FR 3157436 A1 20250627 FR 2315055 A 20231222 L’invention concerne un procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne. Ce paramètre est représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales. Le procédé détermine un taux de croissance maximal d’une population microbienne limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur et estime la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer le substrat en prenant en compte un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur. Puis, le procédé détermine une fonction mathématique exprimant ledit paramètre au fonction du temps, cette fonction étant déterminée en fonction du taux de croissance maximal, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Figure de l’abrégé : Figure 1 Procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur et procédé de démarrage et de montée en charge d’un digesteur correspondant Domaine de l’invention L’invention concerne le domaine des digesteurs, aussi appelés réacteurs à biogaz ou méthaniseurs. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur et son utilisation dans un procédé de démarrage et de montée en charge d’un digesteur. Description de l’état de la technique L’objectif d’un digesteur est de produire du biogaz par digestion anaérobie. La digestion anaérobie correspond à une cascade de réactions biochimiques permettant de convertir la matière organique présente dans le digesteur en biogaz correspondant principalement en un mélange de dioxyde de carbone et de méthane. Les matières restantes sont appelées digestat. Ce procédé est intrinsèquement complexe car : – chaque étape de dégradation est réalisée par des groupes de microorganismes distincts, ayant chacun leur propre cinétique, conditions de croissance optimale et composés inhibiteurs spécifiques ; – ces groupes de microorganismes interagissent entre eux, ce qui peut résulter par exemple en des phénomènes de compétition ou de syntrophie ; – les conditions opératoires du procédé, tel que le mode d’alimentation ainsi que la nature de l’intrant ou encore la température, influencent fortement les cinétiques de ces groupes de microorganismes. Par ailleurs, le démarrage et la montée en charge, à savoir le démarrage ou redémarrage, d’un digesteur est une étape importante pour le bon fonctionnement du procédé sur le long terme, et peut représenter un coût important en raison des durées typiques des protocoles usuels (2 à 3 mois, voire plus). D’un point de vue opérationnel, le démarrage correspond au temps nécessaire pour amener le réacteur à sa charge nominale (correspondant à la totalité du flux de matière organique devant être traité) avec une efficacité du procédé conforme aux spécifications souhaitées. L’objectif est d’augmenter la charge volumique appliquée le plus rapidement possible, sans inhiber l’écosystème, avec introduction d’un inoculum. A l’échelle du laboratoire, les tailles de réacteur sont faibles, généralement inférieures à 1 m 3 , de sorte que le digesteur peut être inoculé intégralement, sans contrainte logistique. A l’échelle industrielle en revanche, le volume des réacteurs peut varier de 2000 à 10000 m 3 de sorte que l’inoculation engendre des contraintes importantes en termes de coûts et de logistique. La montée en charge est généralement mise en œuvre selon une stratégie conventionnelle qui consiste à accroître graduellement l’apport en matière organique à chaque cycle d’alimentation tout en conservant une activité méthanogène optimale. La montée en charge est ainsi généralement effectuée par paliers en fonction de la capacité de traitement du digesteur. Il est alors nécessaire de former in situ (i.e. à l’intérieur du digesteur) la biomasse nécessaire pour assurer ce traitement. Cet exercice est rendu difficile par la différence de cinétique des différentes étapes de la méthanisation, les étapes d’hydrolyse et de fermentation (produisant des acides organiques) étant plus rapides que les étapes de consommation des acides pour la formation de méthane. Ainsi, une montée en charge trop rapide risque d’entrainer une accumulation de produits intermédiaires (acides gras volatils) pouvant acidifier le réacteur, potentiellement jusqu’à inhiber totalement le fonctionnement des microorganismes pouvant consommer ces acides. Ce scenario est redouté par les exploitants de méthaniseurs, qui en conséquence ont historiquement mis en œuvre des approches conservatrices mais sous-optimales de montée en charge. Ces approches sont les suivantes : - démarrage du digesteur avec une charge appliquée constante correspondant à la charge nominale du digesteur et appliquée après inoculation éventuelle, - montée en charge progressive et manuelle sur la base de mesures de stabilité ou de performance, consistant d’abord à appliquer une charge faible, puis à l’augmenter progressivement quand des objectifs de stabilité ou de performance ont été atteints, - montée en charge progressive et automatisée, assistée par modélisation, sur la base de mesures de stabilité ou de performance, - montée en charge progressive prédite par un modèle empirique utilisant une description indirecte de la croissance microbienne. La première approche entraine une accumulation initiale d’acides en raison de la différence de cinétique entre les bactéries produisant les acides gras volatils et les microorganismes capables de les consommer (bactéries syntrophiques et archées méthanogènes). Il est alors nécessaire d’ajouter des réactifs afin d’ajuster le pH et le maintenir dans une zone favorable à la croissance microbienne. Il a été par exemple proposé de prendre comme critère le maintien d’un pH > 6,6 à l’aide d’ajout de Ca(OH) 2 , MgO, NH₄OH ou NaHCO 3 . L’ajout de ces réactifs représente un coût très significatif. De plus, les produits sortants du digesteur (digestats) sont souvent post-traités et évacués selon les qualités attendues en état stationnaire. Ainsi, la période de montée en charge peut représenter un surcoût en ce qui concerne la gestion des digestats ( e.g. , dysfonctionnements, élimination, rejets hors norme). La deuxième approche permet d’éviter l’accumulation d’acides et les coûts liés à l’ajout de réactifs. Des critères de stabilité ou de performance utilisables comprennent par exemple l’abattement des matières volatiles, le ratio de la quantité d’acides gras volatiles produits sur le titre alcamétrique complet (TAC), la production de biogaz. De nombreux critères peuvent ainsi être formulés, mais tous sont basés sur des grandeurs mesurées expérimentalement lors du suivi du méthaniseur. La charge initiale et les charges intermédiaires sont donc définies empiriquement. Toutefois, la méthanisation étant un procédé ayant une forte inertie (cinétiques lentes), la stabilisation des grandeurs mesurées et utilisées afin de valider les critères de montée en charge nécessite du temps qui rallonge la montée en charge. De plus, il n’est pas possible de prédire la durée de la montée en charge, ce qui impose des contraintes logistiques importantes. Par exemple, les procédés en aval du procédé de méthanisation (ex : déshydratation du digestat, valorisation du biogaz) nécessitent eux aussi une mise en route avec leurs propres délais. Avec cette stratégie de montée en charge, le calendrier de mise en route de ces procédés est incertain. Enfin, il n’est pas possible de déterminer à l’avance un volume d’inoculation représentant un optimum économique, car la relation entre volume d’inoculation et durée de montée en charge n’est pas explicite. La troisième approche est une automatisation de l’approche précédente permettant de réduire les délais de réaction et de raccourcir la montée en charge. Il existe ainsi plusieurs méthodes basées sur l’asservissement des paramètres de contrôle du digesteur pendant la montée en charge (débit d’alimentation, dilution de l’intrant de méthanisation) en fonction de mesures issues de capteurs (ex : pH, débit et qualité de biogaz) ou d’analyses au laboratoire (ex : concentrations en acides gras volatiles, en matière sèche). Ce contrôle peut éventuellement être couplé avec un modèle de méthanisation (par ex. le modèle AM2) afin de bénéficier d’un pouvoir de prédiction à court terme. Cette troisième approche requiert cependant une remontée d’informations avec une fréquence élevée, associée à l’acquisition de capteurs ou des frais analytiques de laboratoire. Il est également nécessaire d’installer les actionneurs permettant l’automatisation de l’alimentation. De plus, les approches d’optimisation de contrôle nécessitent la définition de contraintes mathématiques (ex : des seuils min et max sur des paramètres de suivi) et d’une fonction de coût qui dépendent de paramètres ajustés manuellement et empiriquement (ex : poids associés à différents critères). Enfin, cette approche ne permet pas de déterminer à l’avance un volume d’inoculation représentant un optimum économique, car la relation entre volume d’inoculation et durée de montée en charge n’est pas explicite. La quatrième approche tire parti d’une description indirecte de la croissance microbienne. En effet, il est connu que la croissance de la population microbienne suit une loi exponentielle lorsqu’elle n’est pas limitée par sa source d’énergie (substrat organique biodégradable). Pour appliquer cette approche, il est nécessaire de définir une charge initiale, puis un taux d’accroissement (i.e., cinétique d’augmentation exponentielle) de cette charge. La charge initiale peut être déterminée arbitrairement sur la base de retours d’expérience. Deux méthodes ont ainsi été proposées. La première méthode repose sur le concept de « volume de digesteur actif », correspondant initialement au volume d’inoculum présent dans le digesteur et qui sera le volume sur lequel s’appliquera le taux d’accroissement pour déterminer le volume alimenté. Cette première méthode ne tient pas compte de la qualité de l’inoculum et du substrat (uniquement du volume), ce qui peut entrainer des dysfonctionnements. Ce défaut est corrigé partiellement par la deuxième méthode, laquelle repose sur un ratio « substrat sur inoculum » et consiste à apporter une quantité de substrat correspondant à un ratio de la matière sèche -MS- (resp. de la matière volatile -MV-) du substrat sur celle présente dans le digesteur compris entre 0,05 et 0,1 gMS/gMS (resp. 0,03 à 0,1 gMV/gMV). A partir de cette charge initiale, il est ensuite possible de déterminer celle des jours suivants en appliquant un taux d’accroissement. Cette deuxième méthode ne tient cependant pas compte de la biodégradabilité du substrat, ni de la faction inerte de l’inoculum, ce qui peut conduire à des scénarios très conservateurs (avec augmentation de la durée de montée en charge) ou au contraire trop agressifs (risque d’acidification). Si ces approches permettent de prédire la cinétique de montée en charge a priori, en reliant explicitement la quantité d’inoculum (volume ou sa quantité de MS ou MV) avec la durée de montée en charge, le taux d’accroissement de la charge appliquée est choisi arbitrairement ou de manière conservatrice, et est donc probablement sous-optimal. En effet, il n’existe pas de méthode explicite pour déterminer ce taux d’accroissement, dont la valeur est généralement autour de 5 %. Par ailleurs, en raison de la communauté microbienne complexe présente dans le digesteur, cette communauté comprenant de nombreux microorganismes ayant chacun leur substrat, il est difficile de prédire le rendement de croissance et le taux de croissance de cette communauté afin de l’utiliser pour contrôler le démarrage d’un digesteur. Il existe des modèles tels qu’ADM1 pour représenter la croissance de ces communautés microbiennes assurant la méthanisation, ils dépendent cependant de nombreux paramètres de cinétique et de stœchiométrie et présentent de forts risques de surapprentissage, rendant difficile leur usage à des fin prédictives. L’invention vise à pallier tout ou partie des défauts précités en proposant un procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur, ledit paramètre étant représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales. Cette détermination est basée sur une prédiction du taux de croissance tout en prenant en compte la qualité de l’inoculum introduit et du substrat. Le paramètre est ainsi établi de manière prédictive ce qui permet d’alimenter le digesteur en substrat à son démarrage de manière sûre et rapide. A cet effet, un premier objet de l’invention concerne un procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur, ledit paramètre étant représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales, le digesteur à démarrer étant adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - Une étape de détermination d’un taux de croissance maximal d’une population microbienne de ladite communauté microbienne, cette population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - Une étape d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer ledit substrat en fonction d’une concentration en biomasse microbienne de l’inoculum pondérée par un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - Une étape de détermination dudit paramètre de démarrage, au cours de laquelle on détermine une fonction mathématique exprimant ledit paramètre au fonction du temps, ladite fonction mathématique étant déterminée en fonction du taux de croissance maximal préalablement déterminé, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum préalablement estimée, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. La fonction mathématique déterminée par le procédé selon l’invention prend ainsi en compte : - la qualité de l’inoculum qui va être utilisé, en termes de biomasse réellement disponible, - la qualité du substrat, en termes de biodégradabilité, à savoir de capacité à être dégradée et donc à favoriser la croissance, et - les spécificités de fonctionnement du digesteur, en termes de régime d’alimentation et de soutirage des flux entrant et sortant, ce qui permet de réduire considérablement le temps de montée en charge du digesteur. En outre, la fonction mathématique ne prend pas en compte de paramètres de fonctionnement du digesteur tels que température, pH, quantité d’acides gras volatils formés, salinité…., de sorte qu’il n’est pas nécessaire de mesurer ces paramètres pour effectuer la montée en charge de manière sûre, réduisant ainsi les délais de suivi et les coûts liés aux analyses. La population microbienne limitante de la communauté microbienne peut être connue à l’avance. Dans le cas contraire, le procédé peut comprendre, en amont de l’étape de détermination du taux de croissance maximal, une étape d’identification d’une population microbienne présentant le taux de croissance le plus faible parmi ladite communauté microbienne. Avantageusement, le procédé selon l’invention peut comprendre, en amont de l’étape d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile une étape de détermination du paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum en fonction d’une concentration de l’inoculum en une population microbienne dans les conditions opératoires d’un digesteur dédié à la production d’inoculum et en fonction de la concentration de l’inoculum en la même population microbienne dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, la population microbienne considérée présentant une cinétique limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. Cette population microbienne limitante peut notamment être la même que celle dont on détermine le taux de croissance maximal, et être éventuellement préalablement identifiée au moyen de l’étape d’identification susmentionnée. La concentration en biomasse microbienne de l’inoculum peut notamment être déterminée en fonction d’un paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans un digesteur dédié à la production d'inoculum, d’un taux d’abattement de ce paramètre dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum et d’un rendement de croissance microbienne global dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum. Avantageusement, ledit paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans le digesteur dédié à la production d'inoculum peut être une concentration de l’inoculum en un paramètre choisi parmi la DCO, la DBO, la matière volatile et la matière sèche. Dans un mode de réalisation, le procédé de détermination peut en outre comprendre une étape d’optimisation au cours de laquelle on utilise la fonction mathématique pour déterminer un volume initial optimal d’inoculum en fonction d’un ou plusieurs paramètres choisis parmi le volume d’inoculum, le coût de transport de l’inoculum, le potentiel méthanogène du substrat, le prix de rachat du biogaz, le coût d’évacuation du digestat, le coût de valorisation du digestat, des revenus liés au traitement du substrat. Ceci permet de réduire le coût de démarrage du digesteur tout en réduisant le temps de démarrage total du digesteur. L’invention a également pour objet un procédé de démarrage et de montée en charge d’un digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - Une étape de production d’inoculum dans un digesteur dédié différent du digesteur à démarrer, - Une étape d’introduction d’un volume initial d’inoculum dans le digesteur à démarrer, - Une étape d’introduction du substrat dans le digesteur à démarrer progressive dans le temps. Ledit procédé est caractérisé en ce que l’étape d’introduction du substrat utilise le paramètre de démarrage déterminé par le procédé de détermination précédemment décrit. Un autre objet de l’invention concerne un dispositif de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur, ledit paramètre étant représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales, le digesteur à démarrer étant adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit dispositif comprenant : - des moyens de détermination d’un taux de croissance maximal d’une population microbienne de ladite communauté microbienne, cette population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - des moyens d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer ledit substrat en fonction d’une concentration en biomasse microbienne de l’inoculum pondérée par un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - des moyens de détermination dudit paramètre de démarrage, au cours de laquelle on détermine une fonction mathématique exprimant ledit paramètre au fonction du temps, ladite fonction mathématique étant déterminée en fonction du taux de croissance maximal préalablement déterminé, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum préalablement estimée, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Ce dispositif peut avantageusement être configuré, notamment programmé, pour mettre en œuvre les différentes étapes du procédé de détermination précédemment décrit. Typiquement, le dispositif selon l’invention comprend ici un ordinateur, ou plus généralement au moins un processeur ou tout autre type de calculateur numérique. Le dispositif peut aussi comprendre une pluralité de processeurs ou calculateurs numériques distincts, formant différents moyens du dispositif, coopérant les uns avec les autres. Le ou les processeurs peuvent comprendre des moyens de stockage qui peuvent être une mémoire vive (RAM), une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM), une mémoire flash, une mémoire externe ou autre. Ces moyens de stockage peuvent, entre autres, stocker des données reçues, un modèle de contrôle et un ou plusieurs programmes informatiques. L’invention a également pour objet un digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, comprenant un dispositif de détermination d’un paramètre de démarrage selon l’invention. Description détaillée de l’invention D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif, mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - FIG. 1 est un organigramme du procédé de détermination selon l’invention ; - FIG. 2 est une courbe illustrant des coûts de remise en route d’un digesteur en fonction du volume initial d’eau et d’inoculum (digestat), utilisé dans l’exemple 1 ; - FIG. 3 représente les courbes d’acides gras volatils accumulés, de débit de biogaz et de débit d’alimentation de l’exemple 1 en fonction du temps ; les traits continus représentent les consignes optimales, les points représentent les mesures expérimentales ; - FIG. 4 est une courbe représentant la production de méthane à partir d’acide propionate à 55°C au cours de temps. Le trait plein représente la mesure expérimentale tandis que le trait pointillé correspond à l’équation 6 de l’exemple 2 après ajustement du paramètre . Définitions/abréviations La demande chimique en dioxygène (notée DCO ou DCOtot) d’un échantillon est une mesure de la totalité des substances oxydables, qu’elles soient biodégradables ou non de cet échantillon. Elle est exprimée en kg/m3 d’échantillon. La DCO peut être mesurée selon la norme NFT 90-101-février 2001 ou ISO 6060-1989. La demande biochimique en dioxygène (notée DBO) d’un échantillon est une mesure de la totalité des substances oxydables biodégradables de cet échantillon. Elle est exprimée en kg/m3 d’échantillon. La DBO peut être mesurée selon la norme ISO 5815-1 : 2019. Les matières volatiles (MV), ou matières volatiles en suspension, désignent la partie des matières en suspension susceptibles d’être volatilisées à 550°C. la détermination de la teneur en matières volatiles d’un échantillon est réalisée par calcination à 550°C des matières en suspension obtenues après centrifugation puis séchage à 105°C. La teneur en matières volatiles, exprimée en kg/m3 d’échantillon, peut être déterminée par gravimétrie selon la norme NF T90-105-2 : 1997. Les matières sèches (notées MS) incluent à la fois les matières en suspension et les sels dissous. Elles sont exprimées en g/L d’échantillon et peuvent être déterminées selon la norme NF EN 12880- nov 2000. Le taux d'abattement est défini comme étant le pourcentage de réduction des valeurs d’un paramètre mesurées entre l'entrée et la sortie d’un réacteur. Le taux d’abattement se calcule en divisant la différence entre la valeur du paramètre d’entrée Pe et de sortie Ps par la valeur du paramètre Pe en entrée du réacteur selon la formule ((Pe-Ps)/Pe) x100. Procédé de détermination d’un paramètre de démarrage Le procédé de détermination selon l’invention vise à déterminer un paramètre de démarrage d’un digesteur, alimenté par un intrant tel que des boues de station d’épuration, des biodéchets ou toute autre matière organique biodégradable, et produisant en sortie un digestat et du biogaz composé essentiellement de méthane et de dioxyde de carbone. Ce paramètre de démarrage est représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales. Ce paramètre peut typiquement être un débit de substrat à introduire dans le digesteur. En référence à la FIG. 1 , le procédé de détermination 10 comprend une étape 3 de détermination d’un taux de croissance maximal, au cours de laquelle on détermine un taux de croissance maximal d’une population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur. Par « population microbienne », on entend un ou plusieurs microorganismes, et notamment une ou plusieurs espèces de microorganismes. Par « communauté microbienne », on entend plusieurs populations microbiennes. La communauté microbienne considérée est ici celle présente dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. Les conditions opératoires nominales sont des conditions opératoires stationnaires du digesteur à démarrer, dans lesquelles la totalité de la charge à traiter est introduite dans le digesteur dans des conditions permettant de produire la quantité de biogaz souhaitée. Ces conditions opératoires nominales varient donc en fonction de la charge à traiter, de la communauté microbienne, du volume du digesteur. Ces conditions opératoires nominales comprennent ainsi la température, le pH, le temps de séjour hydraulique, la concentration en azote ammoniacal total produit à partir de l’intrant lors de la digestion, la salinité. A titre d’exemple, des conditions opératoires nominales peuvent être une température de 30 à 60 °C, un pH de 6,5 à 8,5, un temps de séjour hydraulique moyen de 5 à 100 jours, une concentration en azote ammoniacal total produit à partir de l’intrant lors de la digestion de 0,5 à 10 gN/L et une salinité de 0,01 à 1 mol/L. Dans le digesteur à démarrer, plusieurs espèces de microorganismes peuvent être présentes telles que des archées méthanogènes hydrogénotrophes, des archées méthanogènes acétoclastes ou encore des bactéries syntrophiques oxydant le propionate ou l’acétate. Les espèces de microorganismes se développant dans le digesteur n’ont pas la même vitesse de croissance. Ainsi certaines espèces présenteront une cinétique limitante car elles auront une vitesse de croissance plus faible que certaines autres espèces limitant ainsi la vitesse de la réaction globale du digesteur. Lors de cette étape de détermination 3 , on détermine un taux de croissance maximal de la population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante, qui sera ensuite intégré à la fonction mathématique permettant de déterminer le paramètre de démarrage du digesteur. De cette manière, le digesteur à démarrer sera alimenté de manière à soutenir le taux de croissance de la population microbienne cinétiquement limitante, ce qui permet d’assurer une croissance de l’ensemble de la communauté microbienne avec une accumulation contrôlée d’acides. L’identification du ou des microorganismes présentant une cinétique limitante peut être réalisée de plusieurs manières, soit à partir de bases de données réalisées ou trouvées dans la littérature, soit par expérience, par exemple à partir de tests de laboratoire reproduisant le fonctionnement du digesteur dans des conditions opératoires nominales. Le groupe microbien limitant peut par exemple être identifié à partir de la littérature (voir par exemple Capson-Tojo et al., 2020, Unraveling the literature chaos around free ammonia inhibition in anaerobic digestion. Renewable and Sustainable Energy Reviews 117, 109487 ). Par exemple, la cinétique limitante associée à un digesteur conventionnel mésophile de boue de station d’épuration peut être attribuée à des archées méthanogènes de la famille des Methanosaetaceae . Ces organismes ont un taux de croissance maximal de l’ordre de 0,20 j -1 en conditions optimales ( De Vrieze et al., 2018, The active microbial community more accurately reflects the anaerobic digestion process: 16S rRNA ( gene ) sequencing as a predictive tool . Microbiome 6 ), qui est réduit à 0,10 j-1 en présence de 50 mgN.L-1 de NH3, comme rencontré usuellement dans les digesteurs de boue conventionnels ( Moscoviz et al., 2023, Achieving stable anaerobic mono-digestion of concentrated waste activated sludge without any pretreatment . Bioresource Technology 380, 129114 ). Un exemple de microorganismes présentant une cinétique limitante est l’archée Methanosarcina barkeri qui est citée notamment dans l’article suivant : Gloria M. Maestrojuan and David R. Boone. Characterization of Methanosarcina barkeri MST and 227, Methanosarcina mazei S-6T, and Methanosarcina vacuolata Z-76I. International Journal of Systematic Bacteriology, 1991. Selon les conditions d’opération (ex : température, concentration en azote ammoniacal N-NH4, salinité), l’homme de métier peut également identifier la population microbienne limitante et en déduire un taux de croissance maximal, noté μ max . Ainsi, dans un mode de réalisation, le procédé de détermination 10 pourra comprendre une étape d’identification 1 d’une population microbienne présentant le taux de croissance le plus faible parmi ladite communauté microbienne, cette étape d’identification 1 étant réalisée en amont de l’étape de détermination 3 du taux de croissance maximal. Ensuite, le taux de croissance maximal du ou des microorganismes limitants peut être déterminé à partir de la littérature, ou en fonction de paramètres, et notamment en fonction de la température, du pH et de la concentration en composé inhibiteur. Ces facteurs vont en effet plus ou moins ralentir ou accélérer la réaction. La dépendance du taux de croissance suivant ces facteurs peut être modélisée par des modèles mathématiques. Ils sont largement décrits dans la littérature pour beaucoup de microorganismes connus et présents dans des digesteurs. On peut notamment citer par exemple l’article suivant : I. Angelidaki, L. Ellegaard, and B.K. Ahring. A Mathematical Model for Dynamic Simulation of Anaerobic Digestion of Complex Substrates: Focusing on Ammonia Inhibition. Biotechnology and Bioengineering, 1993 . Cet article présente un modèle mathématique du taux de croissance de 4 groupes de microorganismes (les acidogènes fermentant le glucose, les acétogènes dégradant le propionate, les acétogènes dégradant le butyrate, et les méthanogènes acétiques) en fonction du pH, de la température et de l’inhibition de l’ammoniac. On peut également citer comme exemple l’article suivant : Batstone, D.J., Keller, J., Angelidaki, I., Kalyuzhnyi, S.V., Pavlostathis, S.G., Rozzi, A., Sanders, W.T.M., Siegrist, H., Vavilin, V.A., 2002. The IWA Anaerobic Digestion Model No 1 (ADM1). Water Science and Technology, 2002. Cet article, quant à lui, introduit le modèle ADM1, une référence internationale dans le métier, qui est un modèle dynamique permettant de simuler les phénomènes régissant les différentes étapes de la digestion anaérobie en intégrant un grand nombre de facteurs ayant une influence sur les différentes cinétiques notamment le taux de croissance de microorganismes. Dans certains modes de réalisation, le procédé peut ainsi comprendre, en amont de l’étape de détermination du taux de croissance maximal 3 , une étape de détermination 2 de la concentration en composé inhibiteur qui sera utilisée ensuite pour déterminer le taux de croissance maximal. Les composés inhibiteurs sont des composés affectant certains groupes de microorganismes présents au sein du digesteur. Ainsi si la concentration de ces composés augmente alors la productivité du digesteur va grandement diminuer. Les composés inhibiteurs les plus courants sont le sulfure d’hydrogène (H 2 S) ou l’ion hydrogénosulfure (HS - ), mais aussi l’ammoniac (NH 3 ) ou l’ion ammonium (NH 4 + ). D’autres composés inhibiteurs peuvent être présents dans le digesteur tel que par exemple des métaux lourds. On peut notamment citer à titre d’exemple les publications suivantes qui présentent des composés inhibiteurs pouvant être présents dans le digesteur : – Ying Jiang, and al. Ammonia inhibition and toxicity in anaerobic digestion: A critical review. Journal of Water Process Engineering, 2019. - Qian Guoa , and al. Heavy metals interact with the microbial community and affect biogas production in anaerobic digestion: A review. Journal of Environment Management, 2019. - Hang P. Vu, and al. Hydrogen sulphide management in anaerobic digestion: A critical review on input control, process regulation, and post-treatment. Bioresource Technology, 2021. On pourra par exemple déterminer cette concentration en composé inhibiteur tel que décrit dans le document WO2023/203300. On procède ensuite à une étape 5 d’estimation de la concentration de l’inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer le substrat à traiter par le digesteur à démarrer. Il s’agit ainsi d’une concentration en biomasse microbienne « utile » présente initialement dans le digesteur à démarrer. Cette estimation est réalisée en fonction d’une concentration en biomasse microbienne de l’inoculum pondérée par un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. L’inoculum est produit dans un digesteur dédié à la production de l’inoculum, distinct du digesteur à démarrer. Ce digesteur dédié à la production de l’inoculum est ainsi alimenté en un substrat qui peut être différent du substrat employé dans le digesteur à démarrer. Le substrat utilisé pour le digesteur dédié à la production de l’inoculum peut être des boues de station d’épuration, des biodéchets ou toute autre matière organique biodégradable. Le paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer est un paramètre prenant en compte le taux de survie de la biomasse microbienne présente dans l’inoculum lorsqu’elle est injectée dans le digesteur à démarrer. Ce dernier peut en effet fonctionner dans des conditions très différentes de celle du digesteur dédié à la production d’inoculum, ce qui peut alors entrainer une certaine mortalité de biomasse microbienne. Le taux de survie dépend typiquement de paramètres de fonctionnement du digesteur et notamment de la température, du pH, de la salinité et/ou de la concentration en azote ammoniacal. Ainsi, le taux de survie varie typiquement en fonction de différences de température, et/ou de pH, et/ou de salinité et/ou d’azote ammoniacal entre le digesteur dédié à la production de l’inoculum et le digesteur à démarrer, notamment lorsque ce dernier fonctionne dans les conditions opératoires nominales. Ce paramètre peut être déterminé de différentes manières. Il peut par exemple être déterminé à partir d’essais expérimentaux ou à partir de données de la littérature, tel que décrit par exemple par la publication de Moscoviz et al., 2023 mentionnée plus haut. Le procédé selon l’invention peut ainsi comprendre une étape de détermination 4 du paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum en fonction : - d’une concentration de l’inoculum en une population microbienne dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum et - de la concentration de l’inoculum en la même population microbienne dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. La population microbienne considérée présente une cinétique limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. Il pourra donc s’agir de la même population microbienne que celle dont on a déterminé le taux de croissance maximale. Le taux de survie peut notamment être exprimé comme le ratio de la concentration de l’inoculum en une population microbienne dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer sur la concentration de l’inoculum en la même population microbienne dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum. Le plus souvent, ce paramètre représentatif du taux de survie peut ainsi prendre une valeur comprise dans l’intervalle ]0 ; 1]. Il est alors égal à 1 lorsque le taux de survie est maximal (taux de mortalité nul), par exemple lorsque les conditions opératoires du digesteur à démarrer sont similaires aux conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum. A l’inverse, lorsque les conditions sont très différentes, on observe une certaine mortalité de la population microbienne : le taux de survie est alors inférieur à 1, plus ou moins proche de 0 selon que les conditions opératoires nominales sont plus ou moins favorables à la croissance de cette population microbienne. La concentration en biomasse microbienne de l’inoculum peut être déterminée en fonction d’un paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans le digesteur dédié à la production d'inoculum, d’un taux d’abattement de ce paramètre dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum et d’un rendement de croissance microbienne global dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum. Le paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans le digesteur dédié à la production d'inoculum peut être choisi parmi une concentration de l’inoculum en DCO, DBO, en matière volatile ou en matière sèche. Le rendement de croissance microbienne globale peut être déterminé à partir de données de la littérature. On peut citer à titre d’exemple la publication suivante : Moscoviz, R., Jimenez, J., 2021. Improving anaerobic digestion mass balance calculations through stoichiometry and usual substrate characterization. Bioresource Technology 337, 125402 . Ainsi, à titre d’exemple, la concentration de l’inoculum en biomasse microbienne utile peut être exprimée par la formule suivante : (Eq 1) avec X inoc : la concentration de biomasse microbienne utile présente dans l’inoculum (gX.L -1 ), MV alimentation : la concentration en matière volatile du substrat utilisé dans le digesteur d’où provient l’inoculum (gMV.L -1 ), %MV abattue est la fraction de MV abattue dans ce même digesteur, Y est le rendement de croissance global de la communauté microbienne sur ce substrat (gX.gMV -1 ) dans ce même digesteur et α représente un taux de survie de la biomasse microbienne dont la valeur est comprise dans l’intervalle ]0 ; 1]. Cette formule pourrait également être mise en œuvre en remplaçant la concentration en matière volatile par la concentration en DBO, en DCO ou en matière sèche du substrat employé dans le digesteur dédié à la production d'inoculum. La concentration en biomasse microbienne utile ainsi estimée correspond à une concentration initiale de biomasse qui peut ensuite être utilisée pour calculer explicitement la quantité de substrat nécessaire pour assurer sa croissance exponentielle selon le taux de croissance maximal μ max précédemment déterminé. Ainsi, au cours de l’étape de détermination 6 du paramètre de démarrage, on détermine une fonction mathématique exprimant, en fonction du temps, le paramètre de démarrage représentatif d’une alimentation en substrat à introduire dans le digesteur à démarrer, de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales. Cette fonction mathématique est déterminée en fonction du taux de croissance maximal préalablement déterminé, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum préalablement estimée, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Le substrat à introduire dans le digesteur à démarrer peut contenir une fraction dite inerte qui ne sera pas dégradée dans le digesteur. Seule la fraction biodégradable présente dans le substrat va soutenir la croissance microbienne. Le paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat peut par exemple être une concentration en matière biodégradable, par exemple une concentration du substrat en DCO, DBO, matière volatile ou matière sèche. Ce paramètre représentatif de biodégradabilité du substrat peut être mesuré expérimentalement (par exemple par des essais de potentiel méthanogène) ou estimé à l’aide de méthodes indirectes (e.g. méthode de prédiction à partir de spectres proche-infrarouge). En tenant compte de la biodégradabilité du substrat, il est possible de déterminer explicitement le paramètre de démarrage du digesteur en fonction du temps, assurant une croissance avec un taux de croissance μ max . Cette détermination peut typiquement être faite par un bilan de matière réalisé sur le procédé, en fonction de son régime d’alimentation et de soutirage. Par exemple, dans le cas d’une alimentation d’un procédé conduit en fed-batch (à savoir introduction du substrat dans le digesteur de manière continue, sans soutirage), il peut être démontré que la fonction mathématique s’écrit : (Eq 2) avec Q alim le débit d’alimentation en substrat (m 3 .j -1 ), μ max le taux de croissance maximal du groupe microbien ayant une cinétique limitante (j -1 ), V 0 le volume initial d’inoculum (m 3 ), X inoc la concentration en biomasse microbienne utile dans l’inoculum (gX.L -1 ), Y X est le rendement de croissance global de la communauté microbienne sur le substrat utilisé pendant la montée en charge (gX.gMV -1 ) et S biodeg est la concentration en matière dégradable du substrat employé pendant la montée en charge (gMV.L -1 ). Une fonction mathématique analogue peut être établie pour un procédé fonctionnant en continu (à savoir alimentation en continu du substrat et soutirage en continu), la fonction mathématique pouvant s’écrire de la manière suivante : (Eq 3) avec Q alim le débit d’alimentation en substrat (m 3 .j -1 ), μ max le taux de croissance maximal du groupe microbien ayant une cinétique limitante (j -1 ), V 0 le volume initial d’inoculum (m 3 ), V tot le volume de travail du méthaniseur (m 3 ), X inoc la concentration en biomasse microbienne utile dans l’inoculum (gX.L -1 ), Y X est le rendement de croissance global de la communauté microbienne sur le substrat utilisé pendant la montée en charge (gX.gMV -1 ) et S biodeg est la concentration en matière dégradable du substrat employé pendant la montée en charge (gMV.L -1 ). L’invention n’est toutefois pas limitée aux formes des fonctions mathématiques (Eq2, Eq3) précédemment décrites. La forme de la fonction mathématique va en effet dépendre du régime d’alimentation et de soutirage du digesteur à démarrer, une fonction mathématique spécifique à chaque régime d’alimentation et de soutirage pouvant être aisément déterminée par l’homme du métier en réalisant un bilan de matière prenant en compte l’alimentation en intrant (substrat), l’éventuel soutirage de digestat, Quel que soit le mode de réalisation, la fonction mathématique temporelle est avantageusement déterminée par bilan de matière. Par exemple, dans le cas d’un réacteur infiniment mélangé, la fonction mathématique temporelle est déterminée suivant le système d’équation suivant, résolu en fonction du mode d’alimentation et de soutirage du digesteur à démarrer et des conditions initiales de la montée en charge : (Eq 4) avec Q alim le débit d’alimentation en substrat (m 3 .j -1 ), Q soutirage le débit de soutirage du digestat (m 3 .j -1 ), μ max le taux de croissance maximal du groupe microbien ayant une cinétique limitante (j -1 ), V le volume de remplissage du digesteur au temps t (m 3 ), X alim la concentration en biomasse microbienne utile dans le substrat employé pendant la montée en charge (gX.L -1 ), X la concentration en biomasse microbienne utile présente dans le digesteur au temps t (gX.L -1 ), Y X est le rendement de croissance global de la communauté microbienne sur le substrat utilisé pendant la montée en charge (gX.gMV -1 ), S biodeg est la concentration en matière dégradable du substrat employé pendant la montée en charge (gMV.L -1 ) et S la concentration en matière dégradable restant dans le digesteur au temps t (gMV.L -1 ). Le système d’équation détaillé ci-dessus peut notamment être utilisé pour déterminer la fonction mathématique, quel que soit le régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Il est ensuite possible d’utiliser la fonction mathématique qui vient d’être déterminée afin d’identifier de manière analytique le volume d’inoculum permettant d’atteindre un optimum techno-économique en fonction des contraintes du site. Le procédé de détermination 10 peut ainsi comprendre une étape d’optimisation 7 au cours de laquelle on utilise la fonction mathématique pour déterminer un volume initial optimal d’inoculum en fonction d’un ou plusieurs paramètres choisis parmi le volume d’inoculum, le coût de transport de l’inoculum, le potentiel méthanogène du substrat, le prix de rachat du biogaz, le coût d’évacuation du digestat, le coût de valorisation du digestat, des revenus liés au traitement du substrat. Procédé de démarrage et de montée en charge Le paramètre de démarrage déterminé par le procédé selon l’invention peut être utilisé lors de la mise en route de tout digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz, notamment du méthane, en présence d’une communauté microbienne. On pourra par exemple augmenter progressivement l’alimentation en substrat, cette augmentation étant par exemple réalisée à des intervalles de temps déterminés. On pourra par exemple introduire à t=0 le volume initial d'inoculum. Puis, à t= Δt, on introduit le substrat selon un débit calculé au moyen de la fonction mathématique pour le temps t= Δt. On pourra continuer à augmenter progressivement le débit de substrat à chaque intervalle de temps Δt, ce débit étant calculé au moyen de la fonction mathématique, et continuer ainsi jusqu’à ce que le débit de substrat entrant dans le digesteur soit égal au débit dans les conditions opératoires nominales. A titre d’exemple, on pourra utiliser des intervalles de temps Δt de l’ordre de la journée, afin d’éviter de changer trop souvent les consignes d’alimentation. L’invention n’est toutefois pas limitée à un intervalle de temps spécifique qui pourra être adapté en fonction des contraintes d’un site. Exemples Exemple 1 Le procédé de l’invention a été appliqué à un digesteur mésophile conventionnel de traitement d’une boue de station d’épuration. Pour ce type de digesteur, la famille des Methanosaetaceae est identifiée comme étant le groupe microbien ayant la cinétique limitante, avec un μ max associé de 0,10 j -1 . Pour inoculer ce digesteur, on a utilisé de la boue digérée provenant d’un autre digesteur (digesteur dédié à la production de l’inoculum) qui fonctionne dans des conditions similaires à ce qui est attendu du digesteur mésophile conventionnel. Pour le calcul de la concentration de biomasse microbienne utile, une valeur de 1 est ainsi retenue pour α. Le suivi de l’opération du digesteur produisant l’inoculum indique que MV alimentation = 20 gMV.L-1 et %MV abattue = 0,39. Combiné avec une valeur de Y = 0,1 gX.gMV -1 , il est possible d’estimer en appliquant l’équation 1 (Eq 1) que X inoc = 0,8 gX.L -1 . Enfin, la concentration de matière biodégradable dans le substrat utilisé pour la montée en charge a été estimée par un test de potentiel méthanogène (BMP), avec une valeur moyenne de 30 gMV.L -1 . Le débit maximum de boue disponible sur site est de 140 m 3 .j -1 . La montée en charge est donc considérée comme terminée lorsque ce débit d’alimentation est atteint. L’ensemble de ces éléments permet de générer une fonction mathématique de montée en charge, ici en alimentation fed-batch : ( Eq 5 ) Enfin, en tenant compte de cette équation et des contraintes du méthaniseur (volume minimum pour la chauffe/agitation, volume maximum avant débordement), des coûts associés au transport de l’inoculum (19 €.m -3 ), au prix de rachat du biométhane (113 €.MWh -1 ) et du coût d’évacuation des boues (244 €.tMS -1 ), des volumes optimaux de 2200 m 3 d’eau et de 1400 m 3 d’inoculum sont identifiés (voir FIG. 2 ). Ces conditions initiales ainsi que le profil de montée en charge ont ensuite été appliqués au réacteur (voir FIG. 3 ). A cet effet, le débit d’alimentation en substrat est modifié tous les jours : l’équation 5 est ainsi utilisée pour calculer chaque jour le nouveau débit (i.e. Δt = 1 jour). La charge maximale est atteinte au bout de 21 j, un peu plus tard que le profil optimal (17 j) en raison de contraintes opérationnelles. Aucune accumulation d’acides gras volatiles au-dessus de 0,3 gAcétate.L -1 n’a pu être observée, indiquant la bonne stabilité du méthaniseur lors de la montée en charge. La durée de montée en charge est à comparer avec des durées courantes observées à l’échelle industrielle. Par exemple, la publication suivante : Batstone et al. (2010) Model assisted startup of anaerobic digesters fed with thermally hydrolysed activated sludge. Water Science and Technology 62, 1661–1666 , rapporte une durée de 100j pour la montée en charge d’un digesteur mésophile alimenté en boue thermiquement traitée. La publication Hatzigeorgiou et al. , Startup of Anaerobic Mesophilic Digesters. proc water environ fed 2006, 415–428 rapporte une durée de 77 j pour démarrer un digesteur mésophile conventionnel traitant des boues de station d’épuration. Exemple 2 : exemple de détermination du paramètre α pour le cas d’un passage de conditions mésophiles à conditions thermophiles Le paramètre α un est un facteur correctif compris entre 0 et 1 qui tient compte de la nécessité ou non d’adapter l’inoculum pour le méthaniseur inoculé. Biologiquement, il représente un taux de survie de la population microbienne présente dans l’inoculum et ayant une cinétique limitante, lorsque celle-ci est exposée aux conditions environnementales du nouveau méthaniseur que l’on souhaite monter en charge. Il est possible de mesurer expérimentalement ce facteur α à l’aide d’essais en laboratoire. Dans cet exemple, l’inoculum est prélevé dans un méthaniseur traitant des boues de station d’épuration en conditions mésophiles (37 °C). Le méthaniseur que l’on souhaite monter en charge traite également des boues de station d’épuration, mais à une température plus élevée (55 °C) correspondant à des conditions thermophiles. L’inoculum est prélevé et réparti dans des réacteurs identiques de 0,5 L, la moitié des réacteurs étant opérés à 37 °C, et l’autre moitié à 55 °C. Pour chaque température, on pourra séparer les réacteurs en deux groupes de trois répétitions expérimentales, chaque groupe traitant un substrat de méthanisation différent. Les deux substrats considérés sont ici l’acide acétique et l’acide propionique, car ils représentent les substrats typiques des populations ayant des cinétiques limitantes lors de la méthanisation. Ces substrats sont apportés à une concentration suffisante pour fiabiliser la mesure des débits de biogaz, et suffisamment faible pour ne pas entrainer d’effet toxique. Pour ces essais, une concentration de 2 gDCO/L a été retenue. Après mise en contact de l’inoculum avec le substrat, les réacteurs sont inertés à l’azote afin d’assurer l’anaérobiose, et équilibrés à la température souhaitée. Ils sont ensuite opérés en mode batch tout en mesurant le débit de production de méthane au cours du temps. Une fois la production de méthane terminée, les courbes de production de méthane cumulée en fonction du temps peuvent être modélisées afin de déterminer les paramètres X 0_i_T (concentration en biomasse microbienne utile dans l’inoculum capable de consommer l’acide i à la température T) et μ max _i_T (taux de croissance maximum de la biomasse consommant l’acide i à la température T). Cela est rendu possible en remarquant que la production de méthane est proportionnelle à la croissance microbienne. Ainsi, le taux de croissance observé sur la courbe de production de méthane cumulée correspond directement au μ max _i_T . Une fois ce taux de croissance déterminé, une approche des moindres carrés est mise en œuvre afin d’estimer X 0_i_T , par exemple à l’aide du modèle suivant : (Eq. 6) avec le volume de méthane cumulé (NmL), le volume utile du réacteur (L), le rendement de croissance (gDCO/gDCO), le taux de croissance maximum (j -1 ), t le temps (j) et la concentration initiale en biomasse utile (gDCO/L). Une application de ce modèle à une courbe de production de méthane à partir d’acide propionique en conditions thermophiles est représenté FIG. 4 . Dans le cas étudié, la population ayant la croissance la plus lente dans les conditions du méthaniseur à monter en charge ( i.e. le le plus faible) est celle consommant l’acide propionique. En effet, la valeur de est en moyenne de 0,4 j -1 tandis qu’une valeur de 1,2 j -1 est mesurée pour . Par approche des moindres carrés, la valeur de est d’environ 10 -5 gDCO/L. La même approche appliquée aux réacteurs opérés à 37°C indique un de 0,2 gDCO/L. Ainsi, dans cet exemple, le paramètre α peut être calculé comme le rapport de sur , c’est-à-dire 5. 10 -5 . Ce résultat indique que lors du passage de 37 à 55°C, seule 0,005% de la population microbienne capable de consommer l’acide propionique et présente dans l’inoculum a pu survivre. Procédé de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur mis en œuvre par ordinateur, ledit paramètre étant représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales, le digesteur à démarrer étant adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : Une étape de détermination d’un taux de croissance maximal d’une population microbienne de ladite communauté microbienne, cette population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, Une étape d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer ledit substrat en fonction d’une concentration en biomasse microbienne de l’inoculum pondérée par un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, Une étape de détermination dudit paramètre de démarrage, au cours de laquelle on détermine une fonction mathématique exprimant ledit paramètre au fonction du temps, ladite fonction mathématique étant déterminée en fonction du taux de croissance maximal préalablement déterminé, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum préalablement estimée, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Procédé de détermination selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend, en amont de l’étape de détermination d’un taux de croissance maximal : une étape d’identification d’une population microbienne présentant le taux de croissance le plus faible parmi ladite communauté microbienne. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend, en amont de l’étape d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile : - une étape de détermination du paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum en fonction d’une concentration de l’inoculum en une population microbienne dans les conditions opératoires d’un digesteur dédié à la production d’inoculum et en fonction de la concentration de l’inoculum en la même population microbienne dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, la population microbienne considérée présentant une cinétique limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la concentration en biomasse microbienne de l’inoculum est déterminée en fonction d’un paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans un digesteur dédié à la production d'inoculum, d’un taux d’abattement de ce paramètre dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum et d’un rendement de croissance microbienne global dans les conditions opératoires du digesteur dédié à la production d’inoculum. Procédé de détermination selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit paramètre représentatif d’une concentration en matière biodégradable du substrat employé dans le digesteur dédié à la production d'inoculum est une concentration de ce substrat en un paramètre choisi parmi la DCO, la DBO, la matière volatile et la matière sèche. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - une étape d’optimisation au cours de laquelle on utilise la fonction mathématique pour déterminer un volume initial optimal d’inoculum en fonction d’un ou plusieurs paramètres choisis parmi le volume d’inoculum, le coût de transport de l’inoculum, le potentiel méthanogène du substrat, le prix de rachat du biogaz, le coût d’évacuation du digestat, le coût de valorisation du digestat, des revenus liés au traitement du substrat. Procédé de démarrage et de montée en charge d’un digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : Une étape de production d’inoculum dans un digesteur dédié différent du digesteur à démarrer, Une étape d’introduction d’un volume initial d’inoculum dans le digesteur à démarrer, Une étape d’introduction du substrat dans le digesteur à démarrer progressive dans le temps, ledit procédé étant caractérisé en ce que l’étape d’introduction du substrat utilise le paramètre de démarrage déterminé par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6. Dispositif de détermination d’un paramètre de démarrage d’un digesteur, ledit paramètre étant représentatif d’une alimentation en substrat du digesteur de son démarrage jusqu’à des conditions opératoires nominales, le digesteur à démarrer étant adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, ledit dispositif comprenant : - des moyens de détermination d’un taux de croissance maximal d’une population microbienne de ladite communauté microbienne, cette population microbienne présentant une cinétique de croissance limitante dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - des moyens d’estimation de la concentration d’un inoculum en biomasse microbienne utile apte à consommer ledit substrat en fonction d’une concentration en biomasse microbienne de l’inoculum pondérée par un paramètre représentatif du taux de survie de l’inoculum dans les conditions opératoires nominales du digesteur à démarrer, - des moyens de détermination dudit paramètre de démarrage, au cours de laquelle on détermine une fonction mathématique exprimant ledit paramètre au fonction du temps, ladite fonction mathématique étant déterminée en fonction du taux de croissance maximal préalablement déterminé, de la concentration en biomasse microbienne utile de l’inoculum préalablement estimée, d’un volume initial d’inoculation, d’un paramètre représentatif de la biodégradabilité du substrat et d’un régime d’alimentation et de soutirage du digesteur. Digesteur adapté pour produire un digestat et du biogaz en présence d’une communauté microbienne, comprenant un dispositif de détermination d’un paramètre de démarrage selon la revendication 8.