Méthanisation

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Ne doit pas être confondue avec la méthanation, procédé industriel de conversion catalytique de l'hydrogène et du monoxyde de carbone en méthane.
Digesteurs anaérobies : Tel-Aviv (Israël).

La méthanisation (ou digestion anaérobie) est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène (anaérobie). Il se produit naturellement dans certains sédiments, les marais, les rizières, les décharges, ainsi que dans le tractus digestif de certains animaux : insectes (termites) ou vertébrés (ruminants…). Une partie de la matière organique est dégradée en méthane, et une autre est utilisée par les micro-organismes méthanogènes pour leur croissance et reproduction. La décomposition n'est pas complète et laisse le « digestat » (en partie comparable à un compost).

La méthanisation est aussi une technique mise en œuvre dans des méthaniseurs où l'on accélère et entretient le processus pour produire un méthane utilisable (biogaz, dénommé biométhane après épuration). Des déchets organiques (ou produits issus de cultures énergétiques, solides ou liquides) peuvent ainsi fournir de l'énergie.

La méthanisation microbienne joue dans la nature un rôle important dans le cycle du carbone et participe au réchauffement climatique.

Approche théorique et scientifique[modifier | modifier le code]

Processus biologique[modifier | modifier le code]

Schéma de la chaîne trophique de la méthanogenèse et ses différentes étapes.

La méthanisation résulte de l'action de certains groupes de micro-organismes microbiens en interaction constituant un réseau trophique. On distingue classiquement trois phases successives[1] :

L'hydrolyse et l'acidogenèse[modifier | modifier le code]

La matière organique complexe est tout d'abord hydrolysée en molécules simples. Cette décomposition est réalisée par des enzymes exocellulaires et peut devenir l'étape limitante dans le cas de composés difficilement hydrolysables tels que la cellulose, l'amidon ou les graisses. Ensuite, ces substrats sont utilisés lors de l'étape d'acidogenèse par les espèces microbiennes dites acidogènes, qui vont produire des alcools et des acides organiques, ainsi que de l'hydrogène et du dioxyde de carbone.

L’acétogenèse[modifier | modifier le code]

L'étape d'acétogenèse permet la transformation des divers composés issus de la phase précédente en précurseurs directs du méthane : l’acétate, le dioxyde de carbone et l’hydrogène. On distingue deux groupes de bactéries acétogènes :

  • Les bactéries productrices obligées d’hydrogène, anaérobies strictes, également appelées OHPA (« Obligate Hydrogen Producing Acetogens »). Elles sont capables de produire de l’acétate et de l’H2 à partir des métabolites réduits issus de l’acidogenèse tels que le propionate et le butyrate. L’accumulation d’hydrogène conduit à l’arrêt de l’acétogenèse par les bactéries OHPA. Ceci implique la nécessité d’une élimination constante de l’hydrogène produit. Cette élimination peut être réalisée grâce à l’association syntrophique de ces bactéries avec des microorganismes hydrogénotrophes.
  • Les bactéries acétogènes non syntrophes dont le métabolisme est majoritairement orienté vers la production d’acétate. Elles se développent dans les milieux riches en dioxyde de carbone. Les bactéries « homo-acétogènes » font partie de ce groupe, elles utilisent l’hydrogène et le dioxyde de carbone pour produire de l'acétate. Elles ne semblent pas entrer en compétition pour l’hydrogène avec les Archaea méthanogènes hydrogénotrophes et sont présentes en quantité beaucoup plus faible dans les biotopes anaérobies.

La méthanogenèse[modifier | modifier le code]

Article détaillé : méthanogenèse.

La méthanogenèse est assurée par des micro-organismes anaérobies stricts qui appartiennent au domaine des Archaea . Cette dernière étape aboutit à la production de méthane. Elle est réalisée par deux voies possibles : l'une à partir de l'hydrogène et du dioxyde de carbone par les espèces dites hydrogénotrophes, et l'autre à partir de l'acétate par les espèces acétotrophes (dites aussi acétoclastes). Leur taux de croissance est plus faible que celui des bactéries acidogènes.

CO2 + 4 H2CH4 + 2 H2O.
CH3COOHCH4 + CO2.

Conditions physico-chimiques[modifier | modifier le code]

La méthanisation est un processus biologique complexe qui nécessite la mise en place de certaines conditions physico-chimiques pour lesquelles la réaction biologique est optimisée. Les Archaea méthanogènes sont des organismes anaérobies stricts. Elles se développent de façon satisfaisante lorsque le potentiel d'oxydo-réduction par rapport à l'électrode normale à l'hydrogène (Eh) du milieu est très bas (-300 mV).

Conditions de température[modifier | modifier le code]

La température cible est dite "température de consigne". deux régimes thermiques sont possibles[2] :

  1. méthanisation mésophile : La méthanisation a généralement lieu en régime mésophile, c'est à dire de 30 à 40 °C.
  2. méthanisation thermophile : Le régime thermophile se passe de 45 à 60 °C, souvent à 55°C, dans une gamme de pH comprise entre 6 et 8 avec un optimum compris entre 6,5 et 7,2.

Conditions de milieu physico-chimique[modifier | modifier le code]

Les Archaea méthanogènes ont des besoins en oligo-éléments particuliers comme le fer, le molybdène, le nickel, le magnésium, le cobalt, le cuivre, le tungstène et le sélénium. La pression partielle d'hydrogène doit rester en dessous de 10−4 bar en phase gazeuse. Le pH a aussi une importance[3].

Ressources méthanisables[modifier | modifier le code]

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Les ressources méthanisables sont des produits d'origine animale, végétale, bactérienne ou fongique, et caractérisées par un certain pourcentage de matière organique (MO), de matière sèche (MS) et un potentiel méthanogène. Elles sont principalement issues de :

  • Produits agricoles : fumier[4], culture intermédiaire à vocation énergétique (CIVE), paille et menue-paille, et autres résidus de culture[5]. En France,150 millions de tonnes de résidus organiques générés chaque année par les activités agricoles pourraient être valorisés en biogaz par procédé de méthanisation,
  • Industrie agroalimentaire : graisses, coproduits et sous-produits de poissons et de viandes, coproduit du lait, coproduits vinicoles, coproduits de la transformation fruits et légumes, coproduits de betteraveries.
  • Assainissement : boues, graisses, produits de vidanges.
  • Ménages : les fractions fermentescibles des ordures ménagères (FFOM) contenue dans les ordures ménagères résiduelles (OMR), biodéchets collectés en mélange avec les déchets verts, biodéchets collectés sélectivement, déchets verts collectés en porte-à-porte (PAP), déchets verts collectés en déchèterie.
  • Collectivités : déchets verts des services techniques des communes.
  • Gestion paysage et environnement : déchets verts d'entreprises de paysage.
  • Gros producteurs : déchets des marchés forains communaux, déchets des marchés de gros, déchets de la restauration commerciale (hôtel, restaurant, restauration rapide, traiteur).
  • Restauration : déchets de restauration collective en enseignement (écoles, collèges, lycées, enseignement supérieur), déchets de la restauration collective en établissement de santé (crèches, hôpitaux, cliniques, maison de retraite, foyers, etc.), déchets la restauration d'administrations ou inter-entreprises.
  • Commerce alimentaire : déchets d'hypermarchés, des supermarchés et magasins multicommerces, des supérettes, des fleuristes, bouchers, boulangers, pâtissiers, primeurs, charcutiers-traiteurs, magasins d'alimentation générale, etc.

Utilisations pratiques[modifier | modifier le code]

Méthaniseurs à Neuhaus (Oste).
Méthaniseur (Allemagne).
Entrepôt de Biomasse à méthaniser près de Hanovre.

Méthanisation et dépollution[modifier | modifier le code]

La méthanisation, en tant que bioprocédé, peut être mise en œuvre dans un digesteur, pour dépolluer des rejets chargés en matière organique tout en produisant de l'énergie sous forme de méthane. Elle permet de traiter des rejets aussi divers que les eaux usées, les boues de stations d’épuration, les déjections animales, les déchets de l’industrie agro-alimentaire, les déchets de cuisine[6], les ordures ménagères, les déchets agricoles, etc.

La méthanisation avec valorisation du biogaz produit (production d'énergie thermique et/ou électrique par combustion directe du méthane ou dans des moteurs thermiques) a toute sa place parmi l'ensemble des diverses solutions de production d'énergie renouvelable en permettant d'atteindre trois objectifs complémentaires : produire de l’énergie, réduire la charge polluante des déchets et des effluents et également, selon la nature du produit de départ, produire un digestat stabilisé utilisable comme fertilisant ou amendement organique.

Cependant l'azote des digestats (nitrate) est soluble et risque d'être lessivable et non retenu durablement par le sol.

Aujourd’hui les principales applications industrielles de la méthanisation pour le traitement de rejets identifiées par l’Agence gouvernementale de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie (ADEME) sont : la digestion agricole (déjections animales), la digestion des déchets solides ménagers et assimilés (biodéchets), la digestion des boues d'épuration urbaines et la digestion des effluents industriels. Concernant ce dernier domaine d’application, la méthanisation est un traitement très compétitif par rapport à l’épuration aérobie. Elle est appliquée principalement pour traiter les effluents des industries agroalimentaires fortement chargés et les effluents de la fermentation (75 % des digesteurs à forte charge en opération en 2006).

L'utilisation du méthane, produit à partir de la méthanisation des boues de stations d'épuration, pour le fonctionnement des bus urbains connaît un essor important dans certaines villes de France comme Lille. L'amélioration et la réduction des coûts des techniques de séparation membranaire des gaz devraient permettre d'envisager la possibilité d'une purification du biogaz sur le site de production.

Méthanisation d'effluents liquides[modifier | modifier le code]

La méthanisation permet de traiter les effluents liquides, même lorsqu'ils sont chargés en matière en suspension. C'est par exemple le cas des effluents d'élevage (lisiers)[7], et des boues de stations d'épuration (STEP) (souvent des boues mixtes qui rassemblent les boues primaires et les boues biologiques). La méthanisation est également largement appliquée aux traitement des effluents agro-alimentaires[8]. Ces matières de base dont on dispose en général de façon régulière peuvent être complétées de divers déchets organiques, et en particulier de graisses dont le pouvoir méthanogène est fort (issues par exemple d'abattoirs, ou du prétraitement des stations d'épuration). L'état liquide du mélange permet un brassage pour obtenir une bonne homogénéité de la matière et de la température.

La méthanisation des effluents s'est appuyée sur le développement des procédés intensifs dans lesquels la biomasse anaérobie est structurée, en agrégats granulaires très denses (procédés UASB, EGSB)[9], ou sous la forme de biofilms adhérant à des supports dédiés[10].

Méthanisation des déchets solides[modifier | modifier le code]

La méthanisation des déchets solides s'applique à la plupart des déchets organiques. Cette technique s'applique à la fraction fermentescible des déchets qui doit être triée et recueillie par une collecte séparative, avant d'être méthanisée. Selon la provenance, on distingue différents types de déchets :

  • Municipaux : déchets alimentaires, journaux, emballages, textiles, déchets verts, sous-produits de l'assainissement urbain ;
  • Industriels : boues des industries agroalimentaires, déchets de transformation des industries végétales et animales, fraction fermentescible des déchets industriels banals (DIB) ;
  • Agricoles : déjections d'animaux, substrats végétaux solides (dont résidus de cultures, ligneux déchiquetés…) ;
  • Littoraux : algues de marées vertes.

On parle généralement de méthanisation solide lorsque les déchets à digérer ont un taux de matière sèche au-dessus de 15 à 20 %.

Méthanisation mixte (de déchets liquides et solides)[modifier | modifier le code]

Des expériences ou tentatives de mutualisation de méthaniseurs existent pour, par exemple, co-méthaniser des déchets organiques classiques (issus des ordures ménagères résiduelles et des biodéchets) et des boues de station d'épuration, comme l'envisagent, en région parisienne, les syndicats d’assainissement (Siaap) et des déchets (Syctom) à horizon 2018 (projet de 90 millions d'euros)[11].

Aides publiques à la méthanisation[modifier | modifier le code]

En 2011, à la suite du Grenelle de l'environnement et des lois Grenelle (23 % d’énergie renouvelable dans le mix énergétique de la France en 2020, soit une puissance électrique installée de 625 MW en 2020 et une production de chaleur de 555 kilotonnes équivalent pétrole par an pour le biogaz[12]), le tarif d'achat de l'électricité produite par méthanisation a été relevé (+ 20 % en moyenne) pour les « petites et moyennes installations agricoles » (équivalent, selon le gouvernement à un soutien de 300 M€/an) en complément des aides de l'Ademe, des collectivités et du ministère de l’Agriculture.

Dans divers pays (dont la France) l'injection de biométhane dans les réseaux publics de gaz naturel est autorisée et bénéficie d'un tarif d'achat, et d'une « garantie d'origine » pour assurer sa traçabilité[13]. À certaines conditions, la méthanisation est maintenant reconnue comme « activité agricole » par la loi de modernisation de l'agriculture et de la pêche (LMAP).

En France, l'Ademe et les Conseils régionaux aident la méthanisation depuis plusieurs années via des subventions et l'accompagnement des projets, etc. Ainsi la région Midi-Pyrénées s'est engagée mi-2013 à soutenir (pour 8 millions d'euros) la création de 100 unités de méthanisation avant 2020 (via une convention cosignée avec les ministres de l’Écologie et de l’Agriculture, dans le cadre du plan national EMAA (lancé en mars 2013)[14] visant 1 000 installations nouvelles avant 2020[15].

Réalisations industrielles (hors micro-méthanisation)[modifier | modifier le code]

Applications agricoles[modifier | modifier le code]

En 2009, la méthanisation « à la ferme » était bien moins développée en France qu'en Allemagne : seule une dizaine de petites installations étaient en service. Elle est depuis en fort développement, soit avec des projets individuels à la ferme, soit des projets collectifs ou territoriaux qui associent plusieurs agriculteurs et d'autres acteurs du territoire. On compte en 2015-2016 plus de 50 nouveaux sites par an. En France un logiciel baptisé Méthasim[16] permet de faire des simulations technico-économiques de projets de méthanisation à la ferme.

Le plan de lutte contre la prolifération des algues vertes inclut la méthanisation comme moyen de traitement mais la production de méthane n'élimine pas l'azote, retrouvée dans le digestat (résidu liquide de la méthanisation).

Atouts de la méthanisation agricole 
  • Diversification des activités et des sources de revenus complémentaires à moyen et long terme pour l’exploitant qui bénéficie d’un contrat de reprise d’électricité au tarif garanti 15 ans par les pouvoirs publics, ce qui sécurise l'investissement ;
  • Acquisition d’une autonomie de l’exploitation pour la production de chaleur (dans un contexte d’augmentation du prix des énergies fossiles).
  • Amélioration de la valeur agronomique des lisiers et fumiers (désodorisation, conservation des éléments structurant pour le sol, assimilation facilitée de l’azote par les plantes ce qui réduit les pertes vers les nappes phréatiques) ;
  • Valorisation de la ressource en matière organique des exploitations ;
  • Valorisation des investissements réalisés lors de la mise aux normes des bâtiments ;
Enjeux collectifs 
  • Contribution à la transition énergétique avec une énergie verte issue de ressources organiques renouvelables ;
  • moindres émissions de gaz à effet de serre en remplaçant des énergies fossiles par une énergie renouvelable tout en limitant les émissions de méthane lors du stockage des effluents d’élevage ;
  • solution alternative et locale au traitement de déchets organiques.
Enjeux pour le territoire 
  • Autonomie énergétique des territoires (maîtrise du coût de l'énergie, énergie décarbonée et attrait pour de nouvelles entreprises) ;
  • Création et/ou maintient d'emploi (équipementier pour une nouvelle activité, maintenance, bureau d’études, emplois locaux non délocalisables liés à la diversification d'activités agricoles ou artisanales…) ; Selon Alexandre Dubreuil (GRDF) en 2018 « en moyenne, un à trois emplois sont créés par méthaniseur installé » et GRDF accompagnera les agriculteurs pour raccorder leurs installations au réseau de gaz ; à ce titre « La prise en charge de 40 % des coûts de raccordement, annoncée par l’État en fin 2017, est une très bonne nouvelle pour le secteur » [17].
  • valorisation et gestion plus soutenable des déchets, réduction des coûts de transport….

En 2008, la méthanisation devient une activité agricole[18] et bénéficie depuis 2011 d'un arrêté[19] qui augmente les tarifs de rachat.

Gisement de déchets[modifier | modifier le code]

Application agricole d'un digesteur d'ensilage de maïs situé près de Neumünster en Allemagne (2007). Un réservoir de biogaz (en vert) est placé sur le sommet du digesteur.

Le gisement de déchets agricoles est important :

  • déjections animales,
  • résidus de cultures,
  • les biodéchets d'industries agro-alimentaires,
  • les cultures destinées à l'alimentation du bétail.

Implantation des unités de production[modifier | modifier le code]

En Europe fin 2002, 78 unités industrielles de méthanisation de déchets ménagers et assimilés étaient en service pour une capacité de traitement de 2,3 millions de tonnes de déchets par an. Les nouvelles capacités installées en 2002 s'élevaient à 813 000 tonnes par an.

En France[modifier | modifier le code]

Après avoir pris un certain retard par rapport à d'autres pays d'Europe du Nord ou à l'Italie, cette filière est en plein développement.

Selon le Think Tank France-Biométhane, fin 2017, la France comptait 44 sites produisant du biométhane et « Fin 2018, ce sont une petite centaine d’unités qui sont attendues »[20].

Le législateur compte sur la méthanisation (entre autres sources d'énergies dites vertes ou bioénergies) pour remplir les engagements français et internationaux pour le climat et l'énergie, pour décarboner la production d’électricité et pour stabiliser le revenu agricole.

En 2017, la FNSEA et GRTgaz proposaient trois actions conjointes pour le biométhane agricole : 1) favoriser le financement de projet ; mieux accompagner les agriculteurs, et développer la R&D[20].

Début 2018 (le 1er février) un groupe de travail sur la méthanisation, a été installé par le gouvernement ; Présidé par le secrétaire d’État Sébastien Lecornu et associant « les gestionnaires de réseau, fédérations professionnelles, parlementaires, collectivités, associations de défense de l’environnement, établissements bancaires ou encore établissements publics et administration » : cinq commissions techniques restreintes doivent préparer un plan d’action opérationnel avant le Salon de l'agriculture 2018 (24 février-4 mars). Ce plan doit proposer des solutions politiques ou réglementaires à des problèmes anciens pour développer la filière (seront évoqués : Simplification de la réglementation, financement, raccordement et bioGNV)[20].

En 2018 Nicolas Hulot annonce un « Plan de libération des énergies renouvelables » (26 mars) qui devrait s'appuyer sur 15 propositions de soutien à la filière, agricole notamment, faites par un groupe de travail lancé en février par Sébastien Lecornu (secrétaire d'État) : Aides et simplification administrative via un « guichet unique » pour l'instruction des dossiers réglementaires, moindres délais d'instruction (passer de un an à 6 mois), relèvement du seuil applicable à la déclaration des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE) à 100 tonnes par jour (60 t/j aujourd’hui), accès au crédit (pour la méthanisation agricole + complément de rémunération pour les petites installations) ; Permettre les mélanges d'intrants tels que boues de stations d'épuration et biodéchets (point sur lequel la FNSEA émet « de fortes réserves » , préférant une « réglementation ferme qui garantit un épandage fiable, gage d'une production alimentaire de qualité » ; formation (notamment pour les acteurs agricoles) afin de structurer et professionnaliser la filière.

Ceci doit aussi alimenter les travaux de la programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), et de la future « feuille de route » 2019-2023 de la transition énergétique. La FNSEA s'est « réjoui de ces avancées, hormis concernant le mélange de boues d’épuration et de biodéchets »[21]. Elle estime aussi qu’il faudrait permettre aux producteurs agriculteurs «  de fixer annuellement leur capacité maximale de production, et non plus mensuellement, et de leur donner la possibilité d'avoir plus de visibilité en contractualisant l'achat de biogaz sur 20 ans, contre 15 ans aujourd'hui » [22].

Intégration au territoire[modifier | modifier le code]

Les biodéchets et déchets agricoles nécessaires à la méthanisation sont souvent diffus et leur quantité et qualité varie selon le territoire et les saisons. Les valorisations du biogaz sont peu transportables et s’associent mal à l'idée de flux (si ce n'est localement pour l'acheminement des déchets jusqu'à l'unité de méthanisation, puis du biogaz jusqu'aux zones de consommation).

L'implantation d'une unité de méthanisation obéit donc à une logique territoriale d'offre (gisement local de déchet ou d'autres biomasses « méthanisables », proximité d'un réseau de gaz) et de demande (besoin du territoire en gaz, électricité, digestats...).

La volonté politique des acteurs locaux permet alors de développer cette filière qui peut être source de développement local. En effet le plan d'approvisionnement en produits méthanisables n'est généralement rentable que pour de courtes et moyenne distances de transport. La filière met en relation des acteurs fournissant la matière organique, et ceux qui utiliseront le biogaz et le digestat (des collectivités territoriales aux agriculteurs ou leurs groupement, en passant par les industriels, le secteur du traitement des déchets jusqu'aux constructeurs d'usines de méthanisation et ménages consommant l'énergie produite). Ceci suppose une logique territoriale avec en amont, une collecte des substrats organiques nécessaires à la production de biogaz, puis le processus en lui-même, suivi de la transformation des produits et enfin leur valorisation. La législation sur les déchets évolue vers un tri en amont, qui facilitera l'organisation de la méthanisation et améliorera la qualité des digestats.

La filière représentait plus de 1 000 emplois directs en 2010. Elle pourrait en créer 17 000 d'ici 2020 si les objectifs fixés par le gouvernement en 2010 sont atteints[23].

Applications municipales[modifier | modifier le code]

La France a été le premier pays à se lancer dans la méthanisation des déchets ménagers (en 1988 à Amiens avec Valorga). Depuis 2002, d'autres installations ont été mises en service : Varennes-Jarcy, Le Robert (Martinique), Calais, Lille, Montpellier, Marseille et une vingtaine d'autres sont à l'étude ou en construction dans toute la France. L'usine de Romainville, dont la construction, initialement prévue pour 2010 mais reportée, traitera près de 400 000 tonnes d'ordures ménagères.

Depuis une trentaine d’années, les installations industrielles traitant la biomasse-déchet solide et/ou certaines boues d'épuration ont montré leur rentabilité économique, une fois lancées avec des aides publiques.

Selon leur provenance, les déchets non-triés à la source doivent subir un prétraitement et/ou un post-traitement mécanique (tri mécano-biologique avec séparation, triage, réduction de la taille par broyage, criblage par la taille et/ou pasteurisation). Certaines unités traitent des biodéchets constitués de matières organiques triées à la source. C'est le cas des sites de Lille ou Forbach par exemple.

Le digestat sorti du digesteur ou réacteur doit être déshydraté et mis en tunnels de maturation étanches et bien ventilés, pour achever la réaction anaérobie et commencer une phase de compostage[24]. Il devient alors un déchet traité et stabilisé qui a une certaine valeur d'amendement organique (riche en azote) et dans une certaine mesure comparable à un compost si on lui a rajouté du carbone ; il peut être utilisé pour des cultures alimentaires (ou non alimentaires comme les espaces verts) selon la réglementation, la nature des produits traités et les analyses de ce digestat. Les normes NF U 44-051 et NF U 44-095 encadrent la valorisation agronomiques des digestats « urbains » (déchets verts, biodéchets issus des ordures ménagères) et des digestats de boues d'épuration, en raison de la présence dans ces boues de résidus médicamenteux, de métaux lourds et d'autres résidus chimiques nocifs.

En 2011, la France recensait 197 installations de méthanisation, dont 80 dans le secteur industriel, 41 à la ferme, 7 installations centralisées ou territoriales1, 60 stations d'épuration et 9 centres de traitements d'ordures ménagères. 46 installations sont en construction, essentiellement dans le secteur agricole. Le secteur industriel est assez représenté car ce sont les premières unités à s'installer pour les raisons citées dans la première partie[25]. Mais la filière est en très forte croissance sur le secteur agricole, avec près de 50 nouvelles unités en 2012 et un très fort intérêt du monde agricole, et une diversification des valorisations du biogaz: cogénération, injection dans le réseau de gaz naturel après épuration (biométhane), et utilisation carburant (bioGNV).

Des firmes industrielles ont mis en œuvre des solutions de méthanisation industrielle, notamment de méthaniseurs et de systèmes de tri mécano-biologiques. Elles sont situées en France, en Allemagne, en Suisse, en Suède, en Espagne[26]etc.

Installation classée pour la protection de l'environnement[modifier | modifier le code]

Selon la législation française, les installations de méthanisation de déchets non dangereux ou de matière végétale brute (à l'exclusion des installations de méthanisation d'eaux usées ou de boues d'épuration urbaines lorsqu'elles sont méthanisées sur leur site de production) sont des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE). En effet, ce type d'installation est concerné par la rubrique no 2781 de la nomenclature des installations classées, qui est divisée en deux sous-catégories[27] :

  • Rubrique no 2781-1 (« méthanisation de matière végétale brute, effluents d'élevage, matières stercoraires, lactosérum et déchets végétaux d'industries agroalimentaires ») :
    • Les installations ayant une quantité de matière traitées supérieure ou égale à 100 tonnes/jour sont soumises à autorisation préfectorale.
    • Les installations ayant une quantité de matière traitées comprise entre 30 et 100 tonnes/jour sont soumises à enregistrement.
    • Les installations ayant une quantité de matière traitées inférieure à 30 tonnes/jour doivent être déclarées et réaliser un contrôle périodique.
  • Rubrique no 2781-2 (« méthanisation d'autres déchets non dangereux ») :
    • Les installations ayant une quantité de matière traitées supérieure ou égale à 100 tonnes/jour sont soumises à autorisation préfectorale.
    • Les installations ayant une quantité de matière traitées inférieures à 100 tonnes/jour sont soumises à enregistrement.

Les autorisations ou enregistrements sont délivrés sous la forme d'arrêtés préfectoraux afin d'imposer aux exploitants le respect d'un certain nombre de prescriptions techniques, notamment celles de l'arrêté ministériel du fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de méthanisation soumises à autorisation en application du titre Ier du livre V du code de l'environnement[28] ou celles de l'arrêté ministériel du relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées relevant du régime de l'enregistrement au titre de la rubrique no 2781[29].

Les exploitants des installations soumises à déclaration doivent quant à eux respecter les prescriptions techniques de l'arrêté ministériel du 10 novembre 2009 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de méthanisation soumises à déclaration sous la rubrique no 2781-1[30].

L'instruction des demandes d'autorisation ou d'enregistrement ainsi que le contrôle du respect des prescriptions techniques par les exploitants sont réalisés par l'inspection des installations classées[31].

En Europe[modifier | modifier le code]

La production d’énergies renouvelables dont le biogaz s’est bien développée dans certains pays de l’Union européenne (UE) et on a une croissance depuis ces dernières années car en plus de l’activité première de la production de biogaz (dépollution et traitement des déchets), le biogaz a une activité de production d’énergie.

L’Allemagne et le Royaume-Uni sont les deux pays les plus avancés au niveau du développement de la filière du biogaz ; cette dernière installant la première centrale au monde sur le site de l’ancienne base aérienne de RAF Eye en 1992 ; d’autres pays ont des programmes et des politiques spécifiques en matière de biogaz tels l’Espagne, l’Italie, le Danemark, les Pays-Bas, la Suède, la Pologne, la Suisse ou encore l’Autriche. Depuis les années 2000, l’UE est devenue la principale productrice de biogaz – devant les États-Unis – avec plus de la moitié de la production mondiale. En effet, le développement du biogaz à l’échelle européenne s’est fait par une volonté de certains pays à établir – grâce au livre blanc de 1997 – une stratégie et un plan d’action communautaire en matière d’énergies renouvelables. La production de biogaz répond aussi à d’autres objectifs fixés par l’UE :

  • une production en énergie renouvelable de 20 % de la consommation brute d’énergie d’ici 2020 (Directive énergie renouvelable (2009/28/CE))
  • un programme de développement des filières renouvelables (Directive européenne énergie renouvelable (2009/20/CE)) ayant conduit à l’adoption d’une feuille de route biogaz dans le plan d’action national des énergies renouvelables qui permet de guider les États.
  • une réduction de la mise en décharge des déchets biodégradables (Directive décharge 1999/31/CE), un recyclage et une valorisation des déchets (Directive déchets 2008/98/CE).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. R. Moletta, La Digestion anaérobie : du plus petit au plus grand, Biofutur, 1993.
  2. Solagro (2001), "La digestion anaérobie des boues urbaines ; état des lieux, état de l'art". PDF, 36 pages
  3. Kalloum S, Khelafi M, Djaafri M, Tahri A & Touzi A (2007). Étude de l’influence du pH sur la production du biogaz à partir des déchets ménagers. Revue des Énergies Renouvelables, 10(4), 539-543.
  4. DEGUEURCE, Axelle, CAPDEVILLE, Jacques, PERROT, Christophe, BIOTEAU, Thierry, MARTINEZ, José et PEU, Pascal,, « Fumiers de bovins, une ressource à fort potentiel pour la filière de méthanisation en France ? », Sciences Eaux & Territoires, Antony, Irstea,‎ (ISSN 1775-3783, DOI 10.14758/SET-REVUE.2016.HS.02, lire en ligne)
  5. « Pailles et autres déchets agricoles solides : une manne pour booster la production de biogaz », Dossier « Des déchets plein de ressources », sur irstea.fr, (consulté le 13 août 2018)
  6. Noriko Osaka & al. « Development of an anaerobic hydrogen and methane fermentation system for kitchen waste biomass utilization » ; World renewable Energy Congress 2011, Suède, 8-13 mai 2011, Linköping, Bioenergy Technology (BE).
  7. Debot-Ducloyer N., 2011 : « Nouvelles énergies : Géotexia, dans le cochon tout est bon [reportage à Saint-Gilles-du-Mené] » Alim'agri, magazine du Ministère de l'agriculture, de l'alimentation, de la pêche, de la ruralité et de l'aménagement du territoire no 1550 (octobre-novembre-décembre 2011) - p. 48-49.
  8. Bernet, N., Paul, E. 2006 « Application of biological treatment systems for food-processing wastewaters », dans Advanced Biological Treatment Processes for Industrial Wastewaters, F. Cervantes, S. Pavlostathis, and A. van Haandel (ed.), IWA Publishing, London, 237-262.
  9. Lettinga, G. 1995. « Anaerobic digestion and wastewater treatment systems ». Antonie van Leeuwenhoek, 67, 3-28.
  10. Cresson, R. 2006. « Étude du démarrage de procédés intensifs de méthanisation - Impact des conditions hydrodynamiques et de la stratégie de montée en charge sur la formation et l'activité du biofilm ». Sciences et procédés biologiques et industriels. Montpellier, Université Montpellier II. Thèse : 272 p.
  11. Albane Canto, « Méthanisation : Le Syctom et le Siaap lancent un appel d'offres pour un pilote de co-méthanisation », Environnement Magazine, publié le 28 octobre 2016.
  12. COMOP 10
  13. Site du Club Biogaz, avec lien vers les textes réglementaires et documents utiles.
  14. « Le plan énergie Méthanisation Autonomie Azote », sur agriculture.gouv.fr, (consulté le 13 août 2018)
  15. Communiqué de la région Midi-Pyrénées.
  16. Il s'agit d'un calculateur mis au point par calculateur est le fruit d’une collaboration entre AILE, Chambre Régionale d’Agriculture de Bretagne, l’Ifip (responsable du projet), l’Institut de l’Elevage, l’ITAVI, SOLAGRO et TRAME.
  17. Environnement-Magazine (2018) Méthanisation : GRDF signe des conventions avec l’Inra, la FNSEA et les Chambres d’agriculture , par Eva Gomez, publié le 02 mars 2018, consulté le 02 avril 2018
  18. Voir Berger et Couturier (2008).
  19. arrêté du 19 mai 2011 relatif aux conditions d'achat de l'électricité produite par les installations qui valorisent le biogaz
  20. a, b et c (2018) Dans le cadre du groupe de travail sur la méthanisation lancé le 1er février dernier par le secrétaire d’État Sébastien Lecornu, le Think Tank France Biométhane a formulé une trentaine de propositions selon six axes de travail ; Environnement magazine
  21. FNSAE (2018) Communiqué intitulé Méthanisation : des mesures attendues qu’il faut maintenant mettre en œuvre du 26 mars 2017
  22. Communiqué de presse - Plan de libération des énergies renouvelables : Sébastien Lecornu présente les 15 conclusions du groupe de travail « méthanisation » (pdf - 99.48 Ko)] ; Conclusion du groupe et dossier de presse
  23. Étude Emploi, Club Biogaz, 2011.
  24. Voir InfoEnviro Ecoparque Montcada i Reixac.
  25. « État des lieux de la méthanisation en France », Club Biogaz ATEE, 2011.
  26. voir InfoEnviro article sur Barcelone.
  27. « 2781. Installation de méthanisation de déchets non dangereux ou de matière végétale brute, à l'exclusion des installations de méthanisation d'eaux usées ou de boues d'épuration urbaines lorsqu'elles sont méthanisées sur leur site de production », sur ineris.fr (consulté le 9 juillet 2018)
  28. « Arrêté du 10/11/09 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de méthanisation soumises à autorisation en application du titre Ier du livre V du code de l'environnement », sur ineris.fr (consulté le 21 mai 2016)
  29. « Arrêté du 12/08/10 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de méthanisation relevant du régime de l'enregistrement au titre de la rubrique no 2781 de la nomenclature des installations classées pour la protection de l'environnement », sur ineris.fr (consulté le 9 juillet 2018)
  30. « Arrêté du 10/11/09 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de méthanisation soumises à déclaration sous la rubrique no 2781-1 », sur ineris.fr (consulté le 21 mai 2016).
  31. « Missions », sur installationsclassees.developpement-durable.gouv.fr (consulté le 21 mai 2016).

Sources[modifier | modifier le code]

  • Sylvaine Berger et Christian Couturier, La Méthanisation en milieu rural, Tec&Doc, Lavoisier, coll. « La méthanisation », , 532 p., 16 × 25, relié (ISBN 978-2-7430-1036-2), 235-250, chap. 10
  • René Moletta et al., La Méthanisation, Tec&Doc, Lavoisier, , 532 p., 16 × 25, relié (ISBN 978-2-7430-1036-2, présentation en ligne). 
  • (es) « Ecoparque Montcada i Reixac : Centro Métropolitano n° 2 de procesamiento integral de basuras municipales », InfoEnviro, Madrid,‎ .  A été traduit en français par Raymond Gimilio.
  • Dominique Champiat et al., Biologie des eaux : méthodes & techniques, Masson, , 374 p., 16 × 24, relié (ISBN 2-225-81199-7)
  • Revue Bioénergie International no 18, comprend une carte de France des grandes installations de biométhanisation

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Bibliographie[modifier | modifier le code]