La méthanisation agricole, qui produit de l’électricité et de la chaleur, couvre efficacement les besoins énergétiques des exploitations agricoles et des habitations environnantes. Une énergie renouvelable intéressante à tous points de vue. Principe, installation, entretien, utilisation, points forts, points faibles et coûts : la méthanisation agricole de A à Z !
1. C’est quoi en réalité une méthanisation agricole ?
La méthanisation est un processus biologique naturel qui produit de l’énergie renouvelable à partir de déchets organiques (engrais, engrais, déchets agricoles tels que les engrais, résidus de culture, déchets industriels, déchets ménagers, etc.).
Le fermenteur est un élément central de l’usine de méthanisation et les opérateurs introduisent les déchets organiques dans cette grande cuve. Ce réservoir est chauffé de manière anoxique et scellé pour décomposer le matériau et le convertir en biogaz afin de créer les conditions nécessaires à la croissance bactérienne. Les réactions biologiques évoquées par la digestion anaérobie sont complexes, mais globalement il y a trois étapes principales :
- Hydrolyse et production d’acide : Les chaînes organiques complexes (protéines, lipides, polysaccharides) sont converties en composés plus simples (acides gras, peptides, acides aminés).
- Production d’acide acétique : Les produits de la production d’acide sont convertis en acide acétique.
- Méthanogenèse : L’acide acétique est converti en méthane et en dioxyde de carbone. Après méthanisation, le résidu (résidus de fermentation) est conservé.
Plus précisément, la matière organique est stockée et mélangée dans un cuiseur maintenu à une température de 20 à 60 degrés Celsius. Le biogaz est produit par une fermentation optimale et accélérée composée de 40 % de dioxyde de carbone (CO2), 55 % de méthane (CH4) et 5 % de gaz divers. Il brûle ensuite pour produire de la chaleur, de l’eau chaude ou de l’électricité.
2. Mise en place de système de méthanisation agricole
La méthanisation agricole est d’autant plus importante qu’elle dépend de la présence de matière organique convertible dans le champ. Les fermes et les cultures sont particulièrement bien adaptées pour mettre en place un système de digestion anaérobie. Ces derniers peuvent en effet digérer des intrants très divers et courants dans le secteur agricole : engrais, déchets d’abattoirs, paille et herbe. Une installation complète comprend :
- Un puisard chargé de collecter les matières organiques pour l’alimentation du fermenteur.
- Fermenteur chargé de brasser et d’accélérer la fermentation des matières organiques.
- Turbine de cogénération ou générateur de vapeur à récupération de chaleur qui brûle du biogaz pour produire de l’électricité et de la chaleur.
- Le local technique chargé d’accueillir le pupitre de commande et le compteur d’énergie.
- Un post-digesteur chargé de stocker le compost restant (digestat) avant son utilisation agricole par rotation.
3. Les enjeux énergétiques
- Sur le plan économique
Le biogaz issu de la digestion anaérobie est une source d’énergie assez bien répartie dans le monde. Le biogaz peut remplacer le gaz naturel dans toutes les applications actuelles (production de chaleur, production d’électricité, carburants automobiles).
De plus, les digestats restant après le processus de méthanisation, appelés « résidus de fermentation », peuvent être majoritairement valorisés, notamment sous forme d’engrais. Le biogaz peut fournir un revenu supplémentaire en vendant l’électricité produite lors de la combustion à une réduction du tarif de rachat.
- Sur le plan environnemental et agronomique
Bien que le biogaz soit une énergie renouvelable, sa production et son utilisation produisent toujours des émissions polluantes dans l’atmosphère. Ceux-ci restent moins importants que les combustibles fossiles.
Le produit digéré après retraitement est un produit fertilisant à haute valeur agricole. Il est très facilement absorbé par les plantes, car il est principalement constitué d’ammoniac, le produit de conversion de l’azote qui s’y trouvait avant la gazéification.
La méthanisation permet également de s’affranchir du problème de stockage au niveau local des substances d’altération (odeurs et concentrations d’insectes).
4. Avantages et inconvénients d’un système de méthanisation agricole
Les lacunes de la méthanisation agricole sont difficiles à trouver ! La simplicité du processus biologique, combinée à la technologie et à la fiabilité des équipements actuels, permet aux avantages de l’emporter largement sur certains des inconvénients.
Les avantages peuvent être mentionnés comme suit :
- Recyclez les déchets organiques qui étaient auparavant gênants ou nocifs pour l’environnement.
- Il couvre l’essentiel des besoins énergétiques de l’entreprise (chauffage, eau chaude, électricité, véhicules GNV).
- Un cycle énergétique court ouvre la voie à une autonomie énergétique au moins partielle.
- L’énergie produite appartient aux catégories des énergies vertes et des énergies renouvelables.
- L’empreinte carbone et environnementale de l’opération est considérablement réduite.
- Le compost produit et utilisé dans la rotation des cultures ouvre la voie à l’autonomie azotée des exploitations.
- Possibilité de revenus supplémentaires pour les agriculteurs ;
- Il est soumis à une aide financière conséquente délivrée par le conseil local.
- Il peut être mentionné comme inconvénient :
- Investissement élevé ;
- Obtenir un permis public (permis de construire).
5. Combien coûte l’installation d’un système de méthanisation agricole ?
Des unités de méthanisation impressionnantes et techniques nécessitent un investissement important directement lié à leur capacité de production.
Cependant, une quantité importante de ces derniers doit être prise en compte. Le conseil régional apporte un soutien financier important dans le cadre de la transition énergétique. Cependant, le montant varie selon les régions. Par exemple, la Région Grand Est prend en charge la moitié du coût des études préliminaires et 20 à 60 % de l’investissement. Cette dernière paie alors immédiatement son propre prix grâce à l’autonomie de l’énergie acquise.
La méthanisation agricole est aujourd’hui pleinement développée pour répondre à la double problématique de la gestion des déchets agricoles et de la production d’énergie verte. Un investissement qui devrait être étudié dès le départ en collaboration avec la Chambre nationale d’agriculture et le conseil local de juridiction pour bénéficier de l’appui d’experts. Nous vous garantissons l’unité de méthanisation de taille parfaite au meilleur prix !
6. Les vidéos sur la méthanisation agricole
Les sources pour la rédaction de cet article
- https://www.quelleenergie.fr/economies-energie/eco-travaux/methanisation-agricole
- https://chambres-agriculture.fr/exploitation-agricole/developper-des-projets/economie-et-production-denergies/la-methanisation-agricole/
- https://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/energie-renouvelable-methanisation-agricole-ca-marche-4136/
- https://methanaction.com/la-methanisation-quest-ce-que-cest/
- https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/methanisation
Questions & Réponses
La méthanisation, un processus biologique naturel
Le métaniseur fonctionne selon un processus naturel. En l’absence d’oxygène et sous l’effet de la chaleur (38°), les bactéries transforment la matière organique en biogaz (notamment à partir du méthane) et en résidus (« digestat »).
La méthanisation, contrairement au compostage qui est une réaction aérobie, est une technique basée sur la décomposition de la matière organique par des micro-organismes en l’absence d’oxygène dans des conditions contrôlées, c’est-à-dire en milieu anaérobie.
La méthanisation des déchets concerne toutes les matières organiques naturellement fertilisées (papiers et cartons, déchets et restes de cuisine, déchets agricoles, engrais et engrais d’élevage, boues d’épuration).
Cependant, ces usines ne sont pas sans risque pour les opérateurs ou leur environnement, car le biogaz peut entraîner des risques d’incendie, d’explosion, d’empoisonnement, de manque d’oxygène ou de contamination.