Le broyeur-granulateur Kahl augmente la capacité méthanogène des intrants fibreux

Article paru dans le Bioénergie International n°102 de mars 2026

La production d’énergie renouvelable à partir de biomasse locale est une solution durable pour le climat et l’environnement, d’autant plus si elle est réalisée principalement avec des sous-produits, des résidus ou des cultures intermédiaires. C’est pourquoi en France, le recours aux cultures principales pour la méthanisation est limité réglementairement à 15 % des volumes entrants pour ceux qui veulent les utiliser, ce qui est loin de représenter la majorité des exploitations du pays. A contrario, l’accent est mis sur la valorisation des effluents d’élevages, des sous-produits de cultures et de l’agro-industrie, des biodéchets, des déchets verts, des boues organiques et des ensilages de cultures intercalaires. Parmi ces produits, certains résidus agricoles, notamment les fibreux, ne sont pas faciles à digérer sans préparation. L’une des solutions les plus faciles à mettre en œuvre pour remédier à cette difficulté est de les prétraiter mécaniquement par un défibrage et une densification.

Produire du biogaz à partir de biomasse fibreuse

Le fumier, les résidus de récolte tels que la paille et les produits issus de l’entretien des espaces verts présentent un fort potentiel pour la production de biogaz qui fournit une solution intelligente pour leur valorisation. D’autres sous-produits comme certaines déjections sèches (volailles ou insectes) ou des farines animales sont également adaptés à la production d’énergie.

Le défibrage-densification mécanique de ces matières est un moyen efficace pour optimiser leur conversion en biogaz. Amandus Kahl, constructeur allemand de machines pour l’industrie de l’alimentation animale et de la biomasse depuis 150 ans (presses à granuler, extrudeuses, sécheurs, refroidisseurs), propose pour cela un broyeur-granulateur adapté pour défibrer les matières contenant des fibres brutes, mais aussi pour les rendre plus denses.

Florian Schmuchler, ingénieur technico-commercial du constructeur, explique : « Le traitement ciblé des substrats fibreux par défibrage-densification améliore la production de méthane en augmentant considérablement les surfaces de digestion pour les bactéries et en réduisant la tendance du matériau à former une couche flottante et de la mousse dans les digesteurs. Dans le même temps, la dégradation de la biomasse est plus rapide. Et même la paille humide, ou de qualité dégradée qui ne convient plus comme litière pour les animaux, peut ainsi être utilisée. »

Les avantages du broyeur-granulateur

Le principe de l’appareil est l’écrasement et l’extrusion. L’alimentation de l’appareil se fait gravitairement à partir d’une trémie. Le produit tombe sur une filière plate percée de trous, est défibré par des galets qui lui roulent dessus et qui poussent la matière à travers les trous. L’opération fractionne à l’infini les fibres qui se brisent et la pression expulse l’air du produit. Le granulé produit en sortie de la filière est compact mais peu cohérent au regard de son humidité : il se désagrège rapidement et s’incorpore de manière très intime dans la soupe de digestion. Les bactéries présentes dans l’installation de digestion disposent alors d’une plus grande surface d’attaque qui peut augmenter la production de gaz de 20 à 30 % par rapport un apport classique. Et si l’air n’était pas expulsé, le substrat flotterait dans la partie supérieure du digesteur et aurait un contact limité avec les bactéries.

D’un point de vu pratique, la matière organique est introduite humide dans le broyeur-granulateur contrairement à la granulation classique où l’on sèche fortement les produits avant. Pour un fonctionnement optimal du broyeur-granulateur, le taux d’humidité idéal se situe entre 40 et 50 %. Mais l’on peut quand même utiliser des intrants plus humides, en les mélangeant à des plus secs comme des coques ou des résidus de criblage de graines. Au final, grâce à ces mélanges, la ration du broyeur-granulateur peut varier dans une gamme d’humidités comprises de 15 et 70 %. Le mélange entre matières sèches et humides est ainsi la bonne manière de procéder pour assurer une bonne performance de l’opération. Ensuite, en sortie du broyeur-granulateur, la matière défibrée et compacte est mélangée à du lisier, à d’autres intrants liquides et/ou à du digestat recirculé dans un réservoir agitateur, puis sont pompés vers le digesteur.

Une production de gaz nettement augmentée

L’utilisation d’un broyeur-granulateur sur des intrants fibreux peut augmenter la production de gaz d’une installation de méthanisation sans qu’il soit nécessaire d’augmenter le volume du digesteur. C’est ce que démontre une étude menée par l’université d’Aarhus au Danemark et qui a comparé la production de gaz à partir de paille défibrée à celle de la paille simplement coupée. Le résultat est une production de gaz qui peut augmenter jusqu’à 30 % avec la paille défibrée. Et pour obtenir la même production de gaz, il ne suffit que de 17 jours avec la paille défibrée contre 30 jours avec la paille coupée.

Le défibrage des herbes ou des ensilages présente également une nette valeur ajoutée. Après un court temps de séjour, le rendement en gaz obtenu à partir de l’herbe défibrée est supérieur à 100 %. Le rendement en gaz obtenu avec des herbes non traitées après 30 jours peut être atteint avec des herbes défibrées après seulement 20 jours.

Ces performances sont dues à l’effet puissant d’écrasement et de broyage par friction réalisé par les galets sur la filière. L’équipement existe en 12 tailles avec une gamme de débits comprise entre 100 kg et plus de 40 tonnes par heure. Le broyeur-granulateur Kahl est silencieux et peu gourmand en électricité pour ce type de machine. Il affiche un faible encombrement et ne nécessite aucun système d’aspiration ou de filtration d’air.

L’option de granulation des digestats solides

Pour les unités de méthanisation qui pratiquent la séparation de phase, pour des raisons agronomiques, de transport ou de stockage, la granulation du digestat solide peut constituer une solution pour stocker, exporter et utiliser plus facilement ce fertilisant.

L’utilisation d’une presse à granuler classique Kahl permet alors de préparer un engrais organique facile à stocker, à transporter et à épandre. Pour ce faire, c’est-à-dire pour produire des granulés qui se tiennent dans la durée, il est indispensable de granuler de la matière séchée à moins de 15 % d’humidité. Le digestat solide, notamment dans les unités produisant de l’électricité, peut être séché avec la chaleur générée par la cogénération après une déshydratation mécanique. Dans le cas de l’injection de méthane dans les réseaux de gaz, de la chaleur fatale ou issue d’une chaudière à biomasse peut permettre un séchage économique. Dans les deux cas, Amandus Kahl propose un dispositif de séchage à basse température sur bande textile. La valeur agronomique de ces digestats peut aussi être complétée par l’ajout d’éléments nutritifs pour produire d’excellents engrais organiques pour les terres agricoles. De plus, la taille uniforme des granulés facilite leur dosage et garantit une fertilisation uniforme du sol.

Enfin, dans certains cas où la matière ne peut pas retourner au sol, pour des raisons pratiques ou réglementaires, comme certains digestats de boues de stations d’épuration ou de digestion d’ordures ménagères, le séchage et la granulation peuvent permettre une valorisation énergétique de ces matières comme combustible.

Contacts en France :

• Amandus Kahl France
à Noyon (Oise) – François Monnot – 03 44 44 17 92
- contact@amandus-kahl.fr – www.akahl.com/fr/

• France ouest / sud-ouest : François Coubaillon
- 06 08 17 28 86 – fcoubaillon@amandus-kahl.fr
• France est / sud-est : Philippe Pradignac
- 06 42 04 95 13 – ppradignac@amandus-kahl.fr

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