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Autres énergies

Le biogaz se forme lors de la dégradation de matière organique en l’absence d’oxygène (fermentation). Ce phénomène naturel, observé dans les marais, peut être reproduit artificiellement par un procédé appelé digestion anaérobie, ou encore méthanisation. Voici une vue d’ensemble, le principe de fonctionnement, le contenu énergétique, des exemples de réalisation, et diverses adresses utiles pour aller plus loin.

Le biogaz ainsi produit est constitué principalement de méthane et de gaz carbonique. Lorsqu’il est libéré dans l’atmosphère, il s’agit d’un puissant gaz à effet de serre. Son intérêt réside dans le fait qu’il peut être stocké lors de sa formation et valorisé pour la production de chaleur et/ou d’électricité.

Généralités

En apportant une réponse énergétique et écologique au problème du traitement des déchets   organiques, la méthanisation est une activité de dépollution. Elle constitue une alternative à l’enfouissement ou à l’incinération de ces déchets et peut se substituer aux énergies fossiles   ou fissiles. D’autre part, l’ensemble des déchets organiques, lors de leur décomposition, produisent naturellement d’énormes quantités de méthane (puissant gaz à effet de serre) et de gaz carbonique. Le fait de récupérer ce biogaz et de le brûler, permet de diviser par 20 l’impact sur le réchauffement climatique des gaz libérés dans l’atmosphère. Les effets néfastes des gaz émis par les déchets organiques sont ainsi amoindris et les caractéristiques intéressantes de la partie des déchets organiques sont préservées après la digestion anaérobie. En effet, la méthanisation agit sur le carbone comme le compostage : la fraction organique facilement biodégradable est transformée en gaz, la fraction résistante contribue à la formation de l’humus et au stockage durable de carbone dans les sols. Parallèlement, la méthanisation de ces déchets organiques permet d’éliminer la nuisance olfactive liée à leur traitement habituel.

Principe général de la méthanisation
Principe général de la méthanisation

Principe de fonctionnement

Traitement

Il est possible de produire du biogaz dans tous les endroits où sont stockés et accumulés des déchets fermentescibles totalement ou partiellement privés d’aération continue (centres de stockage des déchets ou des stations d’épuration des eaux). Il est également possible de recréer les conditions de méthanisation sur n’importe quel site, à l’aide de digesteurs à fermentation de déchets organiques (c’est-à-dire une enceinte fermée où va se dérouler la dégradation anaérobie de la matière). Ces équipements, appelés aussi méthaniseurs, permettent la valorisation des effluents agricoles (déjections animales), des industries agroalimentaires et papetières, ou encore des déchets ménagers organiques triés. On appelle unité de méthanisation, le centre de production de biogaz.

Méthanisation par voie humide, digesteur du Gaec Oudet à Clavy-Warby (Ardennes)
Méthanisation par voie humide, digesteur du Gaec Oudet à Clavy-Warby (Ardennes)

Son fonctionnement est le suivant :

  • A partir des déchets organiques fermentescibles sélectionnés pour leur capacité à produire du biogaz lors de leur dégradation.
  • A leur arrivée sur le site de l’unité, les substrats sont stockés.
  • Puis ils sont introduits dans un digesteur (différentes technologies : méthanisation par voie humide, par voie sèche ou par voie liquide) schéma de traitement
Methanisation à la ferme
Methanisation à la ferme

En savoir plus sur les différentes technologies :

Rendez-vous sur le site de Solagro pour en savoir plus sur les différentes technologies

Ressources

Trois ressources principales peuvent être exploitées :

  • les déchets organiques agricoles, industriels et ménagers
  • les boues de stations d’épuration urbaines et industrielles
  • les centres d’enfouissement techniques aux normes (décharges d’ordure ménagères)

On estime que la récupération du biogaz résultant du traitement de ces ressources pourrait couvrir 10% de la consommation nationale de gaz d’ici 2020, et le potentiel est estimé entre 10 et 15 millions de tep à plus long terme (données du CLER février 2009).

La quantité de biogaz produite avec une tonne de matière organique va dépendre de la nature des déchets organiques utilisés. En effet, la composition du substrat va définir sa capacité à produire du biogaz (pouvoir méthanogène). Il n’est donc pas facile de donner une estimation de la production d’électricité et de chaleur d’un substrat « type ». Cependant, ces exemples permettent de se faire une idée :
1 tonne de lisier porcin -> 30 m3 de biogaz (60 % de méthane)-> 180 kWh d’énergie primaire->63 kWh d’électricité
1 tonne d’ensilage de maïs -> 200 m3 de biogaz (52,5 % de méthane)->1 050 kWh d’énergie primaire->367 kWh d’électricité

Potentiel des différents substrats
Potentiel des différents substrats

En savoir plus sur le contenu énergétique

Caractéristiques du biogaz produit :

La composition du biogaz est similaire à celle des gaz naturels bruts. Il se compose principalement de méthane et de gaz carbonique. Le méthane, représente 55 à 85% du volume de biogaz produit (1m3 de méthane (soit 8 570 kcal) est l’équivalent d’un litre de fioul). Le gaz carbonique représente le pourcentage restant, en sachant que certains gaz peuvent également être présents en très petites quantités (gaz traces : eau, azote, soufre, oxygène, éléments organo-halogènés). Selon la nature des déchets traités, les conditions de fermentation et les variations climatiques, la composition du biogaz peut différer en proportion. A titre indicatif, un mètre-cube de biogaz constitué à 60% de méthane possède un pouvoir calorifique d’environ 6 kWh soit l’équivalent énergétique de 0,6 litre de fioul.

Utilisation du biogaz

Le biogaz est l’une des seules énergies renouvelables   à pouvoir être transformée en toute forme d’énergie utile. Il peut être brûlé dans une chaudière pour produire de la chaleur sous forme d’eau chaude ou de vapeur, voire d’air chaud pour les applications de séchage. En général, la valorisation thermique nécessite des débouchés de proximité. Le biogaz peut aussi alimenter un moteur à gaz ou une turbine pour produire de l’électricité injectée dans le réseau électrique, c’est le cas du biogaz de décharge notamment, c’est la cogénération. D’autres modes de valorisation se développent : le biogaz carburant, l’injection dans le réseau de gaz naturel, mais aussi la production de froid par une machine à absorption à gaz, voire la production d’électricité avec une pile à combustible.

En savoir plus, rendez-vous sur cette page du site de Solagro et sur le site biogazrhonealpes.org.

Consulter l’avis de Solagro sur l’avenir du biogaz.

Exemples de réalisations

Sur cette page du site de Solagro vous trouverez un panel d’exemples.

Ressources utiles

Conférence "Les promesses du gaz renouvelable" : lors du salon Primevère en mars 2014, trois experts d’horizons différents, Marc Jedliczka, directeur d’HESPUL, Lucas Rumpus, représentant du projet Méthamoly et Servan Le Guern, représentant du réseau de distribution de gaz régional, ont abordé des questions d’actualités autour du gaz renouvelable. Téléchargez la conférence audio

La méthanisation en Rhône-Alpes, site de la Région (Rhonalpenergie Environnement) met à disposition un guide des démarches administratives, des fiches d’informations, des listes des acteurs de la filière, des comptes rendus de visite de sites existants, des newsletters, des outils techniques, un guide de montage de projet, de l’information sur les évènements nationaux.

Site de l’ADEME qui définit notamment le cadre réglementaire de la production de biogaz

Site d’information complet sur le biogaz réalisé par Naskeo Environnement

L’observatoire des énergies renouvelables.

Site cofinancé par la commission européenne, ayant pour objectif de promouvoir le projet européen Biogasmax, qui met en réseau, sur l’ensemble du territoire européen, les différentes expérimentations liées au biogaz afin de partager les expériences.

Site du Club Biogaz, qui a pour vocation de promouvoir la méthanisation et la valorisation énergétique du biogaz et regroupe 120 entreprises et collectivités publiques.

Site de l’association Solagro, dont l’objectif est d’ouvrir d’autres voies pour l’énergie et l’agriculture, pour une gestion économe, solidaire et de long terme des ressources naturelles : énergie, biodiversité, eau, air,…

Site du CLER, Comité de Liaison Energies Renouvelables.

Site du TRAME, Réseaux et centre de ressources agricole et rural