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Energie renouvelable

Le biogaz

Note technique

jeudi 10 mars 2005

La ressource potentielle est gigantesque, puisqu’elle est constituée par la totalité de la matière organique susceptible de subir une décomposition anaérobie.
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Présentation :

Peut-être n’est-il pas inutile de rappeler que la molécule qui nous intéresse dans le biogaz d’un point de vue énergétique est strictement la même que pour le gaz "naturel" d’origine fossile : il s’agit du méthane (CH4). Si l’on ajoute qu’il s’agit de l’un des plus puissants gaz à effet de serre (60 fois plus "efficace" que le C02), on comprend tout l’intérêt qu’il y a à le capter pour le valoriser en le dégradant en CO2 plutôt que de le laisser partir tel quel dans l’atmosphère ou de le brûler en torchère, ce qui est une obligation légale.

De plus, sans résoudre tous les problèmes liés au traitement des effluents organiques comme les nitrates, la méthanisation facilite leur gestion en améliorant leur minéralisation et donc la qualité agronomique des digestats.

La ressource potentielle est gigantesque, puisqu’elle est constituée par la totalité de la matière organique susceptible de subir une décomposition anaérobie (hors de la présence d’air) : fraction fermentescible des ordures ménagères (30 % de la poubelle standard), sous-produits de l’agriculture et des industries agro-alimentaires - fumiers, lisiers, tourteaux, etc. Au total quelques 400 millions de tonnes par an au niveau national (43 millions de tonnes de pétrole ont été économisées dans l’union européenne en 2003 grâce à la biomasse)

A titre d’illustration, on considère que le gisement des seules décharges brutes d’ordures ménagères aujourd’hui existantes est équivalent pour les vingt années que durera leur production de méthane à celui du gisement de Lacq lorsqu’il était en pleine activité, soit environ 3% de la consommation annuelle actuelle de gaz naturel en France

Le principe de méthanisation consiste à chauffer des matières organiques (comme le lisier) jusqu’à une température de 37°C afin d’activer la flore microbienne. En milieu anaérobie, cette flore dégage du biogaz par fermentation.

Les caractéristiques du biogaz : C’est un mélange de méthane (CH4) combustible, de gaz carbonique (CO2) inerte et plus ou moins d’hydrogène sulfuré (H2S) et de vapeur d’eau. Les proportions dépendent des déchets traités. (A titre indicatif 1 m3 de CH4 est équivalent à 1 litre d’essence et à 20 litres de lisier).

Ce biogaz alimente un cogénérateur, qui produit de l’électricité et de la chaleur. Le cogénérateur est un moteur GPL qui brûle le méthane et fait tourner une bobine électrique, produisant de l’électricité. L’air chaud d’échappement est utilisé pour alimenter un réseau de chaleur. L’intérêt de cette méthode est multiple. Elle permet de produire de l’énergie avec un déchet comme carburant (le lisier) et elle va donner un « digestat » qui va servir d’engrais.

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Digesteur et cuve pour stoker le digesta et le méthane

Etat des lieux :

Le ministre de l’agriculture va demander en 2005 à 4 régions d’être pilote dans l’expérimentation sur la méthanisation.

Une ferme expérimentale à Migneville : Monsieur Claudepierre exploite, en EARL, une ferme laitière de 60 bêtes située en Lorraine dans le petit village de Mignéville.

Dans le cadre de la mise aux normes de ses bâtiments d’élevage , monsieur Claudepierre a intégré une unité de méthanisation de ses effluents (lisier, fumier et eaux usées) en valorisant, par cogénération, le biogaz produit. Le conseil régional, l’ADEME et EDF l’ont accompagné pour le montage et la réalisation de ce projet. L’unité de méthanisation est composée d’une fosse de stockage du lisier, d’un digesteur ainsi que d’une fosse de stockage du digesta et du méthane.

Le substrat à traiter (lisier 1200m3/an, fumier 500t/an, eaux blanches et vertes) arrive dans une fosse. Puis mécaniquement, il passe dans le digesteur qui est une sorte de cuve hermétique de 260m3.

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Digesteur

Le nombre de m3 de biogaz produit dans cette ferme est de 4.5m3/h Une fois l’opération de méthanisation terminée, il reste comme sous-produit :

  • le digestat qui va être épandu dans les champs comme engrais
  • le méthane qui va être brûlé dans un moteur afin de produire de l’électricité et de la chaleur. (Lisier bovins produit : 1200m3/an, donc environ 60 000 m3 de biogaz.)
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    Cuve de stockage du digesta et du méthane

Les coûts :

La structure de Migneville est estimée à 125 000€ dont 4700€ d’étude préalable. L’équipement et l’installation représente environ 100 000€. Les 20 000€ restant ont servi au financement du raccordement et des différentes certifications…

L’installation rapporte environ 25 800€. La moitié (12400€) provient de la revente de l’électricité à EDF (7.77c€/KWh) à raison de 20kW pour 8000h. L’autre moitié (13440) provient de l’autoconsommation de la chaleur (estimée à 4c€/kWh).



Cette note a été rédigée à l’intention des élus régionaux Verts par Nicolas GUILLEMET, assistant des groupes VERTS aux conseils régionaux de Bourgogne et de Franche-Comté.
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