Caractérisation rapide en ligne des déchets organiques solides : comparaison des performances analytiques de différents systèmes spectroscopiques compacts dans le proche infrarouge avec différentes configurations de mesure

Résumé :

La caractérisation rapide des déchets organiques solides à l'aide de la spectroscopie dans le proche infrarouge a été développée avec succès au cours de la dernière décennie. Cependant, son adoption dans les installations de biogaz pour la surveillance des substrats d'alimentation reste limitée en raison de son manque d'applicabilité et de ses coûts élevés. Les récentes évolutions technologiques ont donné naissance à des systèmes proches infrarouges à la fois plus compacts et plus modulaires à faible coût, qui pourraient permettre un déploiement à plus grande échelle. La présente étude étudie la pertinence de ces nouveaux systèmes en évaluant quatre systèmes spectroscopiques dans le proche infrarouge à transformée de Fourier différents présentant une compacité différente (laboratoire, portable, microspectromètre) mais également différentes configurations de mesure (lumière polarisée, à distance, en contact). Bien que le spectromètre de laboratoire classique ait montré les meilleures performances sur les différents paramètres biochimiques testés (glucides, lipides, azote, demande chimique en oxygène, potentiel biochimique en méthane), les systèmes compacts ont fourni des résultats très proches. La prédiction du potentiel biochimique du méthane a été possible à l'aide d'un microspectromètre à faible coût avec une erreur de réglage de validation indépendante de seulement 91 nmL (CH4) .GTs-1 contre 60 nmL (CH4) .GTs-1 pour un spectromètre de laboratoire. Il a été démontré que les différences de performances résultaient principalement d'un échantillonnage spectral médiocre et non de caractéristiques de l'instrument telles que la résolution spectrale. En ce qui concerne les configurations de mesure, aucun des systèmes évalués n'a permis de gagner en robustesse de manière significative. En particulier, le système de lumière polarisée a donné de meilleurs résultats lors de l'utilisation de son signal multidiffusé, ce qui prouve une fois de plus l'importance des propriétés physiques de diffusion de la lumière dans le succès des modèles basés sur des déchets organiques solides.