FR3092665A1 - Procede pour la mesure de la concentration en especes gazeuses dans un biogaz - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur un procédé pour une mesure in situ de la concentration d’espèces chimiques gazeuses contenues un biogaz (10) circulant dans un conduit (20), par exemple d'une installation de traitement du biogaz ou d'un système utilisant un biogaz. Le procédé selon l'invention est mis en œuvre au moyen d’un système de mesure optique (40) comprenant une source lumineuse (41) et un spectromètre (44). La source (41) émet un rayonnement UV (42) à travers le biogaz (10) au sein d’une zone de mesure (21) située dans le conduit. Le spectromètre (44) détecte au moins une partie dudit rayonnement UV ayant traversé le biogaz (10) et génère un signal numérique de l’intensité lumineuse (50) en fonction de la longueur d’onde de la partie du rayonnement UV ayant traversé le biogaz. On détermine alors la concentration des espèces chimiques à partir du signal numérique de l’intensité lumineuse (50). Figure 1A à publier.
Description
La présente invention concerne la mesure de la concentration d’espèces chimiques contenues dans un biogaz, au moyen d’un système optique. La présente invention s’applique avantageusement et non limitativement au domaine du traitement d'un biogaz, qui vise à transformer un biogaz en biométhane, et à l'utilisation de ce biométhane.
Le biogaz est le produit de décomposition anaérobie de déchets d'origine organique, tels que les boues des stations d'épuration, les déchets agricoles, les décharges. Le biogaz est principalement composé de méthane (de 40 à 70 %), de CO2et de vapeur d'eau, mais il contient également des impuretés, telles que des composés soufrés (H2S, SO2, …) des siloxanes, des halogénés ou bien encore des COV (Composés Organiques Volatiles). Le biogaz n'est donc pas directement exploitable.
Pour pouvoir exploiter un biogaz, il est nécessaire qu'il soit épuré (ou encore purifié), notamment pour éliminer le dioxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène, mais également les autres impuretés. On obtient ainsi du biométhane que l'on peut injecter dans le réseau de distribution du gaz naturel, ou utiliser comme bio-carburant.
Une utilisation particulière d'un biogaz épuré est la pile à combustible ("fuel cell" en anglais), pour laquelle les seuils de tolérance aux impuretés ou contaminants sont particulièrement exigeants afin de ne pas endommager le système (cf. par exemple le document "Biogas and fuel cells workshop", Argonne, 2012, Dennis Papadias and Shabbir Ahmed, Argonne National Laboratory, Presented at the Biogas and Fuel Cells Workshop Golden, CO, June 11-13, 2012").
La mise au point de capteurs et de procédés de mesure de chacune des substances polluantes revêt ainsi un intérêt majeur, afin de contrôler le processus de traitement des biogaz ainsi qu’à la qualification du biométhane obtenu après purification, en vue de son utilisation.
On connait le document DE 202008003790 U1 qui concerne un dispositif et un procédé pour mesurer des concentrations en contaminants contenus dans un biogaz. Plus précisément, un flux partiel de biogaz passe en permanence dans une cellule à gaz au moyen d'une pompe, puis un spectre notamment ultra-violet est mesuré au moyen d'un spectromètre. Ce spectre est ensuite analysé selon un ou plusieurs modèles d'étalonnage chimiométriques. Ainsi, ce procédé comprend une étape de prélèvement du gaz à analyser. Le dispositif décrit dans ce document requiert donc des éléments supplémentaires (une pompe notamment) à la mesure elle-même, rendant le dispositif plus encombrant, coûteux, et nécessitant plus de maintenance. De plus, l'analyse des contaminants est de facto déportée et donc différée dans le temps, ce qui peut être dommageable dans le cas notamment d'une pile à combustible. Par ailleurs, le procédé décrit dans ce document requiert une augmentation préalable de la concentration des espèces chimiques à mesurer, avec un appareil d'adsorption sur un filtre, dans le cas où les concentrations des espèces à mesurer sont trop faibles pour être détectées et mesurées par un spectromètre.
Le procédé selon l'invention vise à pallier ces inconvénients. Notamment, le procédé selon l'invention vise à fournir une mesure optique de la concentration en espèces chimiques gazeuses contenues dans un biogaz réalisée in situ, et sans nécessiter d'étape de sur-concentration des espèces chimiques présentes en faibles quantités dans le biogaz à analyser. De plus, le procédé selon l'invention permet une mesure dissociée et simultanée de différentes espèces chimiques gazeuses contenues dans le biogaz. Enfin, le procédé selon l'invention peut permettre le diagnostic et/ou le contrôle d’un procédé de purification d'un biogaz, à partir de mesures de la concentration en espèces chimiques gazeuses contenues dans le biogaz réalisées avant, pendant et après la purification du biogaz. Le procédé selon l'invention peut être également avantageusement mis en œuvre en amont d'une installation utilisant un biométhane, comme par exemple dans une pile à combustible, de manière à garantir l’intégrité du système utilisant ce gaz.
La présente invention concerne un procédé pour la mesure in situ de la concentration d’au moins une espèce chimique gazeuse contenue dans un biogaz circulant dans un conduit (20) au moyen d’un système de mesure optique comprenant au moins une source lumineuse émettant un rayonnement UV et au moins un spectromètre apte à analyser au moins ledit rayonnement UV, ledit conduit comportant au moins un premier accès optique formé dans une paroi dudit conduit.
Le procédé selon l'invention comporte au moins les étapes suivantes :
a) au moyen de ladite source lumineuse, on émet, au niveau d'au moins ledit accès optique, ledit rayonnement UV au travers dudit biogaz au sein d'une zone de mesure située au moins en partie dans ledit conduit ;
b) au moyen dudit spectromètre, on mesure, au niveau dudit premier accès optique et/ou d'un deuxième accès optique, au moins une partie dudit rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz dans ladite zone de mesure, et on génère un signal numérique de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde (W) de ladite partie du rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz;
c) on détermine ladite concentration de ladite espèce chimique contenue dans ledit biogaz à partir au moins dudit signal numérique.
a) au moyen de ladite source lumineuse, on émet, au niveau d'au moins ledit accès optique, ledit rayonnement UV au travers dudit biogaz au sein d'une zone de mesure située au moins en partie dans ledit conduit ;
b) au moyen dudit spectromètre, on mesure, au niveau dudit premier accès optique et/ou d'un deuxième accès optique, au moins une partie dudit rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz dans ladite zone de mesure, et on génère un signal numérique de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde (W) de ladite partie du rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz;
c) on détermine ladite concentration de ladite espèce chimique contenue dans ledit biogaz à partir au moins dudit signal numérique.
Selon une mise en œuvre du procédé, l'étape c) peut comporter au moins :
- la détermination de l’absorbance dudit biogaz en fonction de la longueur d’onde à partir dudit signal numérique de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde de ladite partie du rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz et d'un signal numérique de référence de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde prédéterminée pour un gaz de référence ;
- la détermination de ladite concentration de ladite au moins une espèce chimique à partir de ladite absorbance dudit biogaz, de caractéristiques prédéterminées d’absorbance de ladite espèce chimique et d'une estimation de la température et de la pression dudit biogaz.
- la détermination de l’absorbance dudit biogaz en fonction de la longueur d’onde à partir dudit signal numérique de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde de ladite partie du rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz et d'un signal numérique de référence de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde prédéterminée pour un gaz de référence ;
- la détermination de ladite concentration de ladite au moins une espèce chimique à partir de ladite absorbance dudit biogaz, de caractéristiques prédéterminées d’absorbance de ladite espèce chimique et d'une estimation de la température et de la pression dudit biogaz.
Avantageusement, ladite absorbance dudit biogaz peut être une fonction de la longueur d‘absorbance, du nombre de densité des molécules de ladite espèce chimique et du coefficient d’extinction molaire.
Selon une mise en œuvre du procédé, ledit signal numérique de référence peut être obtenu par émission dudit rayonnement UV au travers dudit gaz de référence et par mesure d'au moins une partie dudit rayonnement UV ayant traversé ledit gaz de référence, ledit gaz ayant une concentration en ladite espèce chimique connue ou nulle.
Selon une mise en œuvre du procédé, à l'étape c), on peut déterminer en outre une température dudit biogaz à partir dudit signal numérique.
Selon une mise en œuvre du procédé, on peut déterminer ladite température par modification du coefficient d’extinction molaire de l'absorbance de ladite espèce chimique extraite de ladite absorbance dudit biogaz, ladite modification étant un décalage de la longueur d’onde ou une modification de l’amplitude ou une combinaison des deux.
Selon une mise en œuvre du procédé, ledit système de mesure optique peut comporter en outre un réflecteur disposé dans ladite zone de mesure dudit conduit. Selon cette mise en œuvre, on peut mesurer au niveau au moins dudit premier accès optique au moins une partie dudit rayonnement UV ayant été émis par ladite source lumineuse au niveau du premier accès optique et s'étant au moins en partie réfléchie sur ledit réflecteur.
Selon une mise en œuvre du procédé, lesdits premier et/ou deuxième accès optiques peuvent être déportés par rapport à ladite paroi dudit conduit dans lequel circule le biogaz.
Selon une mise en œuvre du procédé, ledit rayonnement UV peut être émis a une longueur d’onde comprise entre 180 et 400 nm, de préférence comprise entre 180 et 280 nm, et encore plus préférentiellement comprise entre 180 et 240 nm.
Selon une mise en œuvre du procédé, on peut mesurer la concentration d’au moins une, et de préférence plusieurs, espèces chimiques gazeuses contenues dans ledit biogaz, et comprises dans la liste constituée par : SO2, H2S, NH3, les BTEX, les siloxanes et les halogénés.
Selon une mise en œuvre du procédé, on peut mesurer simultanément la concentration d’au moins deux espèces chimiques gazeuses, et de préférence d’au moins la concentration de H2S et la concentration en NH3.
Selon une mise en œuvre du procédé, on peut mesurer la concentration d’au moins une espèce chimique gazeuse choisie parmi les espèces chimiques soufrées SO2et H2S, et de préférence les deux.
Selon une mise en œuvre du procédé, on peut mesurer la concentration d’au moins NH3.
Selon une mise en œuvre du procédé, ledit conduit dans lequel circule ledit biogaz peut être un conduit d'une installation pour la purification dudit biogaz, et ledit procédé peut être mis en œuvre en amont et/ou en aval de ladite installation.
Selon une mise en œuvre du procédé, ledit conduit dans lequel circule ledit biogaz peut être un conduit d'un système utilisant ledit biogaz tel qu'un réseau de distribution dudit biogaz, un véhicule, ou une pile à combustible, et ledit procédé peut être mis en œuvre en amont dudit système utilisant ledit biogaz.
D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’exemples de réalisations particuliers de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs, la description étant faite en référence aux figures annexées décrites ci-après.
Liste des figures
La figure 1A est un schéma illustrant la mesure optique de la concentration d’espèces chimiques contenues dans un biogaz, selon une configuration transmissive du système de mesure optique pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
La figure 1B est un schéma illustrant la mesure optique de la concentration d’espèces chimiques contenues dans un biogaz, selon une configuration réflective du système de mesure optique pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Les figures 1C et 1D représentent respectivement des variantes des modes de réalisation présentés dans les figures 1A et 1B, comportant des accès optiques déportés par rapport au conduit dans lequel circule le biogaz.
La figure 2 représente schématiquement l’absorbance du biogaz comportant différentes espèces chimiques gazeuses A, B, C que l’on souhaite mesurer.
La figure 3 représente schématiquement l’influence de la température sur l’absorbance d’une espèce chimique donnée contenue dans le biogaz.
Les figures 4 à 14 sont des schémas illustrant différents modes de réalisation du système de mesure optique pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
La présente invention concerne un procédé de mesure in situ de la concentration d’au moins une espèce chimique gazeuse contenue dans un biogaz au moyen d’un système de mesure optique.
Par biogaz, il est entendu tout gaz résultant de la décomposition anaérobie de déchets d'origine organique, tels que les boues des stations d'épuration, les déchets agricoles, les décharges. Il en résulte que le biométhane est un biogaz selon l'invention.
La présente invention permet une mesure in situ, c’est-à-dire directement dans un conduit dans lequel circule le biogaz et sans prélèvement d’échantillon(s) du biogaz. Ce conduit peut être un conduit d'une installation de traitement dudit biogaz (par exemple un conduit d'une installation de purification d'un biogaz) ou un conduit se trouvant en amont d'une installation utilisant un biogaz (par exemple une canalisation d'un réseau de distribution du biogaz). De manière générale, on parle par la suite de conduit d'une installation à surveiller.
De plus, comme cela sera décrit ci-dessous, la présente invention ne requiert pas de pré-conditionnement du biogaz (par une surconcentration par exemple) dans le cas d'une espèce chimique présente en faible quantité dans le biogaz à analyser.
Le procédé selon l'invention est mis en œuvre au moyen d'un système de mesure optique comprenant au moins une source lumineuse émettant dans le rayonnement UV et un spectromètre. Selon l'invention, le conduit au travers duquel circule le biogaz comprend au moins un accès optique formé dans le conduit dans lequel s'écoule le biogaz, ledit accès optique étant apte à laisser passer au moins des rayonnements UV. Cet accès optique peut être formé par une ouverture ménagée dans le conduit, sur laquelle est fixée par exemple une lentille ou un hublot.
Les figures 1A et 1B représentent schématiquement et non limitativement le principe de mesure selon l’invention. La figure 1A diffère de la figure 1B par le système de mesure optique, qui est selon une configuration transmissive dans la figure 1A et selon une configuration réflective dans la figure 1B.
Le procédé de mesure comporte les étapes suivantes :
- l’émission par la source lumineuse 41 d’un rayonnement UV 42 à travers un biogaz 10 au sein d’une zone de mesure 21 située dans un conduit 20 (par exemple une canalisation d'une installation de traitement du biogaz) dans lequel s'écoule le biogaz. Le rayonnement UV 42 traverse le biogaz, selon un chemin optique de longueur d, qui peut être sensiblement mais non limitativement perpendiculaire au parcours P du biogaz, tel que représenté dans les figures 1A et 1B. Le rayonnement UV 42 entre dans la zone de mesure par un accès optique, par exemple un hublot ou une lentille, ménagé dans le conduit dans lequel s'écoule le biogaz.
- La détection par le spectromètre 44 d’au moins une partie 43 du rayonnement UV ayant traversé le biogaz dans la zone de mesure 21, et la génération d’un signal numérique 50 de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde de la partie du rayonnement UV ayant traversé le biogaz. Les espèces chimiques gazeuses dont on souhaite mesurer la concentration absorbent une partie du rayonnement UV et chaque espèce chimique gazeuse absorbe les rayons à certaines longueurs d’ondes données. L’absorption suit, sous des conditions idéales, la loi de Beer-Lambert. Le rayonnement UV ayant traversé le biogaz est détecté par le spectromètre 44 à travers un accès optique (un autre accès optique pour le mode de réalisation de la figure 1A, le même accès optique pour le mode de la réalisation de la figure 1B), aménagé comme pour l’émission par la source lumineuse.
- l’estimation de la concentration [X] de l’espèce chimique gazeuse à partir au moins du signal numérique 50.
- l’émission par la source lumineuse 41 d’un rayonnement UV 42 à travers un biogaz 10 au sein d’une zone de mesure 21 située dans un conduit 20 (par exemple une canalisation d'une installation de traitement du biogaz) dans lequel s'écoule le biogaz. Le rayonnement UV 42 traverse le biogaz, selon un chemin optique de longueur d, qui peut être sensiblement mais non limitativement perpendiculaire au parcours P du biogaz, tel que représenté dans les figures 1A et 1B. Le rayonnement UV 42 entre dans la zone de mesure par un accès optique, par exemple un hublot ou une lentille, ménagé dans le conduit dans lequel s'écoule le biogaz.
- La détection par le spectromètre 44 d’au moins une partie 43 du rayonnement UV ayant traversé le biogaz dans la zone de mesure 21, et la génération d’un signal numérique 50 de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde de la partie du rayonnement UV ayant traversé le biogaz. Les espèces chimiques gazeuses dont on souhaite mesurer la concentration absorbent une partie du rayonnement UV et chaque espèce chimique gazeuse absorbe les rayons à certaines longueurs d’ondes données. L’absorption suit, sous des conditions idéales, la loi de Beer-Lambert. Le rayonnement UV ayant traversé le biogaz est détecté par le spectromètre 44 à travers un accès optique (un autre accès optique pour le mode de réalisation de la figure 1A, le même accès optique pour le mode de la réalisation de la figure 1B), aménagé comme pour l’émission par la source lumineuse.
- l’estimation de la concentration [X] de l’espèce chimique gazeuse à partir au moins du signal numérique 50.
Alors que la configuration est transmissive dans le mode de réalisation représenté à la figure 1A, la configuration est réflective dans le mode de réalisation représenté à la figure 1B. Selon cette configuration réflective, le système optique 40 comprend en outre un réflecteur 45. Le rayonnement UV émis par la source 41 est réfléchi par le réflecteur 45, positionné à l’extrémité de la zone de mesure 21 opposée à l’extrémité où se trouvent la source lumineuse 41 et le spectromètre 44. Le réflecteur 45 est de préférence positionné dans le conduit 20 dans lequel circule le biogaz, tel qu’illustré à la figure 1B. Il peut alternativement être intégré à la paroi de cet élément, ou être disposé à l’extérieur de celle-ci. Le rayonnement UV 42 traverse une première fois le biogaz 10 dans la zone de mesure 21, est réfléchi par le réflecteur 45, traverse une deuxième fois en sens inverse le biogaz dans la zone de mesure 21, et est ensuite détecté par le spectromètre 44, tel que décrit plus haut. L'emplacement du réflecteur 45 peut être en outre ajusté en fonction de l'ordre de grandeur de la ou des concentrations en espèces chimiques attendues. En effet, plus la longueur du chemin optique parcouru par le rayonnement UV au travers du biogaz est grande, plus la mesure de la concentration sera fiable et précise dans le cas de faibles concentrations en espèces chimiques. On peut ainsi avantageusement placer le miroir 45 sur la paroi du conduit 20 opposée à la source lumineuse 41, de manière à augmenter (en l'espèce doubler) la longueur du chemin optique par rapport à la configuration en Figure 1A.
Selon une autre variante de mise en œuvre de l'invention, on peut ajuster la longueur du trajet optique parcouru par le rayonnement UV dans le biogaz au moyen d'au moins un accès optique déporté par rapport à la paroi du conduit dans lequel circule le biogaz. Cet accès optique déporté peut consister en un tube fixé à l'une de ses extrémités à l'ouverture ménagée dans le conduit de l'installation à surveiller, et l'autre extrémité de ce tube comprenant un moyen apte à laisser les rayonnements UV, comme un hublot ou une lentille. Le biogaz qui circule dans le conduit de l'installation à surveiller peut donc également occuper l'espace défini par ledit accès optique déporté fixé audit élément, agrandissant ainsi la zone de mesure. Selon cette variante de mise en œuvre de l'invention, la section transversale (par rapport à la direction principale du rayonnement UV) de l'accès optique déporté est de préférence sensiblement circulaire, mais peut être de toute autre forme, de préférence en rapport avec la forme de l'ouverture ménagée dans le conduit de l'installation à surveiller. La Figure 1C présente un exemple de réalisation de cette variante de l'invention, dans le cas d'une configuration transmissive du système optique selon l'invention telle que définie ci-dessus, et qui comprend deux accès optiques déportés 31', 31'' sous forme de tubes circulaires de longueur respectivement d1 et d2, le premier accès optique déporté étant destiné au passage du rayonnement UV émis par la source lumineuse 41, et le deuxième accès optique déporté étant destiné au passage du rayonnement UV ayant traversé le biogaz traversé dans la zone de mesure 21, 21, 21'', en vue de sa mesure par le spectromètre 44. Dans ce cas, le chemin optique total du rayonnement UV ayant traversé le biogaz vaut d+d1+d2. La Figure 1D présente un autre exemple de réalisation de cette variante de l'invention, dans le cas d'une configuration réflective du système optique selon l'invention telle que définie ci-dessus, et qui comprend un accès optique déporté 31, sous la forme d'un tube circulaire de longueur d1 dans la direction longitudinale, accès optique destiné au passage du rayonnement UV émis par la source lumineuse 41, puis réfléchi par le réflecteur 45 après avoir traversé une première fois le biogaz dans la zone de mesure 21', 21, et retraversant l'accès optique pour être détecté par le spectromètre 44 après avoir traversé une deuxième fois le biogaz dans la zone de mesure 21', 21. Dans ce cas, le chemin optique total du rayonnement UV ayant traversé le biogaz vaut 2(d+d1). Ces différentes configurations du système optique selon l'invention, non limitatives, comprenant au moins un accès optique déporté, permettent de faire varier la longueur du chemin optique parcouru par le rayonnement UV, et ainsi d'améliorer la précision de la mesure de la concentration dans le cas de faibles concentrations en espèces chimiques.
Ainsi, le procédé selon l'invention, pouvant être mis en œuvre in situ, présente l’avantage de ne pas modifier l’écoulement du biogaz et d’être instantanée, par exemple avec un temps de réponse pouvant être inférieur à 0,1 s, contrairement aux méthodes connues par prélèvement des gaz, dans lesquelles il y a un rajout de contre pression, une évolution possible des gaz à analyser lors du prélèvement, qui est non souhaitée (en effet, lors d'un prélèvement, le gaz peut se condenser, ce qui peut contribuer à modifier le gaz finalement analysé, par exemple par adsorption de certaines molécules sur les parois des tubes de prélèvements), et un transit des gaz jusqu’à la cellule de mesure provoquant un délai dans la mesure.
De plus, le procédé selon l'invention peut permettre une mesure fiable et précise de la ou des espèces chimiques présentes dans le biogaz en faibles quantités, sans avoir recours à une étape préalable de surconcentration des espèces chimiques, et ce, au moyen d'un ajustement de la longueur du chemin optique qui est fonction de la disposition des éléments du système optique selon l'invention.
Que ce soit dans le cas d’une configuration transmissive ou réflective, la source lumineuse 41 et le spectromètre 44 sont de préférence positionnés à l’extérieur du conduit 20 dans lequel circule le biogaz, par exemple sur la face externe des parois du conduit, ou à distance de cet élément si des moyens de transmission du rayonnement sont prévus, tel que par exemple des fibres optiques comme représenté aux figures 10 et 11 décrites plus loin. Cela permet notamment d’éviter l’encrassement de ces éléments optiques.
Le procédé selon l’invention comporte de préférence une étape préalable de calibration du système de mesure optique permettant d’obtenir un signal numérique de référence de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde.
De préférence, cette étape consiste à émettre le rayonnement UV à travers un gaz de référence, par exemple un gaz ne contenant aucune des espèces chimiques à mesurer (comme de l’hélium, du diazote ou de l’air), ou à travers un gaz de référence qui contient certaines espèces chimiques que l’on souhaite mesurer et dont on connait la concentration dans ledit gaz. Le rayonnement traverse le gaz de référence, et est ensuite détecté par le spectromètre pour fournir un signal numérique de référence de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde de la partie du rayonnement UV ayant traversé le gaz de référence. Le signal de référence est utilisé dans l’étape d’estimation de la concentration et de la température, en particulier pour calculer l’absorbance du biogaz, comme décrit en détails plus bas.
Le rayonnement UV émis par la source lumineuse 42 a une longueur d’onde comprise entre 180 et 400 nm, de préférence comprise entre 180 et 280 nm (notamment dans le cas où l'espèce chimique est le NO), ou très préférentiellement comprise entre 180 et 240 nm (notamment dans le cas où l'espèce chimique est le NH3). Ces gammes de longueur d’onde font partie de ce qu’on désigne par UV profond.
A titre d’exemple, la source lumineuse peut être une diode LED émettant dans l’UV et en particulier dans l’UV profond tel qu’indiqué ci-dessus, ou peut-être une lampe au xénon, au deutérium, au zinc, au cadmium, ou une autre lampe à gaz comme les lampes excimères KrBr, KrCL, KrF.
Le spectromètre permet d'analyser le signal lumineux dans la gamme de longueur d’onde 180-400 nm, de préférence 180-280 nm, et plus préférentiellement 180-240 nm. Alternativement, un système simplifié permettant d'analyser une gamme de longueur d'ondes réduite peut être utilisé. On conserve le terme de spectromètre dans la présente invention pour désigner un tel système simplifié.
L’ensemble formé par au moins la source lumineuse UV et le spectromètre, aussi appelé système optique ou capteur optique dans la présente invention, est connu en soi. De tels capteurs optiques peuvent être trouvés dans le commerce.
Le système optique peut comporter d’autres éléments, notamment des éléments optiques tels que des lentilles permettant de modifier le faisceau lumineux si nécessaire (par exemple convergence ou divergence), ou encore des éléments de protection visant à protéger la source lumineuse et le spectromètre, en particulier lors d’un fonctionnement à froid du système de mesure optique. En effet, le fonctionnement à froid peut provoquer des dépôts sur les éléments optiques par un phénomène de condensation. De tels éléments de protection sont décrits plus bas, en relation avec la figure 12. La position du capteur installé sur le conduit dans lequel circule le biogaz peut être choisie de manière à limiter l’encrassement de celui-ci.
Selon l’invention, on peut effectuer la mesure d’au moins une espèce chimique gazeuse X, et de préférence plusieurs espèces chimiques gazeuses X, comprises dans la liste constituée par : SO2, H2S, NH3, les BTEX (ce qui comprend le benzène, le toluène, l'éthylbenzène et le xylène), les siloxanes et les halogénés. De préférence, on effectue la mesure d’au moins une, et plus préférentiellement de plusieurs, espèces chimiques gazeuses comprises dans la liste constituée par : les hydrocarbures (tels que les aromatiques, les alcènes, les terpènes et les terpénoïdes), les siloxanes (tels que les D2 à D7), les composés organiques (tels que les sulfides, les mercaptans, les thiols) ou inorganiques soufrés (tels que les sulfides), les halogénés.
Avantageusement, on peut effectuer la mesure dissociée et simultanée de la concentration d’une pluralité de ces espèces chimiques gazeuses.
Par mesure dissociée, on entend un accès à la concentration propre de chaque espèce chimique, par opposition à une mesure globale de la concentration de plusieurs espèces chimiques sans distinction. Par exemple, on procède, selon l’invention, à la mesure simultanée de la concentration d’au moins deux espèces chimiques gazeuses, de préférence au moins la concentration de H2S et la concentration en NH3.
Selon une mise en œuvre de l’invention, on peut également effectuer la mesure de la concentration d’au moins le SO2, ou l’H2S, et de préférence d’au moins les deux. La quantification des éléments soufrés dans un biogaz est particulièrement utile lorsque le procédé selon l'invention est mis en œuvre pour qualifier le biogaz avant son utilisation dans une pile à combustible, pour laquelle la corrosion peut être très néfaste.
Avantageusement, on mesure la concentration d’au moins le NH3. En répétant les étapes du procédé selon l'invention à différents instants, on peut par exemple surveiller l’évolution dans le temps de la concentration en NH3d'une installation de purification de biogaz.
Dans le procédé selon l’invention, la concentration de chaque espèce chimique est déterminée à partir de la mesure optique effectuée sur le biogaz et d'une signature optique propre à chaque espèce chimique. Chaque espèce chimique gazeuse dont on souhaite mesurer la concentration absorbe en effet une partie du rayonnement UV et présente un spectre d’absorption qui lui est propre (absorbance en fonction de la longueur d’onde).
Lors de l’étape d’estimation de la concentration [X] d’au moins une espèce chimique, on effectue au moins les étapes a) et b) décrites ci-dessous :
a) on détermine l’absorbance A du biogaz en fonction de la longueur d’onde W à partir du signal numérique de l’intensité lumineuse 50 généré par le spectromètre et issu de la détection de la partie du rayonnement UV ayant traversé le biogaz, et à partir d’un signal numérique de référence. Le signal numérique de référence est établi de préférence lors de l’étape préalable de calibration décrite plus haut. En particulier, l’absorbance du biogaz est calculée selon une formule du type de la formule (I) ci-dessous :
[Math 1]
(I)
b) on détermine, à l’aide de moyens d’analyse et de traitement du signal tels qu’un microprocesseur, la concentration [X] de chaque espèce chimique que l’on souhaite mesurer, à partir de l’absorbance A du biogaz, de caractéristiques prédéterminées d’absorbance et d'une estimation de la pression et de la température de chacune des espèces chimiques. Ces caractéristiques prédéterminées d’absorbance de chacune des espèces chimiques sont de préférence obtenues lors de campagnes de mesure préalables permettant de créer une bibliothèque. Des données issues de la littérature peuvent également venir alimenter une telle bibliothèque. Par caractéristique d’absorbance d’une espèce chimique donnée on entend son coefficient d’extinction molaire. Avantageusement, la pression et/ou la température peuvent être estimées par mesure au cours de la mise en œuvre du procédé selon l'invention, au moyen respectivement d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de température. Avantageusement, selon une mise en œuvre de l'invention, on estime la température du biogaz au moyen de la variante principale décrite ci-dessous, qui peut constituer une étape c) supplémentaire aux étapes a) et b) décrites ci-dessus.
a) on détermine l’absorbance A du biogaz en fonction de la longueur d’onde W à partir du signal numérique de l’intensité lumineuse 50 généré par le spectromètre et issu de la détection de la partie du rayonnement UV ayant traversé le biogaz, et à partir d’un signal numérique de référence. Le signal numérique de référence est établi de préférence lors de l’étape préalable de calibration décrite plus haut. En particulier, l’absorbance du biogaz est calculée selon une formule du type de la formule (I) ci-dessous :
[Math 1]
b) on détermine, à l’aide de moyens d’analyse et de traitement du signal tels qu’un microprocesseur, la concentration [X] de chaque espèce chimique que l’on souhaite mesurer, à partir de l’absorbance A du biogaz, de caractéristiques prédéterminées d’absorbance et d'une estimation de la pression et de la température de chacune des espèces chimiques. Ces caractéristiques prédéterminées d’absorbance de chacune des espèces chimiques sont de préférence obtenues lors de campagnes de mesure préalables permettant de créer une bibliothèque. Des données issues de la littérature peuvent également venir alimenter une telle bibliothèque. Par caractéristique d’absorbance d’une espèce chimique donnée on entend son coefficient d’extinction molaire. Avantageusement, la pression et/ou la température peuvent être estimées par mesure au cours de la mise en œuvre du procédé selon l'invention, au moyen respectivement d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de température. Avantageusement, selon une mise en œuvre de l'invention, on estime la température du biogaz au moyen de la variante principale décrite ci-dessous, qui peut constituer une étape c) supplémentaire aux étapes a) et b) décrites ci-dessus.
Selon une variante principale du procédé selon l'invention, on détermine en outre la température (T) du biogaz circulant dans le conduit, en plus de la concentration. Selon une mise en œuvre de cette variante principale, on détermine la température (T) du biogaz circulant dans le conduit par modification du coefficient d’extinction molaire de l’absorbance de l'espèce chimique dont on souhaite mesurer la concentration, ladite absorbance de l’espèce chimique étant extraite de l’absorbance dudit biogaz. La modification du coefficient d’extinction molaire peut être un décalage de la longueur d’onde, conduisant à une absorption à des longueurs d'ondes différentes, ou une modification de l’amplitude de l’absorbance à une longueur d’onde donnée, ou une combinaison des deux. Lorsque le comportement exact du coefficient d’extinction molaire de l’absorbance en fonction de la température d'une espèce chimique est connu, par le biais de mesures préalables ou de données issues de la littérature, permettant de créer une bibliothèque, cette espèce chimique peut être utilisée comme indicateur de température. Le degré de précision sur la détermination de la température dépend de la sensibilité du coefficient d’extinction molaire de l’espèce chimique dans la gamme de longueur d’onde mesurée. La figure 3 illustre l’influence de la température sur l’absorbance d’une espèce chimique, ici l’ammoniac, exploitée pour déterminer la température selon la présente invention. La courbe A-Tc représente l’absorbance de NH3pour une température faible, par exemple 20°C, et la courbe A-Th représente l’absorbance de NH3pour une température élevée, par exemple 450°C. Une modification du coefficient d’extinction molaire par exemple abouti à un décalage du signal d’absorption. Bien que l’exemple donné porte sur l’ammoniac, toute autre espèce chimique comme le SO2, H2S, NH3, les BTEX, les siloxanes, les halogénés, les aldéhydes comme l’acétaldéhyde ou le formaldéhyde, des hydrocarbures non aromatiques comme l’acétylène ou le buta-1,3-diène, peut être utilisée pour déterminer la température. Le même type d’algorithmes que ceux utilisés pour déterminer la concentration des espèces chimiques peut être utilisé pour déterminer la température.
Ainsi, le procédé selon cette variante principale de l’invention permet d’accéder à la température du biogaz, sans appareil de mesure supplémentaire dans la zone de contrôle. De plus, cette variante principale permet la mesure instantanée de la température, par un traitement spécifique du signal d’absorption UV, simultanément à la mesure de la concentrations d’espèces chimiques gazeuses contenues dans les gaz.
La figure 2 représente schématiquement l’absorbance A du biogaz comportant différentes espèces chimiques gazeuses A, B, C que l’on souhaite mesurer. Le diagramme de gauche représente un exemple d’absorbance A (sans unité) du biogaz, exprimée en fonction de la longueur d’onde W (en nm), calculée à partir du signal numérique de l’intensité lumineuse 50 généré par le spectromètre et du signal numérique de référence.
L’absorbance A d'un gaz est une fonction de la longueur d‘absorbance, c’est-à-dire la longueur du chemin optique traversé par la lumière dans la zone de mesure, de la densité numérique des molécules des espèces chimiques gazeuses (A, B, C) contenues dans les gaz, et du coefficient d'extinction molaire des espèces chimiques. Le coefficient d’extinction molaire, aussi appelé absorptivité molaire, est une mesure de probabilité qu’un photon soit en interaction avec un atome ou molécule.
La densité numérique des molécules d’une espèce chimique est elle-même fonction de la température, de la pression et de la concentration de l’espèce chimique, et le coefficient d’extinction molaire est fonction de la longueur d’onde, de l’espèce chimique, de la température et de la pression.
Ainsi, en disposant des caractéristiques prédéterminées du coefficient d’extinction molaire, de température et de pression de chacune des espèces chimiques, il est possible de déterminer la concentration [X] de chaque espèce chimique X à partir de l’absorbance A du biogaz. Les valeurs d’absorbance de chaque espèce chimique s’additionnent et leur somme est sensiblement égale (au bruit près) aux valeurs d’absorbance A du biogaz. C’est ce qui est représenté à droite sur la figure 2 par les diagrammes d’absorbance A-A, A-B, et A-C des espèces chimiques A, B et C que l'on souhaite détecter, qui s’additionnent au bruit et à l'absorbance des espèces chimiques non détectées A-D pour former l’absorbance A du biogaz.
Différents types d'algorithmes peuvent être utilisés pour déterminer les valeurs de concentration, tels que des algorithmes d'ajustement des moindres carrés appliqués aux signaux d'absorbance eux-mêmes, aux dérivées des signaux d'absorbance ou à la partie de fréquence des signaux d'absorbance (typiquement dérivée d'une transformée de Fourier). De même, un certain nombre de méthodes chimiométriques peuvent être utilisées pour ce processus comme, par exemple, l'analyse des composants principaux (PCA) ou les algorithmes des moindres carrés partiels (PLS).
L’invention s’applique avantageusement au domaine du traitement d'un biogaz, qui peut comprendre une installation pour la purification (ou encore pour l'épuration) du biogaz. Dans ce cadre, le système de mesure optique selon l'invention peut être positionné à différents endroits d'une installation de purification du biogaz, notamment en amont et/ou en aval d’une telle installation. Cela peut permettre de contrôler la qualité d'un procédé de traitement d'un biogaz, à différents stades de ce traitement, et qui plus est, en temps réel. Le procédé selon l'invention, peut être aussi avantageusement appliqué en amont d'un système utilisant un biogaz, notamment un biogaz déjà purifié, de manière à s'assurer que le biogaz utilisé dans ledit système est conforme aux exigences de fonctionnement et/ou réglementaires de ce système.
Selon un mode de réalisation, la mesure est effectuée en aval d’une installation pour la purification d'un biogaz et/ou d'un système utilisant un biogaz. Un tel mode de réalisation est représenté schématiquement à la figure 4. Le biogaz 10 circule selon le parcours P dans un conduit 20 d'une installation 60 de purification d'un biogaz. Selon ce mode de réalisation, le système de mesure optique 40 est placé en aval de l'installation 60 de purification d'un biogaz. Les positions amont et aval sont définies par rapport au sens de circulation du biogaz dans le conduit 20. La mesure de la concentration de certaines espèces chimiques du biogaz en aval d'une installation 60 de purification d'un biogaz permet de vérifier le respect des normes d’émissions des substances polluantes de telles installations, de suivre leur évolution, et si nécessaire d’ajuster le fonctionnement de ces installations de manière à respecter les normes en vigueur.
Selon un autre un mode de réalisation, représenté à la figure 5, la mesure in situ est effectuée de manière identique à celle du mode de réalisation représenté à la figure 4, à l’exception que le système de mesure optique comporte un réflecteur 45, pour une mesure réflective. Le système de mesure optique est celui décrit en relation avec la figure 2. La source 41 et le spectromètre 44 sont placés du même côté du conduit 20, c’est-à-dire à une même extrémité de la zone de mesure 21, opposée à celle où est positionné le réflecteur 45.
Selon un autre un mode de réalisation, la mesure in situ est effectuée en amont d’au moins d’une installation à surveiller, telle qu'une installation pour la purification d'un biogaz ou bien un système utilisant un biogaz. Un tel mode de réalisation est représenté schématiquement à la figure 6, identique à la figure 4 à l’exception du système de mesure optique 40 positionné en amont de l'installation 60à surveiller. Un tel mode de réalisation peut être utile pour obtenir des informations de concentration d’espèces chimiques du biogaz avant leur entrée dans une installation de purification d'un biogaz, pour influer par exemple sur le fonctionnement de cette installation. Un tel mode de réalisation peut également être avantageusement mis en œuvre en amont d'un système utilisant un biogaz, tel qu'un réseau de distribution dudit biogaz, un véhicule, ou une pile à combustible, de manière à contrôler, en temps réel, la qualité du biogaz entrant dans ce système.
Selon un mode de réalisation, la mesure in situ est effectuée à la fois en amont et en aval d’au moins une installation à surveiller telle qu'une installation pour la purification d'un biogaz. Un exemple selon ce mode est illustré à la figure 7, dans lequel deux systèmes de mesure optique 40 et 40’ sont placés respectivement en amont et en aval d’une installation 60 pour la purification. Le deuxième système de mesure optique 40’ est identique au premier système de mesure optique 40 disposé en amont, et comprend une source de lumière 41’ et un analyseur de lumière 44’ permettant respectivement l’émission du rayonnement UV et la détection et l’analyse du rayonnement UV ayant traversé le biogaz dans la zone de mesure 21’ située le long du conduit 20, afin de fournir une estimation de la concentration d’espèces chimiques gazeuses.
Un autre exemple selon ce mode est illustré à la figure 8, dans lequel le procédé selon l'invention est mis en œuvre au moyen de trois systèmes de mesure optique 40, 40’, et 40’’, placés respectivement en amont d'une première installation 60 de purification d'un biogaz, entre la première installation 60 de purification et une deuxième installation 61 de purification, et en aval de la deuxième installation 61 de purification d'un biogaz. Avantageusement, la première installation 60 est une installation utilisant un premier type de traitement d'un biogaz, et la deuxième installation 61 est une installation utilisant un deuxième type de traitement d'un biogaz. Un tel mode de réalisation permet de surveiller l’efficacité de chacune de ces installations en vue de la transformation du biogaz en biométhane, et éventuellement de régler les paramètres de ces installations en fonction des informations de concentration obtenues en amont, en aval et entre les différentes installations.
Selon un mode de réalisation, la source de lumière UV et/ou le spectromètre du système de mesure optique est relié au conduit dans lequel circule le biogaz par une fibre optique, permettant par exemple d'installer les éléments de mesure optique dans une enceinte protectrice, sans nuire à l'instantanéité de la mesure. Un exemple d’un tel mode de réalisation est représenté à la figure 9, où des fibres optiques 75 et 76 relient respectivement la source de lumière 71 et le spectromètre 74 du système de mesure optique 70 au conduit 20, au niveau de la zone de mesure 21 où le biogaz est traversé par le rayonnement UV conduit par les fibres optiques 75 et 76. Il est bien clair que la fibre optique 76 reliée au spectromètre 74 peut être (non représenté) placée du même côté du conduit 20 que la fibre optique 75 reliée à la source lumineuse 71.
Il est bien clair que pour chacun des modes de réalisation représentés aux figures 6 à 9, le système optique peut être celui décrit en relation avec la figure 1B, comprenant au moins un réflecteur placé dans la zone de mesure. Dans le cas des modes de réalisation représentés aux figures 6 à 8, le ou les spectromètres 44, 44', 44'' peuvent être alors placés (non représenté) du même côté du conduit 20 que la ou les sources lumineuses 41, 41' et 41''.
Selon un mode de réalisation, le système de mesure optique comprend plusieurs zones de mesure reliées à une unique source lumineuse et un unique spectromètre, au moyen de fibres optiques. Un tel mode de réalisation permet par exemple de réduire le coût de la mise en œuvre de la mesure optique dans le cas où des mesures en amont et en aval d'une installation à surveiller (par exemple une installation pour la purification) sont souhaitées. Un exemple d’un tel mode de réalisation est illustré à la figure 10, dans lequel le système de mesure optique 80 comprend trois zones de mesure 21, 22 et 23, et une unique source lumineuse 81 et un unique spectromètre 84 relié aux zones de mesures par des fibres optiques 85, 86, 87 et 88.
Selon un autre un mode de réalisation, la mesure in situ est effectuée de manière identique à celle du mode de réalisation représenté à la figure 10, sauf que le système de mesure optique comporte trois réflecteurs 45, 45’ et 45’’ tels que décrits en relation avec la figure 2, respectivement disposés aux extrémités des zones de mesure 21, 22 et 23. Comme illustré schématiquement sur cette figure 11, la longueur des zones de mesure 21, 22 et 23, augmente dans la direction amont-aval, ou autrement dit la longueur du chemin optique dans la direction amont-aval. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour améliorer la précision de la mesure de l'efficacité d'un procédé de traitement d'un biogaz car, au fur et à mesure que le biogaz traverse des installations de purification d'un biogaz (ici les installations 60 et 61), les espèces chimiques sont présentes dans le biogaz avec des concentrations de plus en plus faibles. Par conséquent, il peut être est avantageux d'ajuster le chemin optique du rayonnement UV, notamment en l'allongeant dans la direction avale, de manière à permettre une mesure fiable de la concentration en espèces chimiques, même dans le cas d'une concentration en espèces chimiques faible. Ceci évite d'utiliser des dispositifs pour surconcentrer les espèces chimiques, notamment en fin de procédé de traitement d'un biogaz. Afin d'allonger le chemin optique dans la direction amont-aval, on peut, alternativement ou de manière combinée avec le mode de réalisation de la figure 10, mettre en œuvre le procédé selon l'un des modes de réalisation de l'invention décrit ci-dessus, pour lequel le système optique comprend au moins un accès optique déporté.
Selon un mode de réalisation, illustré à la figure 12, le système de mesure optique 90 comprend des moyens de protection 95 de la source lumineuse 91 et/ou du spectromètre 94. De tels moyens de protection sont utiles par exemple lors d’un fonctionnement à froid du système de mesure optique, afin d’empêcher un encrassement des éléments optiques, tel que déjà expliqué plus haut. Ces moyens de protection peuvent comprendre un volet, une barrière d’air entre la source lumineuse 91 ou le spectromètre 94 et le biogaz traversant la zone de mesure 21, un revêtement spécifique, par exemple pour empêcher l’adhésion de liquide ou de particules solides, de la ou les surfaces séparant la source lumineuse 91 du biogaz ou le spectromètre 94 du biogaz, ou un moyen de chauffage desdites surfaces. Il peut également s’agir d’une géométrie spécifique du capteur optique, non représenté dans la figure 12.
Selon un mode de réalisation, illustré à la figure 13, la configuration du système de mesure optique 90 est de type réflective, le système de mesure optique 90 comprenant une source lumineuse 91, un spectromètre 94 ainsi qu'un réflecteur 45, ces éléments du système de mesure optique 90 étant positionnés par exemple au niveau d’un coude du conduit 20, de manière à ce que le chemin optique du rayonnement UV soit sensiblement tangent au parcours P du biogaz dans la zone de mesure 21.
Selon un autre mode de réalisation, illustré à la figure 14, la configuration du système de mesure optique 90 est de type réflective, le système de mesure optique 90 comprenant une source lumineuse 91, un spectromètre 94 ainsi qu'un réflecteur 45, ces éléments du système de mesure optique étant disposés à l'intérieur du conduit 20, et préférentiellement à la sortie du conduit 20, de manière à ce que le chemin optique du rayonnement UV soit sensiblement parallèle au parcours P du biogaz dans la zone de mesure 21.
Claims (15)
- Procédé pour la mesure in situ de la concentration ([X]) d’au moins une espèce chimique gazeuse contenue dans un biogaz (10) circulant dans un conduit (20) au moyen d’un système de mesure optique (40, 40’, 40’’, 70, 80, 90) comprenant au moins une source lumineuse (41, 41’, 41’’, 71, 81, 91) émettant un rayonnement UV (42) et au moins un spectromètre (44, 44’, 44’’, 74, 84, 94) apte à analyser au moins ledit rayonnement UV (42, 43), ledit conduit (20) comportant au moins un premier accès optique formé dans une paroi dudit conduit (20), ledit procédé comportant au moins les étapes suivantes :
a) au moyen de ladite source lumineuse (41, 41’, 41’’, 71, 81, 91), on émet, au niveau d'au moins ledit accès optique, ledit rayonnement UV (42) au travers dudit biogaz (10) au sein d'une zone de mesure (21, 21', 21'', 22, 23) située au moins en partie dans ledit conduit (20) ;
b) au moyen dudit spectromètre (44, 44’, 44’’, 74, 84, 94), on mesure, au niveau dudit premier accès optique et/ou d'un deuxième accès optique, au moins une partie dudit rayonnement UV (43) ayant traversé ledit biogaz (10) dans ladite zone de mesure (21, 21', 21'', 22, 23), et on génère un signal numérique de l’intensité lumineuse (50) en fonction de la longueur d’onde (W) de ladite partie du rayonnement UV (43) ayant traversé ledit biogaz (10);
c) on détermine ladite concentration ([X]) de ladite espèce chimique contenue dans ledit biogaz (10) à partir au moins dudit signal numérique (50). - Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape c) comporte au moins :
- la détermination de l’absorbance (A) dudit biogaz en fonction de la longueur d’onde à partir dudit signal numérique de l’intensité lumineuse (50) en fonction de la longueur d’onde de ladite partie du rayonnement UV ayant traversé ledit biogaz (43) et d'un signal numérique de référence de l’intensité lumineuse en fonction de la longueur d’onde prédéterminée pour un gaz de référence ;
- la détermination de ladite concentration ([X]) de ladite au moins une espèce chimique à partir de ladite absorbance dudit biogaz, de caractéristiques prédéterminées d’absorbance de ladite espèce chimique et d'une estimation de la température et de la pression dudit biogaz. - Procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite absorbance (A) dudit biogaz (10) est une fonction de la longueur d‘absorbance, du nombre de densité des molécules de ladite espèce chimique et du coefficient d’extinction molaire.
- Procédé selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel ledit signal numérique de référence est obtenu par émission dudit rayonnement UV (42) au travers dudit gaz de référence et par mesure d'au moins une partie dudit rayonnement UV (43) ayant traversé ledit gaz de référence, ledit gaz ayant une concentration en ladite espèce chimique connue ou nulle.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, à l'étape c), on détermine en outre une température (T) dudit biogaz (10) à partir dudit signal numérique (50).
- Procédé selon la revendication 5, dans lequel on détermine ladite température (T) par modification du coefficient d’extinction molaire de l'absorbance de ladite espèce chimique extraite de ladite absorbance dudit biogaz, ladite modification étant un décalage de la longueur d’onde ou une modification de l’amplitude ou une combinaison des deux.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit système de mesure optique comporte en outre un réflecteur (45, 45’, 45’’) disposé dans ladite zone de mesure (21, 21', 21'', 22, 23) dudit conduit (20) et dans lequel, à l'étape b), on mesure au niveau au moins dudit premier accès optique au moins une partie dudit rayonnement UV (42, 43) ayant été émis par ladite source lumineuse au niveau du premier accès optique et s'étant au moins en partie réfléchie sur ledit réflecteur.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits premier et/ou deuxième accès optiques (31,32) sont déportés par rapport à ladite paroi dudit conduit (20) dans lequel circule le biogaz (10).
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit rayonnement UV (42) émis a une longueur d’onde comprise entre 180 et 400 nm, de préférence comprise entre 180 et 280 nm, et encore plus préférentiellement comprise entre 180 et 240 nm.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on mesure la concentration ([X]) d’au moins une, et de préférence plusieurs, espèces chimiques gazeuses contenues dans ledit biogaz (10), et comprises dans la liste constituée par : SO2, H2S, NH3, les BTEX, les siloxanes et les halogénés.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on mesure simultanément la concentration ([X]) d’au moins deux espèces chimiques gazeuses, et de préférence d’au moins la concentration de H2S et la concentration en NH3.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on mesure la concentration d’au moins une espèce chimique gazeuse choisie parmi les espèces chimiques soufrées SO2et H2S, et de préférence les deux.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on mesure la concentration d’au moins NH3.
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit conduit (20) dans lequel circule ledit biogaz (10) est un conduit d'une installation (60, 61) pour la purification dudit biogaz, et dans lequel ledit procédé est mis en œuvre en amont et/ou en aval de ladite installation.
- Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit conduit (20) dans lequel circule ledit biogaz (10) est un conduit d'un système utilisant ledit biogaz (10) tel qu'un réseau de distribution dudit biogaz, un véhicule, ou une pile à combustible, et dans lequel ledit procédé est mis en œuvre en amont dudit système utilisant ledit biogaz.
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