La méthanisation

La méthanisation, c'est la valorisation « deux en un » des déchets organiques : ce procédé biologique produit une énergie renouvelable, le biogaz, composé majoritairement de méthane (d'où l'appellation "méthanisation"),et une matière fertilisante appelée le digestat. Le biogaz se valorise généralement sous forme d'électricité et de chaleur. Ce mode de traitement des déchets peut être mis en place sur une exploitation agricole, dans ce cas, on parle d’installation de méthanisation agricole ou à la ferme, ou bien être utilisé par les collectivités et les industriels.

La filière n'en est qu'à ses débuts en Bretagne puisque, fin 2008, huit installations ont vu le jour, 4 industrielles, 3 gérées par des collectivités et 1 agricole. On compte aussi une douzaine de projets d’installations agricoles plus ou moins avancés. Il faut dire qu'il y a près de cinq ans de procédures pour qu'un projet aboutisse.

Pourquoi est-ce si long ? Parce que le dossier est complexe à monter : il s’appuie sur des aspects techniques, administratifs (les unités de méthanisation sont des installations classées pour la protection de l’environnement  ^[1]), réglementaires et financiers. Des aides publiques, provenant par exemple de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie, des conseils généraux ou régional, aident à l’investissement. Les projets sont étudiés au cas par cas pour évaluer leur viabilité technique et économique. Chaque cas est particulier, par exemple, les conditions de réussite d’une installation à la ferme et d’une unité de méthanisation de boues de stations d’épuration ne sont pas les mêmes.

Méthaniser à la ferme, ce n’est pas que traiter des déchets organiques

Premier point à vérifier  ^[2] : il faut un apport régulier de déchets organiques d'origines variées. C’est ce qui permet à l'installation de fonctionner sans interruption toute l'année, de maximiser la production de biogaz et donc de l’amortir plus rapidement. La qualité du mélange conditionne le bon déroulement du procédé biologique. Déjections animales, plantes énergétiques (comme le maïs ou le sorgho) et résidus de culture des agriculteurs, graisses, petit laits, déchets de légumes et de fruits, eaux usées de procédés des industriels, déchets verts, etc. se retrouvent dans le même bac, le digesteur.

Tous les déchets organiques n'ont pas les mêmes propriétés. Certains, comme les graisses, ont un fort pouvoir méthanogène : leur dégradation produit beaucoup de biogaz. D'autres, comme le lisier, donnent peu de biogaz mais ils apportent les bactéries qui dégradent la matière organique. Tout est dans l’équilibre du mélange.

Autre condition pour installer une unité de méthanisation : il faut une infrastructure particulière pour que tous les produits de la méthanisation soient valorisés. La chaleur par exemple ne se transporte pas. De ce fait, on ne peut l’utiliser qu’à proximité immédiate de l’installation de méthanisation, par exemple pour un bâtiment d'élevage ou un local municipal. Il faut également prévoir le raccordement au réseau EDF pour vendre l'électricité produite. EDF la rachète à tarif préférentiel pendant les 15 premières années. Pour la rentabilité du projet, il n’est donc pas souhaitable que l’agriculteur consomme l’électricité qu’il produit. Par ailleurs, dans les conditions tarifaires actuelles, les petites unités – moins de 100 KWe – sont difficilement rentables.

Méthaniser à la ferme, ce n’est donc pas que traiter des déchets organiques. C’est un projet de territoire qui dépasse les limites de l’exploitation agricole puisqu’il peut intégrer agriculteurs, industriels et collectivités. Ceci permet d’assurer l’approvisionnement régulier et varié de déchets organiques mais aussi de valoriser au mieux chaleur et électricité.

Loin de son métier d’origine, l’agriculteur diversifie son activité. Pour cela, il doit avoir le temps d'entretenir l'installation et, en cas de panne du co-générateur, il doit être réactif  Selon les cas, méthaniser est une activité annexe à l'élevage ou devient une activité principale.

Avec la méthanisation, il faut aussi appliquer une réglementation supplémentaire. Il y a des règles sanitaires propres aux déchets organiques, d'autres qui encadrent leur flux. L'activité de méthanisation a ses propres règles, tout comme la cogénération. Et ceci s'ajoute aux textes sur l'utilisation du digestat concernant son épandage, son homologation ou sa normalisation.

Si l’on compte les unités de méthanisation opérationnelles et les projets existants en Bretagne, la moitié sont des installations agricoles, les autres sont des équipements industriels ou gérés par des collectivités. Eux aussi produisent du biogaz mais les procédés et l’agencement des unités diffèrent. On assiste à la naissance d’une filière à part entière qui allie à la production d’une énergie renouvelable, la valorisation des déchets d’un territoire. Nouvelle activité économique, la méthanisation est appelée à se développer. 

Le digesteur, un énorme « estomac » Digesteur de l’unité de méthanisation de Quimper Lors de la méthanisation à la ferme de déchets organiques liquides, ces derniers sont stockés dans une fosse avant d’être envoyés en continu par pompage vers le digesteur. Il agit comme un estomac... de quelques milliers de mètres cubes ! Chauffé à 38 °C environ, isolé de l’air ambiant, le contenu y est brassé. La dégradation a lieu sans oxygène. Les bactéries anaérobies du lisier, aidées par d’autres microorganismes, décomposent la matière organique, ce qui produit du biogaz. Le brassage évite la formation d’une croûte en surface et la sédimentation des matières, qui gêneraient le dégazage. Le biogaz formé peut être stocké au maximum quelques heures. En méthanisation à la ferme, la valorisation la plus utilisée est la cogénération : un moteur utilise le biogaz pour produire de l’électricité et il récupère la chaleur dégagée sous forme d’eau chaude. En cogénération, le rendement global maximum de l’installation est de 85 %. Il est également possible d’injecter le biogaz dans un réseau de gaz, ou de produire du carburant. A ce jour, ces types de valorisation ne sont envisageables que pour les installations de grande dimension car les coûts de traitement du biogaz sont élevés. Après une trentaine de jours de fermentation dans le digesteur, la « matière digérée », le digestat, passe dans une fosse. Il y est stocké avant son retour au sol ou avant compostage. Il contient la matière organique non biodégradable, la lignine par exemple, des éléments minéraux, et de l’eau. La richesse en éléments minéraux dépend des déchets méthanisés : ils sont conservés. C’est une source de matière organique fertilisante. Fluide et homogène, il est facile à épandre. Il est soumis aux mêmes règles de stockage et d’épandage que les effluents d’élevage.