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Méthanisation Val-de-Saône, outil d’une agriculture respectueuse des sols

Article paru dans le Bioénergie International n°87 de septembre 2023

Méthanisation du Val de Saône, photo Frédéric Douard

Le site, photo Méthanisation Val-de-Saône

À Pusey, petite commune rurale située près de Vesoul en Haute-Saône, la SAS Méthanisation Val-de-Saône injecte du biométhane dans le réseau GRDF depuis le 20 octobre 2022. Le site produit un peu plus de 17 millions de Nm³ de biométhane par an, ce qui représente 19 GWpcs de combustible, et ce qui permet d’assurer les besoins en chauffage, eau chaude sanitaire et cuisson de plus de 3000 équivalents-logements neufs ou de 1500 logements existants, ou encore de 70 bus à gaz parcourant 50 000 km par an. Ce gaz renouvelable est vendu à ENGIE dans le cadre d’un contrat de 15 ans.

Le projet, qui a bien entendu été imaginé avec un objectif économique, est pourtant au départ, et nous le détaillerons ci-après, principalement le fruit d’une démarche de préservation des sols agricoles et de limitation des intrants chimiques.

Contexte et financement

La genèse du projet remonte à 2015 quand Frédéric Quiclet et Laurent Delain envisagent, avec un groupe d’éleveurs du secteur de Vesoul, de s’associer pour monter une centrale de biométhane.

Frédéric Quiclet à gauche, lors de l’ouverture de la vanne par GRDF

Frédéric Quiclet est exploitant agricole à Montigny-lès-Vesoul, en grande culture avec son père et son oncle. Il est aussi composteur professionnel depuis 2002, exploitant forestier et producteur de bois-énergie depuis 2008, dirigeant d’une société de transport et entrepreneur de travaux agricoles. Laurent Delain est quant à lui agriculteur en Gaec à Vy-le-Ferroux, également en grande culture. Les deux exploitations, qui ne pratiquent plus l’élevage, sont donc confrontées à la question de la matière organique de leurs sols. C’est donc avec des éleveurs qu’ils veulent monter leur projet, pour compenser leur manque d’effluents d’élevage.

Les porteurs du projet vont ainsi visiter une bonne vingtaine de sites de méthanisation, en France et à l’étranger, participer à de nombreuses rencontres sur le sujet, avant de dimensionner leur projet. Le choix du site est quant à lui fait pour être le plus près possible de la boucle GRDF de Vesoul.

À la fin des études et des projections, de la dizaine d’éleveurs qui avait souhaité s’engager dans le projet au départ, aucun ne fera le pas d’entrer au capital de la société de projet, mais ils resteront néanmoins partenaires en tant qu’apporteurs et épandeurs.

Frédéric et Laurent ne sont pourtant pas devenus actionnaires seuls et ont été épaulés par le fonds d’investissement Eiffel Gaz Vert pour constituer les 720 000 € de fonds propres nécessaires. Et le fonds d’investissements ira même jusqu’à leur consentir un prêt de trésorerie de 2 M€ durant la période de construction. Le financement des emprunts, pour cet investissement de plus de 8 M€, et doté de 1,4 M€ de subventions, a été assuré par la BNP et la Banque Populaire.

Le pont bascule à l’entrée du site, photo Frédéric Douard

Les flux des matières

À ce stade du projet, chaque jour, ce sont 95 tonnes de matières qui sont nécessaires au processus biologique pour maintenir une production de 200 Nm³/h de biométhane. Le projet est donc actuellement dimensionné pour transformer un peu moins de 35 000 tonnes par an. Et pour permettre le processus en infiniment mélangé, en plus des intrants liquides, lisiers et lactosérum principalement, l’unité opère un recyclage important de son digestat liquide pour la dilution des solides, à raison de 50 m³ par jour.

Fauche de CIVE de seigle forestier, photo Frédéric Quiclet

La ration annuelle est constituée d’un tiers de fumiers et lisiers, d’un tiers de cultures dont une majorité de CIVE, de cultures dédiées et de pailles, et d’un tiers de sous-produits agro-industriels comme du lactosérum concentré à 26 % de MS, des marcs de raisin et des pépins de raisins aplatis.

Les pépins de raisin, une fois aplatis, entrent dans la ration, photo Frédéric Douard

Une étude sur l’utilisation des biodéchets alimentaires est en cours, au vu de la mise en application de la loi AGEC du 10 février 2020, relative à la lutte contre le gaspillage et à l’économie circulaire, et qui prévoit la généralisation pour tous, de l’obligation de tri à la source des biodéchets, à compter du 1er janvier 2024.

La finalité environnementale

La finalité de la méthanisation est à la base le retour au sol des nutriments, en boucle courte, après extraction du contenu énergétique de la biomasse. Pour les deux cultivateurs du projet, ce retour au sol a donc une application directe sur leur propre exploitation. L’unité produit ici environ 31 000 tonnes de digestat par an dont 27 000 en liquide et 4000 en solide, le tout étant épandu sur environ 1 500 ha de terres dans un rayon de 20 km, chez l’ensemble des apporteurs.

Le séparateur de phase du digestat, photo Frédéric Douard

L’autre élément important apporté par la méthanisation, c’est la valorisation des couverts végétaux, notamment d’hiver, et qui par leur développement dû à la méthanisation, 120 ha par exemple rien que chez Frédéric, vont protéger des surfaces importantes l’hiver contre le ruissellement, le lessivage, l’érosion et la perte de vivant qui est alors nourri par les plantes et moins exposé aux éléments climatiques.

Chantier d’épandage de digestat liquide, photo Frédéric Quiclet

Le dernier point important est celui de la matière organique du sol, en chute libre dans toutes les régions de grande culture, et qui trouve dans la méthanisation un bout de solution.

Le premier bout de solution, et qui n’est pas lié à la méthanisation, c’est la suppression du labour, une pratique que la famille de Frédéric a abandonnée totalement depuis 1989, et qui permet d’entretenir le vivant dans le sol et de ne pas exposer la matière organique à la décomposition.

Le retour au sol efficace des nutriments, premier objectif pour Frédéric Quiclet, photo Méthanisation Val-de-Saône

Le deuxième bout de solution est le retour au sol de matières organiques, et lorsqu’on a plus de bétail, il faut apporter du compost, ce que fait Frédéric depuis 2002, et avec la méthanisation, du digestat solide.

Le troisième bout de solution, ce sont les couverts végétaux, qui, récoltés, mais non labourés, ajoutent chaque saison au sol le carbone de leurs racines et de leurs feuilles tombées, captées par la microfaune du sol, préservées par le non-labour.

Les équipements de méthanisation

Les équipements de production de biogaz ont été construits sur un terrain de 4 ha situé à 5 km de la boucle GRDF de Vesoul. Passons-les en revue dans le sens du flux des matières.

Le bâtiment des solides et l’un des digesteurs à Pusey, photo Frédéric Douard

Les livraisons sont toutes réalisées par camions qui sont pesés en entrée de site. Les ensilages sont stockés sur 5 000 m² de silos à plat bâchés. Les fumiers sont stockés durant quelques jours dans un bâtiment clos de 375 m². Deux fosses de réception de 200 m² accueillent les intrants liquides.

La trémie d’incorporation à Pusey, photo Frédéric Douard

Une trémie d’incorporation de 120 m³ avec broyeur en sortie permet l’injection des solides dans un digesteur de 4500 m3. Celui-ci est suivi par un post-digesteur de même taille, équipé, comme la précédente cuve, de trois agitateurs à pales, de trois agitateurs à hélice, et d’un gazomètre de 1 600 m³.

Les cuves de digestion de Méthanisation Val de Saône, photo Frédéric Douard

Après un temps de séjour moyen de 100 jours, le digestat quitte la zone chauffée par une chaudière biogaz de 300 kW et passe au séparateur de phase. De là, la partie solide rejoint une aire de stockage de 450 m² et la phase liquide une cuve de stockage de 6 600 m³, couverte d’un gazomètre de 4 000 m³, où elle séjourne 50 jours supplémentaires. La récupération du gaz se fait donc sur une période longue de 150 jours. Puis le digestat liquide est stocké dans une seconde cuve couverte de 7 000 m³, en attendant d’être épandu.

Pompe de circulation du digestat, photo Frédéric Douard

Signalons que dès la sortie de l’étude faisabilité réalisée en 2016 par le cabinet EREP, et qui prévoyait l’incorporation de déchets d’abattoirs, le recours à ces intrants a dû être abandonné à cause de craintes d’odeurs et d’autres possibles désagréments qu’ils ont suscités lors des journées de présentation aux populations. Ces craintes ont par ailleurs conduit la Préfecture à exiger également, lors du dépôt du dossier ICPE, de réaliser le stockage du fumier dans un bâtiment clos, en dépression et avec traitement d’air via un biofiltre, un équipement qui est aujourd’hui en cours de construction.

Les installations sont conduites en semaine par un équivalent-temps plein salarié réparti sur deux personnes. Les astreintes de week-end sont réparties entre les deux salariés, un week-end par mois, et deux week-ends par mois sont assurés par Frédéric. Pour le suivi de la conduite, Frédéric a mis au point un fichier Excel qui renseigne les opérations faites et à faire.

La production de gaz

La capacité de production de biogaz du site est en moyenne de 8 888 Nm³/jour pour la production de biométhane, plus 400 Nm³/h pour la chaudière les jours d’hiver.

La chaufferie et les installations de purification du biogaz à Pusey, photo Frédéric Douard

La purification du biométhane est assurée par un module de filtration membranaire Prodeval. La production est aujourd’hui de 200 Nm³/h, mais l’objectif est de passer à terme à 300 Nm³/h, sachant que la consommation de gaz connaît à Vesoul une forte baisse en août, avec la fermeture estivale des entreprises, et qu’une autre centrale de biométhane injecte aussi sur la même boucle.

Le poste de filtration membranaire du biogaz, photo Frédéric Douard

Les évolutions et projets

Pour atteindre son objectif de 300 Nm³/h, la Sas cherche donc d’autres débouchés et la première piste serait d’alimenter l’usine Eurosérum, grosse consommatrice de gaz pour la concentration, et qui est située à seulement 5 km du site de méthanisation. Les études sont en cours avec GRDF.

Le poste d’injection du site, photo Frédéric Douard

Un deuxième projet consisterait à créer une station bioGNV qui alimenterait les poids lourds, les voitures et les bus de l’agglomération vésulienne.

Le troisième projet, et qui risque bien de se réaliser avant les autres, est la mise en place d’un moteur de cogénération au biogaz, et qui aurait deux intérêts : pratiquer l’autoconsommation électrique les jours où les prix de marché de l’électricité sont trop importants, et ces mêmes jours, vendre le surplus sur le marché via un courtier. De cela nous reparlerons. Et pour continuer sur l’autoconsommation électrique, d’été cette fois-ci, la Sas a prévu l’installation d’une centrale photovoltaïque de 220 kWc sur son bâtiment principal.

Ensilage de CIVE au mois de mai, photo Frédéric Quiclet

Enfin, un projet de récupération de CO2 en sortie de la purification du biométhane est à l’étude.

Contacts :

Frédéric Douard, en reportage à Pusey



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