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Biogaz : portrait d’une énergie renouvelable très prometteuse

Biogaz : portrait d’une énergie renouvelable très prometteuse

12 juin 2020

Réduction des émissions de gaz à effet de serre, dynamisation des bassins d’emploi locaux, valorisation des déchets… Le biogaz est une énergie renouvelable faiblement exploitée comparé au bois énergie mais dont le développement est porté par ses nombreux atouts en faveur de notre transition énergétique. Matières premières, procédés de fabrication, usages, chiffres clés… Nous dressons ici le portrait complet de cette énergie verte encore jeune mais prometteuse.

Qu’est-ce que le biogaz exactement ?

 

Le biogaz ou gaz vert est une énergie renouvelable ou bioénergie produite à partir de la dégradation de matières organiques. On appelle ce procédé la « méthanisation ». D’ailleurs, il est important de savoir que pour produire du gaz vert, la science n’a rien inventé puisqu’elle s’est directement inspirée de la nature.

La mécanique de la méthanisation

 

La méthanisation peut se produire sans intervention humaine dans les décharges, les marais, les rizières ou bien même dans l’appareil digestif de certains insectes. Pour obtenir du gaz vert, il suffit de laisser de la matière organique se décomposer dans un milieu privé d’oxygène. Sous l’action de multiples micro-organismes (bactéries) pendant la phase de fermentation, une partie des déchets se transforme naturellement en gaz.

 

Quelle est la composition du gaz vert ?

 

Le biogaz est composé de méthane, généralement entre 50 et 70 %, voire même 90 % quand les matières utilisées pour sa fabrication sont riches en carbone et hydrogène. Les autres éléments qui composent le gaz vert sont en quantités variables selon le type de déchets décomposés. Par exemple, dans les ordures ménagères, on peut retrouver du dioxyde de carbone, de l’eau, du sulfure d’hydrogène et d’autres impuretés appelées « contaminants » comme les siloxanes. Ces composés de silicium se retrouvent notamment dans les déodorants et produits cosmétiques.

Quelle sont les valorisations du biogaz ?

 

Le gaz vert est la seule énergie renouvelable qui peut être valorisée en toute forme d’énergie utile :

  • Pour produire de la chaleur
  • Pour générer de l’électricité verte
  • Pour fabriquer du biocarburant ou du biométhane (GNV)

Dans les deux premières utilisations, le biogaz est directement brulé sur le site de production. Pourobtenir du carburant ou du biométhane, il faut passer par une étape supplémentaire d’épuration. Une fois le méthane épuré, il peut être injecté dans nos réseaux de gaz ou utilisé comme carburant, bioGNV, pour les véhicules roulant au gaz naturel.

L’info chiffrée : où en est la production de biogaz en France ?

En 2018, nous comptions 76 sites d’injection de biométhane, soit 73 % de plus qu’en 2017. Cette même année, 714 GWh ont été injectés dans les réseaux de gaz naturel, soit + 76 % en un an. Cependant, la part de biogaz dans la consommation totale d’énergie renouvelable se situe à seulement 3,5 % contre 39,6 % pour le bois énergie ou 16,7 % pour l’hydraulique.

Comment fabriquer du biogaz ?

 

Nos sociétés se caractérisent par leurs facultés à générer beaucoup de déchets, et parmi eux, des déchets fermentescibles que nous pouvons valoriser en les utilisant pour la production du gaz vert. La filière biogaz s’est structurée en 3 sous-branches selon la matière première utilisée :

  • La méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes
  • La méthanisation de boues de stations d’épuration des eaux usées (STEP)
  • Le biogaz des installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND)

 

Le captage de biogaz en décharge

 

Dans une décharge, les matières organiques sont placées dans des environnements partiellement ou totalement dépourvus d’aération continue, appelés « casiers ». Ils sont entourés d’une géomembrane étanche et recouverts de terre. La fermentation naturelle commence alors son œuvre tranquillement, et cela dure pendant 25 ans ! Le capteur de biogaz, placé en surface, tourne en permanence et récupère le gaz vert à l’aide d’un système de drains enterrés horizontaux et de puits verticaux. Au bout d’une vingtaine d’année, le site est réhabilité, revégétalisé et surveillé pendant 30 ans.

 

La méthanisation centralisée

 

Un site de méthanisation peut être alimenté par des déchets d’origines diverses. Plus leur qualité est élevée, plus la production de l’unité augmente. Il peut s’agir de :

  • Boues et graisses de stations d’épuration
  • Ordures en provenance des foyers ou de la restauration
  • Déchets générés par l’agriculture, l’industrie agro-alimentaire ou papetière
  • Résidus de cultures (oignons, pommes de terre…)

Après une étape de tri, ces déchets sont placés dans une grande cuve privée d’oxygène appelé « digesteur » ou « méthaniseur ». Ils y sont ensuite brassés et chauffés pendant plusieurs semaines. A la fin du processus, 2 produits peuvent être récupérés et exploités :

 

  • Du méthane non épuré
  • Du digestat, une alternative naturelle aux engrais chimiques

Le biogaz, une solution phare pour notre transition énergétique

 

Le gaz vert est une énergie renouvelable qui évolue dans un système vertueux dans le sens où cette bioénergie nous permet d’agir positivement à plusieurs niveaux, tant sur le plan écologique qu’économique :

  • Valoriser nos déchets : selon une étude Sia Partners, 3,2 millions de tonnes dont 1/3 d’ordures ménagères ont pu être dédiées à la production de biogaz
  • Améliorer nos nappes phréatiques et sols : l’engrais organique produit conjointement permet de réduire de 50% l’utilisation d’engrais chimiques dans le milieu agricole
  • Diminuer nos émissions de gaz à effet de serre : le biogaz peut se substituer à d’autres énergies fossiles
  • Créer de l’emploi non délocalisables en France : la filière biogaz annonce un potentiel de 2 300 postes puisqu’il faut 3 à 4 travailleurs pour faire tourner une unité de méthanisation
  • Réduire les émissions polluantes dans le secteur des transports : le bioGNV affiche des émissions de CO2 à seulement 30 grammes/km contre 40 grammes pour les voitures électriques actuelles ou encore 190 grammes pour les véhicules à essence

Bien que la production de biogaz reste encore timide comparée aux autres énergies, la filière connait une croissance marquante depuis 2011, dates des premières injections. Entre 2011 et 2018, 75 nouveaux sites d’injection de biométhane ont été créés. Portés par la loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (LTECV), qui a fixé un objectif de 10 % de gaz vert injecté dans nos réseaux en 2030, les acteurs du biogaz ont de beaux jours devant eux.  

Côté Naturgy, en 2019, le groupe a investi 1 700 millions d’euros dont 600 millions d’euros dédiés aux énergies renouvelables.

L’une des réussites de l’entreprise dans le biogaz est la création d’une usine de production de biométhane à partir des boues primaires récupérées par une simple décantation des eaux usées municipales.

Un programme expérimental en collaboration avec EnergyLab a permis au processus d’être optimisé avec succès pour produire du biométhane.

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