Bio4Gas inaugure une unité de méthanisation à la taille de la ferme au GAEC des Trois Communes

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Article publié dans le Bioénergie International n°58 de décembre 2018

Les installations de méthanisation au Gaec des Trois communes, photo Frédéric Douard

Le GAEC des Trois Communes, situé à La Chapelle-Thècle en Bresse Saônoise, à mi-chemin entre Tournus et Louhans, est constitué par Laurent et Sandrine Bièvre et par leur fils Romain qui les a rejoints le 1er juillet 2018. Ce projet de méthanisation a été réfléchi dès 2015 dans le but de diversifier et développer l’exploitation, pour pouvoir intégrer Romain dans l’activité. Plusieurs visites d’unités en fonctionnement ont convaincu Laurent et Sandrine d’installer leur propre unité à la ferme et ont confié la réalisation du projet à Bio4Gas, spécialiste des unités de méthanisation à la taille de l’exploitation. Le 30 juin 2018, les associés inauguraient leur installation mise en service en novembre 2017.

Une unité en presqu’autonomie

Créé en 1994, le GAEC est une exploitation en polyculture et production laitière. Il travaille 50 ha de prairies, 55 ha de maïs et 45 ha de colza, blé et orge. Pour la production laitière, l’exploitation compte 65 vaches sur un total de 200 bovins qui fournissent leurs déjections au digesteur.

Sandrine, Laurent et Romain Bièvre le 30 juin 2018, photo Frédéric Douard

Les intrants sont constitués de produits de l’exploitation : 1 800 tonnes de lisiers, 800 tonnes de fumier et 300 tonnes de CIVE (15 ha en ivraie et sorgho). Cette base est enrichie par 250 tonnes de marc de raisin et 250 tonnes d’issues de céréales.

Silos à plat pour intrants solides au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

Pour le stockage des intrants, une plateforme de 240 m² a été construite pour accueillir les CIVE, sinon tout le reste existait : fumière, fosse à lisier et silos à plat affectés aux intrants extérieurs.

Une technologie astucieuse et efficace

La préfosse d’introduction des intrants, photo F. Douard

Bio4Gas a dimensionné, conçu et livré clé en main l’ensemble de l’installation. Cette start-up française, créée en 2011 par Olivier Rebaud et qui compte aujourd’hui une dizaine de salariés, en était en juillet 2018 à sa dix-septième mise en service en France.

Les intrants sont mélangés dans une préfosse de 25 m³ équipée d’un mélangeur, avant d’y être pompés, broyés et injectés dans le digesteur 5 ou 8 fois par jour selon la saison, puisqu’il existe une ration d’été et une d’hiver.

Le digesteur de 600 m³ est de technologie BERT, avec deux cuves en béton, l’une dans l’autre, et qui communiquent par des ouvertures à la base de la cuve interne. Les deux cuves créent ainsi deux chambres et le biogaz produit se stocke sous le plafond et dans un gazomètre souple sur le toit.

Schéma de principe du digesteur Bio4gas à double cuve

Le principe TGL

Au centre de chaque chambre se trouve un tube à double paroi en inox, le Termo-Gas Lift (TGL). Il assure le chauffage et le brassage continu du substrat grâce à son effet thermosiphon, un procédé simplissime utilisé par exemple dans les cafetières italiennes. Les TGL facilitent aussi la désulfurisation du substrat avec moins de 50 ppm d’H2S en sortie. Au cours de la remontée du fluide de chauffage dans la paroi du TGL, celui-ci refroidit. Il en résulte une différence de température du digestat : plus chaud en bas de la cuve qu’en haut, ce qui engendre une convection qui opère un brassage.

Le principe de la vanne Flip-Flop, source Bio4gas

Le mélange est aussi assuré par une vanne pneumatique, située sur un tuyau qui fait un pont entre le plafond des deux cuves, et qui va s’ouvrir dès lors que la différence de pression entre les cuves est supérieure à 50 mbar, assurant un rééquilibrage brutal qui va lui aussi brasser le produit. Deux agitateurs semi-immergés sont placés en haut de chaque cuve pour casser la croûte. Le temps de séjour moyen est de 50 jours.

Le toit du digesteur du Gaec des Trois Communes avec son gazomètre et la vanne flip-flop à droite, photo Frédéric Douard

Le dépannage de la partie méthanisation est fait soit par Bio4Gas lorsque très spécifique, sinon par un concessionnaire en matériel d’élevage. Bio4gas assure par ailleurs le suivi de la biologie en s’appuyant sur les analyses du laboratoire INRA de Narbonne.

La cuve de stockage du digestat au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

Les cuves en béton ont été construites par le constructeur belge Bio-Dynamics, désormais très impliqué en France avec deux agences à Besançon et Cholet, et non moins de 10 équipes de chantier engagées en France, sur les 17 qu’elle compte pour toute l’Europe !

L’unité de cogénération

C’est Fauché Énergie qui a conçu le module de cogénération Terragen 64M avec un moteur MAN permettant de générer 64 kWé et 87 kWth.
Il a fallu près d’un an d’apprentissage aux exploitants, sur la recette et la conduite, pour atteindre un régime de production nominal et stabilisé. L’électricité est vendue à 22,5 c€/kWh dans le cadre d’un contrat d’achat de 20 ans BG 16, le tarif issu de l’arrêté du 13 décembre 2016.

Le module de cogénération au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

La chaleur produite par le module dessert les systèmes de chauffage de deux maisons grâce à un réseau de chaleur de 500 mètres, chauffe le distributeur automatique de lait pour les veaux et alimente un séchoir à plat de deux cellules de 60 m². Cette valorisation thermique, si elle n’est plus obligatoire de par le contrat de vente d’électricité, a été l’une des conditions pour l’octroi des subventions d’investissement, avec une exigence d’efficacité globale supérieure à 50 %.

Le moteur à biogaz au Gaec des Trois communes, photo Frédéric Douard

Si les vidanges du moteur sont réalisées par les exploitants, c’est Fauché qui réalise les maintenances techniques toutes les 2 000 heures, depuis son agence de Besançon. Tous les modules Terragen sont par ailleurs télé-surveillés depuis le siège de Fauché Énergie à Montauban où se situe le centre d’appel national de Fauché Maintenance, ce qui permet de régler 75 % des problèmes à distance. La société assure également une astreinte technique téléphonique 7 j/7, 24 h/24, 365 j/an, et bien sûr les interventions sur site si besoin.

Exploitation et investissement

Le temps de travail affecté à l’installation par les exploitants est un équivalent mi-temps, notamment pour l’alimentation du digesteur en intrants solides, pour la conduite des processus, le suivi des indicateurs (pH, soufre et taux de méthane) et les maintenances courantes, comme retirer les ficelles enroulées autour du mélangeur de la préfosse !

Les installations de méthanisation du Gaec des Trois Communes avec à gauche les cellules de séchage à plat, photo Frédéric Douard

L’investissement total se monte à 752 000 € HT dont 45 000 € pour le séchoir et 22 000 € pour le raccordement à la ligne électrique à haute tension. Les porteurs du projet ont été aidés à hauteur de 280 767 € à parité par l’ADEME et la Région Bourgogne-Franche-Comté.

Le filtre à charbon actif pour désulfurer le biogaz avant le moteur, photo Frédéric Douard

Contacts :

• Gaec des Trois Communes : 
gaec-des-trois-communes@orange.fr
• Bio4gas : Olivier Rebaud / +33 607 63 85 88 – olivier.rebaud@bio4gas.fr – www.bio4gas.fr
• Cuves Béton : bio-dynamics.be
• Pompe et broyeur : www.vogelsang.info
• Agitateurs : www.miro.fr
• Automatisme : www.valpronat.com
• Mesure du biogaz : freseniusinstruments.com
• Cogénération : Fauché Energie / +33 556 76 85 85 – fauche-energie@fauche.com – www.fauche.com
• Réseau de chaleur : www.thermaflex.fr
• Processus de séchage à plat : www.lesmergers.fr

Frédéric Douard, en reportage à La Chapelle-Thècle

Informations de contact de Bio-dynamics

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⚑	Groenstraat 55 B-9800 Deinze	☎	+32 9 210 31 60
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Créée en 2011, notre société est née du constat qu’aucune solution n’était offerte aux porteurs de projets désireux d’installer une unité de méthanisation à l’échelle de la ferme, en autonomie. La technologie avec double cuve était adaptée à la toute petite méthanisation. Les années d’expérience et les retours sur nos premières unités en fonctionnement nous ont permis de développer une nouvelle technologie avec une fosse simple en béton pour les projets de cogénération les plus gros (puissance supérieure à 100 kWe) et les projets en injection. Green2Gas est née pour porter ce développement. La technologie Green2Gas permet aux porteurs de projet qui le souhaitent de développer un projet de méthanisation sur leur exploitation en modifiant le moins possible la conduite de celle-ci. L’expertise Green2Gas tient en la capacité à simplifier le développement du projet, l’intégration et l’exploitation de l’unité de méthanisation. Après une première installation en 2013 dans l’Ain chez un éleveur porcin, la société Green2Gas compte aujourd’hui une trentaine d’installations réalisées dans toute la France. En 2018, Green2Gas lance ses premiers projets d’injection de gaz directe dans le réseau.

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→ Voir les références sur unités de méthanisation (données issues de l'atlas Bioénergie international)