Comme décrit dans l’article précédent, Lyon fût pour nous l’occasion de retrouver de nombreux amis. Nathan retrouve notamment sa compagne avec qui il a fais le choix de passer toute la journée. Victor se rendra donc seul à l’ancienne gare des Bretteaux rencontrer l’association Solagro. Toujours à vélo, il rentre dans cet espace du 6ème arrondissement qui regroupe différentes structures liées à l’association Hespule comme par exemple l’association Solagro.
Là-bas, Victor rencontre Antoine et Thomas, deux salariés de Solagro qui travaillent sur des thématiques différentes. Le premier est en charge de développer et diffuser le scénario Afterres 2050 tandis que le second est spécialiste de la méthanisation.
Cette rencontre prendra donc la forme, comme les interviews, de deux articles qui se succèdent.
Après un petit café dans la cuisine collective et l’installation des micro dans la salle de réunion, Victor entame la discussion avec Thomas. Celui-ci vient de la banlieue parisienne. Il fait des études d’ingénieur en agronomie à Beauvais dans l’Oise. Il a vécu ensuite 10 ans dans les environs de Nantes en travaillant plutôt sur des missions commerciales où il vend des installations de traitement des effluents chargés de produits phytosanitaires de l’industrie viticole présente dans le Maine et Loire. Cela lui a permis de découvrir l’assainissement non collectif puisqu’il vendait également des systèmes de traitement pour les hébergements de plein air et l’hôtellerie. En 2011, il a eu l’opportunité de s’intéresser à l’assainissement et à la méthanisation agricole à travers la gestion des effluents d’élevage. Puis, il a déménagé en Bourgogne en 2016 du côté de Macon.
Thomas s’est intéressé à la question de la méthanisation car à son sens, elle répond à un certain nombre d’enjeux agricoles et énergétiques permettant de réaliser la transition de notre société.
Victor : Je te propose donc de rentrer dans le vif du sujet. Pour commencer, pourrais-tu expliquer succinctement et avec des mots simples ce qu’est la méthanisation ?
Thomas : Rien de plus facile ! Il s’agit simplement de reproduire de manière artificielle ce qui se passe dans l’estomac d’un ruminant telle que la vache. C’est à dire que l’on a une communauté de bactéries qui va venir grignoter de la matière organique pour produire d’un côté du méthane (CH4), de l’autre du dioxyde de carbone (CO2). Nous n’avons rien inventé. Initialement, ce sont des phénomènes qui avaient été observées dans la nature au niveau de ce que l’on appelait les gaz de marais, des endroits où la matière organique se décompose et fait remonter des bulles à la surface. Il s’agit alors de bulles de méthane. C’est également ce qui se passe quand on parle de la fonte du permafrost, la température s’élevant, les bactéries présentent dans le sol vont venir dégrader la matière et émettre du méthane.
Peux-tu nous faire un rapide historique du déploiement de la méthanisation en France ?
Dans les années 40, il y avait pleins d’exploitations qui produisaient de manière artisanale leur propre gaz que l’on appelait alors le « gaz de ferme ». Puis ensuite, le développement industriel a pris le pas et les énergies fossiles ont été massivement employées pour augmenter l’efficacité des machines agricoles. A l’issue des choc pétrolier des années 70, début 80, il y a une réémergence de la filière méthanisation. Et puis quand le pétrole est redevenu compétitif au milieu des années 80 la filière a été de nouveau enterrée. Il restait toutefois quelques irréductibles tels que Solagro.
Dans les années 90, la méthanisation s’est beaucoup développée sur la récupération des gaz de décharges. Et puis, à partir de 2010-2011, il y a un certain nombre de signaux qui ont été envoyé par l’état pour faire en sorte que cette filière émerge. Il y avait notamment un dispositif tarifaire incitatif dans lequel l’état s’engageait à racheter l’énergie produite à un tarif supérieur aux tarifs du marché. L’objectif de l’état était le développement de la filière et la montée en compétence des acteurs pour faire en sorte qu’une industrie se développe et qu’elle puisse égaler les niveaux de tarifs des autres modes de production d’énergie.
Et donc, quelles sont les différentes techniques de méthanisation ?
Dans les années 2010, on parlait uniquement de co-génération dans le milieu de la méthanisation. C’est à dire que l’on prenait le gaz produit par le procédé de méthanisation et on le brûlait dans un moteur pour entraîner une génératrice qui produisait de l’électricité. L’ennuie c’est que le mix énergétique français en terme d’électricité est majoritairement couvert par la production nucléaire et que le coût de revient est établi à 45€ du mégawattheures. Cela fait une énergie qui est, sur le papier, très compétitive. Ce qui était impossible d’égaler pour la filière méthanisation à l’époque.
Petit à petit, on s’est vite rendu compte qu’énergétiquement, la méthanisation était plus efficace en injectant directement le gaz dans le réseau quand le brûlant pour produire de l’électricité. Lorsque l’on injecte directement dans le réseau comme ça, le gaz produit par la méthanisation est alors mélangé au gaz d’origine fossile présent dans le réseau également.
Les procédés de méthanisation ont globalement 3 voix de valorisation :
– soit produire du biogaz pour alimenter une chaudière et produire de la chaleur ;
– soit la cogénération : production d’électricité + chaleur ;
– soit l’épuration : production de biocarburant.
Le biogaz est globalement composé de méthane, de gaz carbonique et de quelques autres gaz tels que le dioxyde de souffre (gaz toxique que l’on doit éviter à tout pris). Le procédé d’épuration consiste à chercher à séparer le méthane du dioxyde de carbone. Le premier a un potentiel énergétique. Jusqu’ici, on ne se servait pas trop du second mais désormais, on commence à lui trouver une valeur et des applications dans l’industrie (agroalimentaire notamment). Pour ces deux gaz ainsi produits, on leur ajoute le suffixe « bio » pour dire qu’ils sont issus d’un processus biologique : bio-méthane et bio-co2. Sur l’épuration, il existe pleins de technologiques différentes mais qui ont toutes des rendements supérieures à 95%. Les technologies sont globalement toutes bien efficaces déjà.
D’accord, mais concrètement comment fonctionne un méthaniseur ?
Pour faire fonctionner un méthaniseur, il faut de la matière organique facilement dégradable (effluents d’élevage, biodéchets, boues de STEP, résidus de culture, etc.) que l’on positionne dans une enceinte fermée (absence d’oxygène) que l’on va chauffer entre 37 et 40 degrés. C’est ce que l’on retrouve le plus souvent. Cet environnement va permettre de favoriser le développement de certaines bactéries. Ce sont elles qui vont dégrader la matière organique pour faire du méthane. Dans ce process, on évite au maximum d’utiliser de l’eau mais malheureusement on est parfois obligé de liquéfier les matières afin d’arriver à les mélanger (comme dans un thermomix!) pour gagner en homogénéité. Pour cela, on passe souvent par de la récupération d’eau de pluie sur le site.
Le méthaniseur est alimenté en continue avec de la matière organique. Ce qui fait que si l’on injecte 10 en début de journée, il en ressortira 10 en fin de journée. On est en flux tendu. Il faut que le volume reste constant et que la matière organique séjourne un temps minimum pour que les bactéries aient le temps de la dégrader. Ce temps de séjour est très différent d’une matière organique à l’autre. Certaines vont devoir rester quelques dizaines de jours pendant que d’autres y resteront 70-80 jours.
Quand j’entends ce mode de fonctionnement, j’ai dû mal à saisir comment ce procédé ne peut pas avoir d’impact conséquent sur le réchauffement climatique. C’est bien du méthane et du dioxyde de carbone qui sont produits ? Tout deux des gaz à effet de serre.
Le méthane et le CO2 sont des gaz à effet de serre. Le méthane est globalement 25 fois plus réchauffant que le dioxyde de carbone. Les effluents d’élevage, naturellement, dégagent du méthane. L’idée de la méthanisation est d’arriver à capter ce méthane qu’on laisse habituellement s’échapper dans l’atmosphère. Ensuite, quand on va brûler du CH4, il va se décomposer en CO2. Donc, au départ, on avait un CH4 qui se libérait dans l’atmosphère. On va capter ce CH4, produire de l’énergie et le libérer sous une forme moins émissive, du dioxyde de carbone.
Sur du biodéchets et des cultures intermédiaires (non-alimentaires), il s’agit plutôt d’un cycle court du carbone. Par la photosynthèse, les plantes vont capter du carbone, le transformer en matière organique, puis le processus de méthanisation va le libérer. On prend alors une molécule de CO2 au début et on va faire ressortir 1 molécule à la fin.
Si l’installation n’est pas hermétique et qu’elle dégage du méthane, on sera effectivement moins performante et le bilan carbone moins bon qu’avec une installation bien entretenue. Mais ce qui est intéressant c’est que l’exploitant a tout intérêt à ce que son unité soit hermétique car plus le procédé est efficace, plus il produira du méthane. Pour détecter les fuites, on fait passer des caméras notamment infrarouge qui vont permettre de voir à quels endroits elles se trouvent.
C’est plus clair merci. Donc si je comprend bien, tout dépend de ce que l’on met dans son méthaniseur. Peux-tu m’en dire plus sur ces matières premières que l’on qualifie d’organiques ?
Les différents types de matière que l’on peut retrouver dans un méthaniseur sont :
–les matières d’origine non-agricoles : les déchets de l’industrie agro-alimentaire, les boues de station d’épuration, les déchets verts de type tonte de pelouse (pas les branchages), les fauches de bord de route, les biodéchets en provenance de la restauration collective, des entreprises et des ménages.
A noter qu’à partir du 1er janvier 2024, les collectivités compétentes auront l’obligation de mettre en place des filières de valorisation de leurs biodéchets.
–les matières d’origine agricoles : le lisier, le fumier, les résidus de culture (matière non valorisée lors de la récolte) et les cultures intermédiaires.
Les cultures intermédiaires c’est ce que l’on va mettre en place entre deux cultures alimentaires : une culture destinée à l’alimentation humaine ou une culture fourragère pour les animaux d’élevage par exemple. Entre le moment où l’on va récolter la première culture alimentaire et le moment où l’on va semer la suivante, il y a une durée que l’on va exploiter pour y planter une culture dite « intermédiaire ». Aujourd’hui les exploitants sont obligés de couvrir leur sol durant cette période pour éviter l’érosion et le lessivage des sols. L’objectif à terme c’est de faire de cette contrainte une opportunité en implantant des cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE) où l’on va seulement récolter la partie aérienne et laisser les racines dans le sol. En revanche, il faut être attentif à ne pas laisser la culture intermédiaire trop longtemps pour que la culture principale puisse avoir le temps de se développer. Une des CIVE les plus répandus c’est le seigle forestier car il se développe très vite (CIVE d’automne). On peut aussi retrouver du Sorgho (CIVE d’été) mais c’est plus technique car cette culture demande un climat particulier.
J’imagine que toutes ces matières ont des avantages et inconvénients du point de vue de la production de biogaz. Lesquelles sont les plus simples à utiliser ?
Aujourd’hui, on ne peut pas mélanger toutes les matières entre elles. Par exemple, il est interdit de mélanger des biodéchets avec des boues de stations d’épuration. Les contraintes sanitaires ne sont pas les mêmes. Pour la majorité des biodéchets, on doit d’abord procéder à une phase d’hygiénisation. C’est à dire l’obligation de mettre les matières pendant 1h à 70 degrés. Sur les effluents d’élevage, cette obligation n’est valable qu’à partir d’un certain volume. En dessous, nous sommes en régime dérogatoire. C’est assez étonnant car si les effluents n’avaient pas été traités en méthanisation la question de l’hygiénisation ne se serait jamais posée.
Pour comparer les matières entre elles, une notion est importante. Celle du pouvoir fermentescible. Il s’agit de la capacité qu’à une matière organique à se dégrader. Ce pouvoir varie fortement d’une matière à l’autre. L’autre notion à avoir en tête est celle de « pouvoir méthanogène ». C’est la capacité énergétique de la matière. Par exemple, les CIVE ont un pouvoir méthanogène plus fort que les effluents d’élevage. C’est assez logique car entre une matière végétale brute et un effluent d’élevage, il y a un intermédiaire qui est l’animal qui l’a mangé. Celui-ci a déjà consommé une bonne partie de l’énergie présente dans la plante. Ses effluents en possèdent donc moins.
Au-delà du type de matière organique, un des enjeux principaux lorsque l’on conçoit une unité de méthanisation, c’est de s’assurer que l’on ait suffisamment de matières organiques à mettre dans son méthaniseur. Cela pose la question de l’autonomie de l’unité. Un projet est moins risqué si le propriétaire possède en propre 90 % des matières à envoyer dans le méthaniseur que s’il en possède 20 % et qu’il dépend d’apports extérieurs.
A la fin du procédé, on obtient une matière que l’on nomme le digestat. Que contient-elle ? Peut-on l’utiliser en agriculture ?
Les digestats de méthanisation sont composés de :
-restes de matière organique fermentescible ;
–restes de matière organique stable (matière organique que les bactéries ne savent pas dégrader, c’est un type de matière organique intéressante pour les sols) ;
–nutriments de fertilisation : azote, phosphore et le potassium.
L’azote est présent sous une forme plus assimilable dans les digestats que dans le lisier ou le fumier. Le processus de méthanisation va pour ainsi dire « minéraliser l’azote ». Les digestats sont donc des matières intéressantes à valoriser comme de l’engrais. Dans certaines conditions, on peut d’ailleurs l’utiliser en agriculture biologique, ce qui permet à l’agriculteur bio d’avoir accès à un fertilisant d’azote minéral là où il n’a habituellement accès qu’aux fertilisants azotés de type organique.
Les risques d’épandage de digestat sont globalement les mêmes que lorsque l’on épand du lisier ou du fumier. Le risque principal est le lessivage qui entraînerait le digestat directement dans les cours d’eau ou les nappes phréatiques. Comme pour les lisiers et fumiers, l’épandage du digestat est soumis à « plan d’épandage ». C’est un document qui est contrôlé par les services de l’état et qui vérifie que l’intégralité du digestat a bien une destination : telle quantité sur telle parcelle. Il va prendre en compte les caractéristiques environnementales du milieu et définir des quantités ainsi que des périodes d’épandage.
Au-delà des risques environnementaux, on entend souvent parler des risques technologiques et des accidents liés à la méthanisation. Peux-tu nous les citer et nous donner ton avis là-dessus ?
Les risques technologies pouvant être présents sur une installation sont :
-les risques de fuite (biogaz ou cuve) ;
-les risques électriques ;
-et les risques de maintenance (accident du travail).
Les installations de méthanisation font parties des Installations Classées dans le cadre de la Protection de l’Environnement (ICPE). La réglementation (rubrique 27-81) est stricte pour limiter les risques sur ces sites qualifiés d’industriels. Elle s’est nettement renforcée en juillet de l’année dernière.
Dans les médias, on parle souvent de nuisance olfactive et visuelle. Quand elle est en fonctionnement, une unité de méthanisation ne sent pas plus fort qu’un élevage. En terme de nuisances sonore, il y a en revanche un niveau de décibel à respecter et à partir du 1er janvier 2023, les installations devront être implantées à plus de 100m de toute habitation. A certaine période de l’année, cela peut également générer plus de trafic routier que ce que l’on a l’habitude de voir dans son village (allers et venues des camions qui apportent la matière organique) Après, on peut effectivement considérer que cela génère des nuisances visuelles car les méthaniseurs sont des bâtiments industriels pas très esthétiques. Cependant, les projets cherchent de plus en plus à prendre en compte cet impact en travaillant l’intégration paysagère (enterrement des ouvrages, choix des matériaux, végétalisation des sites, etc.).
L’accident de Châteaulin dans le Finistère est assez emblématique. C’est celui que l’on cite tout le temps. C’est en effet une vraie catastrophe puisqu’il avait rendu l’eau impropre à la consommation sur une cinquantaine de communes du fait du déversement de 400m3 de digestat directement dans la rivière. Ce n’est pas tolérable. Ça ne devrait pas arriver. Mais ce n’est pas un prétexte pour jeter le bébé avec l’eau du bain. Selon moi, ce n’est pas parce qu’il y a un accident qu’il faut interdire toutes les unités de méthanisation.
Selon toi, avons-nous suffisamment développé ce procédé industriel en France ?
On est encore loin du potentiel maximum de développement de la méthanisation. Aujourd’hui, on doit être à environ 1400 sites de méthanisation en France alors qu’en Allemagne, ils en ont 8000 environ. Il y a encore du potentiel de développement.
L’avantage des tarifs d’achats qu’il s’agit de contrats conclus sur de longue durée avec un prix fixe. Cela donne de la visibilité sur des investissements qui se chiffrent en millions d’euros. En décembre 2020, l’état a modifié les tarifs d’achat du biométhane et les a revu à la baisse en considérant que la filière devait aujourd’hui voler de ses propres ailes. Malheureusement, on n’avait pas vraiment prévu l’augmentation du coût des matières premières et l’augmentation du coût de l’énergie.
En France, en terme de projet, on a les deux extrêmes. On a un projet énorme dans l’ouest où l’on parle d’une unité de méthanisation de 650 000 tonnes et on a des exploitants qui ont simplement une fosse à lisier qu’ils ont couverte pour récupérer le biogaz et chauffer l’eau nécessaire pour leur salle de traite. Globalement, ce qui se développe aujourd’hui, c’est plutôt de la grosse méthanisation avec l’idée de faire des économies d’échelle. A Solagro, on soutient le développement des projets de méthaniseur qui sont de l’ordre du « petits collectifs d’agriculteurs » qui possède leur propre unité et qui sont autonomes en terme d’approvisionnement. On a aussi des projets où se sont des agriculteurs seuls qui se sont lancés.
A terme, à Solagro, on pense qu’il va y avoir de la montée en compétence du monde agricole sur les Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE). Du fait de la baisse structurelle de l’élevage (réduction de la consommation de viande), il va y avoir plus de prairies permanentes qui n’auront plus de vocation fourragère mais qui pourraient être valorisée énergétiquement par méthanisation.
Et dans tout ça, qu’en est-il des matières fécales humaines ? Pouvons-nous envisager de les méthaniser ?
Aujourd’hui, la réglementation interdit de mettre directement en méthanisation des matières fécales humaines. Il faut qu’il y ait obligatoirement une étape entre les deux qui est la station d’épuration. De mon point de vue, l’idée d’utiliser la matière fécale humaine en méthanisation pose de nombreuses questions sanitaires et d’acceptation sociétale. Aujourd’hui, je ne suis pas certain que la population ai fait le lien entre les boues de station d’épuration et la matière fécale humaine. Après, sur le principe, cela fonctionnerait bien. On aurait simplement un processus anaérobie plutôt qu’un processus aérobie. Et aussi, est-ce qu’on tolérerait des odeurs d’excréments humains même si aujourd’hui on tolère des odeurs d’élevage ? En tout cas, dans les scénarios de prospectives sur la méthanisation en France, la matière fécale humaine brute n’est aujourd’hui pas du tout prise en compte. C’est un impensé.
Merci de m’avoir accueillie ce temps là. Cela m’aide à y voir plus clair. Une technologie n’est jamais toute blanche ou toute noire. C’est toujours plus complexe que cela.
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