Les exigences du plan d’épandage de digestat de méthanisation

Article paru dans le Bioénergie International n°56 de juillet-août 2018

Epandeur à pendillards, photo Miro

Qu’elles soient soumises à déclaration, enregistrement ou autorisation au titre des installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE), les installations de méthanisation transforment les végétaux, déjections animales, déchets d’industries agroalimentaires… en biogaz. Le fruit de cette transformation biologique conduit à la production d’un digestat qui correspond en moyenne à 90 % du tonnage entrant. Bien que des traitements du digestat soient possibles (séparation de phase avec compostage, séchage, osmose inverse…), la valorisation agronomique du digestat par épandage sur terres agricoles reste la solution la moins coûteuse. Loin d’être une contrainte, cette valorisation agronomique permet d’effectuer des apports en fonction des besoins des cultures en substitution des engrais minéraux.

Le cabinet Impact et Environnement, est spécialisé dans la réalisation des dossiers ICPE (déclaration, enregistrement, autorisation), dans les domaines agricoles et industriels (notamment les unités de méthanisation : plus de 100 projets accompagnés). Cette activité inclut la réalisation des plans d’épandage avec étude pédologique, les diagnostics environnementaux, les études et mesures spécifiques (drainage, mesures sol, eau, effluents, bruits…). Il fait le point sur la procédure d’établissement et de mise à jour du plan d’épandage de digestat, avec un gros plan sur l’arrêté du 13 juin 2017 qui permet sous certaines conditions d’épandre sans plan d’épandage, ainsi qu’un gros plan sur les études pédologiques. Impact et Environnement a en effet déjà réalisé des plans d’épandage avec étude pédologique sur plus de 60 000 ha en France.

Exemple de cartographie générale d’épandage, Impact et Environnement – Cliquer sur la carte pour l’agrandir.

Des réglementations parfois complexes qui se superposent

L’épandage de digestat est soumis à différentes règles qui, au regard de la superposition des différentes réglementations, rend parfois complexe l’élaboration du plan d’épandage et sa mise en pratique.

Dans tous les cas, tout digestat produit, qu’il ait fait ou non l’objet d’une séparation de phase, est considéré comme un déchet et ne peut être valorisé agronomiquement qu’en faisant l’objet d’un plan d’épandage. On notera qu’une exception à cette règle est venue s’ajouter avec l’Arrêté du 13 juin 2017 approuvant un cahier des charges pour la mise sur le marché et l’utilisation de digestats de méthanisation agricoles en tant que matières fertilisantes.

Néanmoins, bien que très attrayant, nous verrons plus tard que ce nouvel outil réglementaire est aujourd’hui interprété avec rigueur par les services administratifs, limitant au final « quelque peu » l’objectif premier de ce texte.

Mais revenons au plan d’épandage qui doit être produit pour tout digestat, hors arrêté du 13 juin 2017. Ce plan d’épandage permet de présenter les parcelles susceptibles de recevoir ce digestat, mais son format et les obligations réglementaires qui y sont liées, notamment le suivi, sont différentes en fonction de la réglementation des ICPE.

Système d’épandage de digestat liquide avec stockage en bord de champ, photo Listech

En dehors de la réglementation des ICPE, nous rappellerons que suivant l’annexe de l’article R122.2 déterminant les projets soumis à évaluation environnementale ou à cas par cas, le plan d’épandage dépend de la rubrique 26. « Stockage et épandages de boues et d’effluents ». Cette rubrique soumet au cas par cas tous les épandages répondant à l’un des critères suivants :

  1. Plan d’épandage de boues relevant de l’article R. 214-1 du même code et comprenant l’ensemble des installations liées à l’épandage de boues et les ouvrages de stockage de boues, dont la quantité de matière sèche est supérieure à 800 t/ an ou azote total supérieur à 40 t/ an.
  2. Épandages d’effluents ou de boues relevant de l’article R. 214-1 du même code, la quantité d’effluents ou de boues épandues présentant les caractéristiques suivantes : azote total supérieur à 10 t/ an ou volume annuel supérieur à 500 000 m³/ an ou DBO5 supérieure à 5 t/ an.

Cependant, dans les cas où le dossier présente une unité de méthanisation avec en même temps la valorisation du digestat par plan d’épandage, le plan d’épandage est considéré comme connexe à l’installation classée. Dans ce cas, la connexité à l’ICPE conduit à suivre la procédure liée à l’ICPE considérée.

De plus, selon la réglementation applicable au 1er mars 2017, les projets IOTA (Installations, Ouvrages, Travaux et Activités soumis à la loi sur l’eau) peuvent en fonction de certains seuils relever de la procédure d’autorisation ou à déclaration.

Or le plan d’épandage est soumis aux rubriques IOTA  :

  • Épandage d’effluents ou de boues, à l’exception de celles visées à la rubrique 2.1.3.0 et à l’exclusion des effluents d’élevage, la quantité d’effluents ou de boues épandues présentant les caractéristiques suivantes
  • 2.1.4.0 – A : Azote total supérieur à 10 t/an ou volume annuel supérieur à 500 000 m³/an ou DBO5 supérieure à 5 t/an,
  • 2.1.4.0 – D : Azote total compris entre 1 t/an et 10 t/an ou volume annuel compris entre 50 000 et 500 000 m³/an ou DBO5 comprise entre 500 kg et 5 t/an.

Un projet peut donc être cumulativement au-dessus des seuils pour la nomenclature loi sur l’eau et pour la nomenclature ICPE). Dans les cas où les seuils de ces deux nomenclatures s’appliquent, les procédures à suivre sont détaillées dans le tableau suivant :

ICPE ci-contre
IOTA ci-dessous
A E D
A AEnv E-ICPE si A-IOTA nécessaire au fonctionnement de l’ICPE ou dont la proximité en modifie notablement les dangers ou inconvénients.AEnv dans les autres cas AEnv
sauf si pétitionnaire décide de faire D-ICPE à part
D AEnv E-ICPE si D-IOTA nécessaire au fonctionnement de l’ICPE ou dont la proximité en modifie notablement les dangers ou inconvénients.E-ICPE  et D-IOTA dans les autres cas D-ICPE si D-IOTA nécessaire au fonctionnement de l’ICPE ou dont la proximité en modifie notablement les dangers ou inconvénients.E-ICPE  et D-IOTA dans les autres cas

Conclusions sur les différentes réglementations (ICPE – R 122.2 – IOTA)

Avant d’établir le plan d’épandage, il est indispensable de vérifier à quelle réglementation et procédure est soumis le plan d’épandage en sachant que dans la majeure partie des cas, le plan d’épandage est connexe à l’installation de méthanisation et suit donc la réglementation de cette dernière.

Avant de détailler le contenu d’un plan d’épandage, il est nécessaire de revenir sur le cas particulier où le digestat répond à l’Arrêté du 13 juin 2017 approuvant un cahier des charges pour la mise sur le marché et l’utilisation de digestats de méthanisation agricoles en tant que matières fertilisantes.

L’arrêté du 13/06/ 2017 : est-ce la fin du plan d’épandage de digestat ?
Cet arrêté du 13 juin 2017 permet d’utiliser le digestat sans plan d’épandage à la condition de respecter un cahier des charges bien précis. Ce cahier des charges comprend notamment des critères spécifiques sur :

  • les matières entrantes : nécessité d’avoir au moins de 33 % de la masse brute entrante composée de déjections animales et au moins 60 % d’effluents d’élevage et matières végétales agricoles brutes,
  • l’installation : le procédé est de type infiniment mélangé mésophile ou thermophile avec une agitation mécanique. La digestion se réalise dans un méthaniseur à une température comprise entre 34 et 42 °C pour le procédé mésophile et entre 50 et 65 °C pour le procédé thermophile, et à un pH compris entre 7 et 8,5,
  • le contrôle qualité : la vérification des critères d’innocuité mentionnés aux tableaux 1 et 2 est effectuée pour chaque lot sur des échantillons représentatifs du produit.

Ainsi, ce dernier point conduit à ce que le digestat respecte à la fois des teneurs en éléments traces et des valeurs seuils maximales en micro-organismes pathogènes (Escherichia coli ou Enterococcaceae et Salmonella).

Toutefois, le non-respect de ce cahier des charges et notamment des valeurs seuils maximales en micro-organismes conduit à la nécessité de valoriser le digestat sur un plan d’épandage.

Dans la pratique, la mise en route d’une installation de méthanisation, les interruptions techniques volontaires ou involontaires conduisent au non-respect des valeurs seuils en micro-organismes du digestat. Dans ces conditions : un plan d’épandage de secours est nécessaire pour pallier au non-respect du cahier des charges établi par cet arrêté du 13 juin 2017. Toute la difficulté restera à dimensionner le plan d’épandage de secours en fonction du processus, des stockages…

Au final, le plan d’épandage pour valoriser le digestat reste nécessaire et indispensable.

Un plan d’épandage à tenir à jour pour les installations soumises à déclaration ICPE

Dans le cas d’une unité de méthanisation ne traitant que des effluents d’élevage et des matières végétales issues d’une seule exploitation, les conditions d’épandage du digestat correspondent à la réglementation qui s’applique à l’exploitation. Le plan d’épandage de l’exploitation doit être mis à jour en tenant compte du changement de nature de l’effluent. La méthode d’épandage est alors adaptée pour limiter les émissions atmosphériques d’ammoniac.

Dans les autres cas, une étude préalable d’épandage précise l’innocuité (dans les conditions d’emploi) et l’intérêt agronomique du digestat au regard des paramètres définis à l’annexe II (de l’arrêté du 10/11/2009 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations de méthanisation soumise à déclaration), l’aptitude du sol à le recevoir, et le plan d’épandage détaillé ci-après. Cette étude justifie la compatibilité de l’épandage avec les contraintes environnementales recensées et les documents de planification existants, notamment les plans prévus à l’article L. 541-14 du code de l’environnement et les schémas d’aménagement et de gestion des eaux, prévus aux articles L. 212-1 et 3 du code de l’environnement.

Remarque : Tout plan d’épandage doit être conforme aux SDAGE et SAGE en vigueur. Ceci induit que les plans d’épandage doivent être dimensionnés en fonction de l’équilibre de la fertilisation (y compris pour les dossiers déclarations).

L’étude préalable comprend notamment :

  • la caractérisation du digestat à épandre (quantités prévisionnelles, rythme de production, valeur agronomique) ;
  • la description des caractéristiques des sols, notamment au regard des paramètres suivants : granulométrie ; matière sèche (%) ; matière organique (en %) ; pH ; azote global ; azote ammoniacal (en NH4) ; rapport C/N ; phosphore échangeable (en P2O5) ; potassium échangeable (en K2O) ; calcium échangeable (en CaO) ; magnésium échangeable (en MgO) ;
  • la description des modalités techniques de réalisation de l’épandage.

Exemple de cartographie des parcelles d’épandage, carte Impact et Environnement – Cliquer sur la carte pour l’agrandir.

Le plan d’épandage à réaliser est constitué :

  • d’une carte à une échelle minimum de 1/12 500 e permettant de localiser les surfaces où l’épandage est possible compte tenu des exclusions réglementaires. Cette carte fait apparaître les contours et les numéros des unités de surface permettant de les repérer, ainsi que les zones exclues à l’épandage ;
  • d’un document mentionnant l’identité et l’adresse des prêteurs de terres qui ont souscrit un contrat écrit avec l’exploitant ;
  • d’un tableau référençant les surfaces repérées sur le support cartographique et indiquant, pour chaque unité, la superficie totale et la superficie épandable.

L’épandage est effectué par enfouissement direct, par pendillards ou par un dispositif équivalent permettant de limiter les émissions atmosphériques d’ammoniac.

Classes d’aptitude
à l’épandage
Caractéristiques du sol Commentaires
Aptitude 0
Sol inapte à l’épandage
Ø Sol humides sur au moins 6 mois de l’année (forte saturation en eau – hydromorphie importante).
Ø Pente trop forte car : accès difficile des engins agricoles, risque de ruissellement.
Ø Sols très peu profonds (< 20 cm).
Ø Sols de texture très grossière.
Ø Sur roches.
Epandage interdit toute l’année (minéralisation faible et risque de ruissellement).

Les sols sont trop humides ou trop peu profonds, ou de texture trop grossière pour « conserver » des déjections qui vont passer rapidement dans le milieu aquatique.

Les surfaces drainées depuis moins de 2 ans doivent être mentionnées, et exclues de l’épandage compte tenu des risques de ruissellement et les risques de colmatage des drains en particulier par le lisier.

Aptitude 1

Aptitude moyenne

Ø Sols moyennement profonds (entre 30 et 60 cm) et/ou moyennement humides (hydromorphie moyenne).
Ø Pente moyenne.
Ø Les terrains de pente située entre 7-15 % liés à un risque de ruissellement.
Ø Les sols riches en cailloux, graviers, sables grossiers (risque de percolation rapide de l’effluent en profondeur).
Epandage accepté.

La période favorable à l’épandage se limite généralement pour ces sols à la période proche de l’équilibre de déficit hydrique.

Les risques de ruissellement ou de lessivage seront d’autant plus limités si les épandages sont correctement réalisés :
–  épandages sur prairies
–  sols très bien ressuyés ;
–  risques de pluie peu importants ;
–  apports limités ;
–  épandages proches du semis.

Epandage interdit de novembre à mars inclus.

Aptitude 2

Bonne aptitude à l’épandage

Ø Sols profonds (> 60 cm).
Ø Hydromorphie nulle : peu humides (hydromorphie nulle).
Ø Faible pente.
Ø Bonne capacité de ressuyage (absorbe facilement l’eau et redevient sec en moins de 2 jours après une pluie importante).
Epandage sous réserve du respect du calendrier et des distances réglementaires.

Dans tous les cas, l’épandage doit respecter des distances d’épandages par rapport aux tiers, cours d’eau, lieu de baignade… Ces distances sont détaillées dans le tableau ci-dessous :

Distances d’épandage. Cliquer sur le tableau pour l’agrandir.

Au final, il est important de bien répertorier l’ensemble du parcellaire susceptible d’être utilisé pour l’épandage. Dans le cas où une nouvelle parcelle venait s’ajouter à l’exploitation sans que le plan d’épandage soit mis à jour, il ne serait pas possible d’épandre sur cette nouvelle parcelle. En cas de non-respect de cette règle, des pénalités liées à la PAC sont susceptibles d’être prononcées en cas de contrôle.

En matière de suivi, un cahier d’épandage sera tenu à jour et à la disposition de l’inspection des installations classées, pendant une durée de 10 ans. Pour chacune des parcelles ou îlots d’épandage, il est nécessaire d’indiquer : les surfaces effectivement épandues, les dates d’épandages, la nature des cultures, les volumes et la nature de toutes les matières épandues, les quantités d’azote épandues, toutes origines confondues, l’identification des personnes morales ou physiques chargées des opérations d’épandage ainsi que l’ensemble des résultats d’analyses pratiquées sur les sols et les matières épandues avec les dates de prélèvements et de mesures et leur localisation. En outre, chaque fois que le digestat est épandu sur des parcelles mises à disposition par un prêteur de terres, le cahier d’épandage comprend un bordereau cosigné par l’exploitant et le prêteur de terre.

Ce bordereau établi au plus tard à la fin du chantier d’épandage, comporte l’identification des parcelles réceptrices, les volumes et les quantités d’azote épandues.

Spécificité du Plan d’épandage pour installations soumises à enregistrement ou autorisation : l’étude pédologique

En complément aux exclusions réglementaires détaillées précédemment, les plans d’épandage pour les installations soumises à enregistrement ou autorisation doivent faire l’objet d’une caractérisation de l’aptitude des sols. Cette aptitude des sols est établie par une étude pédologique à la tarière qui permet de définir trois classes d’aptitude.

Profil de sol réalisé par carottage, photo Impact et Environnement

Ainsi des profils de sols sont réalisés comme ci-après en identifiant la texture, la profondeur, le substrat géologique et l’hydromorphie :

Prélèvement de sol pour étude pédologique, photo Impact et Environnement

  • Horizon de surface : 0 à 35/40 cm de profondeur (horizon labourable). Sol brun sain, argileux à argile lourde sans cailloux, compact.
  • Horizon intermédiaire parfois absent de 35/40 à 80/90 cm de profondeur (S) : brun clair, argile lourde, avec quelques cailloux selon les secteurs (silex, craie), sain à légèrement hydromorphe selon les secteurs,
  • Horizon profond au-delà de 90 cm de profondeur. Argile lourde brune claire, généralement oxydé (environ 5 à 10 % de la matrice) avec présence de craie (débris blanchâtres).

CARACTÉRISATION COMPLÈTE DES SOLS AVEC POINTS DE RÉFÉRENCE :

Dans le cas d’une unité de méthanisation relevant de la rubrique 2781-1 de la nomenclature des installations classées, le plan d’épandage respecte les conditions visées à la section IV  » Épandage  » de l’arrêté du 2 février 1998 modifié, à l’exception de certaines dispositions.

Dans le cas d’une unité de méthanisation traitant des boues d’épuration des eaux usées domestiques, le plan d’épandage respecte les conditions visées dans l’arrêté du 8 janvier 1998.

Et, dans le cas d’une autre unité de méthanisation relevant de la rubrique 2781-2 de la nomenclature des installations classées, le plan d’épandage respecte les conditions visées à la section IV  » Épandage  » de l’arrêté du 2 février 1998 modifié susvisé (voir résumé dans l’encadré suivant).

Cet arrêté du 2 février 1998 modifié stipule que :
Tout épandage est subordonné à une étude préalable, comprise dans l’étude d’impact, montrant l’innocuité (dans les conditions d’emploi) et l’intérêt agronomique des effluents ou des déchets, l’aptitude du sol à les recevoir, le périmètre d’épandage et les modalités de sa réalisation.Cette étude justifie la compatibilité de l’épandage avec les contraintes environnementales recensées ou les documents de planification existants et est conforme aux dispositions du présent arrêté et à celles qui résultent des autres réglementations en vigueur.Cette étude préalable doit comprendre au minimum :

  1. La fabrication des déchets ou effluents : origine, procédés de fabrication, quantités et caractéristiques ;
  2. La représentation cartographique au 1/25 000 du périmètre d’étude et des zones aptes à l’épandage ;
  3. La représentation cartographique, à une échelle appropriée, des parcelles aptes à l’épandage et de celles qui en sont exclues, en précisant les motifs d’exclusion;
  4. La liste des parcelles retenues avec leur référence cadastrale ;
  5. L’identification des contraintes liées au milieu naturel ou aux activités humaines dans le périmètre d’étude et l’analyse des nuisances qui pourraient résulter de l’épandage ;
  6. La description des caractéristiques des sols, des systèmes de culture et des cultures envisagées dans le périmètre d’étude ;
  7. Une analyse des sols portant sur les paramètres mentionnés au tableau 2 de l’annexe VII a et sur l’ensemble des paramètres mentionnés en annexe VII c, réalisée en un point de référence, représentatif de chaque zone homogène ;
  8. La justification des doses d’apport et des fréquences d’épandage sur une même parcelle ;
  9. La description des modalités techniques de réalisation de l’épandage ;
  10. La description des modalités de surveillance des opérations d’épandage et de contrôle de la qualité des effluents ou déchets épandus ;
  11. La localisation, le volume et les caractéristiques des ouvrages d’entreposage.

L’étude préalable est complétée par l’accord écrit des exploitants agricoles des parcelles pour la mise en œuvre de l’épandage dans les conditions envisagées.

Une filière alternative d’élimination ou de valorisation des déchets solides ou pâteux doit être prévue en cas d’impossibilité temporaire de se conformer aux dispositions du présent arrêté.

Le préfet peut faire appel à un organisme indépendant du producteur de déchets ou d’effluents et mettre en place un dispositif de suivi agronomique des épandages dans un objectif de préservation de la qualité des sols, des cultures et des produits.

Carte pédologique, Impact et Environnement – Cliquer sur la carte pour l’agrandir.

Ajouté à l’étude pédologique, il est nécessaire de réaliser des analyses de sols complètes (agronomie, éléments traces métalliques, composés traces organiques) sur des points de référence qui correspondent à des zones homogènes identifiées lors de l’étude pédologique.

La réglementation ne détermine par le nombre de points de référence par rapport à la surface étudiée.

Carottage d’une parcelle pour étude pédologique, photo Impact et Environnement

Ces points de référence vont permettre de vérifier que les teneurs des sols en éléments traces métalliques et composés traces organiques ne dépassent pas les valeurs limites (détaillées par l’arrêté modifié de février 1998). Il s’agira aussi d’effectuer un suivi sur ces points de référence pendant tout la durée de l’installation et du plan d’épandage, pour vérifier que ces teneurs ne sont pas dépassées au cours du temps.

Au final, le plan d’épandage permet d’établir les surfaces qui vont réellement recevoir du digestat en prenant en compte les distances réglementaires et l’aptitude des sols et leurs caractéristiques (analyses de sols), ainsi que les différentes dispositions liées aux schémas et richesses naturelles existants.

Dans tous les cas, son dimensionnement devra s’établir en fonction de l’équilibre de la fertilisation (imposée par le SDAGE) et prendre en compte les spécificités locales (zone d’action renforcée…).

Outre, le plan d’épandage ; il est nécessaire d’avoir une réflexion sur le calendrier d’épandage qui au regard des cultures peut contraindre d’augmenter les besoins de stockage ou au contraire rechercher des nouvelles surfaces d’épandage avec un assolement différent permettant d’augmenter les périodes d’épandage et donc les possibilités d’épandage.

Epandeur à pendillards avec broyeurs, photo Pichon Indusries

Aujourd’hui, l’arrêté de juin 2017 laisse entrevoir la fin du plan d’épandage mais, la nécessité de la maîtrise des aspects sanitaires et du suivi du devenir du digestat conduit inévitablement à mettre en place un plan d’épandage (même en secours…).

Auteur et contact : Cyrille Martineau – Impact et Environnement – 49070 Beaucouzé – Tél. : +33 241 72 14 16 – contact@impact-environnement.fr – www.impact-environnement.com

Informations de contact de Impact&Environnement

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