Schaumann BioEnergy garantit la productivité de la centrale biométhane Gazteam

Article paru dans le Bioénergie International n°71 de mars 2021

L’unité de méthanisation Gazteam à Combrand, photo Terra Energie

En octobre 2018, après deux ans de travaux, la société Gazteam Energie, située à Combrand dans le département des Deux-Sèvres, mettait en service la première centrale biométhane agricole de Nouvelle Aquitaine à injecter sur le réseau de transport de GRTgaz. Pour rendre l’opération possible, les porteurs du projet ont dû imaginer un projet ambitieux associant 24 exploitations agricoles. L’installation, dimensionnée pour transformer 40 000 tonnes de biomasse par an en gaz vert, vend aujourd’hui 2,5 millions de m³ de biométhane par an à Engie, soit 30 GWh/an ou l’équivalent de la consommation de 3 000 ménages se chauffant au gaz.

Un projet territorial né d’une opportunité locale

Le GAEC La Touche Neuve, à l’origine du projet, 400 ha et 230 mères charolaises, regroupe trois représentants de la famille Caillaud, Alain, son frère Mickaël, son fils Julien, ainsi que Gaël Tessier qui a fusionné son exploitation avec celle du GAEC. À l’affût des innovations et sensible aux énergies renouvelables, l’entreprise avait déjà mis en place une centrale photovoltaïque de 2 000 m² en 2010. Alors, en 2011, à la parution des tarifs d’achat de biométhane, sa réaction fut immédiate, car les terres exploitées sont traversées depuis 25 ans par une conduite de transport de gaz.

Le poste d’injection GRT gaz chez Gazteam sur la gazoduc traversant la propriété, photo Frédéric Douard

Dès 2011, les premières investigations auprès de GRTgaz ont montré qu’il serait nécessaire de produire une quantité assez importante de gaz pour justifier un point d’injection dans ce réseau à haute pression. Comme les ressources de l’exploitation ne pouvaient générer que 50 Nm³/h, le projet a été élargi à deux exploitations voisines, le GAEC l’Abeille situé à la Petite Boissière produisant viande bovine et céréales et la Sàrl Gabard qui gère une exploitation agricole à vocation bovine et céréalière également et une entreprise de travaux agricoles situé à Saint-Amand-sur-Sèvre. Cette association déboucha sur la création de la SAS Gazteam Energie en février 2014, l’ensemble permettant de produire 120 Nm³/h. Mais, ceci n’étant toujours pas suffisant, le projet fut encore élargi pour atteindre le volume critique, cette fois en passant par des partenariats noués avec 21 autres exploitations agricoles autour de Combrand.

Des avantages partagés

Le contrat proposé par les associés de la sas aux exploitations partenaires est de leur collecter leurs effluents, de leur ramener en échange le digestat au prorata des unités d’azote contenues dans le fumier ou les produits fournis, et de leur attribuer en plus un bonus financier à la tonne. Ainsi 1000 tonnes de fumier à 5 000 U donne droit à un digestat solide à 5 000 U plus 2 €/tonne. Ces partenariats ont été conclus pour une durée de dix ans. L’intérêt fut naturellement grand pour les agriculteurs partenaires qui n’auraient plus besoin de stocker leur fumier, qui n’auraient plus besoin d’investir en stockages, qui allaient pratiquement supprimer les nuisances associées au stockage et à l’épandage de leur fumier, et qui n’iraient plus le transporter aux champs. Seul l’épandage reste à la charge des agriculteurs. Il a ainsi été calculé que 1 000 tonnes de fumier passant par cette organisation faisaient réaliser 3 700 € d’économie et de valorisation par an aux agriculteurs partenaires.

Extraction de digestat au grappin automatique chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Pour le montage financier de cet investissement à 13 millions d’euros (comprenant le réaménagement de la route d’accès au site), la banque arrangeuse s’est cependant montrée réticente quant à un actionnariat uniquement agricole et les porteurs du projet ont dû ouvrir leur capital. C’est ainsi que le producteur d’énergies renouvelables Cap Vert Energie et Terra Energies, le fonds d’investissement de la région Nouvelle-Aquitaine, sont entrés au capital de la sas en décembre 2016, respectivement à 14 et 6 %, l’opération faisant perdre en passant une année entière, quant au choix des actionnaires. Au final, le groupement bancaire a pris à sa charge 50 % de la dette, le reste étant prêté par la Banque des Territoires dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir.

La hall de réception du fumier chez Gazteam avec son grappin, photo Frédéric Douard

Et en attendant la mise en service du projet, plus de quatre ans après la constitution de la société, les agriculteurs partenaires, formant un groupe « ambassadeur » du projet, ont été tenus informés des avancées par deux réunions annuelles et par une lettre d’information tous les trois mois. Ce projet, qui affiche un temps retour brut sur investissement de 7,5 ans, a permis la création de quatre emplois directs sur le site, les astreintes étant quant à elles assurées en équipes de deux formées parmi les salariés et les associés directs.

Les intrants

Les 40 000 tonnes mobilisées annuellement sont composées de 28 000 tonnes de fumier bovin et caprin, 4 000 de CIVE, 4 000 de maïs ensilage, 1 500 de granulés de paille, 1 000 de menue-paille, 1 000 d’huile et 580 d’issues de céréales. 70 % des matières est collecté dans un rayon de 10 km et la totalité dans un rayon de 20 km.

Des granulés de pailles sont incorporés à la ration Gazteam, photo Frédéric Douard

Collecteur de menue-paille Thiérart, photo Gazteam Energie

Le fumier, tout comme le digestat en retour, est transporté avec les tracteurs et remorques des trois exploitations associées pour ce qui les concerne, et par un camion porte-conteneurs pour les partenaires. La menue paille est ramassée à l’aide d’un collecteur Thiérart acquis par Gazteam en 2016 et positionné sur une des moissonneuses de la Sarl Gabard. Les surfaces moissonnées sur les exploitations associées fournissent environ une tonne de menue paille par hectare. Les granulés de paille sont quant à eux utilisés pour leur bonne digestibilité.

Les intrants sont réceptionnés dans un bâtiment fermé de 1 300 m², en dépression, avec traitement de 105 000 m³/h d’air dans un biofltre Galli Aldo de 640 m². Un second bâtiment de 1 300 m² sert au stockage des intrants secs.

Le biofiltre GALLI ALDO de Gazteam pour le traitement de l’air du bâtiment de réception & préparation, photo Frédéric Douard

Notons que Gazteam utilise depuis le départ des conservateurs d’ensilage pour améliorer la production de méthane et diminuer les pertes par échauffement de ses fourrages, composés principalement de ray-grass et céréales (maïs et CIVE de seigle). Il s’agit du 11CH4 de Pioneer, utilisé sur des maïs Pioneer M3 (P8666 – P8888) et Denté Farineux (P8500 – P0349). En 2021, Gazteam utilisera également le 11CH4 sur les CIVE récoltées au printemps pour les mêmes raisons.. Les maïs dentés farineux M3, innovation Pioneer, apportent plus d’énergie digestible à l’hectare avec un amidon farineux et une fibre de qualité. Cette génétique, performante en bonnes situations mais aussi en situations séchantes, offre plus de tranquillité à la récolte, le maïs étant bien valorisé qu’il soit récolté à 32 ou à 38 % de MS.

Les équipements de méthanisation

Les porteurs du projet, qui souhaitaient n’avoir à épandre que du digestat solide, ont tout d’abord étudié une solution en voie sèche discontinue, avec douze garages. Mais en octobre 2014, ils ont finalement arrêté leur choix pour le processus en voie sèche continue Kompogas de Vinci Environnement, pour qui ce projet était la première expérience en milieu agricole. Les installations ont été réalisées sur un terrain de deux hectares et comprennent 8 000 m² de bâti et 5 000 m² de voiries.

La façade d’introduction des matières dans les trois digesteurs Kompogas chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Les produits sont déposés dans deux fosses : l’une pour les produits à broyer comme le fumier, et l’autre pour les produits fins comme les ensilages, issues, granulés et menue-pailles. Les produits à broyer sont repris par un grappin automatique à pince et déposé dans le broyeur à couteaux fournit par CCMG. Les produits sortis du broyeur rejoignent alors la fosse à produits fins d’où ils sont repris par un autre grappin automatique, à benne celui-là, pour incorporation dans la trémie mélangeuse et peseuse fournie par les Remorques Rolland.

Pompe de soutirage de l’un des digesteurs de Gazteam, photo Frédéric Douard

Ensuite après convoyage, le mélange est poussé dans trois digesteurs horizontaux par trois pompes mono piston. Le cycle de digestion dure 21 jours à 55 °C, une température entretenue par une chaudière de 300 kW et par la récupération de chaleur sur le compresseur moyenne pression. Les digesteurs sont des cylindres de 30 mètres de long. Ils disposent chacun d’un volume utile de 1 200 m³ et d’un ciel gazeux de 300 m³. Chaque digesteur est équipé d’un agitateur axial qui brasse et fait avancer une matière à 22 % de matière sèche. En fin de parcours, trois autres pompes mono piston permettent d’évacuer le digestat vers une fosse couverte.

Atteindre les objectifs de production grâce à Schaumann BioEnergy

Dès la mise en service de l’installation, les exploitants de Gazteam ont peiné à atteindre leurs objectifs de production. Le contrat avec Vinci Environnement prévoyait quatre mois de montée en charge, or fin juin 2020, l’installation plafonnait toujours à 80 % de l’objectif.

Sacs d’oligo-éléments Schaumann BioEnergy chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Afin de remédier à une situation qui remettait en cause la rentabilité même du projet, Gazteam a fait appel à son fournisseur de produits de traitement de l’H2S dans les digesteurs (le BC Atox Ncon) et de traitement de l’H2S dans le filtre dépuration du gaz (le Ferrum). Car, la société Schaumann BioEnergy, qui les accompagnait sur ces postes depuis la mise en service, est aussi et surtout le spécialiste mondial du suivi biologique des digesteurs de méthanisation, et en l’occurrence, l’entreprise connaît très bien les digesteurs Kompogas !

Ainsi, au début de l’été 2020, Alain Caillaud a sollicité Schaumann BioEnergy pour réaliser une analyse biologique. Celle-ci a notamment montré un excès d’ammoniaque ainsi qu’un profil AGV (acides gras volatils) non-conforme. Pour cela, Schauman a préconisé un remède à base d’oligo-éléments pour établir une biologie optimale. Gazteam a alors confié son digesteur n°2 à Schaumann pour réaliser un test avec ce remède. Le test a débuté le 7 juillet 2020 pour une période de deux mois et s’est révélé concluant au bout de deux semaines ! Gazteam a alors confiés ses deux autres digesteurs à Schaumann et les objectifs de production ont été atteints sur les trois digesteurs. Le produit spécifique BC ATOX Ncon de Schaumann BioEnergy, permettant de lutter contre l’inhibition par le NH3, est ici apporté à raison de deux cures par an. Les oligo-éléments sont apportés à raison de 5 kg par digesteur et par jour, et contribuent également à stabiliser la biologie face aux éventuels changements dans la ration.

La trémie doseuse-peseuses ROLLAND chez Gazteam, photo Frédréic Douard

Le BC-Zym de Schaumann BioEnergy

Les enzymes Schaumann BioEnergy, le BC.zym, ont également été prescrit pour fluidifier le mélange dans les digesteurs, de manière à réduire de 90 % initialement à désormais 60 % le couple sur les agitateurs centraux. Le coût total de ces traitements sur la biologie est de 85 €/jour, un investissement qui assure à lui seul mathématiquement 20 % du résultat de l’entreprise !

Dès lors, Schaumann BioEnergy rend visite à Gazteam toutes les six semaines environ et réalise l’ensemble des prestations suivantes : analyses et suivi biologique ; traitement de l’H2S dans les digesteurs ; traitement de l’H2S dans les filtres d’épuration du gaz ; dosage et fourniture d’oligo-éléments pour l’optimisation de la production de gaz par la biologie ; dosage et fourniture d’enzymes pour diminuer le taux de matière sèche et la viscosité, et augmenter la digestibilité de la ration ; et traitement de l’ammoniaque dans le digesteur. Signalons enfin que Schaumann BioEnergy fournit également tout une gamme d’inoculants d’ensilage.

La production de biométhane

Les installations génèrent 320 Nm³ de biométhane par heure. Depuis les ciels gazeux, un biogaz comprenant de 54 à 60 % de CH4 rejoint un gazomètre sphérique de 1 350 m³ qui permet de contenir de deux à trois heures de production. En cas de surpression, le gaz excédentaire est évacué vers la torchère.

Le gazomètre et les installations de purification du biogaz chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Le gazomètre sert de réserve tampon pour alimenter un poste de purification par PSA, mis en place par la société Verdemobil Biogaz. Après odorisation, le biométhane est injecté à une pression comprise entre 42 et 67,7, selon la pression effective du réseau. Le bilan de valorisation du biogaz chez Gazteam est de 89 % injecté, 9 % consommé pour le chauffage des digesteurs et 2 % détruit en torchère. Sur cette conduite de transport à gros débit, la production du site peut être absorbée tout au long de l’année sans limite.

La gestion du digestat

Le premier hiver, les exploitants ont constaté que le digestat était trop visqueux pour être manipulé au grappin tel que prévu, ni même pelletable au chargeur. Ils ont dû faire ajouter trois séparateurs de phase FAN par la société Atlantique Industrie. La recirculation en tête de digesteur, afin d’inoculer la matière fraîche en bactéries, est désormais réalisée avec le digestat liquide uniquement à raison de 100 m³ par jour.

Le bâtiment de stockage du digestat solide chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Le digestat brut représente près de 34 000 tonnes par an. Le solide est stocké jusqu’à neuf mois dans un stockage couvert de 9 000 m³. Pour son évacuation, il est repris par un grappin à benne dédié qui alimente un convoyeur vers les véhicules de transport à l’extérieur.

Le digestat solide est valorisé par épandage sur 3 000 ha répartis sur les 24 exploitations engagées. La partie liquide, 6 000 tonnes par an, est stockée dans une poche souple de 1 000 m³, puis épandues sur les trois exploitations associées.

Les trois séparateurs de phase FAN chez Gazteam, photo Frédéric Douard

Poste de séparation de phase entre les digesteurs et le stockage de digestat solide à gauche, et en bas la cuve tampon de digestat liquide, photo Frédéric Douard

Contacts :

Frédéric Douard, en reportage à Combrand


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    • les tournesols linoléiques et oléiques ;
    • les colzas hybrides.

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