FAQ - Biométhanisation
Qu’est-ce que la biométhanisation ?
Comment se déroule la biométhanisation ?
La biométhanisation est un processus de fermentation similaire à celui ayant lieu dans le rumen
d’une vache. Les matières entrant dans un digesteur, la cuve où a lieu la fermentation, subissent
une dégradation biologique réalisée par des micro-organismes. Cette fermentation a la
particularité de se dérouler en absence d’oxygène (anaérobiose). La décomposition des matières
par biométhanisation dégage deux produits : le biogaz et le digestat.
Qu’est-ce que le biogaz ?
Le biogaz est un gaz composé essentiellement de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2). Il
a de nombreux usages énergétiques : il peut être valorisé par cogénération, dans une chaudière,
injecté dans le réseau de gaz naturel, ou encore utilisé comme biocarburant (le biométhane).
Qu’est-ce que le digestat ?
Le digestat est la fraction restante (80 à 90 %) des matières organiques après leur digestion dans
une cuve de biométhanisation. A l’état brut, il a l’aspect d’une boue mais il est souvent séparé en
deux phases : une phase liquide et une phase solide qui ressemble à du terreau. On y retrouve
de la matière organique complexe, de l’eau, et des nutriments (azote, phosphore, potassium,
etc.).
Quels sont les différents types de biométhanisation ?
Différentes techniques de production du biogaz existent, choisies notamment en fonction du type
d’intrants. L’ « infiniment mélangé » est la plus courante : les matières entrent quotidiennement
dans une cuve de fermentation recouverte par une bâche permettant de récolter le biogaz produit.
Les matières sont mélangées, elles restent généralement entre 1 et 3 mois dans la cuve et le
digestat est évacué quotidiennement vers une cuve de stockage. Il s’agit d’un processus continu.
Les micro-organismes se trouvent au contact de la matière dans la cuve.
Lorsque les matières sont très liquides (par exemple les eaux usées d’une industrie agro-
alimentaires), des techniques dites UASB ou en lit fixé sont plus adaptées. Dans ce cas, les micro-
organismes se trouvent sous forme d’un « lit » ou sont fixées sur un support, et les matières
liquides passent au travers.
De nombreuses technologies existent, le plus souvent adaptées à des intrants particuliers.
Est-ce possible d’installer une unité de biométhanisation à la maison ?
Qu’est-ce qu’un système domestique de biométhanisation ?
Certaines entreprises développent des solutions de très petite taille, vouée à un usage
domestique. Il s’agit de techniques rudimentaires, composée d’une entrée pour les matières, d’un
sac étanche servant de digesteur et de stockage de biogaz et d’un robinet pour évacuer le
digestat. Le biogaz est envoyé sur le circuit de gaz de la maison.
Les matières utilisables sont les déchets de cuisine, les déchets de jardinage et les effluents des
animaux. Il est nécessaire d’alimenter quotidiennement le système d’environ ½ à 1 seau de
matière (soit entre 5 et 10 litres). Cela permettrait de fournir le gaz pour la cuisine.
Est-ce que cela fonctionne en Wallonie ?
Un wallon moyen produit environ 220 kg de déchets organiques par an, soit moins d’1 kg par jour.
Etant donné que ces systèmes demandent l’équivalent d’un demi-seau à un seau par jour, il est
nécessaire d’analyser sa production de déchets organiques quotidienne afin de déterminer si
c’est compatible.
La biométhanisation a besoin de chaleur pour fonctionner, l’idéal étant entre 35 et 40 °C. Le
minimum à atteindre est de 20 °C. En Wallonie, il est donc nécessaire de chauffer le digesteur
pratiquement toute l’année (sauf les quelques jours de canicules) ou de le placer dans un local
chauffé. Dans ce dernier cas, il serait indispensable de s’assurer de la bonne aération du local.
Ce besoin en chaleur demanderait une quantité d’énergie qui diminuerait l’intérêt de ce type
d’unités de biométhanisation.
Même si la quantité de déchets générés par un ménage (ou quelques ménages) peut sembler
importante, cela ne représente qu’une faible proportion de biogaz généré, et donc d’énergie. Pour
donner un ordre de grandeur, cela produirait l’équivalent de moins de 50 m³ de gaz par an (pour
environ 220 kg de déchets organiques). La rentabilité d’un tel projet est complexe à atteindre au
vu des obligations légales et de sécurité à respecter.
Quelles sont les obligations légales à respecter ?
Installer une unité de biométhanisation requiert une autorisation, qui est soit une déclaration à la
Commune, soit un permis d’environnement selon les cas. De plus, la gestion du biogaz doit se
faire de manière sécuritaire afin d’éviter les problèmes d’intoxication ou de risques
d’inflammabilité.
Si vous souhaitez installer une unité chez vous, il est nécessaire de faire appel à un professionnel.
Bon à savoir : une grande partie des déchets organiques ménagers collectés sont biométhanisés
en Wallonie et à Bruxelles. Ils sont envoyés vers des biométhaniseurs dont les conditions sont
maîtrisées afin d’extraire le maximum d’énergie possible (objectif non atteignable avec des
digesteurs domestiques). De l’électricité est produite et réinjectée sur le réseau.
Le bois se biométhanise-t-il ?
Est-ce que la biométhanisation peut dégrader le bois ?
Le bois est principalement composé de lignine, d’hémicellulose et de cellulose, ces trois types de
molécules étant étroitement imbriquées. Les lignines ne sont dégradables que par des
champignons qui ont besoin d’oxygène pour vivre.
Or, en biométhanisation, il n’y a pas d’oxygène : la lignine ne peut donc pas être dégradée dans
un digesteur. Les hémicelluloses et cellulose pourraient être dégradées, mais très faiblement en
raison de leur imbrication avec les lignines.
Il est donc communément admis qu’il n’est pas intéressant de biométhaniser du bois en raison
du très faible taux de méthane récupéré. De plus, le bois présent dans un digesteur peut
endommager certaines pièces de celui-ci, notamment les agitateurs, l’alimentateur, les pompes,
etc.
Le bois ne doit donc pas être considéré comme un intrant envisageable en biométhanisation. Il
doit être préférentiellement utilisé soit en combustion (chaudière ou assimilé), en compostage, ou
toute autre valorisation intéressante.
Et les déchets verts ?
Les déchets verts sont composés des tontes de pelouse et des branchages et assimilés.
Les branchages, étant donné qu’ils sont composés de bois, ne sont pas intéressants pour la
biométhanisation. Comme le bois, ils doivent être dirigés vers une utilisation en combustion ou
en compostage.
Les tontes de pelouse peuvent être utilisés en biométhanisation. Il faudra cependant veiller à ce
qu’il n’y ait pas d’indésirables, tels que des ordures, des branchages, des résidus d’essence ou
d’huile en trop grande quantité, etc. afin que le processus de biométhanisation se passe au mieux.
De plus, au vu de la composition, les tontes ne peuvent s’utiliser seules et doivent être intégrées
dans une ration réfléchie.
Qu’en est-il du miscanthus ?
Le miscanthus, qu’il soit récolté vert ou sec, contient moins de lignine que le bois. Il est donc
possible de le biométhaniser. Il faut cependant tenir compte de la vitesse de dégradation de cette
matière. De plus, si le choix se porte sur du miscanthus récolté vert, il est important de savoir que
cela impacte la qualité et la quantité des récoltes suivantes.
Dans tous les cas, pour déterminer si un intrant est pertinent ou non, il est recommander d’en
discuter avec un expert.
Le digestat est-il un amendement de qualité ?
Qu’est-ce que le digestat ?
Le digestat est la boue constituée des matières non digérées par les micro-organismes. On y
retrouve les éléments nutritifs utiles aux plantes (N, P, K…) mais aussi la fraction stable du
carbone qui contribue à la formation d’humus dans le sol. En effet, en cours de processus, ce
sont essentiellement les acides-gras volatiles (composés de C, H, O) qui sont digérés et
récupérés dans le biogaz.
Est-ce que le carbone perdu lors de la biométhanisation sous forme de biogaz diminue la qualité du digestat ?
Du point de vue de ses propriétés comme amendement (amélioration de la structure du sol par
apport de C), le digestat est au moins aussi intéressant que les lisiers et fumiers puisque les
micro-organismes de la biométhanisation ne savent pas digérer les longues chaînes carbonées
(carbone stable).
Le carbone « perdu » par la production de biogaz (formé principalement de CH4 et de CO2) aurait
de toute façon été perdu dans les lisiers et fumiers lors du stockage et de l’épandage par
volatilisation des acides-gras volatiles… c’est la mauvaise odeur des engrais de ferme. Avec du
digestat, on n’a pas de pollution olfactive et on a produit de l’énergie en parallèle.
Quelles sont les propriétés agronomiques du digestat ?
Du point de vue de ses propriétés comme fertilisant, les micro- et macro- nutriments sont
conservés en quantité. Par contre, une grande partie a changé de forme chimique. On dit qu’ils
ont été « minéralisés », c’est-à-dire transformés d’une forme organique à minérale. Sous forme
minérale, les nutriments sont plus facilement absorbés par les plantes en croissance. Ainsi, à
court terme, la fraction liquide du digestat agit comme un fertilisant chimique de synthèse à effet
immédiat (surtout pour l’azote et le potassium). Mais il aura tout de même aussi un effet à plus
long terme puisqu’une partie des nutriments est restée sous forme organique dans la fraction
solide. Cette fraction solide va se dégrader petit-à-petit dans le sol et libérer progressivement les
nutriments, comme le ferait un engrais de ferme classique.
Enfin d’autres propriétés intéressantes : la diminution du taux d’acides engendre une légère
hausse de pH. Celui-ci devient donc légèrement basique (environ pH 8). De plus, les semences
d’adventices et certains pathogènes sont inhibés par la biométhanisation.
Bien sûr, la qualité du digestat et l’expression de tous ses avantages dépend de la qualité des
matières premières utilisées pour la biométhanisation. On veillera donc à éviter les intrants qui
contiennent des métaux lourds, des antibiotiques, ou toute autre matière néfaste pour l’homme
et l’environnement. On veillera aussi à le stocker correctement et à l’épandre au moment opportun
et selon les bonnes pratiques d’épandage, c’est-à-dire par temps frais, humide et sans vent, et
au plus près du sol (l’injection étant l’optimum).
Y a-t-il des restrictions pour l’épandre ?
Les digestats suivent les mêmes règles d’épandage que les lisiers pour les digestats liquides et
les fumiers pour les digestats solides. Pour la fraction liquide, on veillera à l’épandre avec un
équipement adéquat (pendillard, injecteur, …) et en évitant de le faire pendant les journées
chaudes.
Afin d’obtenir les renseignements pratiques, contactez Protect’eau.
Quels sont les risques si une unité de biométhanisation s’implante près de chez moi ?
La biométhanisation produit du gaz. Est-ce dangereux pour moi ?
Les unités de biométhanisation wallonnes doivent rentrer un permis d’environnement avant de
s’installer. Elles doivent respecter une série d’obligations pour pouvoir s’installer, notamment des
obligations en matière de sécurité pour prévenir les incidents et accidents. De plus, les pompiers
doivent émettre un avis et des recommandations concernant la sécurité du site.
Dans la majorité des installations, le stockage du biogaz est réalisé à la pression atmosphérique
(quelques millibars). Des systèmes d’alerte et de détecteurs sont mis en place. Si une fuite de
gaz a lieu au niveau du stockage, les conditions afin d’avoir un risque d’explosion sont quasiment
inexistantes. De plus, le stockage est réalisé en hauteur sous une membrane souple, ce qui
diminue fortement les risques de projection en cas d’explosion.
La biométhanisation gère des déchets. Doit-on crainte des odeurs nauséabondes ?
Le permis d’environnement et les obligations accordent une attention particulière à la gestion des
odeurs.
Le processus de biométhanisation dégrade les molécules provoquant les mauvaises odeurs. Pour
sa part, le digestat n’émet pas d’odeurs lors du stockage et très peu lors de l’épandage (faible et
durant quelques heures, contre une persistance de plusieurs jours pour les effluents d’élevage
non biométhanisé).
La gestion du stockage des intrants est primordiale pour la bonne gestion des odeurs. Les intrants
liquides sont stockés dans des cuves fermées, et leur transfert s’effectue par pompage entre la
citerne de transport et la cuve de stockage : aucune odeur ne peut donc être émise. Certains
intrants solides peuvent émettre des odeurs, comme par exemple les fumiers. Cependant, des
stockages adaptés peuvent être prévus et il est important d’utiliser le plus rapidement possible ce
type de matières.
La biométhanisation nécessite le transport de matières. A quel impact dois-je m’attendre ?
Le nombre de camions ou de tracteurs qui devront desservir l’unité de biométhanisation dépend
de nombreux paramètres : les intrants (disponibles sur place ou non), l’énergie contenue dans la
matière, le choix du trajet, la période de l’année, etc.
Si le porteur de projet prend des matières disponibles à l’année, les trajets s’effectueront
probablement en journée, et seront limités à quelques transports par semaine. S’il décide de
prendre du maïs par exemple, les jours de récolte, le transport sera intensif, mais sera nul pour
cette matière le reste de l’année.
Le porteur de projet doit établir un plan, avec les trajets conseillés, qui est disponible lors du dépôt
de permis.
Comment alimenter mon unité de biométhanisation ?
Que peut-on utiliser en biométhanisation ?
En biométhanisation, toutes les matières organiques peuvent être valorisées, exception faite des
matières fortement ligneuses, telles que le bois. Il est donc possible d’utiliser les effluents
d’élevage (fumier, lisier), les résidus agricoles, les cultures dédiées, les déchets de l’industrie
agro-alimentaire (légumes, invendus, déchets de boulangerie, de brasserie, de chocolaterie, etc.),
les déchets de tonte, etc.
Certaines matières induisent des contraintes. Par exemple, les déchets comprenant une source
animale (excepté les effluents d’élevage) doivent suivre une législation spécifique et doivent être
hygiénisé.
Toutes les matières ne se valent pas : certaines matières produisent plus de biogaz que d’autres.
A titre d’exemple, à masse égale, l’ensilage de maïs produit 5 à 6 fois plus de méthane que du
lisier de bovin.
Quelle quantité d’intrants est nécessaire ?
Tout va dépendre des intrants utilisés et du type d’unité de biométhanisation choisie. Il est
nécessaire d’effectuer le calcul afin d’obtenir la bonne adéquation entre les intrants choisis et la
puissance souhaitée.
Ainsi, une unité de 100 kWél de type agricole, traitant principalement des effluents d’élevage et
des coproduits agricoles va nécessiter entre 3.000 et 5.000 tonnes de matières.
Une unité de 1,5 MWél alimentée principalement de déchets agro-alimentaires (avec des hauts
taux de production de biogaz) demande entre 30.000 et 60.000 tonnes de matières
Comment établir une ration équilibrée ?
Une ration est la manière d’alimenter le digesteur. Il est nécessaire que celle-ci soit équilibrée,
c’est-à-dire qu’elle soit composée d’un rapport carbone/azote correct, un certain taux de matière
sèche, un apport suffisant en élément minéraux, etc. Etablir une ration pour un digesteur doit
suivre des principes similaires à la composition d’une ration d’un bovin … ou d’un humain !
De nombreux paramètres doivent être pris en compte. Les intrants disponibles doivent être
équilibrés au mieux, afin que la digestion se passe de manière optimale, et produise le plus de
biogaz possible et de la meilleur qualité possible. Il est important de s’entourer d’un professionnel
de la nutrition du digesteur afin d’éviter des problèmes tels que l’acidose ou une mauvaise
production de biogaz.