Revue AE&S vol.10, n°1, 21 - juin 2020

AGRONOMIE ET METHANISATION

PARTIE 5 : RETOURS D'EXPERIENCE DE DIVERS ACTEURS SUR DES PROJETS DE MÉTHANISATION

Diversifier en produisant du biométhane : une innovation maîtrisée, inscrite dans le territoire

Denis LEFEVRE*, Thomas GONTIER** et François KOCKMANN***

*Journaliste, sollicité par l’Afa

**Ingénieur en Energies Renouvelables, service Territoires, Chambre d’agriculture de Saône et Loire tgontier@sl.chambagri.fr

***Agronome retraité, membre de l’Association française d’agronomie (Afa)

Près de 3 000 visiteurs pour la journée Portes Ouvertes en septembre 2019 consacrant l’inauguration du site de production de biométhane de Ciel, un bourg d’un millier d’habitants en Bresse. C’est le premier projet en injection agricole à voir le jour en Saône-et-Loire, le 17ème en France pour l’injection de biométhane dans le réseau : un retour d’expérience de Jean Louis Moratin, agriculteur, cheville ouvrière de cette innovation 

 

Une orientation résolue de l’exploitation vers la diversification énergétique

Jean-Louis Moratin, 58 ans, en EARL, exploite 220 hectares de céréales et élève environ 300 bovins. En 2010, il réfléchit à une potentielle diversification d’activité pour insérer dans l’exploitation son frère, alors au chômage. Les deux frères s’orientent vers la filière énergétique et créent une SARL « Objectif lumière » qui exploite 1 500 m2 de panneaux solaires. Mais ils ont d’autres idées en tête. « Innover cela me plaît beaucoup, reconnaît Jean-Louis Moratin. Et de toute évidence, on ne peut plus travailler aujourd’hui comme on le faisait il y a vingt ans. Désormais il faut savoir se remettre en question ». La présence sur la commune de l’usine d’Aucy, spécialisée dans la conservation de légumes et la fabrication de plats cuisinés, et donc grosse consommatrice de chaleur, les incite à aller plus loin et à réfléchir à un projet de cogénération d’électricité et de chaleur, consommée par l’usine, l’approvisionnement du méthaniseur reposant sur les effluents de l’exploitation et les déchets de l’usine. Ils présentent leur projet à la direction de l’entreprise qui se montre, dans un premier temps, intéressée, mais tarde à donner une réponse. Et pour cause, l’usine fermera ses portes en octobre 2012. Pour autant Jean-Louis Moratin ne baisse pas les bras. Membre de la commission des énergies renouvelables de la Chambre d’agriculture de Saône-et-Loire, il s’intéresse alors à l’injection de biométhane dans les réseaux que promeut la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte (LTEVC), promulguée en 2015, qui prévoit un objectif de 10 % de biométhane à l’horizon 2030.

 

Du projet à la construction de l’unité de méthanisation, inscrite dans le territoire

Une étude de la faisabilité est engagée, dimensionnée autour d’une production annuelle prévisionnelle de biométhane de 10 600 MWh, soit l’équivalent de la consommation de 530 foyers. La présence dans le village voisin du réseau GRDF privilégie l’insertion de biométhane dans le réseau. L’unité envisagée se conçoit à côté de l’ancienne usine d’Aucy, à 800 mètres des premières habitations, évitant ainsi d’éventuels conflits avec le voisinage ; le projet se veut collectif, associant les agriculteurs locaux et inscrit dans le territoire, valorisant les co-produits potentiels.

La dynamique de maturation du projet conduit à la création d’une société SAS « Méthanergie Ciel », reposant sur la fratrie Moratin élargie à un neveu et associant onze autres agriculteurs locaux. Mais ces derniers souhaitent limiter leur apport à 20 % de l’investissement, la famille Moratin en assumant 80 %.

La plus grande difficulté aura été de convaincre les banques : « Les banques étaient frileuses et il a fallu beaucoup de temps pour les convaincre de la faisabilité du projet », souligne Jean-Louis Moratin. Finalement le Crédit agricole acceptera de financer ce projet qui représente un investissement de 5,5 millions d’euros, subventionné à hauteur de 28 % par l’ADEME et la Région Bourgogne-Franche Comté. La première pierre de l’unité de méthanisation est posée en octobre 2017 ; un an plus tard, elle s’étend sur 2,7 ha et comprend : 2 digesteurs de 3 640 m3 chacun chauffés à 45°C ; 1 stockage avec gazomètre de 3 331 m3 ; 1 hangar de stockage couvert pour partie par une centrale photovoltaïque de 100 kWc ; 1 hangar de stockage matériel et digestat solide ; 2 silos de stockage pour CIVE ; un bâtiment pour bureau et atelier. Le site a été aménagé pour permettre une évolution de l’installation de méthanisation.

 

La gestion de l’approvisionnement en intrants : un sujet complexe et permanent

L’unité collecte les fumiers (7200 tonnes) et lisiers (8600 tonnes) des exploitations associées, ainsi que des Couverts Intermédiaires à Vocation Energétique (600 tonnes) et des déchets de céréales (2500 tonnes) de la coopérative Bourgogne du Sud ; outre ces déchets agricoles, dominants, des coproduits industriels (1800 tonnes) fournis par la société SEDE. Toutes les matières sont pesées sur pont bascule soit 21 000 tonnes au total, initialement.

Les fermes associées, - un éleveur porcin, un aviculteur, trois producteurs de bovins et trois laitiers, ainsi qu’un producteur de veaux, apportent le fumier à l’unité, une prime de « bon apporteur » a été mise en place pour favoriser le respect des calendriers d’approvisionnement et la qualité de la matière ; quant aux lisiers, ils sont transportés par la SARL « objectif Lumière ». Adhérer à la méthanisation, c’est aussi limiter les investissements pour stocker les effluents sur chacune des exploitations.

Le méthaniseur, approvisionné à plus de 85 % par des déchets agricoles, doit être alimenté 7 jours sur 7 et 365 jours par an à hauteur de 60 tonnes par jour : « La gestion de l’approvisionnement est complexe, précise Jean-Louis Moratin. Il faut trouver un équilibre subtil entre les différentes substances afin de ne pas dépasser 11% de matières sèches ». Un biologiste gère cet équilibre rigoureux de l’approvisionnement ; les intrants sont préparés et broyés avant leur stockage, ce qui permet de limiter le volume et le risque d’échauffement, et procure un rendement plus performant. Puis les intrants sont introduits dans un premier digesteur, chauffés à 45 °C pendant 40 jours, avant d’être transférés dans un second digesteur, toujours chauffés à 45 °C pendant à nouveau 40 jours. « Depuis, que nous avons investi dans un broyeur, précise Jean-Louis Moratin, nous avons réduit le temps de séjour dans les digesteurs à 56 jours. Ce qui nous a permis d’accroître la production d’environ un tiers. ».

 

La valorisation énergétique : un très bon démarrage

Durant le process, les bactéries transforment ces matières en biogaz, épuré sur le site en biométhane, injecté dans le réseau GRDF ; les résidus ou digestats se retrouvent dans une cuve où les parties liquide et solide seront séparées ; la partie liquide passera une seconde fois dans le process. Le remplissage des fosses a démarré en novembre 2017 et l’injection du gaz dans le réseau GRDF est effective depuis février 2019, dans le cadre d’un contrat sur 15 ans. L’unité atteint son objectif initial de production dès la fin de la période de rodage : 135 Nm3 (Normo m3 = m3 en conditions normalisées) de CH4/heure soit l’équivalent de la consommation de 680 foyers (chauffage et eau-chaude et 15 000 kWh par foyer). En 2020, du fait de l’achat précité du broyeur et d’une diminution du temps de séjour des matières dans le digesteur, la production est passée à 200 Normo m3 de gaz par heure, les approvisionnements se situant à 25 000 tonnes ; le retour sur investissement est désormais prévu dès la sixième année.

 

La gestion du digestat au niveau du collectif, objet d’un plan d’épandage et d’une logistique très performante

En fin de parcours, les agriculteurs associés au projet récupèrent le digestat, liquide, épandu sur les 1 748 ha engagés dans le plan d’épandage, préalable agronomique obligatoire, sur un rayon de 7 kilomètres. L’unité de méthanisation qui s’est équipée de deux cuves de transfert de 24 000 l pour les épandages de digestat liquide assure un rendu racine avec une rampe à pendillards ou un enfouisseur. Un point fort du dispositif concerne donc l’importance du parc de matériel acquis pour gérer de façon performante les différents flux de matière : « Nous avons la capacité d’épandre 1500m3 par jour, sous forme liquide ; ainsi nous arrivons à satisfaire les exigences de chacun, sans problème d’arbitrage ; au demeurant, aujourd’hui, les éleveurs associés souhaitent accroître leurs apports en intrants, notamment ceux qui ont initialement opté pour un apport partiel ; le process permet de fournir un digestat comprenant en moyenne 6 unités d’azote et 4 unités en phosphore par tonne , l’azote est à 50 % sous forme ammoniacale et à 50% sous forme organique » explique Jean-Louis Moratin.

 

Les adaptations au niveau agronomique sur l’exploitation

L’assolement initial à grands traits, reposait sur quatre cultures, blé (30%), maïs (30%), soja (20%) et orge d’hiver (20%), les terrains sont homogènes, en limons battants drainés. La méthanisation a induit la mise en place de CIVE d’été, sur 40 hectares environ : après la récolte de l’orge d’hiver, semis de maïs, puis, après récolte des colzas ou blés, semis d’une association sorgho et tournesol, avec un apport de digestat ; les CIVE sont fauchées en novembre. « Toutefois, avec les sécheresses à répétition, nous allons introduire des CIVE d’hiver, à base d’une association seigle-vesce-pois, ensilées en mai en céréales immatures, puis semis de maïs ou soja, récoltés soit pour approvisionner la méthanisation soit pour la vente. En 2021, nous aurons environ 2 à 3 % de l’assolement en CIVE d’hiver », précise Jean-Louis Moratin, agriculteur passionné par les questions en agronomie. Il fût l’un des pionniers à mettre en pratique un plan de fumure global de l’exploitation finalisé sur la gestion optimisée des ressources organiques et minérales, proposé par la Chambre d’Agriculture dès la fin des années 80. « Aujourd’hui, avec la méthanisation, sur mon exploitation, cela représente une économie de 70 % sur l’achat d’engrais minéraux : il faut intégrer les apports fertilisants issus des déchets des céréales de la Coopérative et des co-produits industriels, en plus des fumiers et lisiers. Les épandages se font surtout au printemps, sur céréales et maïs, puis en début d’automne, lors des semis de colza, ray-grass et blé. Nous suivons nos sols avec les autres agriculteurs impliqués, par des analyses avec la Coopérative, car nous n’avons pas de recul. »

 

Pour conclure cet entretien, quelles évolutions du métier ?

En choisissant de diversifier avec la filière énergétique par le photovoltaïque par solidarité avec la situation alors difficile de son frère, puis par la méthanisation, JL Moratin a consenti un investissement conséquent, même si soutenu en parti. Aujourd’hui, il semble exercer presque deux métiers : entrepreneur et agriculteur ? « En fait, être entrepreneur producteur d’énergie implique l’agriculture, source première pour les approvisionnements en intrants puis pour les épandages de digestat ; donc pour moi, les deux métiers sont liés, je me sens toujours agriculteur, même si la diversification énergétique est aujourd’hui largement prédominante dans le revenu global des trois entités imbriquées (EARL, SARL, SAS). En dix ans, les ressources humaines ont singulièrement évolué : j’étais en 2010 seul à la tête de l’EARL ; aujourd’hui nous sommes 4, avec mon frère, mon neveu et mon épouse, pour gérer le tout. Quant aux perspectives, le contexte agricole est vraiment peu porteur au niveau économique ! nous allons abandonner l’atelier de bovins viande déjà ; c’est plutôt vers un développement croissant de la méthanisation que nous nous orientons résolument ».

Par ailleurs, il faut intégrer le fait que le tri à la source, qui s’applique aujourd’hui aux gros producteurs de déchets, sera généralisé aux particuliers en 2024 en vue d’une valorisation par compostage ou méthanisation : l’enjeu est d’organiser la filière à l’échelle des territoires entre les entreprises spécialisées de collecte des déchets et les exploitants des unités de méthanisation ; en ce sens, la réalisation de Ciel , intégrée dans le territoire, est exemplaire , comme le mentionne C.Munier, chargé de mission à l’Ademe Bourgogne-Franche Comté1.

Note

[1] Source : Le Journal des Energies Renouvelables n°251-252 -2020 -pp 46-47.

 

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