En Indonésie, les cuisines des unités SPPG, qui préparent des repas dans le cadre du programme national de nutrition, produisent chaque jour des déchets alimentaires. Avec TAPIS, Varenza Ghaisandra et Ismail An Nafi, deux lycéens de Jakarta membres de l’équipe BIGASITER, explorent une piste complémentaire à leur gestion actuelle : la méthanisation, associée à une stratégie de stabilisation du procédé et à un suivi numérique.

Partir du terrain

Dans une cuisine collective, les restes alimentaires ne sont pas une matière première uniforme. Leur composition varie selon les menus et les quantités préparées. Pourtant, lorsqu’ils sont orientés vers la méthanisation, ces changements peuvent affecter le fonctionnement du digesteur.

C’est à partir de cette question que Varenza Ghaisandra et Ismail An Nafi ont développé TAPIS, un projet de l’équipe BIGASITER, au lycée SMAN 107 Jakarta, en Indonésie. Leur démarche a commencé par des observations sur le terrain, notamment au sein d’une unité SPPG. Ils ont examiné la gestion des déchets alimentaires et échangé avec des personnes impliquées dans le fonctionnement de la cuisine.

Sur une période de sept jours, leur suivi a totalisé 703,9 kg de déchets alimentaires. Cette observation les a conduits à s’interroger non seulement sur la valorisation de cette matière organique, mais aussi sur les conditions nécessaires au fonctionnement durable d’une installation décentralisée.

Un digesteur ne suffit pas

La méthanisation repose sur l’activité de micro-organismes qui dégradent la matière organique en l’absence d’oxygène. Le procédé produit du biogaz, composé principalement de méthane et de dioxyde de carbone, ainsi qu’un résidu appelé digestat.

Mais le fonctionnement d’un digesteur peut être perturbé lorsque les acides issus de la dégradation des déchets s’accumulent. Le pH diminue alors, ce qui peut freiner l’activité des micro-organismes responsables de la production de méthane. La littérature scientifique souligne que cette instabilité constitue un enjeu important pour la méthanisation des déchets alimentaires.

TAPIS part donc d’une idée simple : concevoir le système autour du digesteur, et pas uniquement autour de la cuve.

Trois fonctions complémentaires

L’architecture de TAPIS s’organise autour de trois fonctions :

• Contrôler l’entrée de la matière : Le tri et le prétraitement doivent limiter l’introduction de matières indésirables et rendre l’alimentation du digesteur plus maîtrisable.
• Étudier la stabilisation du procédé : L’équipe examine l’association de WES et de biochar issu de coques de noix de coco. Le biochar est un matériau carboné poreux dont l’utilisation dans la méthanisation fait l’objet de recherches, notamment pour ses interactions avec les micro-organismes et son influence possible sur la stabilité du milieu. Son efficacité dépend toutefois des caractéristiques du matériau et des conditions expérimentales.
• Suivre les conditions de fonctionnement : TAPIS prévoit une couche de suivi numérique associant des capteurs, un microcontrôleur ESP32 et un tableau de bord. L’objectif est de rendre les paramètres du procédé plus faciles à consulter et à interpréter.

Des premiers essais, avec des limites clairement identifiées

Pour étudier la stabilité du milieu, l’équipe a réalisé des essais préliminaires à petite échelle. Le dispositif comprend huit récipients d’environ 300 mL, répartis entre quatre conditions : un témoin sans additif, WES, biochar et une combinaison des deux. Chaque condition comporte deux répétitions, et les essais ont été conduits en deux séries.

L’équipe a suivi l’évolution du pH après une perturbation acide. Dans les résultats obtenus selon son protocole, le témoin a atteint un pH de 4,21, tandis que le traitement combiné a présenté une remontée jusqu’à 7,37 au quatorzième jour.

Ces observations constituent un premier signal concernant l’évolution du pH dans les conditions expérimentales étudiées. Elles ne démontrent pas, à elles seules, une augmentation de la production de biogaz ou du rendement en méthane : ces paramètres n’ont pas encore été mesurés.

Du procédé biologique au suivi numérique

L’équipe a également développé un prototype logiciel destiné à visualiser l’état du système et l’évolution de ses paramètres. L’ESP32 et les capteurs constituent l’architecture envisagée pour relier le procédé physique au tableau de bord.

À ce stade, les valeurs affichées dans l’interface sont simulées : elles ne doivent pas être interprétées comme des mesures réelles transmises en continu par le digesteur. La prochaine étape consiste à intégrer des capteurs calibrés et à vérifier la fiabilité de la chaîne de mesure.

Penser aussi à la continuité

TAPIS ne vise pas à remplacer les circuits de gestion des déchets déjà en place. Le projet explore une voie complémentaire de valorisation énergétique pour les fractions organiques appropriées, sous réserve de validation technique et opérationnelle.

Sa conception intègre aussi une question essentielle : qui assurera le fonctionnement, le suivi et la maintenance de l’installation dans la durée ? Les rôles envisagés associent les unités SPPG, un organisme ou une structure d’accueil autorisée, des partenaires techniques et les bénéficiaires locaux potentiels.

L’objectif de l’équipe n’est donc pas seulement de produire un prototype de digesteur. Il est d’étudier comment associer maîtrise des apports, stabilisation biologique, suivi numérique et organisation opérationnelle.

TAPIS est encore en développement. Les prochaines étapes devront confirmer la robustesse du procédé, mesurer la production de gaz et préciser les conditions de sécurité et d’exploitation. C’est en confrontant les résultats expérimentaux aux réalités du terrain que l’équipe pourra déterminer dans quelle mesure cette approche peut être reproduite.

Pour aller plus loin

Ambaye et al. (2021), Beneficial role of biochar addition on the anaerobic digestion of food waste: A systematic and critical review of the operational parameters and mechanisms, Journal of Environmental Management. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112537

Review on anaerobic digestion of food waste (2024), revue scientifique consacrée aux procédés, aux limites et aux problèmes d’acidification : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10979283/

Encyclopédie de l’Énergie, Le biométhane, une filière renouvelable à la croisée des chemins (24 mai 2023), pour une présentation générale de la méthanisation et de la filière du biométhane.