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Méthanisation de capsules de café

A la recherche de solutions de valorisation

Un premier jet d’expérimentations a été lancé sur des capsules de café biodégradables afin d’en évaluer les performances de biodégradabilité par méthanisation.

Si ces produits sont plus proches du secteur industriel qu’agricole, ils ont l’avantage de fournir des supports déjà commercialisés comprenant des bioplastiques et de la matière organique valorisables en méthanisation. Celles-ci ont été menées dans une visée industrielle, vers le plus faible coût d’exploitation, d’abord en environnement mésophile (37°C) puis thermophile (57°C). Elles permettront d’évaluer le potentiel de recyclage et de valorisation en circuit court d’un produit emblématique de la consommation courante (60 millions de capsules biodégradables vendu dans le monde en 2017, source web Caffe Vergnano).

Quelles analyses ?

Pour chacune des trois capsules de café biodégradables (Beanarella®, Launay®, Tintoretto®), le marc a été séparé des capsules, les capsules ont été fragmentées en particules de 0,75 mm puis testées en conditions de laboratoire (test de potentiel méthanogène dit BMP "Biochemical Methane Potential") pendant 100 jours en conditions mésophiles et thermophiles. La production de méthane a été évaluée en continu tout au long de l’exercice.

Que disent les chiffres ?

Il en ressort un comportement assez homogène des différents matériaux avec un rendement d’une variabilité raisonnable : entre 46.5% et 68.6% de méthane produit par rapport au potentiel théorique en thermophile et entre 12,9% et 22,8% en mésophile par rapport au potentiel théorique.

Graphique de la performance de méthanisation des capsules de café
fig. 1 : courbes de méthanisation des capsules de café

Qu’avons-nous démontré ?

En premier lieu, il est manifeste que la température de méthanisation joue un rôle déterminant dans la biodégradation de ces bioplastiques. Sur cent jours, le rapport de productivité va du simple au triple avec une différence de température de 20°C entre les deux expériences.

La méthanisation à température ambiante aurait représenté un atout significatif dans un contexte industriel mais l’expérience semble démontrer que ses rendements sont inférieurs à ce qui aurait pu être espéré. La mise en oeuvre d’une stratégie de production industrielle nécessitera des aménagements des unités existantes pour fonctionner à des températures élevées.

Pour autant, les rendements de méthanisation sont homogènes, les trois matériaux testés ont réagi sur le même schéma et permettent d’envisager une ingénierie de production efficiente avec des attendus stables et prédictibles.

Au-travers de cette première expérience, BIOPLAST a posé un premier jalon de recherche offrant une base de compréhension sur les potentiels de méthanisation de bioplastiques issus de la consommation courante. Dans la suite du projet, les partenaires tacheront de mieux comprendre les mécanismes expliquant ces différences de biodégradation entre la méthanisation mésophile et thermophile par une étude de la diversité microbiennes de ses méthaniseurs lors de la dégradation des bioplastiques. Les partenaires tacheront de corréler aussi les propriétés physico-chimiques de ces matériaux avec leur taux de biodégradabilité afin de mieux comprendre quels sont les facteurs influents. De plus, nous les résultats de biodégradation de ces composés seront comparés aux bioplastiques à base de PHAs qui seront développés au sein du projet BIOPLAST.