Croiser le faire

Published on 21 mars 2019 |

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[Méthanisation] Comment mettre les gaz ?

Par Yann Kerveno

La production d’énergie est-elle la condition de la survie des exploitations agricoles dans le futur ? En une dizaine d’années, la méthanisation à la ferme a fait preuve de son efficacité technique et économique. Mais son développement reste délicat et dépendant des politiques de soutien.

Les agriculteurs n’ont cessé d’ajouter des cordes à leur arc ces dernières décennies. À leur mission première, nourrir les populations, se sont ajoutées d’autres compétences à mesure que l’on découvrait, ou faisait mine de découvrir, les aménités de leur activité. On les a vus aménageurs du territoire, cantonniers des campagnes, nouveaux acteurs du tourisme et plus récemment producteurs d’énergie. Si les huiles de tournesol, utilisables comme carburants, n’ont jamais franchi les frontières administratives de la légalité, la méthanisation pourrait aujourd’hui s’imposer comme une nouvelle diversification accessible. En France, c’est le modèle allemand qui a été dupliqué en premier lieu. On est à la fin des années 2000. Simple. Le digesteur produit des gaz qui sont brûlés et fabriquent de l’électricité. « On est probablement partis sur cette solution parce qu’elle avait le mérite d’exister ainsi que les matériels », justifie Pascal Peu, ingénieur de recherche à l’Irstea¹, à Rennes. La production d’électricité fut, elle aussi, un choix par défaut.

Pas de demande

« À l’époque les gaziers ne s’intéressaient pas aux biogaz, il n’y avait donc pas de demande mais aujourd’hui ils ont changé de point de vue et sont demandeurs de ces gaz “verts” pour montrer qu’ils sont aussi capables de proposer des énergies renouvelables. Sur les 400 installations en fonctionnement en France, 97 % font encore de la cogénération, et 3 % seulement de l’injection, explique Pascal Peu, mais la situation va probablement changer.Depuis 2016, il y a obligation d’injection si c’est techniquement possible et nous attendons la création de “droits d’injection” préparés par Sébastien Lecornu, qui n’existaient pas jusqu’à présent ». L’enjeu est important. Mauritz Quaak², agriculteur en polyculture-élevage, cofondateur du site Bioénergie de la Brie, explique : « Lorsque vous faites de la cogénération, vous avez un rendement énergétique de 40 %, alors qu’il est de 97 ou 98 % avec la production de biométhane. »

Taille minimum

Selon Pascal Peu, si l’injection a le vent en poupe, les arbitrages entre les deux systèmes se feront sur la base du maillage des réseaux. C’est la proximité du réseau électrique ou de celui de gaz qui déterminera le produit fini du méthaniseur ainsi que le prix de rachat. Le procédé est aujourd’hui maîtrisé, le nombre d’installations qui injectent a doublé en un an, mais Christian Couturier, de Solagro, trouve que le développement des installations sur le territoire n’est pas assez rapide. Quelle est d’ailleurs la taille minimum pour une méthanisation à la ferme ? « Je dirai qu’il faut être en mesure de produire l’équivalant de 140 normo mètres cubes, ajoute P. Peu, mais c’est difficile à dire, tout dépend du droit à injecter. » Pour une installation individuelle, C. Couturier estime à 100 ou 150 vaches la taille minimum, ou quatre-vingts truies et une centaine d’hectares en surface agricole utile. « Mais dans la réalité on est plus souvent à 200 hectares, de façon à pouvoir produire 100 kilowatts électriques ou l’équivalent. » Et de préciser : « L’intérêt du collectif, cela n’aura échappé à personne, c’est bien de baisser le seuil qui permet d’accéder à cette production. » Cette réflexion, Jean-Yves Gardoni , initiateur de Gâtinais Biogaz, l’avait conduite lorsqu’il a élaboré son propre projet. « J’ai réfléchi à la méthanisation à partir de 2005. J’ai alors planché sur un projet individuel à 30 kilowatts en cogénération, c’était un petit projet. Je me suis vite rendu compte qu’il n’y avait pas grand intérêt à développer des microprojets, c’est beaucoup d’emmerdements pour pas grand-chose », confie l’agriculteur du Loiret. Il a donc fait évoluer son plan vers une forme collective. Une association, en premier lieu, pour conduire les études, en 2007, puis une société deux ans plus tard – qui rassemble onze exploitations agricoles et seize associés. La constitution du dossier a pris deux ans avant le début des travaux, fin 2011, et la mise en charge du digesteur, fin 2012.

Se professionnaliser

Les débuts furent pour le moins chaotiques. « Nous avons commencé en cogénération à 600 kilowatts/heure, la première année a été un peu difficile. Nous étions limites techniquement, c’était très mauvais en termes d’exploitation, les tarifs d’achat de l’électricité n’étaient pas bons… Bref on a perdu tout de suite pas mal d’argent. Nous avons réagi en nous professionnalisant, en développant des outils pour piloter l’installation et cela a fini par bien fonctionner. Mais nous nous sommes ensuite rendu compte qu’il était plus rentable économiquement de passer à l’injection, ce que nous avons fait début 2016. Nous sommes, à ma connaissance, le seul site passé en injection après avoir fait de la cogénération. Depuis, cela va beaucoup mieux, l’année 2016 a été économiquement plutôt bonne, 2017 et 2018 ont été depuis des années très profitables », témoigne-t-il.

Projet individuel

Le groupe réfléchit même actuellement à s’ouvrir à autres associés. « Nous sommes obligés de nous pencher sur la question parce que notre plan d’épandage est un peu juste mais aussi parce qu’il nous faut anticiper le renouvellement des générations », justifie J.-Y. Gardoni. En Seine-et-Marne, Mauritz Quaak et son frère Jacques-Pierre ont développé leur installation individuellement et font partie des pionniers. C’est en préparant son installation sur l’exploitation familiale, où il rejoignait son frère Jacques-Pierre, que Mauritz Quaak a apporté l’idée de la méthanisation. « J’ai travaillé pour une entreprise allemande quelques années et c’est un procédé que j’avais vu se développer outre-Rhin. En Allemagne, le biogaz est valorisé en électricité. Notre idée était différente : nous voulions nous connecter au réseau de gaz naturel parce que la valorisation en cogénération n’apportait pas une grande rentabilité sur notre structure. » Autre raison de leur choix, le marché de l’énergie. « La France exporte son électricité mais importe la quasi-totalité de son gaz ! »

Trois contrats

Fort de ce constat, ils sont allés proposer cette forme de valorisation à la Direction générale de l’énergie et du climat, mais il aura fallu attendre 2011 pour que la loi permette le raccordement de ce type d’installation au réseau de gaz. De 2008 à 2011, c’est le temps de la constitution du dossier. « Nous avons travaillé conjointement avec l’Ademe, GRDF, Solagro et d’autres acteurs de la filière… » En 2012, le dossier entre dans sa phase ultime, il faut convaincre les financeurs. « Les banques étaient très frileuses sur le sujet, c’était complètement nouveau, personne n’avait réalisé ce genre de projet en France. Nous avons finalement mis en place un cofinancement avec notre banque historique et Oséo. » Il aura fallu en passer par trois contrats pour que le méthaniseur puisse commencer à produire. Un contrat de raccordement entre l’installation et le réseau existant, un contrat d’injection pour la location du poste d’injection, interface entre l’exploitant et l’opérateur de réseau et enfin le contrat d’achat, ce dernier définissant le tarif d’achat ainsi que l’acheteur du biométhane. Le 28 août 2013, la vanne est ouverte. Le premier contrat porte sur 125 normo mètres cubes de biométhane.

Nouveau raccordement

« Nous avons investi sur nos deniers pour les trois kilomètres de raccordement entre l’installation et le réseau. Nous pouvions alors alimenter cinq villages “dortoirs” de l’agglomération parisienne. Mais à part le sanitaire et le chauffage il n’y a pas d’autre consommation dans ces villages résidentiels et nous étions confrontés à une forte baisse de la demande en été. Nous ne pouvions injecter tout ce que produisait notre installation, seulement de cinquante à soixante-dix normo mètres cubes et cela compliquait la gestion puisque, avec ces systèmes, l’inertie est grande, le temps de digestion s’étale sur 100 jours. » Difficile dans ce cadre de s’adapter instantanément aux évolutions de la demande. La solution est finalement venue d’un raccordement vers une sixième commune, qui représente l’équivalent de la consommation des cinq autres, avec une piscine, quelques industries et une population plus importante. « Ce raccordement a doublé la capacité d’absorption de notre production en période estivale ». Après une première année correcte, une deuxième plus complexe à cause des premières pannes, l’installation des frères Quaak a aujourd’hui atteint son rythme de croisière. Depuis, à savoir à partir de 2015, le contrat a évolué et il est maintenant fixé à 145 normo mètres cubes. Pour se consolider, la filière ne pourra pas aujourd’hui compter sur un grand bouleversement technique.

Solide en continu

« Nous n’attendons pas de révolution technique ou technologique dans les années qui viennent mais plutôt de petites évolutions incrémentales, notamment dans la gestion de différentes matières premières pour traiter par exemple des paillages, de la cellulose. Pour faire du solide en continu alors que la voie liquide reste aujourd’hui largement majoritaire. La grande évolution sera surtout que nous arrivions à atteindre la taille critique, en nombre d’installations, il faudrait en avoir rapidement un millier, taille qui permettra alors aux constructeurs d’être plus efficaces, de pouvoir déployer un réseau de service après-vente performant dans toute la France », ajoute C. Couturier. À partir de là, les installations seront moins coûteuses. Le méthaniseur développé par J.-Y. Gardoni et ses associés a coûté 5 millions d’euros, pour une enveloppe de départ estimée à 4,20 millions d’euros subventionnés à 25 %. L’installation individuelle de Mauritz et Jacques-Pierre Quaak a coûté pour sa part 5,30 millions d’euros, contre 5,1 prévus à l’entame du projet. « Nous avons un peu payé pour les autres parce que nous étions dans les tout premiers, regrette M. Quaak. Tout était bien plus cher qu’aujourd’hui, je pense que l’on pourrait économiser un million d’euros en se lançant maintenant. »

Diversification payante

Alors peut-on imaginer, lorsque nous ferons l’histoire de l’agriculture dans cent ans, pouvoir parler de système « élevage-énergie » comme nous parlons aujourd’hui de « polyculture élevage » ? La production d’énergie sur les fermes est-elle un passage obligé de la survie de l’agriculture ? Pascal Peu n’est pas loin de le penser : « Quand on voit la tonne de lait à 300 euros, il est clair que les éleveurs laitiers préfèrent aujourd’hui investir dans la méthanisation que dans l’agrandissement de leur atelier. » L’ingénieur de l’Irstea y voit aussi une autre dimension, une forme de restauration narcissique en somme : « Produire une énergie renouvelable c’est aussi une manière pour eux de redorer en partie leur blason, eux qui sont largement attaqués par la société depuis de longues années sur leurs pratiques. Cela les inscrit de nouveau dans le développement durable. » Attention toutefois à ne pas répéter les mêmes erreurs. « Comme dans la production agricole, les agriculteurs ont, avec la production d’énergie, les mêmes réflexes, ils ont tendance à aller très vite vers des systèmes très productivistes. Dès qu’ils peuvent ils développent leur installation de cogénération pour produire plus. » Pour M. Quaak, cette diversification a déjà porté ses fruits. « Avec la méthanisation nous avons doublé le chiffre d’affaires de l’exploitation. Outre une réflexion globale et une évolution de nos pratiques, les énergies renouvelables – nous avons aussi installé du photovoltaïque – étaient un moyen pour nous de développer un revenu complémentaire. À l’époque de la genèse de notre projet, nous nous étions projetés dans l’après-PAC, alors que l’on prédisait, pour la première fois, la fin des aides. Celles-ci diminuant, la méthanisation nous a aidés à passer le cap économiquement en 2016, alors que nous avons fait des récoltes désastreuses, du jamais-vu en deux générations. »

Agriculture à revenu négatif

C. Couturier abonde : « On le voit dans les tendances, la SAU se réduit, le cheptel se réduit, la part du revenu dégagé par la méthanisation peut être assez importante. Mais il faut raisonner en revenu net. En chiffre d’affaires, l’apport de ces ateliers est intéressant, en EBE c’est un peu moins vrai, ça s’équilibre. On parle aujourd’hui d’agriculture à revenu négatif, la méthanisation est, quant à elle, une activité à revenu positif. C’est un outil polyvalent, on a par exemple travaillé sur des schémas de réduction de cheptel. Si on réduit le cheptel, on peut utiliser l’herbe de fauche pour alimenter le digesteur. En réduisant la charge à l’hectare, on permet aux exploitations de passer l’été en termes de fourrage en cas d’année sèche, avec modification des systèmes fourragers, avec des périodes de pâtures plus longues, et ce qui n’est pas consommé peut être méthanisé. Cela permet de tout valoriser », détaille-t-il encore.

10 % ?

Plus globalement, il estime que la méthanisation sera, en 2050, un secteur comparable à la filière laitière ou la production de viande aujourd’hui. C’est-à-dire un secteur industriel qui apportera 10 % de revenus à l’agriculture. Pour cela, il faut impérativement que l’État ne cesse pas de subventionner les installations, principal danger, selon lui, auquel cette nouvelle filière doit faire face. « Il faut que la collectivité continue d’appuyer le développement de ce secteur dont on a montré qu’il a beaucoup d’atouts. C’est le risque principal aujourd’hui dans le contexte budgétaire que nous connaissons. Pour cela, il faut accepter de payer une taxe carbone beaucoup plus chère que son prix actuel sur le marché, c’est-à-dire de 300 à 400 euros la tonne de CO2 contre 25 euros – avec une projection à 200 euros en 2050. Après il faut encore affiner les aménités, les économies de gaz à effet de serre, allongement des rotations, rémunération des couverts végétaux et intégrer tout ça dans le prix du biogaz. S’il y a une réduction des aides, il faut qu’elle soit corrélée à la baisse des coûts de production et d’installation, plaide-t-il. Et surtout, n’oublions pas, 1 000 méthaniseurs c’est 300 mégawatts pour le prix d’un tiers d’EPR. »

Lire plus bas (sous le glossaire) les encadrés consacré aux gisements et aux oppositions que suscite la méthanisation.

Glossaire

Cogénération: La cogénération consiste à produire deux formes d’énergie à partir de la même source. On peut ainsi produire de la chaleur et de l’électricité. La chaleur étant elle-même issue de la production d’électricité. 

Droits d’injection :Le droit d’injection (sous-entendu injection de biogaz dans le réseau de gaz naturel), créé en 2018, entre dans le cadre du plan de libération des énergies renouvelables. Il prévoit que, en 2030, 10 % du gaz consommé en France soit issu de la production d’énergie donc les méthaniseurs.

Méthanisation : Ce procédé consiste à injecter de la matière organique dans un digesteur pour qu’elle soit « digérée » en anaérobie et produise du biogaz qui devient méthane après purification. C’est un processus naturel qui se développe en particulier dans les zones humides (marais ou autres) mais aussi dans les entrailles des termites et des ruminants. Le procédé naturel est connu depuis la fin du XVIII^e siècle et la découverte par Alessandro Volta des bulles de gaz issues des vases du lac Maggiore en Italie. De découvertes en découvertes, la première application industrielle ne survient pourtant qu’un siècle plus tard, lorsque les Anglais construisent le premier méthaniseur du monde, en Inde, près de Bombay, en 1897. Avec pour ambition alors de produire du… carburant.

Normo mètre cube : C’est l’unité de compte du gaz. Un normo mètre cube correspond au volume d’un mètre cube de gaz dans les conditions normales de température et de pression (de 0 à 15 °C à un atmosphère). C’est une unité de mesure usuelle, mais non reconnue par le Bureau international des poids et mesures.

Les gisements

À chaque installation sa recette ! Dans le projet collectif de J.-Y. Gardoni, le méthaniseur consomme 25 000 tonnes par an. Il est alimenté pour moitié avec des produits agricoles, lisiers, fumiers, mais aussi des déchets de légumes et de céréales, des cultures énergétiques, pour 30 % des déchets agroalimentaires et pour 20 % avec des déchets « urbains », des boues de lavage, des tontes de pelouses… Chez Mauritz Quaak, en Seine-et-Marne, la recette est un peu différente. L’installation qu’il a construite avec son frère Jacques-Pierre absorbe 13 000 tonnes de matière première par an. On y trouve les fumiers de l’élevage pour un tiers du tonnage, des cultures intercalaires à vocation énergétique. « Nous faisons du seigle que nous semons après les blés vers la mi-septembre et nous les fauchons avant l’épiaison et les semis du maïs en mai. C’est donc à la fois un bon couvert végétal pour l’hiver et de la biomasse que nous pouvons valoriser en méthane », détaille-t-il. Le dernier tiers est constitué de biodéchets de toutes sortes. « Nous récupérons nos pulpes de betterave à la sucrerie, les poussières de céréales de la coopérative à qui nous livrons notre production, le lactosérum d’une fromagerie voisine qui, malgré son faible pouvoir méthanogène, nous permet d’améliorer la qualité du mélange en travaillant en “infiniment mélangé” ». À Locminé, le méthaniseur du Liger absorbe pour sa part 60 000 tonnes de matière première par an, constituées pour près de la moitié des produits agro-industriels, le reste étant composé de produits agricoles et de lisiers et fumiers de bovins.

Des oppositions non démenties

Depuis l’apparition de cette technologie, des voix se sont élevées dans les campagnes pour dire non à la méthanisation. La presse locale se fait souvent l’écho de ces protestations associatives ou collectives surgies brusquement à l’annonce d’un projet. « Il y a toujours des problèmes quand des projets surgissent », regrette Pascal Peu. Quelles sont les motivations des opposants ? « C’est un peu toujours la même chose, il s’agit de gérer des déchets, il y a des camions, de la circulation, des odeurs, on est toujours confronté à beaucoup d’incompréhension face à ce type d’installation », ajoute-t-il. « La peur des odeurs n’est pas uniquement liée à l’installation, elle porte aussi sur l’épandage du digestat. Ce qui très paradoxal parce que, à l’épandage, le digestat est moins nuisible sur le plan des odeurs. Elles sont moins intenses et durent moins longtemps qu’un lisier ou un fumier classique », renchérit C. Couturier, de Solagro. « Les voisins craignent aussi parfois les risques d’explosion, poursuit-il. Bizarrement aussi, on a pu assister à des déplacements de nuisances. Les voisins des parcelles d’épandage ont été moins embêtés alors que des voisins de l’installation qui n’avaient pas de nuisances ont pu en subir, surtout si les flux et le stockage des matières entrantes ne sont pas bien réalisés » C’est la situation dans laquelle les voisins de l’usine Méthalandes, à Hagetmau, se sont trouvés voici quelques mois, les odeurs souvent insoutenables ayant provoqué une forte polémique dont la presse s’est faite l’écho.

Des retards importants

« Les méthaniseurs relevant des installations classées, les enquêtes publiques sont souvent le lieu d’expression des associations qui luttent contre ces projets, en s’appuyant sur le syndrome Nimby . En fait, c’est comme pour tout ce qui concerne les énergies vertes. Nous avons une démocratie exigeante qui offre de multiples possibilités de recours mais on en paie le prix par des retards souvent importants dans le développement des projets », ajoute Pascal Peu. En Seine-et-Marne, Mauritz Quaak n’a pas rencontré de problèmes particuliers à la construction de son installation. « Nous avons construit le méthaniseur à proximité des bâtiments d’élevage, dans un endroit somme toute assez isolé et nous nous sommes bien gardés d’en faire la publicité avant. Eh bien, aujourd’hui, nous avons des visites, surtout des porteurs de projets, mais également des gens des alentours, des écoliers… Or je suis persuadé que si nous avions communiqué avant de commencer, il se serait trouvé des personnes pour venir nous expliquer que le gaz avait une odeur de bouse de vache, alors que c’est le contraire ! Le biogaz est beaucoup plus propre, la qualité des molécules est meilleure, ce n’est pas une énergie fossile, et nous sommes obligés d’y ajouter une odeur avant de l’injecter dans le réseau. » Comme il espère un coup d’accélérateur avec la mise en place des droits d’injection, Pascal Peu attend aussi une évolution prochaine des mentalités. « On voit que, aujourd’hui, France Nature Environnement commence à se positionner pour la méthanisation. Cela changera peut-être la donne sur la question de l’appropriation locale de ces installations. » Avant d’ajouter que les agriculteurs peuvent aussi avoir un rôle très actif dans l’acceptation de leur projet, en préparant le terrain avant que débute l’enquête publique.

Lire aussi https://revue-sesame-inrae.fr/methanisation-quand-les-collectivites-locales-sen-melent/

1. Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture
2. https://www.grdf.fr/entreprises/biomethane/site-de-methanisation-bioenergie-de-la-brie

Tags: méthanisation

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