Earl du Guernequay, première unité de méthanisation agricole du Morbihan

Infos clés fiche de cas – Maîtrise d’ouvrage agricole – Cogénération à partir de biogaz avec réseau de chaleur de 1,7 km – Matières premières : 7000 tonnes/an – Moteur de 110 kWé – Production électrique : 1 GWhé/an – Production thermique : 1,5 GWh/an – Taux de valorisation énergétique : 81% – Investissements : 756 k€ – Mise en route 2010 – Fiches AILE et Jean-Marc ONNO.

L’unité de méthanisation de l’EARL du Guernequay est exploitée par Jean-Marc Onno, agriculteur à Moustoir-Remungol dans le Morbihan. L’exploitation agricole est conduite en polyculture-élevage (cultures à vocation alimentaire et élevage porcin). Jean-Marc Onno est personnellement investit dans la filière de traitement des déchets organiques (co-gérant de la plateforme Arvor Compost). Sa connaissance de la filière de valorisation des déchets organiques associée à de nombreux contacts avec des agriculteurs-méthaniseurs allemands et une volonté de rechercher l’autonomie sur son exploitation (Fabrication d’Aliments à la Ferme pour ses porcs) l’ont conduit à envisager une projet de méthanisation. Les premières phases de prédiagnostic ont eu lieu en 2007 avec le soutien de l’association AILE dans le cadre du Plan Biogaz Agricole. Une fois l’autorisation d’exploiter accordée en mars 2009, les travaux ont pu commencer en juin 2009. Les premiers substrats ont été introduits le 2 février 2010 et le fonctionnement nominal à 110 kW a été atteint fin mars 2010.

L’exploitation agricole et ses besoins

Lʼexploitation est axée sur la production porcine, avec 285 truies naisseurs engraisseurs, soit 6900 porcs charcutiers produits chaque année. Cette production est répartie sur deux sites : le site principal du Guernequay et dans le village voisin, celui de Keraffray pour lʼélevage dʼune partie des porcelets. Lʼalimentation des porcs est en majorité produite à partir des cultures de lʼexploitation. Lʼélevage est sur caillebotis intégral, ce qui permet une production régulière et continue de 6 000 m3 de lisiers par an, dont 1100 m3 sont compostés à Arvor Compost.

Le site comprend les bâtiments dʼélevage, la fabrique dʼaliments à la ferme et des hangars de stockage du matériel. Le stockage du lisier se fait en partie sous les bâtiments dans des préfosses et dans deux fosses extérieures, situées sur le site de Keraffray. Lʼélevage consommait au départ du projet annuellement 303 MWh dont 150 MWh pour le chauffage des porcheries. Avec la mise en place de lʼunité de méthanisation, le chauffage électrique des porcheries a été remplacé par des aérothermes à eau chaude afin de valoriser une partie de la chaleur issue du cogénérateur. Au total, lʼéconomie réalisée sur les achats dʼélectricité et de fuel pour les bâtiments dʼélevage et la maison dʼhabitation sʼélève à environ 12 000 €/an.

L’unité de méthanisation

Le dossier dʼautorisation nécessaire à la construction de lʼunité est réalisé en février 2008. En 2009, le projet est retenu à lʼappel à projet Plan de Performance Energétique en agriculture et reçoit une aide complémentaire du Ministère de lʼAlimentation, de lʼAgriculture et de la Pêche (dans le cadre du Plan de relance de lʼéconomie). Pour accompagner cette réalisation, Jean-Marc ONNO décide dʼassocier les expériences de la société Evalor, spécialiste français du traitement des lisiers, à la société allemande Biogas Hochreiter, spécialiste de la méthanisation depuis 25 ans. Le permis de construire est obtenu en avril 2008 et lʼarrêté dʼautorisation en mars 2009. Les travaux de terrassement de lʼunité de méthanisation démarrent en juin 2009, suivis par la réalisation des différents ouvrages et lʼinstallation des équipements.

Schéma de l'installation, cliquer pour agrandir

En parallèle, les démarches pour le raccordement électrique sont réalisées (Proposition technique et financière, certificat ouvrant droit à lʼobligation dʼachat de lʼélectricité, contrat dʼachat de lʼénergie électrique…) aboutissant à lʼautorisation de raccordement au réseau le 2 février 2010. A cette date commence la montée en température du digesteur. Afin dʼaméliorer la vitesse de mise en place et de développement de la flore méthanogène, du digestat issu dʼune autre station de méthanisation agricole est ajouté au lisier. Une fois la température de 35°C atteinte, des substrats solides sont progressivement incorporés afin dʼadapter les bactéries à décomposer de nouvelles formes de matières organiques, avec un contrôle en continu de la production de biogaz et de sa composition. Fin février 2010, la qualité et la quantité de biogaz produit deviennent suffisantes pour faire fonctionner le cogénérateur. Progressivement, la puissance électrique augmente, passant de 50 kWe pour atteindre la puissance nominale de 110 kWe le 25 mars, soit de 2 mois après le démarrage du processus.

>> Découvrir le détail technique des installation dans le dossier de presse d’inauguration téléchargeable en bas de cet article.

Les substrats

Pour le fonctionnement de son unité de méthanisation, Jean-Marc ONNO dispose de certaines matières premières pouvant produire du biogaz. Les substrats agricoles disponibles sont les suivants :

  • 5 000 m3 de lisier de porcs,
  • 1 450 tonnes dʼensilage de cultures dérobées (cultivées entre des céréales et du maïs, sur 60 ha),

En plus des substrats agricoles, lʼinstallation va méthaniser des déchets dʼindustries agroalimentaires bretonnes et de coopératives, comme par exemple : des graisses de flottation, des huiles, des déchets de silos et de céréales… Le volume de ces déchets extérieurs sera dʼenviron 550 m3 par an, soit moins de 10 % du volume total des intrants.
La ration du digesteur et son pouvoir méthanogène. La matière introduite totale sera dʼenviron 7 000 tonnes de matière brute, soit un peu moins de 19 tonnes par jour. Les répartitions théoriques de la composition de la ration et de la production de biogaz sont les suivantes :

Le digestat se situe entre le lisier et un engrais minéral car il contient de lʼazote et du phosphore sous forme minérale. Ces éléments sont ainsi directement assimilables par les plantes, ce qui réduit le risque de lessivage. De plus, la méthanisation, en dégradant la matière organique fermentescible, limite très fortement les odeurs à lʼépandage. Cependant, afin dʼéviter la volatilisation de lʼazote ammoniacal lors de lʼépandage du digestat, lʼutilisation dʼépandeurs avec injecteurs ou pendillards est fortement recommandée.

Bilan d’exploitation de la première année

La production électrique est stable sur la période étudiée. Un fois tous les équipements de valorisation thermique raccordés au réseau de chaleur, on observe sur la période hivernale que la quasi-totalité de la chaleur produite est valorisée, les équipements sont donc bien dimensionnés. De plus on constate que le rendement thermique est important, notamment du fait que la température de l’eau dans le réseau de chaleur soit plus proche de 70°C que de 80°C. Globalement la valorisation énergétique sur l’unité de méthanisation est bonne avec un taux de valorisation de 81%.

On constate que les recettes sont principalement dues à la vente d’électricité et à la redevance de traitement des déchets des IAA de la région. La bonne gestion des contrats de traitement de déchets sur les unités de méthanisation est donc importante. Le temps de travail, les cultures intermédiaires à vocation énergétique et les frais d’entretien et de maintenance constituent la majeure partie des charges d’exploitation. Le bilan financier est positif et l’EBE est supérieur aux prévisions du projet. Ces résultats issus de la première année ne sont pas forcément représentatifs des années à venir compte tenu de la phase de démarrage. L’unité de méthanisation de l’EARL de Guernequay présente des résultats techniques et financiers intéressants, qui sont supérieurs aux prévisions. Un des facteurs clés de cette réussite est sans doute la forte implication de Jean-Marc Onno dans ce projet de méthanisation.

L’unité de méthanisation de l’EARL de Guernequay possède une dimension agricole avec l’utilisation d’une majorité d’intrants d’origine agricole (seulement 8% de coproduits de l’industrie agro-alimentaire). Ce point tient particulièrement à cœur à Jean-Marc Onno qui souhaite garder la maîtrise de son exploitation. L’unité de méthanisation assure l’autonomie de l’exploitation en chaleur (chauffage des porcheries et des bâtiments d’habitation) et permet de diminuer la dépense en engrais chimiques en produisant la majorité des engrais utilisés pour l’atelier de culture.

Le temps de retour brut, après la déduction des aides, est estimé à 7-8 ans. >> Voir tout le détail dans le dossier de presse d’inauguration ci-dessous.

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