Méthanisation agricole : avantages, inconvénients et perspectives selon l'Ademe

Dans un avis technique publié en octobre dernier, l‘Ademe fait le point sur la méthanisation en France et donne des pistes de réflexion pour l’avenir.

Publié le 30 novembre 2023 - Par Valérie Godement

Unité de méthanisation à côté de bâtiments d'élevage

Les gisements agricoles pour la méthanisation sont les effluents d’élevage, les résidus de cultures, les déchets agroalimentaires, les prairies et les cultures intermédiaires pratiquées sur les sols laissés nus entre deux récoltes, ou encore les cultures énergétiques principales.

Ces gisements agricoles présentent le potentiel de production de près de 90 % du biogaz envisagé en 2050 explique l’Ademe dans un avis technique qui recommande de mobiliser en priorité les déchets organiques et les effluents d’élevage. Selon elle, la biomasse agricole cultivée sur sols laissés nus (CIVE), ainsi que les résidus de cultures, peuvent être un complément utile pour équilibrer les rations des méthaniseurs et contribuer aux objectifs énergétiques, mais en respectant les conditions agro-environnementales de production.

L’utilisation de cultures annuelles, prenant la place d’autres productions agricoles, reste revanche à limiter.

Intégrer l’installation dans le fonctionnement global des exploitations agricoles

L’activité de méthanisation peut concerner tous les types de production agricole : élevages (bovins, caprins, volailles…), ou les grandes cultures, et ce quel que soit le mode de production (conventionnel, biologique ou autre référentiel) explique l’Ademe. Outre la production d’une énergie renouvelable, les études mettent en évidence les autres services apportés aux exploitations : meilleure gestion des effluents d’élevage, optimisation de la fertilisation avec réduction des engrais de synthèse, contribution au stockage de carbone par l’implantation de couverts en intercultures. Ces analyses soulignent qu’une installation de méthanisation bien pensée permet de développer une synergie positive entre l’activité de production d’énergie et le système agricole dans son ensemble.

Et pour la cogénération ?

Dans le cas de la cogénération, la valorisation de la chaleur sur le site ou en proximité apporte aussi des services énergétiques : chauffage des riverains, des ateliers d’élevage ou de bâtiments publics (éventuellement via un réseau), activité de séchage de fourrage... Dans les zones en excédent structurel d’azote, comme en Bretagne, l’Ademe rappelle que le procédé de méthanisation ne réduit pas les quantités d’azote, mais contribue à une gestion optimisée des effluents d’élevage dans leurs stockage et épandage. Elle recommande d’intégrer les services possibles de la méthanisation aux exploitations du territoire dès le début de la réflexion sur les projets.

Des cultures intermédiaires à conduire en respectant les principes de l’agroécologie

Dans la succession classique de cultures sur une même parcelle agricole, l’Ademe recommande d’assurer un couvert végétal du sol pour le protéger de l’érosion, réduire les risques de fuite de nitrates résiduels, prévenir la pollution de l’eau et limiter les adventices dans la culture suivante, tout en contribuant au maintien de la biodiversité.

La production de ces CIVE ne doit pas exercer une pression supplémentaire sur l’environnement, les ressources et les écosystèmes

L’Ademe explique : « C’est toute l’opportunité des CIVE (cultures intermédiaires à vocation énergétique) tant les services rendus sont multiples : couverture des sols, production d’une biomasse particulièrement méthanogène et maintien de matière organique dans les sols grâce à la biomasse racinaire. Les CIVE, intercalées entre deux cultures, ont également l’avantage de ne pas être concurrentes avec les cultures alimentaires. Toutefois, la production de ces CIVE ne doit pas exercer une pression supplémentaire sur l’environnement, les ressources et les écosystèmes ».

L’Ademe recommande la mise en œuvre de pratiques agroécologiques pour produire ces CIVE : travail simplifié de préparation du sol pour le semis (économie d’énergie, et préservation des sols), absence de traitement phytosanitaire, fertilisation organique uniquement, recours à un couvert multi-espèces plutôt que monospécifique (biodiversité), et absence d’irrigation.

Gérer les CIVE de manière raisonnée

L’Ademe rappelle par ailleurs que les cultures énergétiques principales, telles que le maïs ensilage, produites en remplacement d’une culture alimentaire, sont limitées réglementairement en France à 15 % du tonnage total entrant de chaque méthaniseur. A l’heure actuelle, au niveau du parc national existant, ces cultures sont estimées en moyenne de 3 à 6 % de la ration des méthaniseurs, peut-on lire dans l'avis technique de l'Ademe. L’Ademe encourage une baisse de l’utilisation de ces cultures énergétiques principales, au profit de CIVE gérées de manière raisonnée.

Projet de méthanisation : l’importance de la communication

Pour un projet de petite méthanisation à la ferme, lié à l’élevage, l’Ademe explique que la méthanisation n’est qu’une extension technique des ouvrages existants et la communication peut se limiter à l’information du voisinage, en se cantonnant aux personnes intéressées. Pour des projets plus importants, souvent de nature collective (plusieurs exploitations agricoles), l’Ademe recommande d’engager très tôt une démarche d’information vers les riverains et les collectivités du territoire. Cette consultation peut prendre la forme d’une véritable concertation si le projet est d’importance et qu’il importe d’écouter et tenir compte des remarques des élus et habitants.

Quid des nuisances ?

Concernant les nuisances olfactives, le digestat génère moins d’odeurs que l’épandage de fumiers et lisiers compte tenu de la digestion anaérobie, qui détruit les acides gras volatils, responsables des odeurs. Les seules odeurs peuvent être émises lors du transport, du déchargement et du stockage des déchets avant leur traitement par méthanisation, note l’Ademe qui fait part de différentes mesures : optimisation du transport des déchets organiques, lavage des camions, gestion des approvisionnements en flux tendus pour limiter les stockages sur site, voire traitement de l’air vicié par une unité de désodorisation.

Et la qualité de l’eau ?

Autour des enjeux de la qualité de l’eau, selon l’Ademe, la pratique de CIVE et prairies augmente la couverture des sols et limite la lixiviation et le lessivage des nitrates en comparaison à un scénario de sol laissé nu durant la période hivernale. En revanche, le remplacement de prairies permanentes par des cultures énergétiques annuelles serait un contre-exemple du point de vue de la protection de la qualité de l’eau. « L’usage des digestats en tant que fertilisant fait appel aux mêmes règles d’épandage que les autres Produits Résiduaires Organiques (lisiers, fumiers etc.) pour limiter le lessivage de l’azote : respect des doses, périodes, distances et conditions météorologiques d’épandage. La vigilance pour le respect de ces règles doit être accrue du fait de la forme plus minéralisée et donc plus lessivable de l’azote dans les digestats » souligne l’Ademe.

Réaliser des diagnostics carbone

L’Ademe diffuse depuis 2010 un outil de calcul du bilan gaz à effet de serre (GES) d’une unité de méthanisation, appelé DIGES23. Il permet d’estimer les émissions de GES liées à l’approvisionnement de l’unité, son fonctionnement, et à l’épandage du digestat. En contrepartie, l’outil évalue les tonnes de CO2 évitées grâce à l’utilisation du biométhane en substitution du gaz naturel fossile. L’Ademe explique que le bilan net GES qui se dégage à l’issue des calculs est clairement positif en termes de réduction des émissions. « En ordre de grandeur, il se situe entre - 1 500 et - 2 500 t eqCO2/an, pour un projet en injection de taille moyenne usuellement développé en France. Cela représenterait l’impact carbone évité de 225 français par année » souligne l’Ademe qui encourage les exploitants à réaliser ces diagnostics carbone dans une démarche d’amélioration continue.

Quelle emprise foncière par les méthaniseurs à l’horizon 2050 ?

Selon l’Ademe, le besoin total en foncier d’une installation de méthanisation se situe en moyenne entre 1 et 2 hectares, dont seule une partie est artificialisée, le reste du site clôturé étant le plus souvent végétalisé. Dans le cas d’une petite méthanisation à la ferme, attenante aux bâtiments d’élevage, l’emprise artificialisée peut descendre à moins de 0,5 ha.

A l’inverse, si l’installation présente un caractère territorial affirmé, avec de multiples origines de matières organiques à traiter, la superficie mobilisée peut dépasser 3 ha. Pour assurer une sécurité d’approvisionnement tout au long de l’année, la taille des ouvrages de stockage des matières premières, notamment végétales (CIVE, résidus de culture), représente une part importante de l’emprise au sol : 40 % environ.

6 000 unités de méthanisation sur 15 000 hectares

En se projetant à l’horizon 2050, avec un parc d’environ 6 000 unités de méthanisation en France selon les scénarios de l’Ademe (Transitions 2050), la surface artificialisée serait de l’ordre de 15 000 ha, en intégrant la voirie des chemins d’accès. L’implantation des unités est possible en zone agricole à la double condition que le portage reste agricole et que la majorité de l’approvisionnement soit agricole. A défaut, l’implantation ne peut se faire que dans des zones d’activité, telles que définies par le Plan local d’urbanisme intercommunal (PLUI), note l’Ademe.