Le Biogaz

La mise en évidence de l'augmentation de l'effet de serre, puis la prise de conscience de ce phénomène par le grand public, on conduit à rechercher les sources de gaz à effet de serre . En septembre 2006 un article de Libération ( Guerre aux pets en Océanie) jetait la suspicion sur les ruminants, producteurs de méthane, qu'en est-il?

Importance du méthane parmi les GES

Au niveau mondial, le méthane participerait pour 15 % à l'augmentation de l'effet de serre, ce n'est pas le plus important mais il est 21 fois plus actif que le dioxyde de carbone,(Joussaume 1993).

Mondialement, on évalue à 75 millions de tonnes le CH4 émis par les herbivores à égalité avec les rizières qui relâchent à elles seules plus de 70 millions de tonnes de méthane par an. Dans leur cas, un double mécanisme entre en jeu : d'une part, la production de CH4 par le sol lui-même, à partir de la fermentation de la matière organique qu'il renferme ; d'autre part, le transport de ce CH4 depuis le sol jusqu'à l'atmosphère, transport qui dépend largement des caractéristiques physiologiques du plant de riz (profondeur des racines, ramification des mêmes racines, etc.). Toutes les études montrent que les techniques de culture faisant appel à l'irrigation, à la fertilisation et aux phytosanitaires sont les plus méthanogènes. Or, ce sont justement celles ci qui continuent de progresser partout dans le monde.

En France

Une première étude a permis d'évaluer avec précision les émissions annuelles de méthane d'origine digestive par les bovins en France et les variations selon le type d'animal et le niveau de production (Vermorel 1995a). Il était nécessaire d'évaluer également les émissions de méthane par les ovins (16 millions de têtes), les caprins (plus d'un million de têtes) et par les équins, en raison de leur taille, voisine de celle des bovins, et de leur nombre (plus de 500 000)

Ainsi, les émissions totales annuelles de méthane par les herbivores s'élèvent à un peu plus de 2 milliards de m3, dont 91 % par les bovins, 7 % par les ovins, 1 % par les caprins et 0,6 % par les équins. chez les chevaux, les constituants cytoplasmiques (glucides solubles dans l'eau, amidon, matières azotées, matières grasses) des végétaux sont digérés par voie enzymatique dans l'intestin grêle, sans production de méthane. De plus, la dégradation fermentaire des parois végétales est plus faible chez les chevaux que chez les ruminants (Martin-Rosset et al 1984). Enfin, les bactéries méthanogènes sont présentes en quantité beaucoup plus faible dans le caecum du cheval que dans le rumen.

La production totale de biométhane en France représente aujourd’hui 2 758 000 tonnes, dont :

* 1 900 000 tonnes générées par l'agriculture (essentiellement l'élevage)

* 496 000 tonnes provenant des déchets stockés en décharges

* 151.000 tonnes venant des boues et effluents des stations d’épuration)


Sur ce total:
- 82 % sont émis vers l’atmosphère
- 18 % de cette quantité, soit 496 000 tonnes, sont collectés (Centres d'enfouissement et digesteurs)

143.000 tonnes (soit l’équivalent de 168.000 tonnes de pétrole) sont valorisées,
le reste est brulé en torchère

Perspectives du biogaz
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). Ce gaz est l'un des plus puissants gaz à effet de serre, d'où 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.
La ressource potentielle est gigantesque, puisqu'elle est constituée par la totalité de la matière organique susceptible de subir une décomposition anaérobie: 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
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.
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 dynamo, 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.

Sources :
CITEPA Inventaire des émissions de gaz à effet de serre en France pour les émissions vers l'atmosphère et la production de gaz de décharge,
SOLAGRO pour la production de biogaz en digesteurs.
INRA pour les émissions animales
Lesverts21