La méthanisation |
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Métropole 2017 (remplacement) - Exercice 3 - 5 points |
La méthanisation est un processus naturel de dégradation biologique de la matière organique dans un milieu anaérobie (sans dioxygène) sous l’action de différentes bactéries. Elle présente le double avantage de traiter les déchets organiques comme, par exemple, la cellulose d’origine agricole tout en produisant du « biogaz ». La méthanisation se déroule en quatre étapes dans une unité industrielle appelée « digesteur ». Ces quatre étapes sont : l’hydrolyse, l’acidogénèse, l’acétogénèse et la méthanogénèse.
1.1. Sur l’annexe à rendre avec la copie, compléter les deux étapes du mécanisme d’hydrolyse de la cellulose en glucose avec des flèches courbes qui permettent d’expliquer les formations ou les ruptures de liaisons. On étudie la cinétique de la réaction d’hydrolyse de la cellulose. Le graphique de la figure 1 donne l’évolution de la concentration massique en cellulose dans le digesteur en fonction du temps.
Le « biogaz » est essentiellement constitué de méthane et peut servir à produire de l’électricité. Le résidu de la méthanisation, appelé « digestat », peut être utilisé comme engrais pour l’agriculture. L’un des avantages du procédé de méthanisation est la valorisation du « biogaz », constitué à 60 % de méthane CH4(g) en volume. Une usine de méthanisation produit annuellement 750 000 m3 de « biogaz ». On négligera l’apport énergétique des autres combustions éventuelles. Estimer le nombre d’habitants dont la consommation énergétique annuelle serait couverte par cette usine de méthanisation. Le candidat est invité à prendre des initiatives et à présenter la démarche suivie même si elle n’a pas abouti. La démarche suivie est évaluée et nécessite donc d'être correctement présentée. |
Annexe | |
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