La méthanisation, une solution énergétique pour valoriser le fumier

La méthanisation se définit comme une digestion anaérobie (sans oxygène) de la matière organique par des bactéries. Grâce à cette matière organique, plusieurs produits sont obtenus : un digestat, du dioxyde de carbone ainsi que du méthane. Ces produits peuvent être valorisés dans différentes filières utiles au producteur.

Au sein des critères du label EquuRES, ce sont les critères FD3 et FD4 qui sont relatifs à la valorisation du fumier.

Comment fonctionne la méthanisation ?

Le procédé détaillé ici est simplifié de manière à en faciliter sa compréhension. Le processus de méthanisation commence dans une cuve, aussi appelée digesteur. Toutes les bactéries anaérobies présentes dans le digesteur vont dégrader la matière organique composée principalement de carbone, d'oxygène ainsi que d'hydrogène. Cette décomposition de matière organique va créer de nombreux produits simples dont le CO₂ (dioxyde de carbone) ainsi que le CH₄ (méthane). Ces gaz vont être séparés et purifiés avant toute valorisation. Le CO₂ produit va être relâché dans le milieu naturel car il est considéré comme biogénique, c'est-à-dire qu'il est considéré comme du CO₂ produit par le cycle naturel du carbone. Le méthane est le produit le plus intéressant à valoriser. De manière générale, il est utilisé pour la production d'électricité ou de chaleur grâce à un moteur à turbine ou d'une chaudière.

Concernant le digestat, il représente la partie solide restante de la matière solide entrante. De ce fait, ce substrat est riche en azote, potassium, phosphore et autres minéraux. Ces éléments sous forme simplifiés vont alors être très intéressants à épandre sur les sols agricoles. Cependant, il est prudent de recourir à une analyse de sol ainsi que du digestat pour contrôler les apports aux sols et éviter une surdosage de l'amendement.

Le dispositif de méthanisation peut être collectif ou individuel mais cela dépend de la situation de l'exploitation, son environnement ainsi que ses contraintes. Dans les deux cas, la mise en place d'une station de méthanisation est un réel investissement sur le long terme et demande une certaine implication dans sa gestion et son entretien.

Deux processus différents de méthanisation peuvent être mis en place : une méthanisation en phase sèche ou en phase liquide.

• Par voie liquide : cette voie permet d’obtenir un meilleur rendement que la méthanisation en phase sèche mais nécessite un plus gros investissement de départ. Le mélange de matières premières entrantes doit être inférieur à 20% de matière sèche. Cette voie nécessite une incorporation régulière du fumier. Ce dernier doit être généralement pré traité afin de subir une bonne transformation.

• Par voie sèche : la matière première utilisée se doit d'être supérieure à 20% de matière sèche. Par cette voie, la stabilité biologique est plus compliquée à maintenir, et le fumier doit être broyé avant l'entrée dans le digesteur, ce qui nécessite une incorporation de volumes conséquents avec un plus gros travail de manutention.

Voici un ordre de grandeur de la production énergétique d'un mètre cube de méthane produit et utilisable :

• 1m³ de méthane ⇔ 6 kWh ⇔ 0.4 L de butane ⇔ 0.6 L de fuel ⇔ 5 kg de bois

Une fois ces procédés terminés, il y a deux manières de valoriser son biogaz :

• La cogénération, qui transforme le biogaz en électricité d’une part et en chaleur d’autre part,
• L’injection de biométhane (biogaz épuré) dans les réseaux de gaz (distribution ou transport).

Quels sont les fumiers les plus intéressants ?

Les fumiers à base de litière de paille sont plus intéressants pour la méthanisation par rapport aux fumiers à base de copeaux.

Les fumiers pailleux assez humides (50% d'humidité et +) conviennent mieux pour les procédés de méthanisation en phase sèche. L’ajout d’eau ou de lisier peut être envisagé dans le cas d’un produit de départ très sec.

Le pouvoir méthanogène correspond à la quantité de méthane susceptible d'être produite en mètre cube par tonne de matière organique fournie. Le pouvoir méthanogène du fumier moyen est de 183,6 m³CH₄/t de matière organique. Pour un fumier équin pailleux, il est de l'ordre de 217,1 m³CH₄/t de matière organique.

Existe-t-il des aides pour se lancer dans un projet de méthanisation ?

Oui, sous certaines conditions !

L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME), attribue des subventions forfaitaires par capacité de production annuelle (€/MWh). Ces subventions sont accessibles pour les entreprises et/ou associations souhaitant monter un projet de station de méthanisation. Attention, ces subventions ne sont accessibles que dans certaines régions de France : la Bourgogne-Franche-Comté, les Hauts-de-France, l'Occitanie, l'Auvergne-Rhône-Alpes, Provence-Alpes-Côte d'Azur, la Corse, la Guadeloupe, la Martinique, la Guyane, La Réunion ainsi que la Nouvelle Aquitaine. Sont éligibles toutes les entreprises dans le secteur agricole, agroalimentaire, et les associations.

Les forfaits sont d'ordre différents selon le type de valorisation choisie :

• 95 €/MWh Pouvoir calorifique inférieur (PCI) pour la cogénération, avec une aide plafonnée à 200 000 € ;
• 40 €/MWh Pouvoir calorifique supérieur (PCS) pour l’injection, avec une aide plafonnée à 600 000 €.

Plusieurs paramètres doivent être particulièrement observés pour assurer la rentabilité de l’installation : la taille de l’unité, l’utilisation de la chaleur produite, la disponibilité des substrats à proximité, les débouchés pour le digestat, la chaleur et l’électricité.

Retrouvez plus d'informations sur les aides à l'investissement ici.

Sources : Equifumier