Le méthaniseur de la ferme bio de Pigerolles dynamise l’emploi montagnard

Article paru dans le Bioénergie International n°61 de mai-juin 2019

La ferme en hiver sous son manteau neigeux, photo Ferme des Nautas

Jouany Chatoux avec l’une de ses vaches Limousine, photo Ferme des Nautas

Pigerolles est un petit village situé sur le très isolé et rude plateau de Millevaches en montagne limousine. On y pratique le ski de fond et la densité de population est de cinq habitants au kilomètre carré. Caricature de l’exode rural lors des deux derniers siècles, cette région a vu disparaître ses paysans, confrontés à la concurrence du modèle productif mis en œuvre dans les plaines, et en voit aujourd’hui revenir quelques-uns sur la base d’un nouveau, mais en fait très ancien modèle, l’agriculture extensive et biologique, s’appuyant en plus sur un agrotourisme naissant. Depuis des années, de jeunes agriculteurs se battent ainsi pour faire revivre leur montagne et y vivre sainement de leur travail. Portés par le renouveau des besoins de consommation en produit naturels et respectueux de la vie animale, ces producteurs n’en sont pas moins au faîte du progrès et mettent à profit les dernières technologies, notamment en matière d’agronomie et de production d’énergie renouvelable.

Une démarche globale d’économie circulaire et de redéveloppement d’emploi local

Quand derrières ses parents, Jouany Chatoux et son frère Florent s’installent en 1999 sur l’exploitation familiale dans le village de Pigerolles, une exploitation située entre 750 et 950 mètres d’altitude, ils décident, en plus de l’élevage de vaches et brebis limousines, d’élever aussi en plain air des cochons « culs noirs » qu’ils valorisent dans un atelier de transformation et salaison construit sur place. Par la suite en 2007, soucieux d’environnement, toute l’exploitation sera convertie au bio.

Troupeau de Limousine au printemps, photo Ferme des Nautas

L’exploitation s’étend sur 360 ha dont la moitié labourable. Ses exploitants, aujourd’hui le Gaec Chatoux-Jeanblanc-Pichon, composé de Jouany Chatoux, Sylvie Jeanblanc et Patrick Pichon, y pratiquent, en plus de l’élevage, la culture du seigle et du sarrasin sur 80 ha. L’exploitation dispose d’un cheptel à viande de 120 vaches et 70 brebis limousines, à quoi s’ajoute aujourd’hui une production de porcs blancs sur paille (500 par an) et de culs noirs élevés en plein air (150 par an). En plus des associés, le Gaec emploie aussi un salarié et deux apprentis.

Les porcs culs noir restent deux années complètes en plein air, photo Ferme des Nautas

Sinon, comme la motivation environnementale entre aussi dans une réflexion plus globale d’économie circulaire, et que Jouany est curieux de nature en innovations et énergies vertes, il recherchera rapidement à compléter l’environnement de l’exploitation bio par une production d’énergie renouvelable : du bois-énergie bien entendu pour la chaleur bien utile à cette altitude, du photovoltaïque pour l’électricité, pas d’éoliennes malheureusement, car la zone pourtant bien ventée leur est interdite par les activités militaires, et puis la méthanisation.

Des cochons qui ne manquent pas de confort, photo Ferme des Nautas

Car valoriser ses déchets organiques comme amendement, c’est bien, mais le faire en produisant en plus de l’énergie c’est encore mieux, notamment dans une région de montagne humide où il est parfois bien difficile de sécher ses productions d’automne de manière économique et écologique.

Et puis un digestat présente des avantages indéniables par rapport au fumier : il ne sent pas, ne pollue pas l’atmosphère car tout son biogaz est capté, retient mieux l’eau et sa rapidité d’assimilation par les plantes le préserve de pertes importantes d’efficacité. Produire un digestat plutôt qu’un fumier a ainsi aussi fait partie des arguments forts en faveur du projet de méthanisation.

Caractéristiques agronomiques moyennes du digestat frais de Pigerolles
Matière sèche 277 kg/tonne
pH 8,1 à 8,7
Azote – N 6,3 kg/tonne
Phosphore – P 3 kg/tonne
Potassium – K 10,6 kg/tonne
Magnésium – Mg 1,7 kg/tonne
Calcium – Ca 5,4 kg/tonne
Matière organique 164 kg/tonne

Puis le souhait de chacun était aussi de renforcer l’emploi et donc la vie sur le plateau afin de pérenniser les nouvelles pratiques par un contexte social attractif, et d’attirer de nouvelles familles.

Parallèlement, la communauté de communes Creuse Grand Sud et le Parc Naturel Régional de Millevaches cherchaient à développer des circuits courts. Le marché local manquait notamment de volailles et de légumes. Persuadé que la méthanisation pouvait aider à débloquer toutes ces problématiques, Jouany en a alors parlé à son voisin Gaël Delacour, qui portait quant à lui un projet de maraîchage, et l’affaire fut lancée.

Ainsi, en 2013, le Gaec, avec deux autres exploitants agricoles, a donc monté un projet global, nommé Émergence Bio, pour la création de nouvelles activités agricoles bio à même de répondre aux besoins locaux (légumes, poulets de chair, séchage de plaquettes et de céréales, ferme-auberge …), le tout appuyé sur la valorisation de la chaleur d’un méthaniseur.

Le séchage des jambons, photo Ferme des Nautas

Un autre volet important pour le projet, du point de vue économique, fut aussi la structuration d’un circuit de commercialisation des produits pour approvisionner les commerces et la restauration collective. Ce projet a reçu le soutien financier du ministère de l’agriculture (CASDAR) en 2013, et a débouché sur la création de l’un des tous premiers groupements d’intérêt économique et environnemental (GIEE) de France. Ce groupement rassemble ainsi la commune de Gentioux-Pigerolles, la Communauté de Communes, le Parc, l’association Énergies pour Demain, les trois exploitants du Gaec et les quatre exploitants apporteurs de matières pour compléter les besoins du méthaniseur.

L’ensemble du projet mis en œuvre a aujourd’hui déjà conforté directement ou indirectement douze emplois sur la montagne limousine !

Pas d’activité économique sans énergie

Sur le site d’Émergence Bio implanté sur l’exploitation du Gaec, la cogénération biogaz permet de produire de l’électricité vendue à EDF et de la chaleur pour des serres, des poulaillers, une boutique-auberge et des séchoirs. La chaleur est à la fois autoconsommée par le Gaec et commercialisée vers les nouvelles activités associées. Le projet de méthanisation a ainsi fait émerger quatre ateliers de productions, tous en agriculture biologique.

Gaël s’est installé en maraîchage dans le cadre de l’entreprise Verdure. Il exploite un hectare dont 2000 m² sous serres chauffées au niveau du sol pour favoriser la levée des plants au printemps.

Vue sur les serres maraichères de Pigerolles, photo Frédéric Douard

À côté des serres se trouvent sept parcs à volailles bio exploités par Sabrina du Gaec du Barry. Chaque parc dispose d’un poulailler chauffé et couvert d’une toiture photovoltaïque. Le Gaec élève aussi des broutards.

Ces deux activités sont clientes de la chaleur du Gaec Chatoux-Jeanblanc-Pichon, et en aval de la production, la communauté de communes a apporté son soutien en se servant dans ce circuit court pour la fourniture des cantines scolaires et restaurants collectifs.

Vue sur l’unité de méthanisation et son cogénérateur, photo Frédéric Douard

Le projet complet se monte à 2,3 millions d’euros, comprenant les installations de méthanisation et cogénération (pour 1,15 M€), de séchage (90 000 €), les réseaux de chaleur et la chaufferie bois (460 000 €), les serres maraîchères (170 000 €), les poulaillers (350 000 €) et un bassin de récupération d’eau pour l’abreuvement et l’irrigation des serres (60 000 €).

Les intrants

Le Gaec Chatoux-Jeanblanc-Pichon mobilise à lui seul 2500 tonnes de matières fermentescibles par an :

  • 1550 tonnes de fumier bovin,
  • 700 tonnes de fumier porcin,
  • 150 tonnes de fumier ovin,
  • 100 tonnes de paille de blé noir (sarrasin).

La moisson, photo Ferme des Nautas

Pour compléter, trois entreprises, plus quatre exploitations de la commune également en bio, les deux associés acheteurs de chaleur, plus la ferme de Lachaud et le Gaec Le Rousseau, apportent 2750 tonnes par an de matières au méthaniseur :

  • 500 tonnes de fumier bovin du Gaec du Barry,
  • 500 tonnes de fumier ovin du Gaec des Bergeries,
  • 500 tonnes de fumier porcin du Gaec de Pierre Pointe,
  • 30 tonnes de fumier de volailles du Gaec du Barry,
  • 1000 tonnes de paille support de culture de pleurotes, provenant de l’entreprise ChampiCreuse, deuxième producteur de pleurotes en France, et dont l’ensemble de la production est réalisé sur base naturelle et sans pesticide,
  • 100 tonnes d’issues de céréales de la coopérative bio,
  • 120 tonnes d’intérieurs de panses en provenance de l’abattoir d’Ussel.

Ces deux panels de ressources, additionnées à 250 tonnes d’eau de pluie récupérée pour arrosage, constituent les 5 500 tonnes d’intrants annuels.

Une méthanisation en voie sèche

Les intrants alimentent par roulement quatre digesteurs-garages de 19 × 5,5 × 5,5 m fournis par l’entreprise Naskeo. Tous les 9 à 10 jours, l’un des garages est vidé et réalimenté pour un cycle de 38 à 40 jours.

Les quatre digesteurs NASKEO, photo Frédéric Douard

Avant incorporation dans les digesteurs, la matière est préparée durant 3 à 5 jours et brassée avec un retourneur d’andain pour homogénéiser les intrants, activer une pré-fermentation aérobie et donc une montée en température.

Chaque remplissage se fait sur grilles de percolât paillées afin d’éviter leur colmatage. Un garage nécessite 250 tonnes de matières dont 30 à 40 % de digestat réemployé pour ensemencer la matière fraîche.

Déchargement d’un digesteur en hiver, photo Ferme des Nautas

Fermeture d’un digesteur après chargement, photo Ferme des Nautas

L’arrosage des tas dans les digesteurs est géré par l’automate Naskeo. Celui-ci maintient un taux de matière sèche proche des 20 %. Durant l’ensemble du cycle, l’automate injecte par garage de 5 à 20 m³ d’eau de pluie. Un arrosage supplémentaire n’est permis que si du jus percole, ce qui est comptabilisé par un débitmètre. L’exacte quantité de percolât pourra alors être réinjectée. La cuve de percolât de 40 m³ est maintenue à une température de 50 °C afin de ne pas refroidir le processus. Jouany précise que sa production de H2S est faible et nécessite peu d’apport d’oxygène.

En fin de cycle, le digestat est stocké dans une fumière couverte avant épandage à la période adaptée.

Le moteur de cogénération, photo Ferme des Nautas

La production d’électricité

L’installation est équipée d’un module de cogénération fourni par l’entreprise 2G Énergie. Il est constitué d’un moteur MAN développant 100 kWé et 120 kWth. Cette production a débuté en mai 2016.

La facturation de l’électricité est aujourd’hui établie autour des 92 kWé, déduction faite des 8 % d’autoconsommation des auxiliaires de production.

Une production de chaleur au biogaz et au bois

Les besoins en chaleur qui se sont greffés autour du projet de cogénération biogaz ont finalement été dimensionnés en rapport avec les capacités de l’installation, et dès le début du projet, une chaufferie à bois déchiqueté a été prévue et installée en complément pour sécuriser la fourniture de chaleur aux tiers.

La chaudière à bois déchiqueté de 250 kW, photo Frédéric Douard

Cette chaufferie, livrée préfabriquée en conteneur, développe une puissance de 250 kW. Elle contient une chaudière Lindner Sommerauer et un ballon d’accumulation de 5000 litres. Rétrospectivement, Jouany reconnaît que ce volume de stockage d’eau chaude est largement sous-dimensionné, notamment au printemps lorsque la plupart des besoins se cumulent, ce qui entraîne une consommation excessive de plaquettes et qu’il conviendra de corriger ce point.

Chantier de déchiquetage de plaquettes, photo Ferme des Nautas

Le bois déchiqueté est produit sur l’exploitation avec une déchiqueteuse de l’entreprise Broussouloux Bois Énergie. Il est stocké dans le même bâtiment couvert que le digestat. Jouany en utilise environ 80 m³ par an dans la chaudière de son habitation personnelle dans le village. La chaudière du Gaec en consomme de 100 à 200 m³ par an.

Déchiquetage dans le hangar avec une déchiqueteuse NOREMAT, photo Ferme des Nautas

La chaleur disponible en sortie du cogénérateur est quant à elle, hors processus de méthanisation, de 90 kW en moyenne. La cuve de percolât consomme en effet de 5 à 10 % de la production thermique du moteur, et les garages fort peu.

L’unité de méthanisation sous la neige, photo Ferme des Nautas

Entre le biogaz et le bois, la disponibilité de chaleur pour des usages externes au processus est donc d’un peu plus de 300 kW.

Les usages de la chaleur

Les deux chaufferies, bois et cogénérateur, alimentent ensemble, en plus des processus de méthanisation, quatre réseaux de chaleur : 40 ml non enterrés vers trois cellules de séchage à plat, 120 ml enterrés vers la boutique-auberge, 250 ml enterrés vers un réseau secondaire qui chauffe les 2 000 m² de serres maraîchères et 250 ml enterrés vers un réseau secondaire qui chauffe les sept poulaillers.

Séchage de blé noir, photo Ferme des Nautas

La boutique-auberge et l’atelier de transformation, parties intégrantes de la Sarl La Ferme des Nautas, ont consommé 70 MWh en 2018.

Les séchoirs, qui appartiennent au Gaec Chatoux-Jeanblanc-Pichon, ne sont quant à eux utilisés qu’en contre saison lorsqu’il n’y a pas d’autres besoins importants (de juin à février), mais par contre de manière soutenue. En 2018, la consommation de chaleur des séchoirs s’est montée à 1000 MWh (600 en provenance du cogénérateur et 400 de la chaufferie bois).

Bois déchiqueté en train de sécher, photo Frédéric Douard

L’installation de séchage se compose de trois cellules à plat de 24 m² chacune (6,3 × 3,85 m) et équipées de grilles Lauber fournies par la société ZM Technique. Elles sont alimentées en air chaud par une batterie Lauber LENZ-280 utilisant au maximum 280 kW.

La batterie de production et de ventilation d’air chaud LAUBER pour alimenter les séchoirs, photo FD

Les cellules de séchages sont utilisées par le Gaec pour le séchage de ses propres productions (Luzerne, trèfle, blé noir, seigle et bois déchiqueté) mais aussi et surtout en prestation de service pour d’autres agriculteurs ou coopérative bio avec la garantie de non contamination des produits (maïs, blé, triticale…).

Temps de séchage observés avec brassage au tracteur à godet en 2018
7 jours pour du bois déchiqueté en P31 ramené à 25% d’humidité
3 à 5 jours pour de la luzerne préfanée en bottes ramenées à 15% d’humidité
4 à 7 jours pour du maïs grain ramenées à 18% d’humidité
1 à 3 jours pour des petites céréales ramenées à 18% d’humidité
1 à 2 jours pour du blé noir ramené entre 12 et 14% d’humidité

L’une des serres maraichères, photo Ferme des Nautas

Les serres-tunnels gérées par Gaël présentent une double paroi pour limiter les pertes de chaleur très importantes à cette altitude et sur une zone ventée. La fourniture de chaleur a été ici pensée, selon les principes de l’agriculture bio non intensive, pour protéger les cultures et non comme moyen de production hors saison. Elle est donc relativement faible au regard de la surface. Le chauffage des serres n’est donc actif que de mars à novembre, hors période de grands froids, pour y maintenir une température de 12°C. La consommation en 2018, une année chaude, a été de moins de 120 MWh, moitié moins que le prévisionnel.

Vue sur les poulailler du GAEC du Barry, photo Frédéric Douard

Sur un autre réseau, la chaleur est utilisée pour tempérer sept poulaillers de 75 m² équipés de planchers chauffants pour les poussins. Chaque poulailler est dédié à une espèce de volatiles (poulets, pintades, canards, dindes…) et est entouré de sa propre surface de pâturage. En 2018, ils n’ont consommé que 60 MWh de chaleur, au lieu des 100 sur le prévisionnel.

Ces deux activités sont installées sur le foncier du Gaec (par bail emphytéotique) et lui achètent la chaleur au compteur.

Avec le recul, la vente de chaleur apparaît aujourd’hui insuffisante en volume, mais aussi en tarif au regard des prévisions et Jouany regrette de ne pas avoir passé plus de temps sur cette question lors du montage du projet. Alors pour compenser ce manque à gagner, sur une année certes particulièrement chaude mais qui risque désormais de se reproduire régulièrement, il vient de se lancer dans un projet de nouvelle diversification pouvant compléter la valorisation de sa chaleur renouvelable, et étudie la culture de cannabis bio thérapeutique sous serre chauffée, et qu’il mettra en œuvre dès que la loi le permettra… un juste retour des choses peut-être pour cette région qui fut par le passé grande productrice de chanvre pour sa fibre.

Le module de cogénération 2G Energie à Pigerolles, photo Frédéric Douard

Contacts :

  • Gaec Châtoux-Jeanblanc-Pichon 
- La ferme des Nautas : 
Jouany Chatoux – +33 555 679 312 – lafermebiodepigerolles@gmail.com
  • Méthanisation : Naskeo Environnement 
- François Haumont / +33 604 500 553 –  francois.haumont@naskeo.com
 – naskeo.com
  • Cogénération : 2G Energie
 / +33 223 278 666 – info@2-g.fr
 – www.2-g.com/fr
  • Séchage Lauber L-ENZ : Patrick Magne – 
magne-patrick@wanadoo.fr
 /+ 33 610 462 957 – www.zmtechnik.ch
  • Production de plaquettes : Broussouloux Bois Energie – www.plaquettes-forestieres-limousin.fr
  • Déchiqueteuse : www.noremat.fr

Frédéric Douard, en reportage à Gentioux-Pigerolles

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2G Énergie
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