représentatives de la cinétique de la production de gaz dans le dispositif digesteur au cours du temps sous la forme d'un score. Le score attribué pour chacune des cinétiques est la composante principale de premier niveau qui correspond à la valeur mesurée en abscisse de la cinétique considérée dans le nouveau repère de l'ACP. [0097] Analyses et résultats [0098] Les valeurs représentatives de la cinétique de la production de gaz dans le dispositif digesteur au cours du temps (scores) sont présentées en figure 2 (trait plein). L'évolution de la production moyenne journalière pour la même période est également représentée(figure 2, trait en pointillés). Il ressort alors clairement qu'au jour J20, le score calculé s'éloigne significativement des scores mesurés pour les jours précédents. En effet, cette valeur passe à 11,68, alors que la moyenne des 19 jours précédents est de 25,23 ± 2,70. On observe également que le score continue de chuter, avec une valeur de 4,26 à J22, puis des valeurs inférieures à 0 les jours suivants. [0099] Sur cette même période, la production de gaz globale par jour commence à diminuer entre J25 et J30, avec des productions de 1,32 Nm3/m3.j à J27, puis 1,13 Nm3/nf.j à J28, 1,03 NmVm3.j à J29 et inférieures à 1 Nm3/m3.j les jours suivants. [0100] Ainsi, il ressort des exemples que l'utilisation d'une valeur représentative de la cinétique de production de gaz dans le dispositif digesteur a permis de déceler un dysfonctionnement dès le jour J20, alors que l'analyse des cinétiques présentées en figure 1 ne permettaient pas de détecter aussi précocement un changement dans l'état de fonctionnement du dispositif digesteur (modification des profils cinétiques pas encore détectée à J23). Liste des documents cités [0101] ADEME avril 2017. Méthanisation / Feuille de route stratégique. Collection 13 Horizons. 40 p. Réf. 010241. [0102] P. POUECH, L. RIQUIER, B. DE GUILLEBON, ADEME. 2017. Mesure des flux de biogaz sur les installations à la ferme et centralisées. Guide pratique. 29 p.