Principes de la méthanisation avec du fumier de cheval

Au 1^er janvier 2021, la France compte 1 075 unités de méthanisation :

• 214 unités valorisent le biogaz produit en injection, soit 20% du parc.
• 861 unités valorisent le biogaz en cogénération (électricité + chaleur), soit 80% du parc.

Le nombre d’unités fonctionnant en injection a augmenté de 74% en 2020, contre 11% pour les unités en cogénération.

La méthanisation est un procédé biologique de valorisation des matières organiques. En l’absence d’oxygène (digestion anaérobie), la matière organique est partiellement dégradée par des bactéries.

À l’issue de ce procédé, on obtient deux produits :

• Le biogaz ⇒ une énergie renouvelable composée majoritairement de méthane (CH₄), à hauteur de 50 à 60%, et de gaz carbonique (CO₂), à hauteur de 40 à 50%.
• Le digestat ⇒ un fertilisant organique valorisable en agriculture, qui contient de la matière organique non dégradée, des matières minérales (N, P, K…) et de l’eau.

La méthanisation est une solution pour le recyclage et la valorisation des déchets organiques des exploitations agricoles, mais également des collectivités et des industries agroalimentaires.

• La chaudière ⇒ production de chaleur sous forme d’eau chaude à 80°C. Nécessite des besoins de chaleur importants sur le site même de l’unité de méthanisation.
• La cogénération ⇒ production d’électricité et de chaleur sous forme d’eau chaude sur le site de méthanisation. C’est la voie de valorisation la plus utilisée à ce jour en France.
• L'injection ⇒ injection du biogaz dans les réseaux de distribution et de transport de gaz naturel, après épuration de celui-ci. C’est la voie de valorisation qui se développe le plus ces trois dernières années.
• Le Gaz Naturel pour Véhicules (GNV) ⇒ utilisé comme carburant pour les véhicules après épuration.

Atouts

• Le traitement de proximité des déchets organiques.
• La diminution de la quantité de déchets organiques à traiter par d’autres filières.
• La diminution des émissions de gaz à effet de serre (GES) par substitution à l’usage d’énergies fossiles ou d’engrais chimiques.
• Le traitement possible des déchets organiques graisseux ou très humides, non compostables en l'état.
• La limitation des émissions d’odeurs des matières à l’épandage, puisque les acides gras volatils (AGV), responsables des nuisances olfactives, sont digérés lors du procédé de méthanisation.
• La double valorisation de la matière organique et de l’énergie produite est l’intérêt spécifique de la méthanisation par rapport à d’autres filières de traitement.
• La production d'énergie renouvelable, permettant de participer aux atteintes des objectifs ambitieux de la France, des régions et des territoires locaux.
• La rémunération supplémentaire grâce aux tarifs de rachat des énergies (électricité et gaz).

Contraintes

• Procédé peu efficace sur un mono-intrant (sauf pour le lisier). Une codigestion d’un mélange de déchets organiques est à privilégier pour permettre d’optimiser la production de biogaz.
• Nécessite une surveillance régulière de l’installation et de la main d’œuvre pour incorporer les matières tous les jours (ou deux jours).
• Coût d'investissement élevé, qui est de minimum 200 000 € pour les plus petites unités à la ferme.
• Montage du projet et études estimés à environ 3 ans.

La méthanisation est un mode de traitement des déchets ou sous-produits organiques. Toutes les matières organiques fraîches - exceptées les matières fortement ligneuses (bois, branches…) - peuvent être méthanisées :

• Les matières de l’exploitation : effluents d’élevage, résidus de cultures, ensilages, cultures dérobées…
• Les déchets d’industries agro-alimentaires et de collectivités : issues de silos, tontes de pelouses, déchets de brasseries…
• Les boues de stations d’épuration.

Cette liste n’est pas exhaustive. Plus de 465 matières différentes peuvent être incorporées en méthanisation.

Broyage

Les matières les plus fibreuses, comme le fumier équin riche en paille, peuvent être broyées finement afin de faciliter leur incorporation dans le digesteur. Les broyeurs permettent une réduction de la consommation énergétique en agitation et en pompage, étant donné que la matière est plus fine et plus digestible.

Hygiénisation/pasteurisation

Les sous-produits animaux (SPAN) sont portés à une température minimale de 70°C pendant une heure sans interruption avant d’entrer dans le digesteur. Pour être hygiénisées, les matières doivent au préalable être broyées à une taille maximale de 12 mm.

Ce prétraitement est obligatoire dans le cadre de la mise en marché européen du digestat produit. Une dérogation nationale (Arrêté du 09/04/2018) permet d’utiliser le digestat dit « non transformé » (non pasteurisé selon les textes règlementaires) à destination des sols agricoles français uniquement. Cependant, au-delà d’un tonnage entrant d’effluents d’élevage de plus de 30 000 t/an dans la même unité de méthanisation ou provenant de plus de 10 élevages différents, la pasteurisation reste obligatoire.

Réglementation ICPE

Les installations de méthanisation sont soumises à la réglementation ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement). Les installations de méthanisation dépendent de la rubrique 2781. Les arrêtés de prescription de cette rubrique ont été révisés en date du 17 juin 2021. Les installations sont soumises à différents régimes (D pour Déclaration, E pour Enregistrement et A pour Autorisation) en fonction de la nature des matières traitées et de la quantité journalière incorporée.

Mode de contractualisation pour les structures équines

Afin de sécuriser les partenariats avec une unité de méthanisation, il est nécessaire de rédiger un contrat de fourniture de matière. Ce contrat précise la quantité et la qualité du gisement à fournir, la fréquence des apports, la prise en charge du transport de la matière, les modalités d’échange avec du digestat, les modalités financières et la durée du partenariat.

Fournisseur de fumier dans une unité de méthanisation à proximité

Fournir une unité de méthanisation en fumier équin est la solution la plus simple pour une structure équine possédant peu de matières. Ce système permet de trouver une voie de valorisation au fumier équin sans être obligé de gérer une installation de méthanisation. De plus, ce système est particulièrement adapté aux structures équines ne possédant pas de surface pour implanter une unité de méthanisation. Des dons gratuits, des échanges avec de la paille, du foin ou du digestat peuvent être envisagés avec les exploitants d’unités de méthanisation. Ces conditions sont à définir en fonction de plusieurs éléments : qualité du fumier, distance par rapport à l’unité de méthanisation, échange fourrage/fumier, restitution du digestat sur les sols de l’exploitation équine.

Projet de méthanisation sur la structure équine

La création d'une unité de méthanisation sur la structure équine permet de traiter les fumiers sur place et donc d’éviter le transport. Ce système exige de la surface, le respect des distances d’implantation (règlement ICPE) et du personnel dédié à la gestion de l’unité (approvisionnement, suivi, maintenance).

Afin de monter ce type de projet, les porteurs de projet peuvent se faire accompagner par des bureaux d’études qui évaluent la faisabilité du projet, engagent les démarches administratives et conseillent le porteur du projet tout au long du projet.

La durée du montage d’un projet de méthanisation est estimée à environ trois ans. Ces projets sont longs car les dossiers administratifs nécessitent des temps de recours parfois de plusieurs mois. La demande de subvention peut être une étape assez longue, puisqu’un appel à projets est ouvert qu’une seule fois par an pour ce type d’installation.

Le montant de l’investissement d’une unité de méthanisation est compris entre 200 000 € pour les plus petites unités et plusieurs millions d’euros pour les grosses installations (collectifs agricoles ou unités territoriales).