Conditions optimales de mise en œuvre pour la digestion en anaérobie :

La production de biogaz suppose des conditions particulières de température, de potentiel d’oxydoréduction, de pH, d’absence d’inhibiteurs, de concentration en ammoniac (NH₃) et de rapport C/N.

Les principales conditions opératoires à maîtriser peuvent être synthétisées comme suit :

• Anaérobiose : la digestion et surtout la production de méthane ne peuvent se dérouler qu’en absence d’air. Le process se réalise dans des cuves fermées et étanches.

• Température : la température influence la croissance et l’activité des micro-organismes, donc la vitesse de dégradation des substrats et de production de méthane. Pour les installations de biométhanisation agricoles, on utilise majoritairement le régime mésophile, à ~ 37°C. Ce régime de température convient aussi pour le traitement d’effluents et de résidus de l’agro-industrie.

Les intrants – matières premières de 15.000 à 20.000 t/an pour un projet de 600-1.000 kWé

• Effluents d’élevage entre 4.000 t et 7.000 t : fumiers (bovins, chevaux) & lisiers (bovins, porc)
• Déchets végétaux entre 3.000 t et 6.000 t : tontes de pelouse, herbe, 3ème/4ème coupe d’herbe, tournières, fauchage bords de route, paille colza, etc.
• Ensilage de maïs pour environ 3.000 t au démarrage (maximum 20% du total des intrants) avec volonté de réduire à moyen terme à 10% (1.500 t).
• Cultures intermédiaires CIVEs (sans remplacer la culture principale): silphie, seigle, orge, méteil, sorgho, etc. (2.000 à 4.000 t).
• Matières huileuses de 0 à 1.500 t : glucose, huiles végétales, mélasses de sucrerie, tourteaux, etc.
• Autres matières impropres à la consommation récoltées localement de 0 à 1.000 t (rebut de pommes de terres, drèche, pâte, lactosérum, déchets légumes, déchets fruits,…)

Au moment du dépôt, plus de 80% du volume des intrants est garanti par des lettres d’intention signées avec les agriculteurs intéressés dans le projet dans un rayon de 10 km. Le solde est géré en fonction des opportunités locales (spécifiques à chaque projet).

Notre philosophie quant au maïs

Nous sommes vigilants sur les quantités de maïs utilisées en ne dépassant pas, au démarrage, une proportion de maximum 20% du total des intrants dans chaque projet avec un objectif moyen terme de limiter à 10% après quelques années d’exploitation! Idéalement, nous privilégions le maïs excédentaire produit, les terres non exploitées ou non cultivées, notamment tenant compte des rotations des terres, les rebuts de maïs (mauvaise récolte). Nous comparons d’ailleurs la surface de culture dédiée par rapport au total de la surface agricole utilisée de la commune, afin de ne pas impacter significativement les agriculteurs locaux.

Si une unité traite 15.000 tonnes d’intrants, la part du maïs sera donc limitée à 3.000 tonnes (1.500 tonnes à moyen terme), ce qui représente environ 70 ha de terres (hypothèse : rendement de 45 tonnes par hectare).

Alternativement au maïs, nous pouvons incorporer des CIVE’s (cultures intercalaires à vocation énergétique) dans le processus de biométhanisation:

• Elles assurent l’approvisionnement du digesteur.
• Elles permettent de réduire la concurrence avec les cultures mises en place à des fins alimentaires.
• Elles améliorent la qualité des sols: structure du sol, moins de sols laissés nus (diminution de l’érosion des sols), piège à nitrates, assainissement de la parcelle, augmentation du stockage du carbone dans le sol.
• Elles permettent d’allonger les rotations.
• Certaines CIVE’s ont un pouvoir melligères (exemples: tournesol).

Exemples de CIVE’s: millet, tournesol, sorgho, avoie, triticale, orge, etc.

Voici les raisons pour lesquelles l’utilité du maïs et des CIVE’s est nécessaire pour le processus de biométhanisation et l’impact du projet dans son ensemble:

1. Stabilisation du procédé : les bactéries s’accrochent sur la matière et ont besoin de fibres. Le maïs a un effet stabilisateur sur le procédé de biométhanisation.
2. Economique et charroi : Le pouvoir méthanogène du maïs est d’environ 120 m³ de CH4 par Tonne de Matière Brute (TMB). Les lisiers et fumiers ont un pouvoir méthanogène de 10 à 40 m³ de CH4/TMB. L’énergie produite par unité de maïs par rapport aux effluents d’élevage est donc six fois supérieure. Fonctionner uniquement avec des fumiers et des lisiers altère l’efficacité et engendrerait une augmentation considérable du charroi et de la taille de l’installation. L’utilisation en partie du maïs permet donc de diminuer la taille du projet et l’apport d’autres matières (augmentant le charroi mais aussi la distance d’approvisionnement).
3. Régulation de la production : Le maïs est facile à stocker. Les techniques d’ensilage sont connues du milieu agricole et le matériel existe. Les arrivées de certains intrants sont périodiques. Par exemple, il y a moins de fumiers et lisiers en été car les vaches sont dans les champs. Les rebuts de production comme les pommes de terre arrivent sur des périodes courtes.  Le maïs permet de réguler ces variations afin d’alimenter le moteur de cogénération avec la même quantité de biogaz toute l’année à permet d’avoir une production des énergies électriques et thermiques constantes, important pour le réseau chaleur notamment. Pour le projet, il est nécessaire d’assurer l’approvisionnement en chaleur des consommateurs thermiques, notamment des bâtiments publics, fermes ou entreprises privées bénéficiant de ce réseau de chaleur.
4. Cycle de rotation : Si une culture énergétique est réalisée dans un cycle de rotation classique entre deux cultures alimentaires, c’est-à-dire en culture intermédiaire (culture semée en automne/hiver => pas de concurrence avec l’alimentaire), celle-ci ne peut être que bénéfique pour éviter le lessivage des sols.
5. Amélioration des sols : Si une culture énergétique est réalisée sur des sols pauvres, pollués ou inaptes à la culture alimentaire, elle ne peut être que bénéfique.