BioÉnergie Pierroise, une stratégie collective pour une agriculture plus résiliente

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Article paru dans le Bioénergie International n°89 de janvier 2024

Bioénergie Pierroise à Pierre-de-Bresse, photo Naskeo

BioÉnergie Pierroise est une unité de méthanisation en injection de biométhane située sur la commune de Pierre-de-Bresse dans département de Saône-et-Loire. Après une dizaine d’années de réflexions, d’études et de démarches, une SAS a été constituée en avril 2019 avec un capital 100 % agricole et l’engagement personnel de chaque chef d’exploitation. Durant cette période de nombreuses options ont été envisagées comme la cogénération, un réseau de chaleur communal et même le biométhane porté. L’exemplarité du projet est d’avoir mobilisé la quasi-totalité des nombreux agriculteurs de cette commune rurale, habitués à travailler ensemble pour les ensilages, les moissons, les épandages au sein d’une Coopérative d’Utilisation de Matériel Agricole, la CUMA Pierroise.

Bioénergie Pierroise à Pierre-de-Bresse, photo Frédéric Douard

Un projet pour continuer à travailler ensemble

La SAS BioEnergie Pierroise compte vingt associés répartis dans onze exploitations dont neuf en polyculture élevage et deux en cultures. Toutes situées sur la commune, ces exploitations travaillent une surface totale de 2600 ha dans un rayon de 10 km. Ce projet a été imaginé dans le but de répondre à plusieurs objectifs : mettre aux normes de nombreuses installations de stockage des effluents d’élevage ; valoriser ces effluents et les cultures intermédiaires afin de produire du digestat pour augmenter l’autonomie des exploitations, et de produire une énergie source de revenu complémentaire ; améliorer l’acceptabilité de leurs activités auprès de la population en supprimant les odeurs lors des campagnes d’épandage ; et accessoirement améliorer l’image de leur profession en tant que producteurs d’énergies vertueuses et renouvelables.

Les associés de la SAS Bioénergie Pierroise , photo BEP

Le site produit en effet aussi de l’électricité photovoltaïque en plus du biométhane, à hauteur de 328 kWc à la vente et de 200 kWc en autoconsommation. Le projet, qui représente un investissement global de 7,75 millions d’euros, 6,68 au titre de la SAS et 0,9 au titre de la CUMA, a aussi permis la création de deux emplois directs. Après le rendu des études entre 2027 et 2019, les dimensionnements, les procédures administratives, le montage financier, la consultation des entreprises (12 candidatures reçues), les travaux de terrassement ont commencé fin 2021 et l’injection a démarré le 15 septembre 2022.

Les intrants

L’installation transforme 90 tonnes de matières organiques par jour soit 33 000 tonnes par an : 13 000 de fumier, 16 000 de lisier, 3000 de CIVE et 1000 d‘issues de céréales, plus un peu d’eau de pluie ponctuellement. Les matières à digérer suivent des logistiques spécifiques. En arrivant sur le site, hormis les CIVE qui ne sont pas consommées de suite, les autres matières sont systématiquement pesées.

Campagne d’ensilage de CIVE en mai 2022, photo Frédéric Douard

Les fumiers, qu’il faut intégrer les plus frais possible pour ne pas diminuer leur potentiel (0,5 à 1 % de perte par jour), sont livrés sous un bâtiment de stockage de 1500 m2 et consommés au fur et à mesure de leur arrivée. Un planning de livraison tournant est établi entre les éleveurs associés. Les lisiers, très volumineux sont aussi consommés selon le même principe et stockés dans une cuve couverte de 300 m3. Notons que le lisier du GAEC d’Amont, la ferme de Julien Gauthey, le président de la SAS, voisin du site de méthanisation, est livré par un lisioduc de 450 mètres dans le sol et qui permet d’éviter 280 allers et retours de tracteur !

Ensilage de méteil, photo Frédéric Douard

Les CIVE, ici d’hiver, principalement du méteil, sont ensilées collectivement en mai et mises en silos à plat bâchés sur une surface de 1800 m2. Et pour finir, les issues de silos sont livrées dans le bâtiment de stockage par la coopérative voisine au fil de leur production.

Les silos de méteil chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

La production de biogaz

La ration journalière est réalisée dans un incorporateur de 90 m3 qui mélange les solides auxquels sont ajoutés les liquides, ici le lisier et du digestat liquide. En sortie d’incorporateur, les solides et une partie de liquide passent dans un broyeur de manière à homogénéiser la soupe et à augmenter au maximum la surface de travail des bactéries méthanogènes. En sortie de broyeur, le digestat frais séjourne dans une cuve dite d’hydrolyse de 220 m³ pour « lancer » la fermentation. Cette cuve, qui sert aussi à limiter l’entrée de matières indésirables et d’air dans le digesteur, est ensemencée par du digestat mûr et chaud en provenance du post-digesteur.

La trémie d’incorporation des solides chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

La matière ainsi préparée et chaude peut alors rejoindre le digesteur de 4600 m3 et progressivement par la suite le post-digesteur de 2500 m³. L’ensemble de ces opérations de méthanisation en infiniment mélangé se déroule sur 80 jours en moyenne, 50 dans le digesteur et 30 dans le post, à une température maintenue à 38 °C par une chaudière à biogaz de 360 kW. Le digestat rejoint enfin une cuve de stockage à double membrane de 9500 m³ dans laquelle on continue à recueillir un peu de gaz, environ 2 % du total produit, ceci afin de ne pas gaspiller et de ne pas polluer l’atmosphère. Selon le Programme des Nations Unies pour l’Environnement, la molécule de méthane a en effet un pouvoir de réchauffement plus de 80 fois supérieur à celui d’une molécule de dioxyde de carbone.

La cuve à lisier, les deux digesteurs et la cuve de stockage chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

Au sein des digesteurs, la matière est constamment brassée et homogénéisée pour favoriser la fermentation et faire sortir le gaz. Chaque cuve de digestion dispose pour cela deux brasseurs lents à pales et qui travaillent sur toute la hauteur des cuves tout en provoquant un mouvement global lent et continu de circulation. Les cuves sont également équipées d’agitateurs rapides qui agissent notamment en surface du digestat pour en démanteler la croûte, afin de la digérer également et de laisser passer le gaz dans le ciel gazeux des cuves.

Le biométhane

Le biogaz présent dans les gazomètres des trois cuves principales est pompé, refroidi pour en condenser l’eau, passé dans un filtre à charbon actif pour en retirer le soufre et les composés organiques volatils, puis est compressé à 16 bar pour le forcer à traverser des filtres à membranes qui bloquent les molécules autres que le CH4. Le méthane est alors épuré à plus de 98 %, la norme exigée par le transporteur GRDF. Dans le poste d’injection, propriété de GRDF, la qualité du gaz est revérifiée, ainsi que sa température, il est odorisé, et détendu à la pression de transport, ici 7 bar.

Module de purification du biogaz chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

Ce sont ainsi 130 Nm3 de biométhane qui sont injectés à ce stade en moyenne chaque heure dans le réseau de GRDF, soit 12 GWh PCS à l’année, ce qui représente la consommation annuelle de près de 2000 logements neufs. La moyennisation annuelle du débit d’injection permet aujourd’hui d’adapter la production à la capacité de consommation instantanée du réseau local, une capacité qui baisse les nuits, les fins de semaine lorsque les entreprises ferment mais surtout l’été, hors période de chauffage. Cette souplesse accordée aux producteurs a été capitale pour la faisabilité du projet, tout comme les efforts réalisés par la direction régionale de GRDF qui, à partir de 2018, a modifié son maillage de distribution en ajoutant 13 km de réseau en des interconnexions avec les boucles de Chalon-sur-Saône et de Louhans et qui ont permis de densifier le débouché local.

Le poste d’injection de biométhane chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

Pour l’avenir, l’ensemble des infrastructures a été dimensionné pour pouvoir monter la production moyenne de biométhane à 180 Nm3/h sans investissement significatif supplémentaire et surtout tout en restant autonome en intrants. Et d’autres perspectives sont aussi envisagées comme l’autoconsommation électrique par cogénération, la récupération du CO2 de purification et la mise en place d’une station de bioGNV.

La valorisation agronomique du digestat

En sortie de post-digesteur, la totalité du digestat passe dans un séparateur de phase à vis pour en extraire une phase solide à un taux de matière sèche d’environ 25 %. Stocké sur une plateforme bétonnée de 1200 m2, riche en phosphore et en potassium, le digestat solide est utilisée comme engrais de fond. La phase liquide, représentant 90 % du tonnage de digestat, est quant à elle conservée dans la cuve de stockage jusqu’aux périodes d’épandage. Riche en azote, elle est destinée à booster les cultures en phase de démarrage et les prairies. Tout ceci limite le recours aux coûteux engrais chimiques.

Le séparateur de phase chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

Julien Gauthey souligne que la méthanisation, en termes d’acceptabilité des activités agricoles sur la commune, a apporté une réelle plus-value aux éleveurs en matière d’épandage, car contrairement aux fumiers et aux lisiers, les digestats ne sentent pas. Cette avancée sociale et environnementale s’ajoute aux démarches personnelles des associés dont bon nombre s’est engagé parallèlement dans le non-labour et le semi-direct dans le but d’améliorer la résilience de leurs sols.

Les 30 000 tonnes annuelles de digestat sont épandues, comme l’ensilage des CIVE, dans le cadre de la CUMA, sur les parcelles des associés, et sur la base des valeurs en azote et en phosphore.

Contacts :

Agitateur à pales chez Bioénergie Pierroise, photo Frédéric Douard

• BioÉnergie Pierroise : Julien Gauthey, président – 03 85 74 22 20 – sasbioenergiepierroise@gmail.com – www.bioenergiepierroise.com
• Études et AMO : www.solagro.org
• Constructeur : www.naskeo.com
• Installation & maintenance : 
www.sycomore-services.com
• Cuves béton : 
www.bio-dynamics.be
• Incorporation des solides : www.pumpegmbh.de/fr
• Pompes et broyeur : 
www.vogelsang.info/fr-fr/
• Agitation lente : 
www.biogastechnik-sued.de/fr/
• Agitation rapide : www.suma.de/FR/
• Sécurité biogaz : www.biogaskontor.de/fr/
• Torchère : www.ennox.at
• Séparation de phase : www.boerger.com
• Épandage : www.pichonindustries.fr
• Épuration biométhane : www.prodeval.com
• Poste d’injection Bourgogne : 
armelle.goyard@grdf.fr – projet-methanisation.grdf.fr

Frédéric Douard, en reportage à Pierre-de-Bresse

Informations de contact de Bio-dynamics

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Créée en 2014, SYCOMORE est la filiale Exploitation & Maintenance du Groupe KEON. Plateforme d'expertise au service de la performance des unités de méthanisation, SYCOMORE accompagne ses clients en leur proposant des prestations d'audits/diagnostics - analyses de gisements, assistance à la conduite et à l'amélioration du process, maintenance préventive/curative et services (maintenance prédictive).