« La méthanisation présente un bilan environnemental très positif et renforce notre autonomie énergétique »

Cet article fait par­tie de notre maga­zine Le 3,14, dédié à l’a­gri­cul­ture. Décou­vrez-le ici.

Émet­teurs de méthane (CH₄) et pro­toxyde d’azote (N₂O), les effluents (eaux usées) d’élevage sont res­pon­sables d’environ 10 % des émis­sions de gaz à effet de serre (GES) de l’élevage ¹. Ces émis­sions sont liées à leur mode de sto­ckage et de trai­te­ment. Les solu­tions d’atténuation consistent à réduire le temps de sto­ckage, sépa­rer les phases solide et liquide, cou­vrir les fosses ou encore uti­li­ser des inhi­bi­teurs de nitri­fi­ca­tion ou d’uréase (trans­for­ma­tion de l’urine). 

Der­nier levier en plein déve­lop­pe­ment : la métha­ni­sa­tion. Elle consiste à récu­pé­rer le méthane issu de la décom­po­si­tion anaé­ro­bie — sans oxy­gène — de la matière orga­nique. Le bio­gaz peut être trans­for­mé en élec­tri­ci­té et cha­leur dans des uni­tés de cogé­né­ra­tion, ou injec­té direc­te­ment dans le réseau de gaz. Le rési­du, appe­lé diges­tat, est uti­li­sé pour fer­ti­li­ser et amen­der le sol. Les uni­tés de métha­ni­sa­tion uti­li­sant des effluents d’élevage peuvent être ins­tal­lées à la ferme, en cou­ver­ture sur les fosses à lisier déjà exis­tantes ou cen­tra­li­sées au sein d’un territoire.

Au 1^er jan­vier 2022, on dénombre 1175 uni­tés de métha­ni­sa­tion en France, dont 805 uti­li­saient des effluents agri­coles en 2021. Les uni­tés de métha­ni­sa­tion trai­tant les déchets ména­gers et indus­triels n’évoluent pas beau­coup, tan­dis que celles de sta­tion d’épuration se dirigent vers l’injection de bio­mé­thane. En revanche, les ins­tal­la­tions à la ferme et cen­tra­li­sées aug­mentent for­te­ment, elles repré­sentent le plus gros poten­tiel en France : le parc d’installations à la ferme est pas­sé de 38 uni­tés en 2010 à 661 en 2020 ². Quelques pro­jets de métha­ni­sa­tion de grande taille existent, mais les nou­velles ins­tal­la­tions sont essen­tiel­le­ment de taille petite à moyenne, trai­tant entre 10 000 et 20 000 tonnes de déchets par an.

His­to­ri­que­ment, la filière métha­ni­sa­tion s’est por­tée sur la cogé­né­ra­tion d’électricité et de cha­leur, qui repré­sente 72 % des uni­tés à la ferme ou cen­tra­li­sées en 2020 [2]. Mais depuis 5 ans, la ten­dance est à l’injection de bio­mé­thane dans le réseau de gaz. À la ferme, la valo­ri­sa­tion en injec­tion est pas­sée de 41 à 114 uni­tés entre 2018 et 2020. La même dyna­mique est obser­vée pour les ins­tal­la­tions cen­tra­li­sées, pas­sées de 15 à 55 uni­tés en injec­tion sur la même période. 

En pre­mier lieu, la volon­té de sub­sti­tuer du gaz natu­rel impor­té en prio­ri­té par le bio­mé­thane plu­tôt que l’électricité. Dans le contexte actuel, le bio­mé­thane pré­sente l’intérêt majeur de four­nir une éner­gie renou­ve­lable et sou­ve­raine pour la France et l’Europe. Autre argu­ment en faveur de l’injection de bio­mé­thane : l’efficacité éner­gé­tique. La cogé­né­ra­tion d’électricité seule pré­sente une effi­ca­ci­té de 35 %, qui monte jusqu’à 50 % voire 55 % si on valo­rise éga­le­ment la cha­leur. L’injection de bio­mé­thane pré­sente une effi­ca­ci­té éner­gé­tique proche de 85 %.

La vali­da­tion des bonnes per­for­mances de la tech­no­lo­gie a ouvert la voie à une dif­fu­sion plus large de ce type de pro­jet. Aujourd’hui la régle­men­ta­tion exige d’étudier en prio­ri­té la fai­sa­bi­li­té d’une ins­tal­la­tion en injec­tion. Ces pro­jets sont cepen­dant plus coû­teux : l’investissement moyen est de 5,5 mil­lions d’euros, contre 2 mil­lions d’euros pour la cogénération.

Elle est iden­ti­fiée comme l’un des pre­miers leviers de réduc­tion des GES liés à l’élevage. Chaque pro­jet per­met d’éviter, en moyenne, le rejet de 2 600 tonnes équi­valent CO₂ dans l’atmosphère. L’Inrae a réa­li­sé la pre­mière ana­lyse du cycle de vie (ACV) concer­nant le bio­mé­thane issu de métha­ni­sa­tion agri­cole ³. Elle y éta­blit un bilan envi­ron­ne­men­tal pre­nant en compte la pro­duc­tion d’énergie, la ges­tion des effluents et la fer­ti­li­sa­tion des sols. Les per­for­mances envi­ron­ne­men­tales sont amé­lio­rées de 60 à 85 % pour 16 des indi­ca­teurs consi­dé­rés. Aucune amé­lio­ra­tion n’est obser­vée pour 5 indi­ca­teurs, et le sys­tème est moins per­for­mant pour quelques indi­ca­teurs, notam­ment à cause du recours accru à l’énergie élec­trique. Les points d’attention sont la maî­trise des émis­sions fugi­tives de bio­gaz et le res­pect des bonnes pra­tiques à l’épandage des digestats.

La métha­ni­sa­tion offre éga­le­ment une solu­tion pour trai­ter les bio­dé­chets du ter­ri­toire, diver­si­fier l’agriculture, per­mettre un retour au sol de la matière orga­nique et réduire l’usage d’engrais miné­raux. C’est un avan­tage majeur pour aug­men­ter notre auto­no­mie concer­nant la fer­ti­li­sa­tion des sols. 

Oui. Nous obser­vons une dyna­mique forte depuis trois ans, avec 1,5 TWh de capa­ci­té annuelle sup­plé­men­taire ins­tal­lée chaque année. L’objectif de la Pro­gram­ma­tion plu­ri­an­nuelle de l’énergie — atteindre 6 TWh en 2023 — va être dépas­sé dès cette année ! Nous esti­mons le poten­tiel de pro­duc­tion à 30–35 TWh de bio­mé­thane en 2030, et 90–130 TWh en 2050 ⁴. Il existe éga­le­ment un fort poten­tiel au niveau des cou­ver­tures de fosse à lisier, ces uni­tés de micro­mé­tha­ni­sa­tion ne trai­tant que des effluents d’élevage et valo­ri­sant le bio­gaz en auto­no­mie sur les éle­vages. 40 existent aujourd’hui, alors qu’il existe plu­sieurs dizaines de mil­liers de fosses à lisier.

Les effluents d’élevage sont la res­source prio­ri­taire à uti­li­ser. Ce gise­ment doit être com­plé­té de sub­strats plus métha­no­gènes (comme les végé­taux) afin de trou­ver un bon com­pro­mis tech­ni­co-éco­no­mique. Dans nos tra­vaux pros­pec­tifs, le gise­ment mobi­li­sable en ton­nages bruts est consti­tué de 50 % d’effluents d’élevage, 30 % de cultures inter­mé­diaires et 20 % d’autres déchets. Les cultures ou cou­verts inter­mé­diaires sont indis­pen­sables pour atteindre nos objec­tifs de pro­duc­tion d’énergie renouvelable.

Cer­tains pays comme l’Allemagne ont choi­si de pro­duire des cultures annuelles dédiées à la pro­duc­tion d’énergie. Il est indis­pen­sable d’encadrer cet usage pour évi­ter la concur­rence ali­men­taire. En France, cette part est limi­tée régle­men­tai­re­ment à 15 % des zones culti­vées, et est actuel­le­ment com­prise entre 3 et 6 %.

Les uni­tés de métha­ni­sa­tion sont des ins­tal­la­tions clas­sées pour la pro­tec­tion de l’environnement, elles sont donc sou­mises à de nom­breuses régle­men­ta­tions de pré­ven­tion des risques envi­ron­ne­men­taux et pour les popu­la­tions. Par leur acti­vi­té agri­cole d’origine, les exploi­tants sont déjà habi­tués à gérer les effluents d’élevage : seule la ges­tion du bio­gaz est nou­velle et demande for­ma­tion et rigueur d’exploitation. Les risques en cas d’accident concernent sur­tout le per­son­nel des exploi­ta­tions et non les riverains. 

Ma crainte se situe plu­tôt au niveau des ins­tal­la­tions de très grande taille, dont la péren­ni­té des appro­vi­sion­ne­ments et les per­for­mances envi­ron­ne­men­tales peuvent être ques­tion­nées. L’intégration locale des pro­jets ne joue pas en faveur de ces installations.