Questions

Le biométhane est une source d’énergie sous forme de gaz, obtenue par méthanisation.

Le biométhane est un gaz (le méthane, CH₄) composé de carbone (C) et d’hydrogène (H). Il est dit « bio » car obtenu à partir de matières organiques renouvelables (méthanisation) à la différence du méthane fossile (commercialisé sous le nom de « gaz naturel ») qui circule dans nos réseaux aujourd’hui.

Le biométhane a les mêmes usages énergétiques que le gaz naturel qui circule dans nos réseaux :

– Cogénération : la combustion du méthane permet d’actionner un moteur à gaz pour générer de l’électricité et de la chaleur

– Injection dans le réseau de distribution de gaz pour les usages domestiques et industriels : combustion en chaudière pour chauffage domestique et eau-chaude sanitaire, cuisson, chimie

– Mobilité : utilisation comme carburant alternatif pour différents véhicules. On parle de bio-GNV (gaz naturel véhicule).

Le biométhane est un biogaz qui a été épuré pour ne garder que son méthane (CH4).

Le gaz obtenu par méthanisation est un mélange de plusieurs gaz, principalement du méthane(CH4) et du CO2. On appelle ce mélange « biogaz ». Le biogaz peut être « épuré » pour séparer le CH4 des autres éléments. Le CH4 ainsi obtenu est appelé biométhane.

Le biogaz peut être directement utilisé pour alimenter un moteur afin de fabriquer de l’électricité et de la chaleur. En revanche, seul le biométhane peut être injecté dans le réseau de gaz naturel et utilisé comme carburant.

Le biométhane est une énergie renouvelable, productible en continu et stockable.

Elle est dite renouvelable car produite à partir de matières organiques inépuisables tels que les effluents d’élevage. C’est aussi ce type de ressource qui lui permet d’être produite en continu tout au long de l’année. Sa forme gazeuse lui permet d’être une énergie transportable et stockable, lui permettant de répondre de manière optimale à la demande énergétique. De plus, le biométhane est une valorisation complémentaire (énergétique) à la valorisation agronomique de la matière organique agricole.

Des bactéries découpent les chaines carbonées composant la matière organique, c’est la méthanisation.

Toute matière organique est composée d’atomes de carbone reliés entre eux, et à d’autres éléments (oxygène, hydrogène, nutriments), formant une chaine carbonée. En l’absence d’air, et sous l’effet de la chaleur, des bactéries se développent et vont viennent découper ces chaines carbonées.

Les liaisons entre atomes de carbone ainsi cassées, le carbone va être libéré sous différentes formes (CH₄, CO₂) et sous différents états (gazeux et solide). Les matières organiques volatiles vont former un gaz, tandis que les autres vont former un résidu solide composé de carbone dit humique et de nutriments (NPK).

C’est une méthanisation qui appartient majoritairement à un groupe d’agriculteurs locaux.

Une unité de méthanisation agricole collective est un outil détenu majoritairement (plus de 50% du capital) par un groupe d’agriculteurs réunis pour créer et exploiter ensemble une filière locale de valorisation de la matière organique agricole et issue du territoire. Les agriculteurs apportent en outre plus de 50% des matières traitées par méthanisation.

Non, la méthanisation peut fonctionner sur tous types d’exploitation agricole, même les plus petits élevage.

La méthanisation peut fonctionner avec toutes les catégories d’exploitations agricoles. Les exploitations importantes (grands élevages ou grandes surfaces cultivées) pourront plus facilement créer une unité autonome individuelle ou « à la ferme » car elles disposent de volumes de matière et de surfaces adéquates.

Des synergies entre agriculteurs existent, c’est la méthanisation collective. Seuls, ces agriculteurs pourraient difficilement développer une méthanisation. Il s’agit pour des exploitations agricoles locales de mettre en commun des ressources pour alimenter et créer une unité de méthanisation collective.

Fréquence de curage, pratique d’épandage, cultures intermédiaires, agriculture biologique, etc. : les changements de pratiques agricoles sont compatibles avec la mise en place de la méthanisation, ils relèvent du choix des exploitants.

Le changement majeur concerne les pratiques d’épandage. La matière fertilisante issue de la méthanisation n’ayant pas les mêmes caractéristiques que les effluents purs, leur épandage est différent (technique, temporalité, dose). Le cas échéant, cette tache pourra être confiée au salarié embauché pour la méthanisation.

Dans les cas de la méthanisation d’effluents d’élevage, l’écurage (enlèvement des effluents des animaux), pourra être plus fréquent pour pouvoir bénéficier du meilleur pouvoir méthanogène (capacité à produire du gaz) du fumier frais.

Les exploitants peuvent décider de mettre en place des cultures intermédiaires (CIVE) pour améliorer l’équilibre économique du méthaniseur, engendrant un décalage des dates de semi pour permettre 3 cultures en 2 ans.

Certains exploitants peuvent profiter de la dynamique vertueuse de la méthanisation pour se lancer dans l’agroécologie ou l’agriculture biologique.

Une culture intermédiaire est semée entre deux cultures principales.

Est dite « culture principale » toute culture destinée à être cultivée jusqu’à maturité pour être consommée comme aliment par les consommateurs ou par les animaux d’élevage.

Entre deux récoltes annuelles de cultures principales, des cultures dites « intermédiaires » peuvent être cultivées pour des raisons agro-environnementales (piéger les nitrates, préserver la matière organique des terres ou lutter contre l’érosion des sols).

Les cultures intermédiaires peuvent ensuite être valorisées en énergie, on parle alors de Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE). Elles n’entrent pas en concurrence avec les cultures principales à vocation alimentaire. Leur valorisation énergétique maintient leur fonction initiale grâce au retour au sol du digestat/amendement organique.

Non, par la loi, 85% au moins du tonnage méthanisé est composé de ressources qui ne sont pas en compétition avec l’alimentation.

Les cultures (oléagineuses, céréales, etc.) ont un potentiel méthanogène (capacité à produire du biométhane) plus important que les effluents d’élevage par exemple. Leur méthanisation peut être utile à l’équilibre économique d’un projet. Toutefois, les cultures principales (cultures dédiées à la production d’énergie) sont limitées en tonnage par la loi (décret n° 2016-929 publié le 7 juillet 2016) à 15% des intrants. 85% au moins du tonnage entrant dans un méthaniseur doit donc être composé de ressources qui ne sont pas en compétition avec l’alimentation.

De plus l’engrais organique produit par la méthanisation contribue à une agriculture plus performante dans sa fonction de production alimentaire : moins consommatrice d’engrais de synthèse et moins émettrice de gaz à effet de serre.

Le saviez-vous ? Les cultures ont depuis longtemps contribué à la production d’énergie à travers l’alimentation destinée aux moyens de transports d’antan (bœufs, chevaux).

Oui car l’amendement produit par méthanisation est composé de carbone humique et de nutriments (N, P,  K).

Les nutriments contenus dans la matière organique entrante ne sont pas dégradés par la méthanisation. La matière issue de la méthanisation constitue alors un bon engrais de substitution aux engrais de synthèse.

La méthanisation dégrade une partie du carbone (dit labile) de la matière organique (pour produire le gaz méthane), mais elle conserve le carbone stable (dit humique) qui retourne ainsi au sol. C’est le carbone humique qui est justement à l’origine de la formation de l’humus qui enrichit les sols.

Lors de l’épandage de lisiers ou fumiers bruts, la partie labile du carbone se dégrade naturellement en CO2 (émission à l’atmosphère). A terme, on trouve une quantité équivalente du carbone dans le sol lorsque l’on compare l’épandage direct de fumier/lisier et l’épandage d’amendement organique issu de la méthanisation de ces mêmes fumiers/lisiers.

Oui, l’amendement issu de la méthanisation de matières agricoles (hors élevage industriel ou boues urbaines ou ordures ménagères) est utilisable pour l’AB.

L’amendement issu de la méthanisation est d’origine organique, il peut donc être épandu sur des terres en agriculture biologique aux conditions suivantes :

– pas de déjections provenant d’élevages dits « industriels » (porcs sur caillebotis, poules en cage)

– absence de matières contaminées

– vérifier avec l’organisme certificateur la compatibilité de l’amendement avec l’agriculture biologique

De plus, apporté au moment adéquat, l’amendement produit par méthanisation favorise la biodisponibilité de l’azote, ce qui améliore les rendements de l’agriculture biologique.

Les NPK (azote, phosphore et potassium) sont les 3 principaux composants des engrais.

N, P et K sont les symboles chimiques (azote – N, phosphore – P, potassium – K) correspondant aux 3 principaux nutriments nécessaires aux végétaux pendant leur développement. Ils sont apportés aux cultures par les engrais de synthèse ou par les épandages d’effluents agricole par exemple.

Contenus dans la matière organique entrante, les éléments N, P et K composent également l’amendement organique produit par la méthanisation. Lorsque l’amendement est épandu sur les terres agricoles, il se substitue pour tout ou partie aux engrais chimiques.

Les aspects sanitaires et l’épandage de l’amendement issu de la méthanisation sont réglementés et contrôlés par les services de l’Etat pour éviter les risques.

3 cas de figure existent :

1/ L’utilisation de l’engrais organique issu de la méthanisation de paille ou de cultures n’engage aucun enjeu sanitaire. Si des graines de mauvaises herbes peuvent se retrouver dans le méthaniseur, les conditions dans lesquelles se fait la digestion (température et durée) détruisent ou désactivent ces graines. La matière fertilisante issue de la méthanisation génère donc moins de mauvaises herbes.

2/ Dans le cas de la valorisation des boues de station d’épuration et des biodéchets contenant de la viande, la pratique est fortement encadrée par la législation et les services de l’Etat. Ils imposent le respect d’agréments sanitaires, notamment l’hygiénisation de la matière avant son entrée dans le digesteur (il s’agit de broyer et chauffer la matière à 70°C pendant 1 heure). Cette procédure couteuse en énergie réduit tout risque sanitaire sur la matière en sortie. NB : L’hygiénisation n’affecte toutefois pas la présence de métaux lourds (si présents en entrée, ils sont présents en sortie). Le processus de méthanisation dans son ensemble permet de diminuer la présence de germes pathogènes jusqu’à 99%.

3/ Dans le cas de la méthanisation d’un mélange de fumier provenant de différentes exploitations, un cheptel malade peut contaminer les cheptels des autres exploitations à travers la présence du germe dans la matière fertilisante épandue sur des prairies par exemple.

– Le risque est limité dans les petits collectifs de méthanisation où les exploitants se connaissent et partagent une confiance mutuelle.

– Dans les collectifs plus importants, il peut être décidé de mettre en place une étape d’hygiénisation des effluents (coûts supplémentaires) pour pallier ce risque

– Si malgré tout une maladie est présente dans la matière fertilisante, celle-ci peut généralement être épandue sans risque sur les zones non pâturées (cultures ou prairies l’hiver car il n’y a pas de contact direct possible des animaux avec la matière fertilisante).

– Dans tous les cas, il n’y a pas de risques sanitaires pour l’homme.

De plus l’épandage est soumis à des paramètres réglementaires et agronomiques, notamment :

– Stockage de l’amendement dans des fosses couvertes, voire ventilées

– Périodes d’épandage réduites aux moments où le lessivage et la volatilisation sont les plus faibles

– Interdiction ou restriction à certaines périodes en fonction du contexte agricole et du voisinage

– Respect des distances réglementaires par rapport aux cours d’eau et aux habitations

– Suivi d’un cahier des charges précis (parcelles identifiées)

– Contrôle de la qualité sanitaire de l’amendement avant épandage, et traçabilité

Les agriculteurs porteurs de projet cherchent à produire un amendement organique aux meilleures qualités possibles.

En amont, une bonne logistique de la matière organique à valoriser permet d’éviter le risque d’odeurs. Après méthanisation, la matière résiduelle est quasiment inodore.

De par leur nature, les matières à valoriser peuvent sentir car composées en outre de carbone volatile.

Des odeurs peuvent exister au moment de leur déchargement et manipulation en amont de leur méthanisation. De nombreuses précautions sont prises pour éviter ce risque.

Après méthanisation, l’amendement organique qui sera épandu est quasiment inodore, par rapport au fumier/lisier bruts, car la partie de la matière organique responsable des mauvaises odeurs a été dégradée.

La méthanisation aide à optimiser les transports : les effluents d’élevage et autres matières, qui sont transportés et valorisés, sont produits localement

La matière organique agricole (effluents d’élevage par exemple) fait déjà l’objet de transport pour l’épandage dans les champs. La méthanisation peut modifier les trajets. La circulation des matières va converger vers et depuis le site de méthanisation.

Ces flux se substituent partiellement à ceux existant auparavant, le nombre de rotations journalières dépend du volume traité. Pour comprendre l’impact de ce changement sur les routes le porteur du projet peut chiffrer les passages moyens et maximum sur les routes concernées.

La mise en place de mesures obligatoires et équipements de prévention réduisent au maximum les risques, une surveillance stricte est mise en place.

En fonctionnement normal, la présence de méthane ne crée pas de risque d’explosion sur le site d’une unité de méthanisation. Le risque existe uniquement dans les espaces confinés, en présence d’une flamme et d’oxygène, dans certaines conditions. Des zones ATEX sont définies et des précautions prises par la réglementation. La faible pression et la faible quantité du gaz sur le site réduisent d’autant les risques :

– Le gaz est envoyé en continu sur le réseau de gaz et n’est pas stocké sur site

– La quantité de gaz sur site correspond à celle contenue dans une cuve de propane pour une maison individuelle

Résultats de la base de données ARIA :

La base de données ARIA BARPI (répertorie les incidents, accidents ou presque accidents qui ont porté, ou auraient pu porter atteinte à la santé ou la sécurité publiques ou à l’environnement).

A ce jour (septembre 2020), sur plus de 600 unités de méthanisation en fonctionnement en France, la base de données ARIA BARPI recense 3 explosions depuis 2000 sur des unités de méthanisation. Dans les 3 cas (en 2015, 2018 et 2019) les accidents sont survenus lors de travaux sur l’installation (2018 et 2019) ou juste après la mise en service (2015). Ils n’ont fait aucun mort ni blessés. Seul un pompier a été victime d’un « coup de chaud » en 2019. Ces accidents n’ont occasionné de dégâts qu’au site de méthanisation lui-même et aucun en dehors du périmètre de celui-ci.

Source : https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr

Les émissions sonores d’une unité de méthanisation sont quasiment inexistantes.

Les sources potentielles de bruit se résument :

– au moteur du cogénérateur (en cas de valorisation du biométhane en électricité et chaleur) placé dans une enceinte insonorisée ;

– aux camions dont le trafic est limité par jour ;

– aux engins de manutention et de chantier utilisés à l’intérieur de l’installation, soumis à des limites sonores réglementaires.

La valeur des biens immobiliers dépend de critères objectifs (qualités intrinsèques du bien, environnement proche) et de l’offre et la demande sur le marché immobilier.

Consultez l’étude réalisée en 2020 sur la valeur des biens immobiliers autour d’unités de méthanisation agricole.

L’étude constate que l’implantation de méthaniseurs agricoles est transparente pour le marché immobilier à proximité.

Consultez également des informations sur le site de GRDF.

Une méthanisation est bien conçue et bien exploitée, elle ne provoquera pas de nuisances sensibles. Il n’y a donc pas de raison que les riverains veuillent quitter leur habitation et donc pas de risque d’un excès d’offres qui affecterait le marché immobilier local à la baisse.

A l’inverse, la filière locale de méthanisation va développer l’activité du territoire et par conséquent son attractivité. La demande pourrait même augmenter, ou du moins se maintenir grâce à cette activité vertueuse.

Dans tous les cas, l’installation doit être distante d’au moins 50 m des habitations de tiers.

Le H₂S est capté  dans le méthaniseur pour être éliminé.

La méthanisation produit du biogaz, un mélange de différents gaz contenant du sulfure d’hydrogène en très faible quantité si du souffre est présent dans les matières entrantes (en particulier dans les effluents d’élevage).

Ce gaz corrosif est capté et traité par plusieurs procédés à l’intérieur du digesteur et lors de l’épuration afin qu’il n’abime pas les équipements et pour le rendre inoffensif. Des filtres permettent de concentrer puis de solidifier l’H₂S afin de l’extraire du biométhane (seul gaz qui peut être injecté dans le réseau). Plusieurs méthodes de traitement existent pour éliminer le sulfure d’hydrogène (fer spongieux ou charbon actif par exemple).

Dans tous les cas, en cas de fuite d’H₂S, la dilution est forte à l’extérieur. Par conséquent, aucune forte concentration de H₂S ne pourra se trouver en dehors du site de méthanisation : aucune personne extérieure ne peut être intoxiquée au H₂S.

Le CO₂ émis par l’utilisation du biométhane est du CO₂ qui avait été préalablement capté pour former la matière organique.

L’utilisation (combustion) du biométhane émet du CO₂, gaz à effet de serre. Toutefois, ce CO₂ avait été capté dans l’atmosphère par la production de la matière organique (via la photosynthèse). L’utilisation du biométhane s’inscrit donc dans un cycle court du CO₂, et a un effet neutre sur les gaz à effet de serre de l’atmosphère. A l’inverse, l’utilisation des énergies fossiles (fioul, gaz, charbon) émet du CO₂ qui était stocké sous terre depuis des millions d’années, libérant alors un surplus de CO₂ dans l’atmosphère, responsable de l’effet de serre et du changement climatique.

De plus, la valorisation énergétique de la matière organique permet d’éviter les émissions de méthane (CH_4, gaz à effet de serre 25 fois plus puissant que le CO₂) dans l’atmosphère qu’aurait généré la décomposition à l’air libre de la matière organique.

L’analyse du cycle de vie complet de la méthanisation présente un bilan carbone très positif.

Pour fonctionner, la méthanisation a recours à des activités générant des émissions émettrices CO₂ : alimentation électrique et chauffage du digesteur, transport de la matière organique en camions. Toutefois, ces émissions de gaz à effet de serre sont bien moins importantes comparées à celles que permet d’éviter le processus de méthanisation (cf. question précédente).

Ainsi, une unité de méthanisation pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre entre 450 et 4 000 tonnes équivalent CO₂ par année de fonctionnement.

Le méthane (CH₄) produit n’est pas émis dans l’atmosphère.

La méthanisation produit du biogaz composé principalement de méthane dans une cuve hermétique (digesteur). Ce méthane n’est pas émis dans l’atmosphère mais directement injecté dans le réseau de gaz pour être consommé par les usagers. Dans un fonctionnement normal, à aucun moment le méthane ne se retrouve dans l’atmosphère.

En cas de maintenance prolongée de l’équipement de valorisation du biogaz (épurateur ou cogénérateur), le biométhane est brûlé en torchère pour ne pas renvoyer dans l’atmosphère ce puissance gaz à effet de serre.

Et en cas de fuite du digesteur ?

Toute fuite du digesteur est une perte directe de revenus pour les agriculteurs.

L’intégrité du digesteur et du système de valorisation du méthane et donc l’objet d’une attention particulière dans l’exploitation d’une unité de méthanisation.

Toute fuite doit être détectée immédiatement pour éviter pollution et pertes de revenus.