Micro-méthanisation : une piste prometteuse pour valoriser les biodéchets en ville

Cet article fait par­tie de notre maga­zine Le 3,14 dédié au bilan car­bone des éner­gies en France. Décou­vrez-le ici.

Chaque Fran­çais génère en moyenne 253 kg de déchets rési­duels (ceux des pou­belles grises) par an¹. Bonne nou­velle, la plus grande part (32,8 %) est en fait valo­ri­sable : ce sont les bio­dé­chets putres­cibles (déchets ali­men­taires et déchets verts). Pour­tant, 57 % des Fran­çais jettent tou­jours leurs déchets ali­men­taires avec les ordures ména­gères, notam­ment en rai­son de l’absence de col­lecte sépa­rée². La loi du 10 février 2020 rela­tive à la lutte contre le gas­pillage et à l’économie cir­cu­laire impose une géné­ra­li­sa­tion du tri à la source des bio­dé­chets dès le 1^er jan­vier 2024 pour tous les producteurs.

La micro-métha­ni­sa­tion est très inté­res­sante pour un usage urbain ou péri-urbain.

Dès lors, que faire de ces volumes impor­tants de bio­dé­chets ? À ce jour, le com­pos­tage est la solu­tion la plus plé­bis­ci­tée : il existe 749 centres de com­pos­tage contre 17 uni­tés de métha­ni­sa­tion de déchets ména­gers³. Pour cer­tains, la micro-métha­ni­sa­tion pour­rait être une nou­velle voie de valo­ri­sa­tion en ville.

Tout comme la métha­ni­sa­tion, la micro-métha­ni­sa­tion repose sur la fer­men­ta­tion de matière orga­nique en l’absence d’oxygène. Elle pro­duit du méthane et un diges­tat uti­li­sable en agri­cul­ture. La par­ti­cu­la­ri­té du pro­cé­dé ? « Les uni­tés de métha­ni­sa­tion ter­ri­to­riales ou agri­coles traitent des dizaines voire des cen­taines de mil­liers de tonnes de déchets chaque année, explique Anne Tré­mier, direc­trice de l’Unité de recherche OPAALE à INRAE. Dans une uni­té de micro-métha­ni­sa­tion, on ne dépasse pas les 1 000 tonnes par an. » Notons qu’il n’existe pas de défi­ni­tion har­mo­ni­sée du terme. Cer­tains fabri­cants comme Tryon-envi­ron­ne­ment se posi­tionnent sur le mar­ché de la micro-métha­ni­sa­tion avec une capa­ci­té de trai­te­ment de 1 000 à 8 000 t/an. « La régle­men­ta­tion n’adresse pas la micro-métha­ni­sa­tion en par­ti­cu­lier, ajoute Julien Thual, expert au ser­vice valo­ri­sa­tion des déchets de l’Ademe. À l’Ademe, nous par­lons plu­tôt de métha­ni­sa­tion auto­nome car c’est ce qui carac­té­rise ces uni­tés. »

L’autonomie est l’un des atouts de la micro-métha­ni­sa­tion. Par exemple, pour l’unité Bio­Bee­Box de Bee&Co, le bio­gaz ali­mente une tur­bine en cogé­né­ra­tion qui pro­duit de la cha­leur et de l’électricité. Ces der­niers ali­mentent les besoins du micro-métha­ni­seur, notam­ment pour chauf­fer les cuves d’hygiénisation et de diges­tion. Les sur­plus d’électricité peuvent être injec­tés sur le réseau, et la cha­leur pro­duit de l’eau chaude sani­taire. « Leur déploie­ment pour­rait se jus­ti­fier dans les ter­ri­toires iso­lés, là où l’autonomie est indis­pen­sable, avance Julien Thual. Le micro-métha­ni­seur de Puxin est par exemple lar­ge­ment déployé en Inde pour pro­duire du bio­gaz à usage domes­tique. »

Autre avan­tage : la modu­la­ri­té. L’ensemble des pro­cé­dés – broyage, hygié­ni­sa­tion, diges­tion anaé­ro­bie, cogé­né­ra­tion et com­pos­tage – est inté­gré dans un conte­neur. L’emprise au sol se limite à une dizaine de mètres car­rés. « Cette faible emprise fon­cière rend la micro-métha­ni­sa­tion très inté­res­sante pour un usage urbain ou péri-urbain, avance Anne Tré­mier. À cela s’ajoute la modu­la­ri­té : il est facile d’ajouter ou de reti­rer des conte­neurs pour modu­ler la capa­ci­té de trai­te­ment. » Des cher­cheurs de l’IMT Atlan­tique ont ana­ly­sé 15 pro­jets inter­na­tio­naux de métha­ni­sa­tion (trai­tant presque tous plus de 1 000 t/an) urbaine⁴. Ils observent qu’il est inté­res­sant de pla­cer l’unité de trai­te­ment au cœur des nou­veaux quar­tiers à faible den­si­té urbaine.

À l’inverse, il est pré­fé­rable de délo­ca­li­ser le métha­ni­seur en péri­phé­rie des quar­tiers très denses ou déjà pour­vus de sys­tèmes de ges­tion des déchets. « Avec le pro­jet de recherche Deci­sive⁵, nous avons mon­tré que la micro-métha­ni­sa­tion ne rem­place par les autres solu­tions de valo­ri­sa­tion mais est com­plé­men­taire, appuie Anne Tré­mier. Au sein des nou­veaux quar­tiers, ces uni­tés de proxi­mi­té per­mettent de repen­ser l’intégralité de la chaîne de valo­ri­sa­tion tout en s’adaptant aux besoins. » Anne Tré­mier com­plète : « Les ins­tal­la­tions exis­tantes de métha­ni­sa­tion ou com­pos­tage ne pour­ront pas aug­men­ter leurs capa­ci­tés de trai­te­ment. Avec l’obligation du trai­te­ment à la source des bio­dé­chets, la micro-métha­ni­sa­tion en milieu péri-urbain peut pal­lier ces besoins sup­plé­men­taires de valo­ri­sa­tion. » Enfin, l’un des pilotes du pro­jet Deci­vise a mon­tré l’intérêt de mettre en place la micro-métha­ni­sa­tion dans les ter­ri­toires peu denses, rédui­sant ain­si le trans­port des biodéchets.

Pour­tant, le pro­cé­dé est encore très peu répan­du en Europe. Les pre­mières uni­tés sont recen­sées au début des années 2000 dans des éco­quar­tiers en Alle­magne ou aux Pays-Bas⁶. SEaB Ener­gy, une socié­té anglaise, est le lea­der euro­péen de la micro-métha­ni­sa­tion urbaine, et quelques start-ups fran­çaises émergent ces der­nières années (comme Bee&Co). Un rap­port de Metha’synergie⁷ (les acteurs ins­ti­tu­tion­nels et pro­fes­sion­nels de la filière métha­ni­sa­tion en PACA) recense 875 uni­tés de micro-métha­ni­sa­tion à la ferme en Europe en 2015, dont 660 en Alle­magne et 26 en France. L’autrice effec­tue un recen­se­ment plus récent en 2020 en France : 90 uni­tés sont comp­ta­bi­li­sées, dont 3 trai­tant des bio­dé­chets. La micro-métha­ni­sa­tion est lar­ge­ment déployée dans les milieux agri­coles, et en France seules quelques uni­tés-pilote testent le pro­cé­dé en milieu urbain. 

Il n’y a aucune ins­tal­la­tion de micro-métha­ni­sa­tion sur bio­dé­chets en France ayant démon­tré ses per­for­mances économiques.

La rai­son d’un déploie­ment si timide ? La ren­ta­bi­li­té éco­no­mique. L’investissement néces­saire à l’installation d’une uni­té de micro-métha­ni­sa­tion de bio­dé­chets ou rési­dus de l’industrie agroa­li­men­taire s’élève entre 150 000 € et 700 000 €. Et l’unité consomme cha­leur et élec­tri­ci­té : une par­tie de la pro­duc­tion est uti­li­sée pour l’alimenter. En consé­quence, les quan­ti­tés de bio­gaz, élec­tri­ci­té ou cha­leur ven­dues sont faibles. « Je ne connais aucune ins­tal­la­tion de micro-métha­ni­sa­tion sur bio­dé­chets en France ayant démon­tré ses per­for­mances éco­no­miques, nous avons pour­tant accom­pa­gné de nom­breux pilotes, pointe Julien Thual. Le volet éco­no­mique est sous-éva­lué, et les ins­tal­la­tions de com­pos­tage de quar­tier sont sou­vent plus abor­dables tech­ni­que­ment et éco­no­mi­que­ment. » Cer­taines nou­velles pistes de valo­ri­sa­tion sont explo­rées pour assu­rer la ren­ta­bi­li­té de ces sys­tèmes. Dans le cadre du pro­jet Deci­sive, le diges­tat a été uti­li­sé comme sub­strat pour pro­duire un bio­pes­ti­cide simi­laire à un pro­duit du com­merce. « Le pro­cé­dé est moins consom­ma­teur d’énergie que celui actuel­le­ment employé, déve­loppe Anne Tré­mier. Nous ima­gi­nons qu’une part de la ren­ta­bi­li­té de la micro-métha­ni­sa­tion pour­rait venir de ces pro­duits à haute valeur ajou­tée issus du diges­tat. »

À cela s’ajoute la régle­men­ta­tion. Consi­dé­rées comme des ins­tal­la­tions clas­sées pour la pro­tec­tion de l’environnement (ICPE), tout comme les uni­tés de métha­ni­sa­tion de taille plus impor­tante, les uni­tés de micro-métha­ni­sa­tion doivent être ins­tal­lées à plus de 100 m des habi­ta­tions. « C’est un ver­rou très impor­tant pour ces ins­tal­la­tions de proxi­mi­té, et l’on peut se deman­der si un régime par­ti­cu­lier pour­rait être mis en place. », consi­dère Anne Trémier. 

La micro-métha­ni­sa­tion sera-t-elle la solu­tion d’avenir en ville ? « Il est impor­tant de bien iden­ti­fier le contexte ter­ri­to­rial : les gise­ments de déchets dis­po­nibles, les ins­tal­la­tions déjà pré­sentes etc., conclut Julien Thual. L’idée de la micro-métha­ni­sa­tion est sédui­sante, mais elle doit faire preuve de bonnes per­for­mances aupa­ra­vant, y com­pris éco­no­miques. » La micro-métha­ni­sa­tion peut, au même titre que le com­pos­tage de proxi­mi­té, béné­fi­cier d’une meilleure accep­ta­tion sociale. « De pré­cé­dentes études⁸⁹ ont mon­tré que le com­pos­tage domes­tique pousse les rive­rains à mieux trier voire pro­duire moins de déchets, conclut Anne Tré­mier. Nous n’avons pas encore le même recul sur la micro-métha­ni­sa­tion, mais espé­rons qu’elle béné­fi­cie­ra de la même accep­ta­bi­li­té. »

Anaïs Marechal