Depuis plusieurs années, le laboratoire de biotechnologie de l’environnement (LBE) à l’Inra de Narbonne travaille sur l’étude de la production de biohydrogène par voie fermentaire à partir de déchets ménagers. Un premier projet avait ainsi été achevé en septembre 2010 (ANR – projet Prométhée) sur l’étude de la faisabilité mais aussi des facteurs limitants de la production d’hydrogène à partir de la fraction fermentescible des déchets des ménages et l’intégration de cette étape de production de biohydrogène à la filière méthanisation (projet mené avec le Smedar à Rouen - cf. GNT n°8). Sur la base de ces premiers travaux, la recherche s’est poursuivie à l’Inra de Narbonne avec un autre syndicat intercommunal de gestion des déchets, dans le Tarn (Trifyl), afin d’affiner les connaissances sur le potentiel des déchets et surtout déterminer les conditions opérationnelles les plus favorables à une production d’hydrogène suffisante, pouvant ensuite mélangée au méthane produit par la phase méthanogène proprement dite et former ainsi du biohythane. L’hythane (mélange de 15 à 25 % d’hydrogène avec du méthane) est en effet un mélange très intéressant du fait d’une combustion meilleure que le méthane seul, amenant en particulier à une réduction des émissions de NOx. Les recherches du LBE se sont appuyées dans un premier temps sur un outil d’estimation du potentiel hydrogène des biochets (appelé BHP – biomass hydrogen potential) développé par le laboratoire. Il a fallu ensuite déterminer sur la base de nombreux essais les conditions optimales de température et de siccité (taux de matière sèche) pour parvenir à convertir une part suffisante de biomasse en hydrogène, en relation avec le taux de méthane produit (pour avoir le bon mélange H2-CH4 final). Ce sont ces résultats qui valent aujourd’hui au laboratoire d’être distingué aux prix des TIE Ademe-Pollutec. Il s’est ainsi avéré que dans des conditions de 37°C et de 0,5 % de siccité, on arrivait à un optimal de production : maximum de conversion totale (soit en hydrogène, soit en acides gras volatils : AGV qui seront utilisés ensuite pour la méthanisation), avec le plus grand taux d’hydrogène (à 55°C, on a une conversion totale équivalente mais avec moins d’hydrogène par rapport aux AGV). In fine, on conserve l’hydrogène pour le mélanger après l’étape de méthanisation avec le CH4 obtenu à partir des acides gras, et obtenir un mélange CH4 / H2 pertinent pour un usage en combustion. Cette dissociation des deux étapes de fermentation acidogénèse (pour extraire l’hydrogène et produire les AGV) et de méthanogénèse, outre d’ouvrir la voie à la production de biohythane, présente d’autres atouts. Comme tout système étagé, cela concourt à une stabilisation de la phase de méthanisation et à son optimisation. Stabilisation car la phase d’hydrogénèse-acidogénèse est moins sensible aux variations des intrants que la méthanisation. La méthanogénèse ne se déroulant que sur des phases contenant déjà des acides gras volatils stabilisés, le pilotage de l’ensemble est facilité. En outre, les approches étagées ont montré que le rendement total de conversion de la biomasse était amélioré (jusqu’à 20 %), la phase acidogénèse favorisant l’hydrolyse microbienne. Avec un biogaz en sortie doublement enrichi (en taux de production et par l’hydrogène), le bilan énergétique et environnemental s’en trouve nettement amélioré, avec des conséquences intéressantes également au plan économique pour la filière méthanisation.