La méthanisation, qu’est-ce que c’est ?

La méthanisation est un processus naturel biologique qui permet de produire de l’énergie renouvelable à partir de déchets organiques (déchets agricoles tels que fumiers, lisiers et résidus de cultures, déchets industriels et ménagers, etc.). 

Le digesteur est l’élément central d’une unité de méthanisation, c’est dans cette grande cuve que l’exploitant va introduire les déchets organiques. Afin d’obtenir les conditions nécessaires au développement des bactéries qui dégradent la matière et la transforment en biogaz, cette cuve est chauffée et étanchéifiée pour avoir un milieu sans oxygène.

Transformer un déchet en énergie

Cycle de transformation du biogaz

Le biogaz produit est constitué principalement du méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). Il existe plusieurs façons de le valoriser pour produire de l’énergie :

Biogaz par cogénération

Par cogénération

Le biogaz est utilisé pour alimenter un moteur qui va entraîner un alternateur pour produire de l’électricité. Cette électricité rejoint alors le réseau général et participe au mix énergétique français qui alimente chaque foyer. Lorsque le moteur tourne il produit de la chaleur, il est possible de récupérer cette chaleur et de l’utiliser localement, par exemple pour chauffer des bâtiments d’élevage ou alimenter un séchoir. Les plus grosses installations peuvent alimenter en chaleur renouvelable des bâtiments public et logements à proximité via un réseau de chaleur.

Séchoir à céréales
Séchoir à céréales
Biogaz par injection

Par injection

Le biogaz est épuré pour ne conserver que le méthane. Ainsi, le biogaz devient biométhane aussi “gaz vert”. Un poste d’injection est installé près de l’unité de méthanisation pour injecter ce biométhane dans les réseaux de gaz naturel. En substitution à du gaz fossile importé, ce gaz vert produit localement servira aux différents usages des foyers et collectivités (cuisson, chauffage) et des industriels.

Le biométhane peut aussi servir à alimenter des véhicules roulant au BioGNV (Gaz Naturel Véhicule).

Station biognv
Station bioGNV
Ampoule

Le saviez-vous ?

L’énergie annuelle produite par une unité traitant 15 000t de déchets organiques équivaut à 500 foyers chauffés ou 60 bus urbains alimentés en bioGNV.

Bulles avec point d'interrogation et exclamation

Connaissez-vous la différence entre le “Gaz naturel” et le Gaz vert” ?

Le gaz naturel est une énergie fossile issue de la décomposition de matières organiques il y a des millions d’années.
On l’extrait de gisements souterrains qui forment des poches de gaz (gaz biogénique) ou de la roche lorsque le gaz y est diffus (gaz de schiste).
Le gaz vert, lui, fait partie des énergies dîtes “renouvelables” et est produit par les unités de méthanisation.

Quels déchets peuvent-être utilisés ?

Matière entrante

Techniquement tout déchet constitué de matière organique peut être valorisé en méthanisation. Pour savoir si un déchet est méthanisable, demandez-vous s’il se dégraderait dans la nature ? Les déchets plastiques ne peuvent par exemple pas être utilisés.

On distingue 4 grandes catégories :

  • Les effluents d’élevage
  • Les matières végétales agricoles
  • Les déchets de l’industrie agroalimentaire
  • Les biodéchets
Effluents d'élevage

Les effluents d’élevage

Les lisiers et fumiers produits par les élevages sont souvent la base du gisement d’une unité de méthanisation à la ferme. C’est le type de déchet le plus valorisé par les unités de méthanisation en Nouvelle-Aquitaine (données 2018). En l’absence de méthanisation ces effluents sont parfois stockés au champ ou sur les exploitations. Non couverts ils peuvent générer des odeurs et émettre des gaz à effet de serre avant d’être épandus au champ. La méthanisation permet une meilleure gestion de ces déchets en limitant les nuisances et les impacts sur l’environnement.

Vaches
Matières végétales agricoles

Les matières végétales agricoles

Sur une exploitation agricole les cultures alimentaires ne sont pas en place toute l’année. Entre deux cultures le sol peut donc rester nu plusieurs mois ce qui peut générer une dégradation de la qualité des sols et de l’eau. La mise en place d’une CIVE (Culture Intermédiaire à Vocation Énergétique) entre deux cultures principales, est une pratique vertueuse permettant d’améliorer le bilan agro-environnemental. La partie aérienne de la CIVE sera récoltée et mise dans le méthaniseur pour produire de l’énergie, la partie racinaire restera au sol pour l’enrichir.

On valorise aussi les résidus de culture, autrement dit ce qui n’est pas consommable (tiges de céréales, épis de maïs une fois les grains récoltés, déchets de céréales après triage…)

Les cultures énergétiques dédiées comme le maïs et le sorgho peuvent être méthanisées, mais en France il est interdit d’avoir plus de 15% de ces cultures dans la ration du méthaniseur afin d’éviter la diminution de production alimentaire humaine et animale.

Ampoule

Le saviez-vous ?

Une CIVE est un couvert d’interculture qui permet de réduire l’érosion des sols, la pollution des eaux, la présence de mauvaises herbes et d’apporter de la matière organique au sol.
Les couverts sont d’ailleurs obligatoires dans certaines zones dîtes vulnérables, on les appelle alors CIPAN (cultures intermédiaires pièges à nitrates) mais ceux-ci n’apportent pas de revenus à l’agriculteur. L’ajout d’une fonction économique, via la valorisation énergétique est un facteur de développement de cette pratique agro-écologique.

Source : Arvalis

Les déchets des industries agroalimentaires

La transformation des denrées agricoles est source de déchets qui peuvent être valorisés en méthanisation. Il s’agit par exemple de jus de fruits, de déchets de légumes ou de graisses.

Les biodéchets

Il s’agit des déchets des collectivités issus de l’entretien des espaces verts comme les tontes de pelouse, des déchets de restauration, ainsi que ceux des ménages lorsqu’un tri des biodéchets est effectué (restes de repas, épluchures de légumes…). On peut également valoriser les biodéchets des grandes et moyennes surfaces (invendus) ce qui nécessite un déconditionnement pour retirer les emballages avant méthanisation. 

Ampoule

Le saviez-vous ?

En Nouvelle-Aquitaine en 2018, parmi les matières qui ont alimenté les méthaniseurs de la région, on retrouve :
– 44% d’effluents d’élevage
– 31% de déchets d’industries agroalimentaires
– 13% de matières végétales dont seulement 1% de cultures énergétiques dédiées et 12% de biodéchets.

Source : Notes de l’AREC – État du développement de la méthanisation en Nouvelle-Aquitaine – ÉDITION 2020 – DONNÉES 2018

Bulles avec point d'interrogation et exclamation

L’Agrément sanitaire veille !

On ne met pas ce que l’on veut comme on veut dans une unité de méthanisation. Chaque unité traitant des sous-produits animaux doit disposer d’un agrément sanitaire délivré par les services de l’État. Les matières entrantes et leur traitement sont vérifiés.
Les déchets issus d’animaux sains, à l’exception des produits laitiers et des effluents d’élevage*, doivent subir une hygiénisation avant méthanisation.
En revanche, les déchets d’animaux malades ou sauvages sont strictement interdits.
Le gestionnaire de l’unité doit tenir un registre des matières entrantes dans le méthaniseur qui peut-être contrôlé par un inspecteur.

*Une dérogation à l’hygiénisation est possible pour les effluents d’élevage dès lors qu’il y a mois d’une dizaine d’apporteurs différents et jusqu’à 30 000 tonnes/an.

Et le digestat ?

La méthanisation ne transforme pas toute la matière en gaz, à l’issue du process il reste un résidu appelé “digestat” constitué d’eau, de matière organique non dégradée et d’éléments minéraux fertilisants (azote, phosphore, potassium…). Il peut alors être restitué au sol par épandage comme le sont habituellement les fumiers et lisiers en l’absence de méthanisation.

Contrairement à un fumier ou à un lisier ce digestat est inodore, l’épandage génère donc moins de nuisances pour les riverains.

Les éléments minéraux du digestat sont sous une forme plus facilement et rapidement assimilables par les plantes, bien utilisé il peut remplacer en partie ou en totalité les engrais de synthèse.