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Pour une implantation pertinente et durable de la méthanisation à l’échelle des territoires

© A. Guibert/Irstea

Depuis quelques années, la méthanisation connaît un essor considérable en France. 450 unités de méthanisation dont 320 unités agricoles et territoriales sont déjà installées, et leur nombre pourrait doubler d’ici 2020. En appui aux décideurs et acteurs locaux, Irstea développe des outils pour permettre de construire les schémas de méthanisation les mieux adaptés aux caractéristiques locales et ainsi les plus pertinents pour le développement des territoires.

Avec 450 unités implantées à ce jour, la filière de la méthanisation est vouée à un fort développement en France : elle doit en effet largement contribuer à atteindre les objectifs fixés par le plan national Energie Méthanisation Autonomie Azote de 2013 et par la loi de transition énergétique de 2015 qui visent à augmenter significativement la part des énergies renouvelables dans notre consommation.

Diagnostiquer les priorités des territoires pour dessiner la filière de méthanisation adaptée

Encouragé par des mesures financières incitatives, le déploiement actuel de la méthanisation relève le plus souvent d’initiatives privées (exploitants agricoles, industriels…) et non d’une démarche stratégique globale à l’échelle des territoires. Dans ce contexte et en cohérence avec les objectifs nationaux, des chercheurs d’Irstea se sont fixés pour but de concevoir des outils pour aider les acteurs du territoire, en particulier les collectivités, à élaborer une stratégie d’implantation de la méthanisation pertinente pour le développement de leur territoire.

Dans le cadre d’un travail de thèse1 puis du projet Determeen2, ils ont ainsi mis au point un outil capable de diagnostiquer les contraintes et les besoins liés au développement de la filière sur un territoire donné (de l’échelle d’une communauté de communes à celle d’une région). Cinq critères, représentant tantôt une contrainte tantôt un besoin selon le contexte local, ont été identifiés : le traitement des déchets, la production d’énergie, la qualité des sols, la qualité de l’eau, le besoin en engrais. « Notre but in fine est de permettre aux collectivités de disposer d’éléments de discussion vis-à-vis des porteurs de projets et d’orienter le schéma de la méthanisation selon les besoins spécifiques de leur territoire », explique Lynda Aissani, chercheuse au sein de l’unité OPAALE et coordinatrice du projet Determeen. Concrètement, à partir d’informations géoréférencées du territoire (ressources disponibles, lieu de collecte des déchets méthanisables…), le modèle mathématique détermine pour lequel des cinq critères la méthanisation est la plus adaptée.

« Nous avons construit l’outil avec l’aide de la société Akajoule (assistant à maîtrise d’ouvrage) et de Rennes Métropole, notre partenaire territorial. Cette collaboration nous a permis de constituer la première base de données d’un territoire et de valider notre modèle. Mais aussi d’aller au bout de notre démarche en élaborant un schéma directeur de la filière méthanisation pour la métropole rennaise (qui pointe notamment son intérêt vis-à-vis de la production d’énergie pour le réseau de gaz naturel et le carburant des véhicules) sur lequel elle peut désormais s’appuyer », commente la chercheuse. Cet outil opérationnel devrait être rapidement utilisé par Akajoule pour accompagner de nombreux autres acteurs du territoire.

Evaluer les impacts socioéconomiques et environnementaux de la méthanisation à l’échelle des territoires

Garantir la pertinence de l’implantation d’une filière méthanisation à l’échelle locale nécessite aussi d’en estimer les impacts. En s’appuyant sur des comités d’experts, les scientifiques du projet Determeen ont ainsi identifié des impacts socioéconomiques induits par l’insertion d’une unité de méthanisation. Un travail qui a permis d’établir, pour la première fois, une liste d’effets imputables à la filière, tels que la tension sur les matières utilisées pour la méthanisation ou le changement des pratiques agricoles.

Autre impact majeur visé : l’impact environnemental. « Evaluer les performances environnementales de la méthanisation impose d’inventorier les services rendus à l’échelle du territoire, et donc une spatialisation des informations. Or, les analyses du cycle de vie3 (ACV) actuellement pratiquées ne tiennent pas compte des informations géographiques », explique Lynda Aissani. C’est là le défi relevé par les scientifiques qui ont conçu un cadre méthodologique qui permet d’intégrer ce type de données à toutes les étapes de l’ACV. Une approche inédite qui va considérablement améliorer la pertinence des évaluations environnementales de la méthanisation.

Très innovants, les outils et méthodes développés dans le cadre du projet Determeen suscitent déjà un fort intérêt ; en témoignent les nombreuses sollicitations reçues par les porteurs du projet, de la part de collectivités ou d’autres acteurs impliqués dans l’aménagement du territoire, à l’instar de Rennes Métropole et du département d’Ille-et-Vilaine.

Prédire les services agronomiques rendus par la méthanisation pour mieux répondre aux besoins des territoires

Outre produire de l’énergie, la méthanisation remplit d’autres fonctions, comme fournir, via les digestats (résidus de la méthanisation), des fertilisants et des amendements organiques qui, épandus sur les terres agricoles, améliorent la qualité des sols. Si on connaît l’impact des divers scénarios de méthanisation (types de substrats méthanisés, procédés de méthanisation utilisés…) sur la production du biogaz, ce n’est pas le cas vis-à-vis de la composition des digestats produits.

C’est là le but du projet Méthapolsolpiloté par Irstea : évaluer, selon ces mêmes scénarios, les propriétés agronomiques des digestats (composition en azote et carbone, teneur en matière organique…) et définir leurs effets sur la qualité du sol. Pour cela, les scientifiques développent un outil de modélisation qui permettra, à partir des caractéristiques d’un scénario de méthanisation, de prédire les services rendus du point de vue agronomique et énergétique (quantité de biogaz produite), et les impacts négatifs associés (émissions gazeuses notamment). « En soutien aux décideurs publiques, notre objectif à terme est de proposer le scénario à privilégier pour répondre aux priorités d’un territoire donné : services agronomiques plutôt que production d’énergie ou inversement », précise Romain Girault, responsable du projet Méthapolsol.

Parallèlement, dans le cadre du projet ConceptDig2, les scientifiques mettent au point un outil d’aide à la décision capable de déterminer, selon les propriétés du digestat souhaité, les caractéristiques de la méthanisation à mettre en œuvre. De précieux outils qui devraient améliorer l’adéquation des filières de méthanisation avec les besoins spécifiques des territoires.

1- Méthapolsol (2016-2019), financement Ademe, partenaires : Inra, Communauté de communes Couesnon Marches de Bretagne, Association patrimoniale de la plaine de Versailles et du plateau des Alluets.
2- ConceptDig (2016-2019), financement Ademe, coordination : Inra (LBE Narbonne), partenaires : Irstea, Inra Versailles, Cirad, Association des agriculteurs méthaniseurs de France.
En savoir plus
1- Thèse Cifre (2012-2015) Irstea - Akajoule (bureau d’étude)
2- Projet Determeen (2014-2017), financement Ademe, partenaires : Akajoule, Rennes Métropole, Ecole des métiers de l’environnement de Bruz, BRGM
3- Moyen d'évaluation des impacts environnementaux globaux d'un produit, d'un service, d'une entreprise ou d'un procédé tout au long de son cycle de vie.