Solidia Biogaz, c'est un peu le pendant de CertiMétha, mais « sur l'étape d'après », décrit Sébastien Pommier, ingénieur de recherche au Critt GPTE (Génie des procédés et technologies environnementales) et chez TBI (Toulouse Biotechnology Institute), l'un des dix laboratoires de l'Insa Toulouse, chargé du montage de la plateforme occitane. Cela signifie que, là où CertiMétha, à Troyes, ambitionne de porter les efforts d'innovation de la filière méthanisation comme producteur de biogaz (biologie, équipements), celle de Solidia a pour vocation de contribuer au développement et à l'industrialisation de technologies de traitement et d'enrichissement du biogaz.

“ Il y a de la place pour accueillir des projets autres que la méthanation, notamment autour de l'épuration ou de la métrologie des gaz ” Sébastien Pommier, ingénieur de recherche au CRITT GPTE et chez TBI

Ce rôle de catalyseur, la plateforme de Bélesta-en-Lauragais (Haute-Garonne) le joue déjà depuis 2016 sur des projets de recherche centrés sur les procédés de méthanisation et la valorisation de déchets organiques – cette structure « semi-industrielle » permet ainsi aux porteurs de projets, quels qu'ils soient, d'étudier les phénomènes à grande échelle et de les accompagner dans la maturation d'innovations validées en laboratoire, « sans les exposer aux risques inhérents aux tests sur des plateformes industrielles », explique Sébastien Pommier.

Les acteurs de la plateforme Solidia Biogaz

- Insa de Toulouse (TBI et Critt GPTE, pour Génie des procédés et technologies environnementales) : porteur du projet Solidia Biogaz, chargé de mettre en place l'équipement technique et l'exploitation de la plateforme ;
- Teréga : opérateur gazier qui accompagne le pilotage du projet et qui a construit les infrastructures de la plateforme ;
- Cler Verts : spécialiste de la collecte et de la valorisation des déchets organiques, il fournit le biogaz issu de son unité de méthanisation et garantit son acheminement jusqu'à la plateforme.

Pour son offre consacrée à l'enrichissement du biogaz, lancée officiellement mi-mars, Solidia s'appuie toujours sur la plateforme de Bélesta-en-Lauragais, tant pour les équipements (jusqu'à six pilotes semi-industriels peuvent être accueillis simultanément, trois à couvert et trois en extérieur) que pour la fourniture de matière : du biogaz brut issu de la méthanisation de déchets ménagers sur l'usine Cler Verts (jusqu'à 35 m³/h), et de l'hydrogène produit par électrolyse (jusqu'à 10 m³/h), à des pressions allant jusqu'à 10 bars.

Méthanation biologique

Après des retards liés d'abord aux recherches de financements, puis, ceux-là résolus, en 2020, au Covid et à la guerre en Ukraine, les premiers essais sont donc en train de débuter avec DéMétha, projet de méthanation biologique basé sur une biotechnologie brevetée par la start-up Enosis, ainsi que par le laboratoire TBI. Le procédé mis au point consiste, avec des micro-organismes « élevés » par Enosis, à augmenter la quantité de méthane injectée dans le réseau de gaz naturel, sans émettre de CO₂ (ce dernier réagit avec l'hydrogène pour former du méthane) et sans mobiliser davantage de biomasse.

Une première phase de développement en laboratoire a abouti à la réalisation d'une unité semi-industrielle, portant principalement sur le volet biologique (6 000 heures de fonctionnement). La technologie ainsi développée devrait bénéficier d'un changement d'échelle grâce aux essais qui seront réalisés sur la plateforme Solidia jusqu'à fin juin, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans un réacteur de deux fois 250 litres traitant jusqu'à 10 m³/h de gaz – là où les tests en laboratoire s'effectuaient sur des capacités de 10 à 100 litres par heure au grand maximum. « Ces travaux porteront davantage sur le volet génie des procédés, explique Vincent Guerré, président d'Enosis, qui entend ensuite passer rapidement (fin 2023 - début 2024) à la troisième et dernière phase de la feuille de route : le démonstrateur industriel, « pour traiter une quantité de biogaz à l'échelle d'une unité de méthanisation, produisant entre 50 et 100 Nm³/h (normo mètre cube par heure) de méthane. »

Méthanation catalytique

Solidia Biogaz va également accompagner la montée en échelle d'une autre technologie de méthanation, catalytique cette fois. D'un niveau de maturité TRL (Technology Readiness Level) plus faible que celle utilisée par DéMétha, la technologie Méthamag est issue des travaux menés au Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO – Insa Toulouse, CNRS et université Toulouse-III – Paul-Sabatier), notamment ceux de l'équipe Nanostructures et chimie organométallique sur la synthèse de nanoparticules métalliques.

À grands traits, la technologie Méthamag s'appuie sur l'utilisation des propriétés physiques et chimiques d'une même nanoparticule magnétique : après dépôt d'une couche de catalyseur en surface, des nanoparticules ferromagnétiques à base de fer sont capables de chauffer considérablement en présence d'induction magnétique. Et, ainsi, de servir de catalyseurs pour toute une série de réactions, comme l'hydrogénation du CO₂ en méthane.

« Il y a de la place pour accueillir d'autres projets, précise Sébastien Pommier, notamment autour de l'épuration ou de la métrologie des gaz : nous pouvons intéresser tous les projets qui nécessitent de réaliser des tests avec du gaz en provenance d'unités de méthanisation. Par exemple, des discussions sont en cours pour accueillir un prototype du projet Epurogaz. » « En simplifiant le travail technique d'innovation, Solidia doit permettre d'accélérer les choses. La participation de Teréga apporte aux porteurs de projets une vision de la filière gaz et de ses contraintes, en particulier sur la technique et la sécurité », poursuit l'ingénieur. Et de conclure : « D'autres acteurs du gaz ont manifesté un fort intérêt (...). Nous allons très prochainement rencontrer leurs équipes de recherche et innovation pour identifier les projets que nous pourrions héberger. »