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Biogaz : Définition, production et méthanisation

Les consommateurs exigent une énergie toujours plus verte, et ce, à quoi répond le biogaz. Dans le cadre de la transition énergétique, ce gaz vert, comme l’électricité d’origine renouvelable, sont de plus en plus mis en avant par les fournisseurs d’énergie. Le point sur le biogaz : sa définition, sa production et ses atouts.


Biogaz Définition

Le biogaz est du gaz vert issu de la méthanisation, un système de production respectueux de l’environnement. Des matières organiques fermentées dans un digesteur est à l’origine de cette énergie écologique. Cette substance est mise en avant dans le cadre de la transition énergétique.

La composition du biogaz

Le biogaz est composé essentiellement de gaz carbonique CO2 inerte, de sulfure d’hydrogène H2S et de méthane CH4. Sa composition peut toutefois, présenter une subtile variation suivant son origine. Le biogaz issu de déchets ménagers, contient par exemple plus d’eau que celui provenant de l’industrie agroalimentaire.

Une fois épuré par élimination de l’eau H2O, du sulfure H2S et du gaz carbonique CO2, le biogaz donne du biométhane. Cette dernière est une énergie non fossile et écologique dont les caractéristiques sont quasiment identiques à celles du gaz naturel. Le biométhane est ainsi formé à 97% formé de méthane et ne contient aucun CO2.

Ce biogaz mature est utilisable comme carburant et pour la cuisson et le chauffage. Non-fossile, ce gaz n’émet aucun gaz à effet de serre.

De l’électricité peut aussi être produite à partir du biométhane. Le rendement approximatif de seulement 30% n’en fait pas une source intéressante d’électricité.

La valorisation du biogaz

Le biogaz peut être exploité de diverses façons :

  • La cogénération qui consiste à produire conjointement de l’électricité et de la chaleur ;
  • La production d’énergie calorifique pouvant être utilisée aux environs immédiates du site de production ;
  • L’injection dans le réseau national de distribution de gaz naturel en France après qu’il ait été transformé en biométhane après élimination de CO2 ;
  • La production d’électricité après que le biogaz ait été brûlé ;
  • La transformation du biogaz en gaz naturel véhicule qui peut être utilisé en tant que carburant pour le transport.

Biogaz production

Les déchets organiques ménagers, les déchets végétaux, les boues issues de l’épuration communale ainsi que le maïs, le millet, l’herbe, les déchets de l’industrie agroalimentaire peuvent tous être utilisés pour la biogaz production.

Ces matières sont mises dans une cuve recouverte appelée digesteur aussi appelé fermenteur ou réacteur. Après une fermentation bactérienne en absence totale d’oxygène, elles sont dégradées et produisent du biogaz. Cette fermentation est appelée méthanisation.

Cette production de biogaz est expliquée plus en détails dans cette vidéo :

 

Le point sur la méthanisation

Les déchets agricoles ainsi que les excréments animaux recensés annuellement en France s’élèvent approximativement à 150 millions de tonnes. La méthanisation de ces substances pourrait assurer dans les 3 à 5% de l’énergie dont a besoin le pays.

Qu’est-ce que la méthanisation ?

La méthanisation n’est autre que le procédé biologique de valorisation des déchets organiques en le transformant en biogaz.

Elle consiste à dégrader pendant 1 à 2 mois les déchets organiques par fermentation bactérienne anaérobique dans un méthaniseur. Les produits de la dégradation sont un résidu appelé digestat et une énergie renouvelable nommée biogaz.

Les divers types de méthanisation

Il existe différents types de méthanisation selon que les matières utilisées :

  • La méthanisation en station d’épuration des eaux usées qui utilisent la boue issue de l’épuration communale comme matière première ;
  • La methanisation agricole ou à la ferme dont les matières à fermenter sont essentiellement des effluents ainsi que des substrats agricoles. Elle est en générale réalisée par les agriculteurs ;
  • La méthanisation des déchets ménagers réalisée par les collectivités territoriales ou par des entités se spécialisant dans le recyclage des déchets domestiques ;
  • La methanisation centralisée ou territoriale qui est faite par des entités de grande envergure. Les matières premières utilisées sont majoritairement des déchets urbains et en petite quantité des effluents agricoles ;
  • La méthanisation industrielle dont les matières premières sont les déchets de l’industrie agro-alimentaire, de la papeterie ou de l’industrie œuvrant dans le domaine de la chimie ;
  • La methanisation spontanée se réalisant dans les décharges.

Que devient le digestat ?

Le digestat qui est un résidu de la méthanisation, peut être valorisé en tant que fertilisant agricole. Il est transformé en bio-engrais par un processus d’hydrolyse chimique suivi d’une granulation.

Du résidu assez visqueux qu’était le digestat, est donc obtenu un bio-engrais sous forme de microgranules. Le digestat peut aussi directement être utilisé tel quel sans transformation. Un compostage durant plusieurs mois peut aussi transformer ce digestat en méthacompost.

Ce fertilisant est jusqu’à dix fois plus efficace que les engrais habituels. Il conserve toujours son pouvoir fertilisant quel que soit sa forme d’utilisation.

Quels sont les 5 points forts de la méthanisation ?

Le développement et la vulgarisation de la méthanisation sont promus dans le cadre de la mise en place de la transition énergétique. D’autant plus que cette opération a 5 points forts :

  1. La production locale d’énergie écologique : C’est une solution pour se débarrasser des énergies fossiles tout en se positionnant dans le courant de la transition énergétique. La méthanisation permet aussi de développer les territoires en créant des emplois locaux non délocalisables ;
  2. L’utilisation du bio carburant dans les transports permet aussi de ne plus avoir recours aux énergies fossiles. Le biogaz utilisé comme carburant, n’émet quasiment plus de gaz à effet de serre ;
  3. La valorisation des déchets bio et des matières organiques sans avoir à exploiter les ressources naturelles de l’environnement ;
  4. La production écologique d’énergie : la méthanisation une méthode de production d’énergie verte et dont l’émission de gaz à effet de serre est très faible ;
  5. La production de bio-engrais : le résidu de la méthanisation est un bon fertilisant des sols. Sa phase liquide optimise le développement végétal et sa phase solide apporte des éléments organiques au sol

Les 4 points conditionnant l’intérêt de la méthanisation

La méthanisation est une solution pour la production de biogaz et de bio-engrais. Toutefois, son utilisation doit remplir les quatre conditions suivantes pour être intéressante :

  1. La méthanisation ne doit pas accaparer les terres agricoles pour en faire des cultures dédiées à la production énergétique. Cela reviendrait en effet, à reproduire les mêmes erreurs qui ont poussé à délaisser les agro-carburants : hausse du prix des aliments et destruction des terres agricoles ;
  2. La methanisation ne doit pas freiner la réduction de déchets organiques qui doit être priorisée ainsi que la réduction des ressources naturelles utilisées ;
  3. La méthanisation doit être pratiquée dans un endroit sûr et par des personnes compétentes afin d’en réduire les risques environnementaux. L’installation doit être fréquemment contrôlée et le personnel formé. Le projet doit être réalisé en connivence avec la population locale et les entités protectrices de l’environnement ;
  4. L’utilisation du digestat doit être soumise à des contrôles stricts bien avant son épandage. Elle doit aussi être alternée avec l’utilisation d’un fertilisant naturel tel que le fumier. Cela permettrait d’enrichir la vie microbienne dans le sol.

Le biogaz sur le marché énergétique français

Consciente de l’importance du biogaz pour la transition énergétique, la France ambitionne d’en produire en quantité conséquente.

Elle vise à produire près de 32% de biogaz et 40% d’électricité verte en 2030.

Il faut savoir qu’en 2017, la France consommait dans les 18,8% d’électricité verte. En 2015, la plus grande part d’électricité utilisée par les foyers français était issue du nucléaire, de l’industrie pétrolière. La part constituée d’énergie renouvelable était assez minime.

Côté gaz, le biogaz ne représente encore qu’à peu près 2% de la consommation actuelle des ménages français. Toutefois, ce gaz vert est promis à un bel avenir, car ses possibilités de valorisations sont nombreuses notamment pour la production de biométhane à injecter dans le réseau national de distribution du gaz en France, la production de carburant pour les transports...

Plusieurs fournisseurs de gaz se sont lancés dans la production de biogaz, ou du moins proposent aux consommateurs des offres permettant l'injection de biogaz dans le réseau de distribution de gaz :

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