Tour d’horizon sur la méthanisation agricole

La méthanisation agricole est une technique visant à transformer des matières organiques, surtout les déchets (substrats de végétaux et déjections animales), en biogaz et en compost désodorisé. La revente du compost et du biogaz produits permet aux agriculteurs d’obtenir des revenus supplémentaires. Que ce soit en France ou dans le reste du monde, cette pratique tend à prendre de plus en plus d’ampleur.

Fonctionnement de la méthanisation agricole

1 méthanisation agricole

Également appelée digestion anaérobie, la méthanisation agricole permet de transformer les déchets organiques en énergie réutilisable. Ce processus s’effectue grâce aux bactéries naturellement présentes dans certaines matières comme les déjections animales. En effet, ces bactéries permettent la fermentation des matières organiques. L’opération se déroule dans une unité de méthanisation qui comprend un digesteur destiné à stocker et à transformer les matières organiques grâce aux bactéries. Pour que celles-ci se développent, le digesteur doit disposer d’une température oscillant entre 20 et 60 °C.
Pour homogénéiser les produits tout en empêchant l’évacuation du biogaz, il est indispensable de brasser les matières présentes dans le digesteur. À noter que le digesteur peut être une fosse ou une cuve. Une installation de méthanisation agricole n’est rentable que si les infrastructures destinées à recevoir la chaleur et l’électricité sont situées à proximité. Il faut se rendre pour connaître les chiffres-clés de la méthanisation.

Spécificités de la méthanisation agricole

Les matières organiques qui se dégradent sont contenues dans :
* les substrats agricoles comme le fumier, les lisiers, les résidus de récolte, les marcs de raisin ou encore les eaux de salle de traite ;
* les sous-produits issus de l’agro-industrie tels que les effluents de chais, les abattoirs, les fromageries, les laiteries, etc. ;
* les déchets provenant des collectivités comme les boues d’épuration ou les tontes.

Cette transformation s’effectue sans oxygène et dans des conditions contrôlées. Cette digestion est possible grâce à l’action des bactéries et des micro-organismes naturellement présents dans les déjections animales. Ils opèrent en minéralisant la matière organique pour la transformer en biogaz. Celui-ci se compose de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4) pour être valorisé sous forme d’énergie. Il pourra ensuite être transformé en électricité pour être revendu à EDF (via un cogénérateur), en chaleur (grâce à une chaudière) ou injecté au sein du réseau de gaz naturel. Cette étape n’est possible qu’après une phase de purification pour devenir du biométhane.

Les autres produits de la méthanisation agricole

Outre la chaleur et l’électricité, une installation de méthanisation agricole produit également du digestat (substance riche en matières organiques et en partie stabilisée). Le digestat disposant de qualités économiques et agronomiques intéressantes, il est valorisable en tant que fertilisant. Le processus de transformation se compose de plusieurs étapes, dont la phase de digestion appelée mésophile. S’effectuant à 35 °C, cette étape s’étend sur 3 semaines. Quant à la phase thermophile, elle se réalise entre 55 et 60 °C pour une durée comprise entre 10 et 15 jours. L’ultime étape, la méthanogénèse, est celle qui produit le méthane. Pour optimiser l’activité enzymatique, elle doit se dérouler entre 35 et 60 °C selon les technologies. En outre, elle se réalise dans le digesteur, une enceinte fermée et calorifugée.
Durant tout le processus, le travail de l’exploitant consiste à garder l’équilibre dans la chaîne de dégradation. Il doit verser dans le digesteur une alimentation équilibrée et stable, associée à une surveillance stricte des conditions du milieu. La méthanisation permet aux exploitations agricoles de produire de l’énergie supplémentaire.

Les types de digestion

En fonction du pourcentage en matière sèche des déchets à transformer, un projet de méthanisation agricole se divise en deux types de digestion :
* la voie humide qui représente la majeure partie des installations actuelles. Elle est parfaitement adaptée aux effluents liquides, étant donné que le pourcentage en matière sèche ne doit pas être supérieur à 15 %. En règle générale, les digesteurs fonctionnent en alimentation continue et les quantités sortantes et entrantes doivent être égales. Dans ce cas de figure, les digesteurs arborent généralement une forme cylindrique et ce type d’installation ne pose aucun souci majeur en termes de maintenance.
* la voie sèche est encore moins répandue et concerne les déchets solides. Avec un pourcentage compris entre 15 et 40 %, la teneur en matière sèche de ces déchets agricoles solides est relativement importante. En raison de leur volume d’installation restreint et d’un coût moins important, les installations par voie sèche conviennent mieux aux petites structures. Elles sont capables de fonctionner en mode discontinu, avec des vidanges et des remplissages séquentiels. Ces spécificités permettent de ce fait une plus importante flexibilité en matière d’approvisionnement durant l’année. L’installation comprend plusieurs digesteurs (batchs ou silos) placés en parallèle et fonctionnant simultanément. Ils sont toutefois chargés en différé.

Les micro-organismes et les bactéries

Selon les scientifiques, les micro-organismes ainsi que les bactéries en charge de la méthanisation sont les premiers organismes apparus sur Terre. Ils existaient déjà il y a 3 milliards d’années lorsque l’atmosphère était encore dépourvue d’oxygène. De cette époque jusqu’à nos jours, ils se nourrissent des molécules organiques se trouvant dans leur environnement. Ils continuent également de transformer l’hydrogène et le gaz carbonique présents dans ces molécules en oxygène et en méthane. De ce fait, ces bactéries productrices de biogaz sont à l’origine de la présence humaine sur Terre, car ils ont été en mesure de synthétiser l’oxygène indispensable à l’existence.

Les types de méthanisation

Il existe différents types de méthanisation :
* la méthanisation agricole ou « à la ferme » utilisée par un groupement d’agriculteurs ou un agriculteur isolé. Les substrats agricoles ainsi que les effluents sont les plus utilisés.
* la méthanisation territoriale ou centralisée réalisée par de plus grandes unités. Par rapport aux effluents agricoles, elles s’occupent surtout des déchets du territoire.
* la méthanisation au sein des stations d’épuration des eaux usées. Elle traite les boues résiduaires des eaux usées urbaines.
* la méthanisation industrielle utilisée dans les secteurs de la chimie, de l’agro-alimentaire et de la papeterie.
* la méthanisation pour les ordures ménagères menée par les entreprises, les collectivités et les syndicats œuvrant dans la gestion des déchets.
* la production de biogaz dans les décharges et les installations de stockage des déchets.

Les inconvénients de la méthanisation agricole

Bien que la méthanisation agricole dispose de nombreux avantages, elle rencontre néanmoins certains problèmes. Dans un premier temps, elle incite les agriculteurs à produire plus de déchets pour la rentabilisation de leurs installations. La méthanisation engendre ainsi davantage de pollution relative aux pratiques agricoles. Elle contribue également à la dégradation des sols, étant donné que les déchets agricoles sont destinés à la production de biogaz au lieu d’enrichir les substrats. Pour alimenter les digesteurs, les agriculteurs cultivent des espèces sélectionnées (colza, herbe, etc.). Il faut savoir que certains doivent aussi s’endetter pour l’installation des infrastructures indispensables à la méthanisation. En effet, le coût d’une méthanisation agricole est assez élevé. À l’instar des autres systèmes industriels, les méthaniseurs sont exposés à des risques sanitaires, de pollution et d’explosion.

Les acteurs majeurs

En Europe, la méthanisation est surtout répandue en Autriche, en Suisse, au Danemark et surtout en Allemagne. Ce pays compte plus de 7 000 installations et dispose de la plus grande usine au monde. En ce qui concerne la méthanisation agricole en France, elle se développe petit à petit. Il en est de même pour la micro-méthanisation.

Une sécurité optimale

Une installation de méthanisation se doit d’être réactive et sécurisée 24/7. Pour ce faire, il est important d’installer une GTC qui est en mesure de contrôler à distance, via un ordinateur, tous les équipements de l’unité. Ce genre de système est idéal pour une réaction rapide en cas d’éventuels dangers ou défaillances. En outre, des contrôles réguliers doivent être effectués pour garantir la qualité du biogaz qui est produit. En ce qui concerne les grandes installations, ces contrôles et vérifications sont confiés à un prestataire. Pour connaître tous les autres sujets liés à la méthanisation, il faut se rendre ici.

Laisser un commentaire