Méthanisation : mesurer les impacts environnementaux des filières de méthanisation

Les avantages de la méthanisation sont aujourd’hui clairement identifiés : mais comment mettre en place cette activité en plein développement pour qu’elle génère le moins d’impacts environnementaux possibles (émissions de gaz à effet de serre, consommation d’eau, rejets de polluants, etc.) ? Les scientifiques effectuent des évaluations environnementales des filières de méthanisation, afin d’en mesurer la pertinence sur le territoire.

La méthanisation présente des avantages certains, de la valorisation énergétique du biogaz à celle du digestat. Mais la pertinence de cette technologie et sa mise en œuvre dépendent fortement des caractéristiques du territoire dans lequel elle s’inscrit. Les scientifiques évaluent ainsi les impacts de la méthanisation.

Gaz à effet de serre et stockage des déjections animales

Actuellement, la majorité des déjections animales récupérées sont stockées dans les bâtiments d’élevage ou à l’extérieur (champs, ouvrages extérieurs) avec un rejet direct vers l’atmosphère de composés gazeux, notamment en méthane et protoxyde d’azote (N2O) qui sont des gaz à effet de serre. Ce sont les conditions de stockage, sans oxygène, qui induisent la dégradation des déjections et conduisent à la production et émission dans l’atmosphère de ces 2 gaz. La méthanisation peut être un moyen pour améliorer le bilan net des émissions de gaz à effet de serre d’une exploitation agricole.

Bon à savoir

L’inventaire national des émissions de GES attribue à l’agriculture 17,8 % de ces émissions.

Dans le cadre des évaluations environnementales des filières de méthanisation, les fuites de méthane au niveau des digesteurs et des technologies de valorisation de ce biogaz apparaissent comme un élément majeur de l’impact environnemental de ces filières. Pour autant, peu de données existent au niveau mondial ; elles sont même inexistantes au niveau français.

Cas pratique : Irstea, en collaboration avec l’Inra et l’ADEME, développe une méthodologie de quantification de ces fuites sur les installations réelles, basée sur l’acquisition d’images infra-rouge (caméra spécifique) et le traitement d’images. En plus du développement méthodologique, il s’agit de quantifier précisément ces flux sur des unités de méthanisation en cours de fonctionnement et de produire ainsi les premières références nationales.

Les chercheurs ont expérimenté le captage du méthane, soit en le brûlant avec production d’électricité ou de chaleur, soit tout simplement avec des torchère. Le méthane est ainsi transformé en CO2 (à noter que le pouvoir de réchauffement global du CO2 est 25 fois inférieur à celui du méthane).

Financé par l’ADEME et le Conseil Régional de Bretagne, un projet de recherche est en cours pour évaluer la faisabilité technico-économique de la méthanisation psychrophile, c'est-à-dire à température ambiante. Le développement de ce procédé « rustique » doit permettre aux petites et moyennes exploitations d’élevage de mettre en place et maitriser des systèmes de collecte du biogaz à partir des installations existantes, et ainsi réduire l’impact « effet de serre » de la gestion des effluents d’élevage.

L’Analyse du cycle de vie (ACV) appliquée à la méthanisation

L’Analyse du cycle de vie (ACV) permet d’évaluer les impacts environnementaux possibles (eutrophisation, acidification des eaux, changement climatique, …) d’un système sur l’ensemble de son cycle de vie. Cette méthodologie est de plus en plus utilisée pour évaluer les impacts environnementaux potentiellement générés par la gestion des déchets et des effluents, selon leur nature, leur procédé de traitement ou encore leur devenir.

 

La méthanisation territoriale, couplée avec un procédé de post-traitement du digestat, semble prometteuse pour tendre vers une résolution de certains problèmes environnementaux. Mais une évaluation environnementale de type ACV est nécessaire afin de vérifier la pertinence environnementale supposée de telles unités.

Une étude, menée sur un territoire rural, montre l'intérêt environnemental d'un projet collectif de méthanisation : la valorisation énergétique du biogaz, sous forme de chaleur et d'électricité, permet de limiter en particulier les effets sur le dérèglement climatique. L’étude a également montré que l'usine de méthanisation, en elle-même, n'est pas impliquée dans la réduction de l’impact sur le changement climatique (et peut même en être génératrice via des fuites incontrôlées de biogaz), mais permet indirectement la diminution de la durée de stockage des effluents à la ferme, impliquant donc une diminution des émissions au stockage. Les deux variantes de post-traitement du digestat, étudiées dans ce cas d’étude, permettent de répondre à 2 enjeux différents :

  • L’export de l’excédent structurel azoté ;
  • La valorisation de la chaleur auprès d’un industriel local.

Si la méthanisation est perçue comme un système de traitement des déchets et effluents permettant différents types de valorisation (énergétique et matière), il ne faut pas oublier que, les conséquences – environnementales ou économiques, positives ou négatives – de l’insertion d’une unité de méthanisation au sein d’un territoire varient beaucoup en fonction des caractéristiques, besoins et contraintes de ce territoire.