Article paru dans le Bioénergie International n°39 de Octobre-Novembre 2015

L’installation de méthanistion Bio4gas à Domsure, photo Frédéric Douard

Olivier Rebaud, fondateur de Bio4gas en France, photo Frédéric Douard

La société Bio4Gas Express est née du constat qu’il manquait sur le marché des solutions simples de méthanisation pour les porteurs de projets ayant des déjections liquides ou molles à traiter, et désireux d’installer une unité à l’échelle de leur ferme, en autonomie, et en modifiant le moins possible la conduite de leur exploitation. Simplicité et intégration sont donc les deux lignes directrices pour Bio4gas qui arrive ainsi à sortir des projets accessibles financièrement à une exploitation seule. Après l’installation d’une première unité en 2013 dans l’Ain chez un éleveur porcin, puis de deux en 2014 chez des éleveurs bovins dans l’Ain et le Doubs, la jeune entreprise créée en 2011 par Olivier Rebaud, diplômé de l’ESSEC, est maintenant lancée.

L’entreprise propose ses services de pré-diagnostic, d’avant-projet sommaire, de montage des dossiers administratifs, de construction et d’exploitation si le client le souhaite. Les unités Bio4gas suivent toutes le même schéma : une pré-fosse de réception pour substrat majoritairement liquides ou mous, un digesteur mésophile astucieux développé en Autriche (Procédé Bert), une cuve de stockage et un cogénérateur. La gamme de produits comporte des digesteurs de 200 à 1200 m³ couplés à des puissances électriques de 30, 40, 50, 65, 80, 120 ou même 150 kW.

Le Gaec P2MN élève 130 laitières à Courte, photo Frédéric Douard

Pour limiter le coût des projets, Bio4gas cherche toujours à tirer profit des infrastructures existantes et à simplifier le travail de l’exploitant, car son but est de fournir des méthaniseurs rentables rapidement à l’échelle d’une seule exploitation, à partir de 100 UGB, 6000 à 7000 m³ de lisier porcin, ou 3500 m³ de lisier bovin.

Principes de fonctionnement de la partie méthanisation

La pré-fosse

Elle réceptionne les intrants et se dimensionne en fonction de ceux-ci. Elle permet d’homogénéiser la ration et de l’envoyer vers le digesteur via une pompe. En fonction des caractéristiques du gisement, la pré-fosse peut-être complétée par un broyeur, un mixeur ou un agitateur supplémentaire. Ce choix technologique simple pour la réception permet de limiter les coûts d’investissement ainsi que les charges d’exploitation.

La pré-fosse de Courte avec broyeur immergé, photo Frédéric Douard

La seule contrainte est le taux de matière sèche du produit qui doit rester sous le seuil d’acceptabilité des pompes. Sinon, l’avantage des substrats liquides, c’est que la phase de pré-mélange n’est plus nécessaire, ce qui simplifie fortement la conduite de l’installation. Le partenariat fort avec la société MIRO a permis de développer des solutions adaptées à chaque typologie de gisement.

Le digesteur Bert

Il est constitué de deux cuves en béton, l’une dans l’autre, et qui ne communiquent que par des ouvertures présentes à la base de la cuve interne. Les deux cuves créent donc deux chambres. Le biogaz produit se stocke sous le plafond et dans un gazomètre souple sur le toit.

Schéma de principe du digesteur BERT à double cuve

Les TGL

Le principe TGL

Au centre de chaque chambre du digesteur se trouve un tube à double paroi en acier inoxydable, le Termo-Gas Lift (TGL) qui assure le chauffage et le brassage continu du substrat grâce à son effet thermosiphon, un procédé simplisme utilisé par exemple dans les cafetières italiennes. Ce brassage physique ne demande aucune maintenance ni aucun équipement particulier. Les TGL facilitent aussi la désulfuration du substrat avec moins de 50 ppm d’H2S en sortie.

Au cours de la remontée du fluide de chauffage dans la paroi du TGL, il refroidit. Il en résulte une différence de température du digestat : plus chaud en bas de la cuve qu’en haut. Cette différence de température engendre un mouvement de convection qui opère un brassage du mélange. Cela évite notamment la formation d’une croûte. De plus, ce brassage sans élément mécanique ni électricité, va réduire sensiblement les coûts et le temps d’exploitation.

La vanne flip / flop

Cette vanne pneumatique, située sur un tuyau qui fait un pont entre le plafond des deux cuves, va s’ouvrir dès lors que la différence de pression entre les cuves est supérieure à 50 mbar, assurant un rééquilibrage qui va brasser le produit.

Le principe de la vanne Flip-Flop, source Bio4gas

La vague ainsi créée va permettre un passage du mélange de la chambre 1 vers la chambre 2 et inversement avec une force décroissante, réalisant un bon brassage. Ensuite, petit à petit, la fermentation va faire remonter la pression, déclenchant une nouvelle séquence.

La vanne flip-flop du digesteur du GAEC des Trois Comunes, photo Frédéric Douard

Avec très peu de pièces en mouvement, l’ensemble du système est très robuste et demande peu de travail et d’entretien. Le digesteur n’a pas besoin de coproduit car il travaille parfaitement avec du lisier ou du fumier dilué, ce qui permet de rester autonome sur l’exploitation.

L’exemple de la SCEA Robin à Domsure dans l’Ain

L’unité de méthanisation de la SCEA Robin, à la ferme de la Richardière de Domsure, est la première référence de Bio4gas Express en France et a été mise en service en février 2013. Christine et Benoit Drouilhet, les exploitants de la Scea, sont à la tête d’un élevage porcin de 400 reproductrices et près de 9000 bêtes à l’engraissement par an.

La SCEA Robin à Domsure avec le Jura en fond, photo Frédéric Douard

Les 10000 tonnes de lisier produites chaque année étaient épandues sur les 300 ha de l’exploitation, ainsi que chez des confrères. Les installations de stockage et de lagunage étaient à revoir en 2011 et la question du chauffage des bâtiments méritait réflexion, avec 15 000 litres de fioul par an. Suite à l’échec d’un projet collectif sur la commune, ils ont décidé d’installer leur propre unité.

Le digesteur Bio4gas à Domsure, photo Frédéric Douard

Aujourd’hui, l’installation produit 50 kW d’électricité et le chauffage pour les bâtiments, la maternité et le bâtiment de sevrage des porcelets qui demandent une température élevée de 28 °C.

Le moteur MAN fournit 50 kWé, photo Frédéric Douard

Avec la vente d’électricité et les économies de chauffage, la cogénération est un véritable complément de revenu pour cette exploitation. « Ces petites unités coûtent moins cher que les grandes. Elles rapportent aussi moins, mais au final, elles sont aussi rentables », déclare Olivier Rebaud.

L’utilisation d’installations existantes de stockage amont et aval a ici limité l’investissement au digesteur et au cogénérateur.

Stockage du digestat liquide à Domsure, photo Frédéric Douard

La conclusion est qu’une méthanisation ne fonctionnant qu’avec du lisier de porc peut tout à fait être rentable.

Et Benoit Drouilhet de nous confier : « en plus, côté coût d’entretien, c’est beaucoup moins que ce que j’imaginais : l’installation tourne depuis 19000 heures, et on a encore presque rien refait dessus ! ». Et il continue, ravi : « et côté digestat, épandu au bon moment, 48 heures avant implantation, et à la sortie des feuilles, c’est super réactif ! Avant, on épandait que sur le maïs, 80 ha en irrigation, maintenant, on peut en mettre sur les autres cultures ».

L’exemple du Gaec laitier P2MN à Courte dans l’Ain

L’installation, qui a été mise en service en juin 2014, valorise 5000 m³ de lisier bovin (120 vaches laitières) ainsi que 250 tonnes de résidus de silo pour une production électrique de 50 kW. Le projet est complété par une fosse de stockage de 2270 m³ qui assure les six mois de stockage réglementaire dont ne disposait pas le Gaec avant le projet.

Vue sur l’unité de méthanisation du Gaec P2MN à Courte, photo Frédéric Douard

Pour les associés du Gaec, le but premier du projet était de simplifier la difficile gestion du fumier mou issu de la stabulation. Mais au lieu d’investir dans une fosse à lisier simple, ils ont cherché à solutionner ce problème tout en créant des revenus supplémentaires. Ceci étant, ils ne souhaitaient pas non plus investir dans une grosse unité et être dépendants de l’extérieur. Et puis enfin, leur métier étant de produire du lait, ils ne souhaitaient pas passer trop de temps à cette nouvelle activité.

Installation de méthanisation du Gaec P2MN, photo Bio4gas

Avant le projet, l’évacuation du fumier mou leur prenait ½ journée de travail par mois : aujourd’hui, le suivi de la méthanisation, c’est deux fois cinq minutes par jour ; plus une vidange du moteur toutes les 400 heures, 20 minutes ; plus un entretien de la pompe-broyeuse, trois heures  par mois. Le bilan est que maintenant, ça prend deux fois plus de temps qu’avant, mais ce temps est fort bien rémunéré, ce qui n’était pas le cas avant !

Le gazomètre de Courte au dessus du digesteur, photo Frédéric Douard

Notons, pour une bonne compréhension, qu’ici le fumier pailleux, qui ne posait pas de problème, n’est pas incorporé au digesteur, et qu’il suit le circuit classique de compostage. Et c’est pour rester sur un projet simple que le Gaec n’a pas souhaité l’incorporer.

Zoom sur grilles Les Mergers du sécheur à plat du Gaec P2MN, photo Frédéric Douard

Sinon, à Courte, la chaleur est valorisée dans deux cellules de séchage à plat, équipées de caniveaux, couverts de grilles fournies par les Ets LES MERGERS, et dans lesquels circule l’air chaud.

La centrale de ventilation Les Mergers du séchoir de Courte, photo Frédéric Douard

En plus du séchage des produits de la ferme (Maïs, soja, fourrages), le Gaec sèche également du bois déchiqueté à façon, toute l’année, à raison de 90 m³ de plaquettes par cellule et par semaine.

Cellules de séchage à plat au Gaec P2MN, derrière une cogénération biogaz de 50 kWé, photo Frédéric Douard

Contact : Olivier Rebaud / +33 607 638 588 – olivier.rebaud@bio4gas.fr – www.bio4gas.fr

Frédéric Douard, en reportages à Domsure et Courte

Article publié dans le Bioénergie International n°58 de décembre 2018

Les installations de méthanisation au Gaec des Trois communes, photo Frédéric Douard

Le GAEC des Trois Communes, situé à La Chapelle-Thècle en Bresse Saônoise, à mi-chemin entre Tournus et Louhans, est constitué par Laurent et Sandrine Bièvre et par leur fils Romain qui les a rejoints le 1er juillet 2018. Ce projet de méthanisation a été réfléchi dès 2015 dans le but de diversifier et développer l’exploitation, pour pouvoir intégrer Romain dans l’activité. Plusieurs visites d’unités en fonctionnement ont convaincu Laurent et Sandrine d’installer leur propre unité à la ferme et ont confié la réalisation du projet à Bio4Gas, spécialiste des unités de méthanisation à la taille de l’exploitation. Le 30 juin 2018, les associés inauguraient leur installation mise en service en novembre 2017.

Une unité en presqu’autonomie

Créé en 1994, le GAEC est une exploitation en polyculture et production laitière. Il travaille 50 ha de prairies, 55 ha de maïs et 45 ha de colza, blé et orge. Pour la production laitière, l’exploitation compte 65 vaches sur un total de 200 bovins qui fournissent leurs déjections au digesteur.

Sandrine, Laurent et Romain Bièvre le 30 juin 2018, photo Frédéric Douard

Les intrants sont constitués de produits de l’exploitation : 1 800 tonnes de lisiers, 800 tonnes de fumier et 300 tonnes de CIVE (15 ha en ivraie et sorgho). Cette base est enrichie par 250 tonnes de marc de raisin et 250 tonnes d’issues de céréales.

Silos à plat pour intrants solides au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

Pour le stockage des intrants, une plateforme de 240 m² a été construite pour accueillir les CIVE, sinon tout le reste existait : fumière, fosse à lisier et silos à plat affectés aux intrants extérieurs.

Une technologie astucieuse et efficace

La préfosse d’introduction des intrants, photo F. Douard

Bio4Gas a dimensionné, conçu et livré clé en main l’ensemble de l’installation. Cette start-up française, créée en 2011 par Olivier Rebaud et qui compte aujourd’hui une dizaine de salariés, en était en juillet 2018 à sa dix-septième mise en service en France.

Les intrants sont mélangés dans une préfosse de 25 m³ équipée d’un mélangeur, avant d’y être pompés, broyés et injectés dans le digesteur 5 ou 8 fois par jour selon la saison, puisqu’il existe une ration d’été et une d’hiver.

Le digesteur de 600 m³ est de technologie BERT, avec deux cuves en béton, l’une dans l’autre, et qui communiquent par des ouvertures à la base de la cuve interne. Les deux cuves créent ainsi deux chambres et le biogaz produit se stocke sous le plafond et dans un gazomètre souple sur le toit.

Schéma de principe du digesteur Bio4gas à double cuve

Le principe TGL

Au centre de chaque chambre se trouve un tube à double paroi en inox, le Termo-Gas Lift (TGL). Il assure le chauffage et le brassage continu du substrat grâce à son effet thermosiphon, un procédé simplissime utilisé par exemple dans les cafetières italiennes. Les TGL facilitent aussi la désulfurisation du substrat avec moins de 50 ppm d’H2S en sortie. Au cours de la remontée du fluide de chauffage dans la paroi du TGL, celui-ci refroidit. Il en résulte une différence de température du digestat : plus chaud en bas de la cuve qu’en haut, ce qui engendre une convection qui opère un brassage.

Le principe de la vanne Flip-Flop, source Bio4gas

Le mélange est aussi assuré par une vanne pneumatique, située sur un tuyau qui fait un pont entre le plafond des deux cuves, et qui va s’ouvrir dès lors que la différence de pression entre les cuves est supérieure à 50 mbar, assurant un rééquilibrage brutal qui va lui aussi brasser le produit. Deux agitateurs semi-immergés sont placés en haut de chaque cuve pour casser la croûte. Le temps de séjour moyen est de 50 jours.

Le toit du digesteur du Gaec des Trois Communes avec son gazomètre et la vanne flip-flop à droite, photo Frédéric Douard

Le dépannage de la partie méthanisation est fait soit par Bio4Gas lorsque très spécifique, sinon par un concessionnaire en matériel d’élevage. Bio4gas assure par ailleurs le suivi de la biologie en s’appuyant sur les analyses du laboratoire INRA de Narbonne.

La cuve de stockage du digestat au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

Les cuves en béton ont été construites par le constructeur belge Bio-Dynamics, désormais très impliqué en France avec deux agences à Besançon et Cholet, et non moins de 10 équipes de chantier engagées en France, sur les 17 qu’elle compte pour toute l’Europe !

L’unité de cogénération

C’est Fauché Énergie qui a conçu le module de cogénération Terragen 64M avec un moteur MAN permettant de générer 64 kWé et 87 kWth.
Il a fallu près d’un an d’apprentissage aux exploitants, sur la recette et la conduite, pour atteindre un régime de production nominal et stabilisé. L’électricité est vendue à 22,5 c€/kWh dans le cadre d’un contrat d’achat de 20 ans BG 16, le tarif issu de l’arrêté du 13 décembre 2016.

Le module de cogénération au Gaec des Trois Communes, photo Frédéric Douard

La chaleur produite par le module dessert les systèmes de chauffage de deux maisons grâce à un réseau de chaleur de 500 mètres, chauffe le distributeur automatique de lait pour les veaux et alimente un séchoir à plat de deux cellules de 60 m². Cette valorisation thermique, si elle n’est plus obligatoire de par le contrat de vente d’électricité, a été l’une des conditions pour l’octroi des subventions d’investissement, avec une exigence d’efficacité globale supérieure à 50 %.

Le moteur à biogaz au Gaec des Trois communes, photo Frédéric Douard

Si les vidanges du moteur sont réalisées par les exploitants, c’est Fauché qui réalise les maintenances techniques toutes les 2 000 heures, depuis son agence de Besançon. Tous les modules Terragen sont par ailleurs télé-surveillés depuis le siège de Fauché Énergie à Montauban où se situe le centre d’appel national de Fauché Maintenance, ce qui permet de régler 75 % des problèmes à distance. La société assure également une astreinte technique téléphonique 7 j/7, 24 h/24, 365 j/an, et bien sûr les interventions sur site si besoin.

Exploitation et investissement

Le temps de travail affecté à l’installation par les exploitants est un équivalent mi-temps, notamment pour l’alimentation du digesteur en intrants solides, pour la conduite des processus, le suivi des indicateurs (pH, soufre et taux de méthane) et les maintenances courantes, comme retirer les ficelles enroulées autour du mélangeur de la préfosse !

Les installations de méthanisation du Gaec des Trois Communes avec à gauche les cellules de séchage à plat, photo Frédéric Douard

L’investissement total se monte à 752 000 € HT dont 45 000 € pour le séchoir et 22 000 € pour le raccordement à la ligne électrique à haute tension. Les porteurs du projet ont été aidés à hauteur de 280 767 € à parité par l’ADEME et la Région Bourgogne-Franche-Comté.

Le filtre à charbon actif pour désulfurer le biogaz avant le moteur, photo Frédéric Douard

Contacts :

• Gaec des Trois Communes : 
gaec-des-trois-communes@orange.fr
• Bio4gas : Olivier Rebaud / +33 607 63 85 88 – olivier.rebaud@bio4gas.fr – www.bio4gas.fr
• Cuves Béton : bio-dynamics.be
• Pompe et broyeur : www.vogelsang.info
• Agitateurs : www.miro.fr
• Automatisme : www.valpronat.com
• Mesure du biogaz : freseniusinstruments.com
• Cogénération : Fauché Energie / +33 556 76 85 85 – fauche-energie@fauche.com – www.fauche.com
• Réseau de chaleur : www.thermaflex.fr
• Processus de séchage à plat : www.lesmergers.fr

Frédéric Douard, en reportage à La Chapelle-Thècle

Article paru dans le magazine Bioénergie International n°57 de novembre 2018

Vue sur les installations Méthalys par une journée d’hiver, photo Frédéric Douard

Depuis avril 2017, la Sas Méthalys pilote l’une des plus grandes unités de méthanisation 100 % agricole de France. Elle est implantée sur la commune de Faveraye-Mâchelles à 40 km au sud d’Angers. Ses 35 actionnaires, tous exploitants agricoles, transforment 65 000 tonnes d’effluents en électricité, chaleur et fertilisants. Les maîtres-mots de ce projet exemplaire de par sa taille sont mutualisation et autonomie totales en matières premières, capitaux, moyens d’exploitation et plan d’épandage, un brillant exemple d’intelligence collective au service de l’économie rurale et de l’environnement.

Méthalys, sœur jumelle de l’usine de méthanisation de Vihiers

Le projet a commencé à se dessiner en 2010 autour de 80 exploitations représentant 120 000 tonnes d’effluents. Dans le but de limiter les transports, le projet s’est rapidement scindé en deux projets jumeaux : Bioénergie Vihiers avec 45 exploitations et Méthalys avec 35. C’est le bureau d’études Astrade qui accompagnait les deux projets.

Les installations Méthalys avec au premier plan les cuves béton pour le lisier et pour la décantation du digestat liquide, photo Frédéric Douard

Les deux sites ont été conçus sur un même schéma et mutualisent deux postes importants : le personnel réuni au sein d’un groupement d’employeurs et les véhicules de transport et d’épandage gérés par la CUMA Biolys réunissant les mêmes agriculteurs. Le personnel travaille cinq jours par semaine et se relaye pour assurer les astreintes des fins de semaines alors que les installations continuent à fonctionner en automatique. À Faveraye-Mâchelles, le responsable de site est Christophe Vitrai.

Les investissements de Méthalys se montent à 6,5 M€ pour l’usine et 0,9 M€ pour 50 % du matériel de la CUMA, à savoir un camion avec citerne semi-remorque, deux porte-conteneurs avec leur jeu de bennes et un épandeur automoteur Vredo de 20 m³.

Le camion-citerne utilisé en commun par Méthalys et Bioénergie Vihiers pour le transport des intrants et digestat liquides, photo Frédéric Douard

Après un an de travaux, l’injection d’électricité a débuté le 17 juillet 2017. Les intrants sont composés de 40 000 tonnes de fumiers et 25 000 m³ de lisiers provenant de 1 600 vaches laitières, 750 truies et leur descendance, 1 500 chèvres et des milliers de volailles, plus des compléments en cives et menue-paille.

Les installations de méthanisation

L’usine est construite sur une parcelle de 3 ha avec 2 000 m² de voirie. Elle est composée d’un pont-bascule, d’une cuve à lisiers aérienne de 300 m³, d’un digesteur de 5 000 m³, d’un post-digesteur de 7 000 m³, d’un décanteur aérien de 250 m³ et de deux poches de stockage du digestat liquide de 5 000 m³ chacune.

Deux des trois cuves principales chez Méthalys, photo Frédéric Douard

La technologie de méthanisation est l’infiniment mélangé et c’est Biogaz PlanET qui a été retenu pour la mettre en place. Le digesteur et post-digesteur sont tous les deux équipés d’un eco® paddel de 15 kW et de trois eco® powermix de 22 kW. Les digesteurs ont un rapport hauteur/diamètre optimisé permettant de garantir la performance de l’installation avec ces quantités d’intrants.

Le bâtiment de réception et de transformation des matières

Un bâtiment fermé de 900 m² héberge le local électrique mais aussi le hall de réception et d’incorporation des matières solides, le séparateur de phase et le sécheur.

Incorporateur DECOVAL des intrants solides à Méthalys, photo Frédéric Douard

Des travées reçoivent l’équivalent d’une journée de consommation de fumier, c’est-à-dire 110 tonnes. De là, le fumier est versé au chargeur dans une trémie Havelberger de 120 m³ qui a été dimensionnée pour assurer une autonomie de fonctionnement de 24 heures. Elle couvre ainsi seule toutes les nuits et le dimanche.

Sortie de la trémie de dosage et de démélage du fumier HAVELBERGER et déféraillage avant le broyeur, photo Frédéric Douard

Cette trémie, qui est distribuée en France par les Ets Décoval-Servipack, a aussi pour mission de démêler le fumier et de l‘émietter de manière à ce qu’il soit ensuite dosé par la trémie qui alimente le broyeur en matière solide. De là, une pompe chargée d’assurer l’apport liquide permet un mélange homogène vers le digesteur. L’ensemble de préparation matière Prémix a été fourni par Vogelsang.

Schéma de l’installation de préparation des intrants solides chez Méthalys, source Décoval – Cliquer sur l’image pour l’agrandir.

La trémie Havelberger dispose d’un entraînement par racleurs à chaînes qui amène le fumier contre cinq arbres de fraisage. En sortie de trémie, et avant le broyeur, le fumier passe sur une table à rebonds pour en éliminer les corps lourds, puis sous un aimant pour les métaux.

Les hérissons démêleurs de la trémie d’alimentation HAVELBERGER, photo Astrade

Les lisiers sont quant à eux réceptionnés dans une cuve de 300 m³ à côté de laquelle se trouve un puits de rempotage pour recharger le camion-citerne avec le digestat liquide provenant des stockages. Ainsi, lorsque le camion est positionné pour vider son lisier, il peut recharger du digestat liquide sans bouger et repartir chargé.

Convoyeur de fumier ATLANTIQUE INDUSTRIE vers le broyeur, photo Frédéric Douard

Le séparateur de phase de Méthalys, photo Frédéric Douard

Ce sont ainsi 180 tonnes d’intrants, dont 70 m³ de lisier, qui sont introduits tous les jours dans le circuit et qui vont y rester en moyenne 70 jours.

Ensuite, après séparation de phase, le digestat solide retourne dans les fumières des exploitations en attendant les périodes d’épandage. Les porte-conteneurs circulent ainsi toujours pleins dans les deux sens.

Le digestat liquide quant à lui rejoint la cuve de décantation puis son trop plein haut, plus riche en azote et plus pauvre en phosphore, rejoint l’une des deux poches de stockage du site.

De là, en passant par le puits de rempotage, il pourra être pompé et transporté vers l’une trois des poches décentralisées sur champ à chaque passage de la citerne. En tout, on compte ainsi un volume de près de 40 000 m³ de cuves ou de poches.

Stockage souple du digestat liquide chez Méthalys, photo Frédéric Douard

Enfin, pour éviter les odeurs, l’air vicié du hall de travail, comme celui qui sort du sécheur, sont aspirés et traités par des équipements fournis par la société Galli Aldo, représentée en France par EPO Ingénierie.

Biofiltre GALLI ALDO pour le traitement de l’air de travail vicié, photo Frédéric Douard

Le dispositif est composé d’un circuit de gaines de captage dans le bâtiment, d’une centrale d’aspiration qui pompe 35 000 m³/h, d’un laveur acide sulfurique et d’un biofiltre de 170 m² dont le média filtre est un lit de bruyère broyée. Ces dispositifs permettent une réduction quasi totale des émissions odorantes, constituées notamment d’ammoniac et d’hydrogène sulfuré. Notons que le lavage acide transforme l’ammoniac en solution de sulfate d’ammonium qui peut être valorisé comme engrais.

La centrale d’aspiration de l’air vicié dans le hall de livraison et de préparation, photo Frédéric Douard

La production d’énergie

PlanET a mis en place un module de cogénération 2G de 889 kWé avec moteur Jenbacher. Avec son rendement de conversion électrique de 41,6 %, l’objectif est de produire 7,5 GWhé/an.

Le module de cogénération 2G ENERGY chez Méthalys, photo Le module de cogénération 2G ENERGY chez Méthalys, photo Frédéric Douard

Une partie de l’énergie thermique récupérée sur le moteur est utilisée dans le processus. Le surplus, environ 4 GWh par an, sert en partie à sécher le digestat solide, ainsi que la partie basse du décanteur de digestat liquide, les boues phosphorées, de manière à exporter du phosphore des exploitations qui en ont trop.

Le moteur de cogénération de Méthalys, photo Frédéric Douard

Pour le séchage, la Sas utilise un séchoir Scolari à tapis mouvants perforés qui utilise 750 kW de chaleur, également représenté en France par EPO Ingénierie. Il a la capacité de sécher du digestat solide de 25 à 80 % de MS et des boues phosphorées de 14 à 80 % de MS. Il peut aussi sécher des céréales ou du bois-énergie moyennant des adaptations périphériques

Le digestat

Le premier élément qui a mobilisé les agriculteurs autour du projet de méthanisation fut l’aspect fertilisation, car le rapport azote/phosphore obtenu par la méthanisation correspond parfaitement à ce dont les plantes ont besoin. La minéralisation qui est opérée permet de plus une assimilation immédiate par les plantes. Et cerise sur le gâteau, les exploitants n’ont plus de problèmes d’odeurs ni de stockage à gérer, les produits étant évacués au fur et à mesure vers l’usine.

Le séchoir à digestat solide Scolari chez Méthalys, photo Frédéric Douard

Le projet a évité bon nombre de mises aux normes coûteuses dans les exploitations. La désodorisation des effluents d’élevage a aussi supprimé les odeurs au moment des épandages. Et enfin, la méthanisation détruit toutes les graines adventices du fumier, ce qui limite l’utilisation d’herbicides.

Le rapport entre les quantités de matières sortantes et entrantes est de 85 %, le reste étant transformé en gaz ou en eau. Le digestat obtenu est à 80 % liquide et 20 % solide. Pour respecter la réglementation, il est nécessaire de disposer d’une capacité de stockage de neuf mois pour le digestat liquide, mais Méthalys a prévu une année entière, ce qui lui offre plus de souplesse. Par ailleurs, les 3/5 de ces volumes sont disposés sur champs, dans des citernes souples, ce qui facilite le remplissage de l’épandeur pendant les campagnes. Les boues phosphorées sèches sont exportées ou épandues par un semoir classique.

Cet épandeur automoteur Vredo a été acheté en commun par Bioénergie Vihiers et Méthalys pour épandre le digestat liquide, photo Joseph Ortner

Le digestat solide est épandu à la fin de l’été au moment de l’implantation des cultures et le liquide au printemps au moment du démarrage des plantes. Les épandages sont réalisés par la CUMA Biolys dans le cadre d’un plan d’épandage sur 6 800 ha, en commun avec Bioénergie Vihiers.

Chargement de digestat solide dans le hall de travail de Méthalys, photo Frédéric Douard

Les performances du site après 18 mois de fonctionnement
Après une période de montée en charge et prise en main de l’outil assez rapide, l’installation réalise depuis janvier 2018 un dépassement de 15 % des objectifs initiaux en termes de vente d’énergie. Le moteur de cogénération de 889 kW fonctionne depuis cette date quasiment sans arrêt, sur une base de plus de 8 500 heures annuelles.

Contacts :

Cuve d’acide sulfurique pour le lavage de l’air vicié du hall de travail, en amont du bioflitre, photo Frédéric Douard

• Méthalys : Christophe Vitrai / +33 611 742 557
 – sas-methalys@hotmail.fr
• Études et AMO : www.astrade.fr
• Constructeur du lot digestion et valorisation : www.biogaz-planet.fr
• Automatisme alimentation : AEPR – 02 41 56 15 41
 – aepr@aepr.fr – www.aepr.fr
• Incorporateur Havelberger : Decocal-Servipack
 – François Salmon / +33 320 776 249
 – contact@decoval.fr – www.decoval.fr
• Cogénération : 2G Energie
 / +33 223 27 86 66 – info@2-g.fr – www.2-g.com
• Traitement de l’air Galli Aldo et séchoir Scolari :
 Hervé Polino, EPO Ingénierie
 / +33 323 09 04 84 – contact@epo-fr.com
• Agitateurs digestion : guelleruehrwerke.com
• Montage convoyage et broyeur : www.atlantiqueindustrie.fr
• Broyeur-pompe : www.vogelsang.info/fr
• Séparateur de phase : sepcom.wamgroup.com/fr
• Séparateur métallique : www.raoul-lenoir.com
• Cuves béton : www.couste.com
• Pesée véhicules : www.ademi-pesage.fr
• Citernes souples Alligator : www.stockage-abl.com
• Épandage digestat liquide : www.vredo.com/fr – Vredo en France : www.delta-force.fr

Frédéric Douard, en reportage à Montilliers

Voir également : 

• Bioénergie Vihiers, 45 exploitations agricoles réunies pour produire du biogaz
• Les collectifs de méthanisation Bioénergie Vihiers et Méthalys en vidéos
• Nouvelles références pour Décoval Servipack sur le marché de la méthanisation

L’usine de biométhane Altho à Saint-Gérand, photo Weltec

Le fabricant d’installations de biogaz WELTEC BIOPOWER vient d’achever la construction d’une usine de biométhane pour le producteur breton chips Bret’s à Saint-Gérand. L’usine a été conçue et construite en collaboration avec WELTEC France. Avec les refus de production et les boues de la station de traitement des eaux de l’usine, ce sont 200 m3 de biométhane purifié qui seront produits toutes les heures, soit l’équivalent de la consommation d’une ville de 5000 habitants.

Depuis un an en France, un ensemble de mesures gouvernementales permettent de simplifier les démarches administratives pour les projet de biométhane. Ce contexte se traduit concrètement dans les carnets de commandes de spécialistes du biogaz établis tels que WELTEC BIOPOWER, présents sur le marché depuis longtemps.

La production de biométhane s’intègre parfaitement dans la démarche RSE (Responsabilité Sociétale et Environnementale) de la société ALTHO (Chips Bret’s) qui produit plus d’un tiers des chips françaises.

« Grâce à SOBER, filiale de production de gaz vert de Bret’s, nous participons activement au développement d’une économie circulaire territoriale où les déchets deviennent des ressources énergétiques renouvelables, et nous contribuons ainsi à la réduction des gaz à effet de serre et de la dépendance énergétique du territoire » a déclaré Christophe Chrétien, directeur de l’unité de méthanisation SOBER.

Avec les boues de la station de traitement des eaux usées, ce sont environ 22 000 tonnes de résidus qui sont à disposition. Les résidus de pomme de terre, d’amidon et d’autres refus de production en constituent la moitié; le substrat restant correspond aux boues de lavage. Les substrats solides et liquides sont d’abord mélangés et broyés en entrée dans le robuste système MULTIMix. Après ce prétraitement, le mélange arrive dans le digesteur en acier inoxydable de 4 436 mètres cubes. Le cycle des substrats comprend aussi un post-digesteur de 4 436 m3. Les digestats sont finalement utilisés comme amendement organique de qualité par des agriculteurs de la région.

Le processus de valorisation du biogaz en biométhane est également durable : pour son conditionnement, WELTEC BIOPOWER a intégré la technologie d’épuration membranaire en conteneur compact.

Alain Priser, le responsable du marché français chez WELTEC, précise : “le biogaz brut passe par plusieurs étapes de purification afin de le sécher et le nettoyer des impuretés, puis de retirer le CO2 du biométhane. La séparation membranaire à trois étages a déjà été éprouvée sur d’autres sites WELTEC et permet d’obtenir un rendement épuratoire supérieur à 99%. »

Un autre avantage provient de la compression en amont de l’épuration, qui permet d’injecter le biométhane directement à la pression du réseau public sans compression supplémentaire. La séparation se fait à température ambiante et sans l’ajout de produits chimiques.

Le module de purification du biométhane de l’usine Altho à Saint-Gérand, photo Weltec

L’unité produit environ 200 Nm3 de biométhane à partir de 400 Nm3 de biogaz brut.

Selon Alain Priser, « la disponibilité de l’installation est très élevée et la maintenance est faible grâce à la longévité des membranes. A Saint-Gérand, notre automate avec logique programmable LoMOS permet d’assurer l’injection du gaz sans interruption. »

Grâce à cet équipement, Bret’s peut se consacrer à son coeur de métier sans aucun souci et utiliser efficacement les matières résiduelles. Cela est également nécessaire, car de nombreux exploitants d’usines de production de biogaz sont aux prises avec des problèmes techniques. Une enquête menée par l’association ATEE (Association technique énergie environnement) a révélé des résultats décevants: 94% des exploitants d’installations avaient des problèmes techniques et au moins 65% étaient en deçà des attentes. Principalement parce que la technologie ne répondait pas aux exigences.

Au vu des défis à venir, la coopération entre WELTEC BIOPOWER et WELTEC France fonctionne bien. “Notre équipe a beaucoup d’expérience dans l’utilisation d’une grande variété de substrats et présente techniquement chaque système individuellement. Cela garantit un fonctionnement économique stable “, explique Alain Priser. “Au cours des 18 dernières années, nous avons installé et mis en service plus de 300 installations de production de biogaz dans 25 pays. La coopération du fabricant avec des partenaires locaux puissants, promet sécurité et efficacité à nos clients. “

Article paru dans le Bioénergie International n°59 de janvier 2019

Les installations du GAEC Limovents en Vendée, photo France biogaz

Créé en 2010 par le regroupement de trois exploitations de la commune de Treize-Vents en Vendée, à 10 km du célèbre Puy du Fou, le Gaec Limovents travaille sur 375 ha avec cinq associés : Sylvain Rousseau, Frédéric Dubin, Thomas Simonneau, Jean-François et Guy Tricot et un salarié. L’activité principale est la production de viande avec un troupeau de 360 vaches limousines et leur descendance. Cet ensemble de 950 bovins produit 5 000 tonnes de fumier par an. Les terres sont occupées aux trois quarts par des prairies et le reste accueille 40 ha de céréales et 60 ha d’ensilage de maïs pour les animaux. Situés au nord de la Vendée, un secteur pionnier de la méthanisation en France, les associés ont rapidement compris que leurs effluents pouvaient être mieux valorisés qu’en simple compostage et épandage, alors que l’économie de leur exploitation était, de par le contexte économique globalisé, de plus en plus difficile à équilibrer malgré la massification déjà opérée.

Un projet en deux tranches

Partis au départ vers une solution en voie sèche, au regard de leur disponibilité en fumier, les associés ont finalement opté pour l’infiniment mélangé pour plus de souplesse et d’évolutivité. En effet, les projets qu’ils ont visités avant de se lancer avaient tous agrandi leurs installations quelques années seulement après leur mise en service, mais sans forcément l’avoir anticipé. Ils ont donc imaginé un projet avec son extension déjà prévue. Un premier digesteur de 1 200 m³ a ainsi été installé en 2014 avec un cogénérateur de 190 kWé. Deux années se sont passées durant lesquelles le Gaec se trouvait en autonomie de ressources.

Les trois cuves de méthanisation du Gaec Limovents en été, photo FranceBiogaz

Puis en 2017, le fonctionnement parfaitement rôdé et les perspectives de nouvelles ressources assurées, le top départ a été lancé pour la seconde tranche. L’objectif était cette fois de mobiliser des effluents chez des voisins mais surtout de déposer un dossier ICPE pour autoriser le recours à des graisses animales beaucoup plus énergétiques de manière à presque doubler la production.

Livraison d’intrants liquides au GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

L’évolution des tonnages d’intrants lors de l’extension fut celle-ci :

• Passage de 9 100 à 9 750 tonnes de déjections, avec intégration de fumier et lisier de canard et de chèvre,
• Passage de 1 250 à 3 000 tonnes de CIVE, d’ensilage (6,3 %) et d’issues de silos,
• Introduction de 3000 tonnes de graisses de flottaison de stations d’épuration industrielles, ainsi que des biodéchets agroalimentaires pompables, y compris des sous-produits animaux de catégorie 3 et catégorie 2 dérogatoires ne nécessitant pas de pasteurisation ou de stérilisation, mais nécessitant une enquête publique.

Cette évolution de 10 350 à 15 750 tonnes permet aujourd’hui la production d’environ 280 Nm³/h de biogaz.

La trémie d’incorporation des solides au GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

L’atelier méthanisation mobilise, après extension, deux personnes à temps plein, Frédéric Dubin et Thomas Simonneau. Ils ont en charge l’approvisionnement, les relations avec les fournisseurs et clients, la maintenance quotidienne, la logistique, l’accueil des camions, le nettoyage des installations, l’alimentation des digesteurs, le suivi des indicateurs… Un système d’astreinte est mis en place les week-ends et jours fériés avec les autres associés et le personnel.

Évolution des installations

L’extension a principalement consisté à ajouter une cuve de digestion, un moteur et quelques capacités de stockage, le tout tenant désormais sur 9 500 m². Depuis 2014, le site était équipé d’un digesteur, d’un post digesteur, et d’une cuve de stockage. Avec l’extension, la cuve de stockage a été transformée en post-digesteur par ajout d’un dôme, d’une isolation, d’un système d’agitation, et une nouvelle cuve de stockage a été construite. Au final le site dispose donc de trois cuves de 1 200 m³. Ces cuves sont enterrées de 5 m pour une meilleure isolation thermique, une meilleure insertion paysagère et cela a aussi permis de créer une zone de rétention dans l’accès-même au local technique, faisant d’un trou deux usages.

Livraison d’intrants solides au GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

Pour un pilotage judicieux de la digestion des différents intrants, ceux-ci ne sont pas mélangés en tête de processus. Seuls les intrants agricoles passent dans le premier digesteur. Les solides sont réceptionnés sur une plateforme béton de 1 200 m², puis sont incorporés au chargeur dans une trémie doseuse de 25 m³, remplie deux fois par jour. Les liquides (lisier de canard et recirculation de digestat liquide) sont incorporés au digesteur à partir d’une fosse de 60 m³ qui récupère également les jus, eaux pluviales souillées et eaux de lavage provenant des plateformes. Un broyeur Rotacut est placé en sortie de digesteur pour réduire les fibres résiduelles avant entrée dans le post-digesteur.

Les graisses et boues agro-alimentaires sont injectées directement dans le second digesteur à partir de trois fosses de réception dédiées de 70 m³ avec agitateur et broyeur. Le temps de séjour moyen maximum dans les digesteurs est de 55 jours environ à 37 °C.

Les ciels gazeux des digesteurs sont reliés et le biogaz est collecté au niveau du dôme souple du post-digesteur pour alimenter l’unité de cogénération. La teneur de sulfure d’hydrogène (H2S) dans le biogaz en amont de la centrale est maîtrisée par deux actions : l’ajout régulier de sels de fer dans les digesteurs et l’injection contrôlée d’air dans le ciel gazeux du post-digesteur. Cette injection a pour effet de développer des micro-organismes à la surface du digestat et qui vont fixer l’H2S sur un filet prévu à cet effet.

Moteur de cogénération du GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

La centrale de cogénération est constituée de deux moteurs produisant 4 GWhé/an : un MAN de 493 kW PCI générant 190 kWé installé en 2014 et un Liebherr de 840 kW PCI générant 330 kWé mis en service le 14 novembre 2017. Environ 15 % de la chaleur récupérée sur les moteurs est auto-consommée pour le chauffage des digesteurs, une petite partie alimente une production d’eau chaude sanitaire, un séchoir et quelques aérothermes. Le reste de la chaleur est valorisé par la société Vendée Algues pour un total de 3,2 GWh/an. Ces valorisations ont nécessité la mise en place de 200 mètres de réseau de chaleur pré-isolé enterré.

Le local de cogénération du GAEC Limovents avec à l’extérieur les composants de désulfurisation et de séchage du biogaz, photo Frédéric Douard

La gestion du digestat

La totalité du digestat passe au séparateur de phase. La phase solide est stockée sous le séparateur sur une plate-forme dédiée de 750 m² dont la capacité de stockage de 1 500 m³ correspond à six mois de fonctionnement.

Le digestat liquide est stocké dans une lagune en géomembrane de 3 000 m³ et couverte par une bâche flottante. En complément, le Gaec dispose de quatre fosses à lisier existantes totalisant 2 025 m³ et de deux nouvelles poches souples de 800 m³ chacune installées dans une commune voisine. Le tout permet le stockage de 6 625 m³ représentant sept mois de fonctionnement.

Le séparateur de phase au GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

Les 11 340 tonnes de digestat liquide produits à l’année sont épandues, suivant le plan d’épandage, sur huit communes situées en Vendée, Deux-Sèvres et Maine-et-Loire, sur une surface totale de 865 ha de SAU dont 621 ha sont épandables. Les 2 835 tonnes annuelles de digestat solide sont également épandues pour partie dans le cadre du plan d’épandage (1 785 tonnes), l’excédent (1 050 tonnes) étant exporté en compostage pour équilibrer la fertilisation en phosphore.

La culture de spiruline, une charge de travail sous-estimée au départ

Grace à la chaleur de cogénération, une nouvelle société, l’Earl Vendée Algues, a été créée par deux des épouses des associés, Anne Tricot et Bénédicte Dubin, juste à côté du site de méthanisation. L’entreprise chauffe ainsi un atelier, un magasin et 1 000 m² de serres au sein desquelles se trouvent deux bassins de culture chauffés de 450 m² chacun.

Brassage du bassin à spiruline par roue à aube, photo Frédéric Douard

La spiruline vit dans une eau saumâtre au pH de 10 et à 35 °C. Elle se développe grâce à la lumière mais aussi à la chaleur et aux aliments minéraux et azotés qui lui sont apportés. L’eau est agitée en permanence pour répartir équitablement la lumière et la nourriture entre les filaments.

La spiruline demande une surveillance quotidienne et rigoureuse : couleur, odeur, texture, analyses microscopiques. À l’origine les porteuses du projet pensaient devoir y passer chacune un mi-temps, mais les charges d’exploitation et surtout de commercialisation avaient été largement sous-estimées et cette activité nécessite au final deux bons temps pleins pour une production actuelle de 800 kg/an.

Les serres à spiruline se sont intégrées dans le bocage vendéen, photo Frédéric Douard

Une fois à maturité, la spiruline est récoltée, séchée et conditionnée pour être vendue. Détaillons ici les étapes de l’activité :

Paillettes de spiruline, photo F. Douard

1. Grâce à une pompe dans le bassin, l’eau est aspirée vers une récolteuse qui a la forme d’un cylindre rotatif muni d’un filtre alimentaire de 35 µm. Le filtrat est recyclé et repart au bassin. La récolte se fait au petit matin car c’est le moment de la journée où les algues sont les plus riches en protéines. La spiruline ressemble alors à du fromage frais, la couleur chlorophylle en plus.
2. Le pressage permet d’enlever le milieu de culture contenu dans la biomasse récoltée, composée à 90 % d’eau. L’opération s’effectue avec une presse munie d’une pompe à dépression d’air. À ce stade, la spiruline ressemble à de la pâte à modeler. Fraîche, elle peut être consommée sur un toast avec du fromage frais par exemple ou bien appliquée sur le visage en masque de beauté.
3. À l’aide d’un poussoir à saucisses en inox, la spiruline est déposée en spaghettis sur des claies de séchage. Il est important de former des spaghettis réguliers pour éviter de faire des paquets, ce qui ralentirait le séchage.
4. Les algues sont ensuite séchées environ dix heures dans une chambre noire ventilée à 35 °C. Cette technique permet à la spiruline de conserver toutes ses propriétés nutritives (protéines, vitamines, oligo-éléments…).
5. Après séchage, la spiruline est réduite en paillettes. Elle est ananlysée et conditionnée dans des sachets alimentaires. Ces sachets permettent de protéger la spiruline de la lumière et de l’oxydation. La spiruline sèche peut être conservée ainsi en paillettes pendant deux ans environ ou être réduite en poudre ou en comprimés selon les modes de consommation.

Les ateliers et le magasin de vente directe de spiruline, photo Frédéric Douard

La Spiruline est l’un des aliments les plus concentrés et les plus complets au monde. Elle est composée de 60 à 70 % de protéines, de fer, d’acides gras aminés, de minéraux, de vitamines A, B, E, K et d’antioxydants. Une petite cuillère par jour suffit.

L’un des agitateurs STREISAL du digesteur au GAEC Limovents, photo Frédéric Douard

Contacts :

• Gaec Limovents : +33 251 653 666
 – gaeclimovents@orange.fr
• Vendée Algues : www.spiruline-vendee-algues.com
• Dossier ICPE : www.impact-environnement.fr
• Constructeur : www.france-biogaz.fr
• Installateur : www.pasquiet-equipements.fr
• Incorporateur : www.siloking.com
• Séparateur de phase : www.boerger.com
• Bâches gazomètre : www.sattler.com
• Agitateurs : www.streisal.de
• Cogénération : www.energolux.lu
• Pont bascule : ademi-pesage.fr
• Broyeurs : www.vogelsang.info
• Pompe à vis excentrée : www.seepex.com
• Réseau de chaleur : thermaflex.com

Frédéric Douard, en reportage à Treize-Vents

Unité de méthanisation du GAEC du Champ-Fleury à Liffré, image GRDF

Retour d’expérience en vidéo réalisée par GRDF et entrevue avec Jean-Christophe Gilbert de l’unité de méthanisation du GAEC du Champ-Fleury, en Ile-et-Vilaine. La centrale injecte du biométhane dans le réseau depuis septembre 2015, un gaz vert produit à partir des effluents bovins et porcins de quatre élevages et par des déchets végétaux et céréaliers.

Vue sur l’unité de méthanisation GAEC Gibsbach, image France Biogaz Valorisation

Une partie de la famille Koeger, réunie au sein du GAEC du Gibsbach situé à Uhlwiller près de Haguenau, exploitent un troupeau de 130 vaches laitières. La chute des cours du lait a orienté les associés vers un projet de méthanisation avec cogénération de 205 kWé. L’électricité est vendue à Electricité de Strasbourg.

La méthanisation du GAEC Gibsbach / SAS K Energie a été mise en service en 2019. Cette installation « à la ferme », a été conçue pour traiter exclusivement des effluents agricoles de sorte à être autonome en termes de substrats tout en valorisant les cuves existantes de l’exploitation, le tout pour une insertion optimale du projet dans son environnement. Une installation de l’entreprise alsacienne France Biogaz Valorisation.

Voir également une courte vidéo de la construction :

Frédéric Douard

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

Famille Beets, personnel agriKomp et ServiceUnion lors des 10 ans de l’installation, photo agriKomp

Il y a un peu plus de 10 ans, fin 2008, la première unité de méthanisation en région Centre a été mise en service au GAEC Beets, à Saint-Germain-des-Prés en Loiret. À cette époque, la méthanisation agricole en France était à ses débuts, avec seulement une dizaine d’installations en fonctionnement. Le constructeur agriKomp a réalisé cette installation de 150 kWé, avec un digesteur de 1 000 m³ et une fosse de stockage couverte. La maintenance est assurée par ServiceUnion, une société spécialisée dans la maintenance des unités de méthanisation.

L’incorporateur du GAEC Beets, photo agriKomp

Les grandes étapes d’entretien pour une installation de biogaz

Mis en service en décembre 2008, le cogénérateur Schnell de l’unité de méthanisation du GAEC Beets a atteint plus de 85 000 heures de fonctionnement dix ans après son démarrage et a produit plus de 12 GWh d’électricité. Pour arriver à ce bon résultat, une maintenance préventive sur le moteur a été réalisée toutes les 3 600 heures.

Le cogénérateur Schnell du GAEC Beets, photo agriKomp

« Après près de 50 000 heures de fonctionnement, nous avons réalisé une réfection du moteur, cela veut dire que nous avons remplacé les chemises, pistons, bielles, culasses, injecteurs et le turbo, puis vérifié et réglé le moteur », explique Jean-Marie Lamour, responsable maintenance chez ServiceUnion. « Lorsque le moteur aura atteint 100 000 heures de fonctionnement, nous proposerons au client une remise à neuf, cela veut-dire un échange de son moteur dual-fuel contre un nouveau bloc moteur 100 % gaz. À ce stade, son ancien moteur sera largement amorti. En plus de la suppression de la consommation de fioul, un moteur 100 % gaz permet de réduire d’une manière significative les coûts de maintenance. »

En ce qui concerne le processus, un curage de la fosse du digesteur a été réalisé avant la fin de la décennale. « Le curage a été fait fin 2016. Cela se fait lorsque le digesteur est vidé de son liquide et nettoyé par un prestataire spécialisé avec des équipements certifiés ATEX. Nous en profitons pour vérifier l’état de l’agitateur ainsi que des boucles du réseau de chaleur », explique Jean-Marie Lamour.

Le secret d’une installation performante

Florent Thouminot, Co-Gérant d’agriKomp France, a accompagné le projet du GAEC Beets dès le début : « Le secret derrière une installation performante, comme celle du GAEC Beets, est une combinaison entre des composants robustes, la conception globale de l’installation et un entretien rigoureux et régulier, par l’exploitant et un prestataire de maintenance spécialisé. »

Intervention de maintenance, photo ServiceUnion

Au GAEC Beets, Philippe Beets assure lui-même la vidange du moteur toutes les 600 heures et 

consacre quotidiennement quelques minutes aux contrôles basiques de son installation (contrôles visuels du digestat, vérification du système de chauffage…). Pour l’entretien de son installation, il est soutenu par ServiceUnion qui assure l’entretien préventif du cogénérateur et intervient pour le dépannage en cas d’impératif.

Un deuxième projet dans les tuyaux

Après un bilan positif sur les 10 ans de fonctionnement de leur installation, la famille Beets est prête à se lancer dans un deuxième projet d’unité de méthanisation, actuellement en étude : « Nos enfants sont en train d’étudier un projet en injection biométhane de 120 Nm³/h, prévu pour une mise en service en 2021, afin de profiter d’un revenu fiable en plus de l’exploitation. »

Contacts :

• GAEC Beets : +33 238 672 852
• agriKomp France : +33 254 561 857
 – info@agrikomp.fr – www.agrikomp.com/fr/
• ServiceUnion : +33 245 940 016 
- info@serviceunion.fr – www.serviceunion.fr

Les démarches engagées par VOL-V Biomasse pour implanter une unité de production de gaz renouvelable sur le territoire de Montaigu-Vendée ont démarré en 2011. Elles ont rapidement permis, avec le soutien de la commune de Saint-Hilaire-de-Loulay (commune à par entière jusqu’en 2019) et des agriculteurs du territoire, de confirmer la faisabilité d’un projet.

Le territoire de Montaigu-Vendée possède en effet de nombreux atouts pour un tel projet :

• Des industries agro-alimentaires génératrices de co-produits ou de déchets fermentescibles,
• Une agriculture, diversifiée et tournée vers l’élevage,
• Un engagement des élus locaux pour un développement économique durable en faveur des énergies renouvelables.

Après huit ans de développement, le projet située sur le parc d’activités des Landes de Roussais et Marches de Bretagne sur la commune nouvelle de Montaigu-Vendée a pu se concrétiser. Le chantier, attribué à 80% à des entreprises locales, a démarré en septembre 2018 pour une durée d’un an. Depuis septembre 2019, la centrale transforme des matières organiques locales en biométhane, un gaz 100% renouvelable et injecté dans le réseau GRDF.

L’entrée et le poste d’injection de la centrale biogaz des Terres de Montaigu, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

Les caractéristiques de cette unité

La centrale, inaugurée le 14 novembre 2014, va injecter chaque année deux millions de m3 de biométhane, soit la consommation annuelle de près de 90 bus roulant au gaz ou de 1 800 foyers chauffées au gaz. L’injection de biométhane dans les réseaux de gaz permet à l’ensemble des consommateurs de gaz (industriels, consommateurs domestiques raccordés aux réseaux de distribution) d’accéder à du gaz renouvelable sans changer d’installation.

La centrale biogaz des Terres de Montaigu, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

L’unité prévoit de valoriser annuellement environ 30 000 tonnes de substrats issus des exploitations agricoles du territoire, des sites agroalimentaires et de la collectivité (tontes de pelouse). Vingt quatre agriculteurs exploitant 2500 ha environ sont partenaires du projet, dont treize d’entre eux exploitent sur le village de Saint-Hilaire-de-Loulay.

Associés à ce projet territorial, les exploitants agricoles partenaires sont les acteurs de la transition énergétique locale en valorisant leurs effluents et résidus de cultures pour produire une énergie renouvelable locale. Par ailleurs la valorisation du digestat désodorisé sur leurs terres cultivées permet dorénavant de réduire leurs consommations d’intrants minéraux et d’amendements. Les agriculteurs engagés dans le projet participent ainsi à une économie circulaire des matières organiques et minérales, générées et valorisées sur leur territoire. Il en est de même pour les industriels du territoire qui valorisent localement leurs déchets organiques pour produire du biométhane. Chaque année, le projet permettra d’éviter l’émission d’environ 5 000 tonnes de CO2.

Les aires de stockage des solides et les digesteurs en voie liquide de la centrale biogaz des Terres de Montaigu, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

Un outil de valorisation économique locale

Les systèmes de brassage des digesteurs, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

Ce projet de méthanisation est un formidable levier pour produire des richesses sur le territoire. Avec la création de trois emplois directs sur le site et de d’emplois indirects, en générant de la valeur pour les agriculteurs, en optimisant la valorisation des co-produits organiques industriels, en générant des taxes locales, en faisant intervenir des entreprises régionales dans la construction et l’exploitation, c’est toute l’économie locale qui se trouve consolidée, contribuant ainsi à renforcer l’attractivité du territoire, tant au niveau environnemental, économique que financier.

La centrale en autoconsommation photovoltaïque

Une centrale photovoltaïque a été mise en place sur les bâtiments permettant de produire du biométhane encore plus vert. La production de 380 MWh par an sera directement autoconsommée et couvrira environ 20 % du besoin total en électricité de la centrale biométhane, qui est de 2000 MWh / an.

La centrale photovoltaïque de la centrale biométhane de Montaigu-Vendée, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

Une unité qui consolide le tissu économique et social

La centrale participe à sa mesure à une meilleure valorisation des déchets organiques produits sur le territoire. Ce modèle de projet territorial vise à augmenter, à tous les stades du cycle de vie des produits, l’efficacité de l’utilisation des ressources, à diminuer le gaspillage et l’impact sur l’environnement. Il s’agit de faire plus et mieux avec moins.

Les incorporateurs d’intrants solides, photo Pascal Léopold pour Vol-V Biomasse

Les projets de production de biométhane constituent une parfaite illustration des fondements de cette économie circulaire : transformer des matières délaissées en une énergie stockable, non intermittente et d’origine renouvelable qui sera valorisée localement d’une part et d’autre part en un produit résiduel qui sera valorisé en engrais.

Cette nouvelle production, non délocalisable et créatrice de valeur, permettra aux entreprises locales partenaires d’en bénéficier directement, que ce soit les industries agroalimentaires, les exploitants agricoles, ou les entreprises de services de transport, de travaux agricoles, de maintenance industrielle, etc.

Le montage financier

L‘investissement total de l’opération s’élevant à 8,9 millions €, c’est tout un territoire et un réseau de partenaires qui ont travaillé main dans la main afin que ce projet aboutisse. L’ADEME et l’Agence de l’Eau Loire Bretagne ont participé à ce projet et ont apporté 1 351 866 € de subventions.

• ADEME : 514 891 €
• Agence de l’Eau des Pays de la Loire : 643 450 €

Frédéric Douard

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Article paru dans le Bioénergie International n°60 d’avril 2019

Vue aérienne de l’EARL de Kerhorong à Magoar, image GREnergies

L’exploitation agricole de Kerhorong est située sur la commune de Magoar dans le département des Côtes-d’Armor. Elle est composée de trois associés : Philippe et Pierre-Louis Dolo et leur cousin Damien Le Fèvre. L’exploitation dispose de 230 ha de cultures et d’herbe, elle produit du lait avec une centaine de vaches, mais également des poulets dans un bâtiment de 4 000 m². Pour compléter ses revenus la famille Dolo s’était déjà diversifiée avec son deuxième élevage, puis en 2016, elle a franchi une étape supplémentaire en devenant producteur d’énergie et en construisant une unité de méthanisation avec cogénération pour renforcer encore ses activités et augmenter l’autonomie de la ferme.

Un projet pour valoriser toutes les ressources de l’exploitation

L’objectif des associés était de diversifier de nouveau leur activité en tirant parti de leurs propres ressources et donc en restant le plus autonome possible, tout comme pour les aliments des animaux. Mûri depuis 2013 et en service depuis décembre 2016, le projet qui a mobilisé 1,4 millions € pour sa construction affiche un temps de retour sur investissement de 10 ans. Pour cette réalisation, l’Earl Dolo a fait appel au constructeur Biogaz Hochreiter France, filiale du groupe allemand Biogas Hochreiter déjà bien implanté en France et en Bretagne, avec plus de 40 installations en fonctionnement.

L’unité de méthanisation de Kerhorong, photo Biogaz Hochreiter

Les installations sont composées de :

• Trois pré-fosses de réception des liquides dont une pour le lisier, et de deux pré-fosses de réception pour les intrants extérieurs.
• Une trémie d’alimentation de 34 m³ pour les intrants solides.
• Un digesteur de 2 280 m³ équipé de brasseurs Mississippi et Steinauer.
• Un post-digesteur de 2 945 m³ équipé d’un brasseur Tsunami.
• Deux fosses de stockage du digestat déjà existantes.
• Un module de cogénération équipé d’un moteur Deutz et d’un alternateur développant 205 kWé.

Le digesteur de Kerhorong, photo Biogaz Hochreiter

L’agitation lente, conçue et développée par Hans Hochreiter, paysan fondateur de la maison Hochreiter, permet de réduire au maximum les charges de fonctionnement (consommations électriques et coûts de maintenance) et d’agiter efficacement dans des conditions rendues difficiles par des taux de matière-sèche élevés.

Le cycle de digestion dure au total plus de 200 jours et permet aux exploitants de disposer, à partir de leurs effluents et en un temps court par rapport au fumier traditionnel, d’un fertilisant inodore et immédiatement disponible pour les cultures.

Epandage de digestat aux pendillards, photo ETA Dolo

Ces longs temps de séjour rendent possible une bonne dégradation des matières fibreuses et offrent des possibilités d’extension sans modifications lourdes sur l’installation. Les associés vont d’ailleurs doubler leur puissance de production, après 2,5 ans en fonctionnement, en ajoutant un cogénérateur identique au cogénérateur Hochreiter actuel.

Le moteur de cogénération BIOGAZ HOCHREITER à Magoar, photo Silverio Malheiro

La chaleur produite est valorisée par une installation de séchage en grange construite simultanément sur le site en vue de sécher de l’herbe pré-fanée. La chaleur est aussi utilisée en hiver pour le chauffage du poulailler.

L’installation de séchage en grange de Kerhorong est alimentée en chaleur par la cogénération biogaz, photo Lasco

Optimisation des intrants de fumiers : de la paille broyée pour les litières

Dans la ration du méthaniseur, les exploitants intègrent les effluents provenant de leurs deux élevages (fumier et lisier), de l’ensilage d’herbe (la première et dernière coupe de l’année), de l’ensilage de CIVE, et occasionnellement des légumes avariés provenant de maraîchers, un peu de fumier provenant de voisins et échangé contre du digestat, le tout pour un total annuel de 7 500 tonnes. Et pour disposer d’un fumier le plus digestible possible, les exploitants broient toute la paille qui part en litière, pour les vaches comme pour les poulets. Ce sont ainsi plus de 400 tonnes de paille broyée qui passent ainsi dans les fumiers sur une année.

Broyage à l’EARL de Kerhorong, photo ETA Dolo

Pour cela, les associés, ont fait l’acquisition d’un broyeur de paille Haybuster H1130 dans le cadre de l’entreprise de travaux agricoles qu’ils gèrent parallèlement. Ce broyeur à bol, fabriqué par Duratech Industries à Jamestown dans le Dakota du Nord, est distribué en France par l’entreprise Vercom.

Le broyeur Haybuster à l’EARL de Kerhorong, photo ETA Dolo

Il est conçu pour broyer toutes pailles en balles rondes ou rectangulaires, et en vrac en maîtrisant la granulométrie. En options, une gamme de seize grilles de calibrage et de jeux de barres permettent d’adapter la machine en fonction des produits à traiter.

Pour l’unité de méthanisation de Magoar, la paille est broyée à moins de 10 mm. Dans cette configuration, la machine attelée à un tracteur de 400 CV va passer, selon l’humidité de la paille : huit tonnes par heure avec de la paille bien sèche et quatre tonnes par heure avec de la paille humide.

Le stock de paille sèche de l’EARL de Kerhorong en janvier 2019, photo Silverio Malheiro

Notons ici un retour d’expérience intéressant concernant les ficelles : elles sont généralement retirées mais pour les grosses balles rectangulaires, l’une des ficelles est conservée pour maintenir la balle au chargement, et cela ne pose aucun problème dans le broyeur, la ficelle étant réduite tout comme la paille.

Les légumes utilisés dans la ration, ici des pommes de terre, sont également passés au broyeur Haybuster, photo Silverio Malheiro

Les associés passent également au broyeur tous les légumes récupérés, oignons, choux ou pommes de terre, ce qui accélère aussi leur digestion.

Le broyeur de paille Haybuster H1130

Les broyeurs à bol à prise de force Haybuster existent avec trois type d’entraînement (prise de force, moteur diesel ou moteur électrique) et en quatre modèles : le H-800, le H-1000, le H-1030 et le H-1130.

Broyage de paille avec le Haybuster H1130, photo Vercom

Le H-1130 est le modèle le plus puissant de la gamme. Il dispose d’un bol de 3,3 m de diamètre avec système d’inclinaison, d’un broyeur à marteaux équipé de disques de 12,7 mm et de marteaux de 12,7 mm positionnés sur un axe de plus de 3 m, d’une double vis d’extraction et d’un convoyeur d’éjection de 8 m.

L’entraînement par prise de force se fait à 1 000 tours/min, directement sur le rotor par huit courroies. Il lui faut idéalement un tracteur de minimum 315 CV pour l’entraîner.

Vue de l’intérieur du bol du broyeur Haybuster H1130, photo Vercom

Le bol est alimenté au chargeur via une trémie rotative de 3,35 m de diamètre. Le basculement latéral du bol à 90 ° se fait avec l’aide d’un vérin ; cela permet un accès complet et rapide au rotor de broyage pour les opérations de service (échange marteaux, grilles…).

Le régulateur de vitesse électronique Duratech protège la machine et le tracteur, en maintenant une sollicitation régulière du tracteur et de la transmission, tout en ajustant le nombre de tours/min du bol. Ceci permet aussi de contrôler le taux de remplissage du broyeur.

Les organes de coupe du broyeur Haybuster H1130, photo Vercom

Le rotor est équipé de 23 disques de 406 mm de diamètre et de 12,7 mm d’épaisseur en acier à haute résistance, de huit axes de marteaux en acier de diamètre 31,8 mm maintenus par un disque de blocage des deux côtés. Ce montage comprend 88 marteaux oscillants 12,7 mm d’épaisseur, réversibles avec quatre angles d’attaque pour une durée de vie accrue. La longueur du rotor est de 1,27 m.

La paille réduite par le broyeur Haybuster H1130, photo Vercom

Les marteaux oscillants opèrent à 2 140 tours/min et sont fermement maintenus dans leur logement par des axes en acier trempé. Le rotor à marteaux est monté sur un axe en
acier traité tournant sur des roulements à hautes performances. Deux grilles de calibrage du broyat permettent la maîtrise de la granulométrie sortante.
Sous le rotor se trouve un convoyeur à double vis permettant une évacuation rapide du broyat.

Le convoyeur arrière est inclinable hydrauliquement pour le travail (largeur 607 mm et longueur 7 920 mm), et repliable manuellement pour le transport. Le rejet du broyat peut monter jusque 5,57 m. Le broyeur de paille Haybuster H1130 pèse 6,5 tonnes.

Rémi Métivier de chez Vercom et Philippe Dolo à droite le 29 janvier 2019, photo Silverio Malheiro

Contacts :

• L’Earl et ETA Dolo :
 Philippe et Pierre-Louis Dolo, Damien Le Fèvre /
+33 296 457 679 – earldolo@yahoo.com – www.facebook.com/ETA-DOLO
• L’unité de méthanisation et cogénération :
 Justin Bernard / +33 771 443 551
- justin@biogaz-hochreiter.fr – www.biogaz-hochreiter.fr
• Le broyeur Haybuster : Rémi Métivier
 / +33 646 033 039 – metivier.rmi@gmail.com
 – www.vercom.fr
• Séchage en grange : Samuel Recoursé
 / +33 296 265 050 – sam@grenergies.com – grenergies.com – www.lasco.at

Frédéric Douard et Silverio Malheiro en reportage à Magoar

Vue aérienne de Mahé Bioénergie, image GRDF

Michel Mahé est producteur de lait sur la commune de Boutigny dans le département de Seine-et-Marne.  En 2014, avec des associés, il a monté un projet de méthanisation afin de mieux valoriser les déjections de ses vaches et ses sous-produits de cultures. Bien que situé à 8 km du réseau de gaz naturel, il s’est orienté vers la production de biométhane, une installation qui a été mise en service le 22 août 2019.

Cette unité de méthanisation transforme 10 000 tonnes de matières organiques par an en biométhane et en digestat. Dès la mise en service, ce sont 140 Nm3 de biométhane qui ont été injectés chaque heure dans le réseau GRDF (13 GWhpcs/an). Et l’objectif est d’injecter 250 Nm3/h dès mai 2020, ce qui représentera 20 GWhpcs/an soit, l’équivalant de la consommation de 3385 foyers neufs en gaz ou 1 690 foyers anciens, ou 90 bus roulant au bioGNV.

Les installations, conçues par EnviTec Biogas, ont été installées par la société espagnole Indiren pour tout ce qui est gros oeuvre, réseaux, digestion et traitement des digestats. GRDF a quant a lui posé les 8 km de réseau et le poste d’injection comme c’est relaté dans la vidéo qui suit.

Voir aussi toutes les photos de la construction : inderen.es

Frédéric Douard

L’unité de méthanisation de Celles sur Belle, photo Technique Biogaz

Depuis le 25 septembre 2019, l’unité de méthanisation territoriale de Celles-sur-Belle dans le département des Deux-Sèvres, produit du biométhane à partir des effluents d’élevage (fumier bovin, fumier caprin, lisier porcin, fumier équin, lactosérum, déchets de céréales) de 14 exploitations agricoles et coopératives partenaires et actionnaires de la Sas Celles sur Belle Biogaz.

Cette unité traitera 21 000 tonnes de matière par an afin de produire 100 Nm3/h de biométhane, soit la consommation énergétique moyenne de 1 000 foyers, et d’éviter ainsi 3 100 tonnes équivalent CO2.

« Ce projet nous apporte de nombreux avantages, puisqu’il nous permet de mieux valoriser nos effluents et de devenir acteurs de la transition énergétique tout en réalisant des économies et en diversifiant nos revenus » déclarent les exploitations agricoles partenaires.

Le projet a été initié en 2015, avec comme objectifs de :

• participer à la production d’énergie renouvelable et à la réduction des consommations d’énergie fossile à l’échelle locale,
• mieux valoriser les effluents, déchets de céréales et lactosérum produit localement,
• pérenniser et diversifier les revenus des exploitants agricoles (actionnariat, gestion des effluents, économies d’engrais),
• produire un digestat enrichi en éléments fertilisants, valorisé par un retour au sol permettant la substitution d’une partie des engrais minéraux utilisés.

Les cuves de digestion de Celles sur Belle Biogaz, photo Technique Biogaz

Ce projet financé par le Crédit Agricole Touraine Poitou a été soutenu par l’ADEME, la région Nouvelle-Aquitaine via le FEDER et l’Agence de l’eau Adour Garonne.

Le maire de la commune de Celles-sur-Belle, Jean-Marie Roy, soutien précieux dans le cadre du développement de ce projet, témoigne : « Je suis ravi de voir la mise en service de ce projet qui est le premier site en injection dans le réseau de gaz naturel exploité par GRDF du département des Deux-Sèvres. Je suis convaincu qu’il sera très impactant du point de vue du développement économique et agricole local, et qu’il permettra d’apporter des solutions pérennes de traitement aux industries agro-alimentaires ».

Après plusieurs années de développement, la construction a été réalisée par l’opérateur Technique Biogaz un peu moins d’une année. Une centrale photovoltaïque en autoconsommation, située sur l’un des bâtiments de l’unité de méthanisation, est par ailleurs en service depuis le 2 décembre 2019. Elle permettra de couvrir une partie de la consommation électrique de l’unité. Il s’agit de la deuxième centrale solaire photovoltaïque en autoconsommation réalisée par Technique Solaire et de la toute première appartenant au groupe, dont Technique Biogaz est une filiale.

Liste des partenaires du projet : Coopérative Agricole Sèvre et Belle, Coopérative Laitière de la Sèvre, EARL de La Favrie, EARL La Clé des champs, EARL La Moutonnerie, EARL La Roche, EARL La Tête noire, Ecurie de La Berlière, GAEC La Fontaine, GAEC La Forêt, GAEC La Métairie au chêne, GAEC Le Magnolia, GAEC Les Trois Villages et SI Guyon Daniel.

Frédéric Douard

La ferme de la Roche Madou

L’unité de la ferme de la Roche Madou est située à Vierves-sur-Viroin dans la province wallonne de Namur. Depuis sa mise en service, cette petite unité qui valorise son biogaz via une cogénération de 160 kWé et fonctionne à 100 % de ses capacités !

Grâce à une réflexion aboutie en amont du projet et à la bonne intégration des difficultés rencontrées par un bon nombre d’acteurs, l’unité agricole de Viroinval constitue aujourd’hui un modèle en Wallonie.

Daniel Coulonval et Quentin Selecque devant leurs conteneurs de séchage de bois-énergie, photo ValBiom

Cette unité en infiniment mélangé a été mise en service en 2017. Les intrants se montent à 6 300 tonnes/an (fumier, maïs, betterave, pomme de terre, herbe, soluble de blé, chicorée, sous-produits agroalimentaires).

La production d’énergie est de 1,2 GWh_él et 1,35 GWh_th par an. La chaleur est notamment valorisée pour le séchage de plaquettes forestières. L’investissement total se monte à 1,7 M€.

Voir également le reportage de CANAL C réalisé avant la mise en service de l’installation : www.canalc.be

Pour en savoir plus sur la méthanisation en Wallonie :

• monprojet.labiomasseenwallonie.be
• valbiomag.labiomasseenwallonie.be

Frédéric Douard

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

Saconin Biométhane dans le Soissonnais, photo Baes-Létang-Hoche

Depuis la gauche, Arnaud Hoche, David Trocherie et Nicolas Brouardelle, photo Frédéric Douard

La centrale Saconin Biométhane est implantée dans le village de Saconin-et-Breuil, une terre de grandes cultures du Soissonnais (département de l’Aisne) d’où l’élevage a disparu depuis plus de trente ans. Cette installation de production de biométhane est la quatrième montée par François-Xavier Létang après Létang Biogaz en Seine-et-Marne en 2014, Epaux-Bézu non loin de Saconin en 2016 et Létang Biométhane Sourdun en 2018. Cette nouvelle unité a été créée en partenariat avec deux familles locales d’exploitants agricoles : la famille Hoche, qui produits notamment des céréales et des betteraves à la Ferme de Saint-Amand de Saconin, et dont les terres hébergent l’usine de biométhane, et la famille Baes, exploitant à la ferme de Cravançon, située à Chaudun à 8 km de l’usine, notamment producteur de pommes de terre et disposant d’une entreprise de travaux agricoles. Pour les familles Létang, Hoche et Baes, cet investissement de 4,5 M€, qui a reçu une aide du Feder de 750 000 €, a été pensé bien sûr comme une diversification, mais aussi et surtout comme un nouvel élan à leur métier de cultivateur.

Le site de Saconin Biogaz, photo Frédéric Douard

Un modèle éprouvé et confirmé

La production de biogaz est basée sur la digestion de sous-produits agro-industriels végétaux et de CIVE. Sur ce site, les associés ont naturellement basé leur approvisionnement sur leurs propres cultures, mais ont aussi mis à profit leur proximité avec la sucrerie de Bucy située à moins de 15 km de la Ferme de Saint-Amand. Certaines années, ils pourront aussi récupérer les restes de pomme de terre ou d’oignons d’exploitations voisines. La proximité des associés avec l’ETA BD-Agri de Jacky Baes permet également de disposer d’un parc d’équipements important.

Le local technique au centre des trois cuves, ici avec le sytème d’alimentation en oxygène et une pompe, photo Frédéric Douard

La valorisation se fait comme sur les autres sites « Létang » : en injection dans le réseau GrDF, un modèle efficient, car il valorise près de 100 % de l’énergie produite et permet de la stocker dans le réseau.

Vue sur la fermentation chez Saconin Biométhane, photo Frédéric Douard

L’activité est tellement bien rodée, que l’installation a été mise en service le 28 mars 2019, un mois seulement après l’ensemencement des digesteurs ! Et pour que les quatre sites de méthanisation fonctionnement au mieux de leurs capacités, tout en renforçant les synergies, les exploitants se sont offerts les services à plein temps d’un ingénieur spécialisé en méthanisation, David Trocherie, qui suit techniquement les quatre unités.

Au quotidien, l’unité de Saconin fonctionne avec un salarié à temps complet responsable du site, aidé ponctuellement par les associés ou par des travailleurs occasionnels.

La production de biogaz

L’installation est le résultat de l’expérience des trois unités précédentes. Elle est globalement bâtie sur le même modèle : des intrants conservés en silos à plat, deux digesteurs mésophiles de 2 500 m³ en infiniment mélangé plus une cuve de stockage de digestat de 4 200 m³.

Silo à Saconin avec chemin de ronde pour les manipulations et couverture mécanique contre les oiseaux, photo Frédéric Douard

Les intrants sont stockés dans trois vastes silos à plat de 2 250 m³ chacun et qui permettent au total de stocker en même temps jusque 21 000 tonnes de produits. Ces silos ont été conçus avec la pente et les réseaux nécessaires pour récupérer les lixiviats qui servent à la dilution des intrants, mais aussi avec des murs surmontés d’un chemin de ronde pour faciliter le travail de manipulation des couvertures de protection : une bâche étanche contre la pluie, recouverte elle-même d’une bâche technique contre les assauts des oiseaux. Ce chemin garantit des conditions de travail sécurisées pour le personnel, ainsi qu’une durabilité accrue de la structure, car du coup, les murs font un mètre de large.

Saconin Biométhane compte 9000 m2 de silos de stockage, photo Frédéric Douard

Les intrants, pulpes de betterave, ensilages et restes de légumes …, à hauteur de 11 000 tonnes par an, sont sortis des silos au godet broyeur, ce qui permet de les émietter en les versant dans la trémie, voire de les fractionner pour ce qui est des pommes de terre ou des oignons. La trémie en absorbe 30 tonnes par jour.

La trémie d’incorporation PUMPE, photo Frédéric Douard

La trémie, une BIG-Dos du constructeur Konrad Pumpe, fonctionne avec un fond mouvant en acier inoxydable à entraînement hydraulique. Le fond est recouvert d‘une pellicule plastique résistant à l‘usure, qui réduit les frottements et donc la consommation électrique. La matière est amenée sur un rouleau entraîneur qui dose le remplissage de la vis de convoyage. Ce système est indiqué pour les substrats fibreux. Les mouvements de produits sont ensuite gérés par des pompes à vis.

Pompe de circulation Wangen chez Saconin Biométhane, photo Frédéric Douard

Dans les digesteurs, la température est maintenue au-dessus de 41 °C par une chaudière à biogaz de 250 kW, qui globalement consomme de 2 à 3 % du biogaz produit sur l’année.

L’épuration

Le choix de la technologie s’est ici porté sur une séparation membranaire. À ce niveau, le biogaz est compressé ente 11 et 14 bar pour passer à travers des fibres. Ensuite, il est ramené à 4,5 bar et odorisé avant injection dans la boucle GRDF de Soissons.

Saconin Biométhane, un site sous vidéosurveillance, photo Frédéric Douard

Le pont bascule à Saconin, photo FD

C’est un gaz de type B qui est produit, car nous sommes ici en limite sud des réseaux à bas pouvoir calorifique (PCS de 10 kWh/m³). Le gaz n’est donc épuré qu’à hauteur de 89 % de CH4 et reste riche en CO2.

Pour l’instant, à cette première étape du projet, le débit injecté est de 150 Nm³/h, mais l’installation est prévue pour pouvoir à terme produire au moins le double. C’est la raison pour laquelle, aujourd’hui l’ensemble des filtres n’a pas encore été installé.

Le digestat

Aucune séparation de phase n’est pratiquée et la totalité du digestat est épandue brut, notamment avec le système Listech, sans réserve emportée par la machine ou le tracteur, mais avec un tuyau suiveur. Celui-ci s’approvisionne directement au stockage déporté, ce qui évite de trop tasser les sols.

Les membranes de filtration à Saconin, photo Frédéric Douard

Les fournisseurs du projet

• L’incorporateur des solides : 
www.pumpegmbh.de
• Godet broyeur : www.schmihing-gmbh.de
• Processus de méthanisation : www.agrogaz.fr
• Pont bascule : marechalle.fr
• Pompes : www.agriest.com – www.wangen.com
• Épuration : www.prodeval.eu
• Filtres membranes d’épuration (Evonik) : www.sepuran.com
• Mesure biogaz : www.awite.com
• Système d’épandage sans tonne : www.listech.fr

Frédéric Douard, en reportage à Saconin-et-Breuil

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

L’usine de biométhane Méthabiogaz à Benet, photo Naskeo

La société Méthabiogaz est implantée à Benet en Vendée, un département pionnier en matière de production de biogaz agricole, et en l’occurrence ici à quelques centaines de mètres seulement de l’une des cinq usines de méthanisation Bionerval. Le projet, totalement indépendant de son voisin, est né de la volonté de quatre agriculteurs (Claude Manceny, Benoît et Fabrice Trojet, Cédric Baudry) et d’un négociant agricole (Ets Cosset), de diversifier leurs activités et d’entreprendre ensemble, tous persuadés que l’avenir des déchets était de les considérer comme des matières premières. Pour les agriculteurs, les obligations de mise aux normes des fumières constituèrent aussi une motivation pour un investissement productif. L’idée enfin de pouvoir afficher à leurs clients et à la population une image plus positive de leurs activités, plus tournées vers l’environnement et les pratiques propres, a constitué un objectif en toile de fond du projet. Cette installation livrée clé en main fut la deuxième en injection de biométhane pour Naskeo qui en compte désormais six en exploitation.

L’usine de biométhane Méthabiogaz au moment de sa mise en service, photo Naskeo

Des intrants 100 % solides

Les associés agriculteurs sont tous éleveurs de vaches à viande et disposent majoritairement de fumier pailleux. L’ensemble des intrants mobilisés pour la méthanisation se monte à 11 000 tonnes par an et place donc l’unité en procédure de déclaration (30 tonnes/jour) :

• 7500 tonnes de fumiers,
• 550 tonnes d’issues de céréales,
• 300 tonnes de tontes de pelouses en provenance des déchetteries locales et des terrains de sport de la Communauté d’Agglomération du Niortais,
• 500 tonnes de CIVE (Seigle),
• 400 tonnes de paille broyée,
• 400 tonnes de déchets de paille criblée,
• 1350 m³ d’eau de pluie.

Les deux bols incorporateurs de solides, photo Frédéric Douard

Un processus en voie liquide

Au départ des investigations en 2011, au regard de leurs ressources, les porteurs du projet avaient naturellement étudié la voie solide. Plus précisément, ils ont d’abord étudié un projet en voie solide continue, avant de se rabattre sur un processus discontinu avec Méthajade. Mais hasard du calendrier, le montage du projet a coïncidé avec les déboires financiers de Méthajade qui fut ensuite reprise par Naskeo. Toujours est-il que cet épisode déstabilisant les a dissuadés de la voie solide et Naskeo a proposé une solution « plus classique » mais adaptée à une matière sèche élevée, ici plus de 30 %.

Les digesteurs de Méthabiogaz à Benet, photo Naskeo

La chaîne du processus commence dans les deux bols d’incorporation des solides qui alimentent une cuve de mélange de 350 m³, dite Ergénium. La journée de travail du salarié de l’entreprise commence à 8 h. De 8 h30 à 10 h, il charge les bols avec les solides. Ceux-ci y sont dilués directement avec un quart d’eau de pluie et trois quarts de digestat recyclé qui assure en même temps l’ensemencement. Durant cette opération qui dure 1 h30, le produit est pompé et broyé et tourne en circuit fermé sur les bols. Ce broyage en voie liquide augmente la surface de contact entre les bactéries et les matières lignocellulosiques, ce qui permet de raccourcir de 10-15 % le temps de séjour selon le cas.

En début de cycle la cuve de mélange ERGENIUM capte les inertes, photo Frédéric Douard

Une fois la cuve pleine, vers 10 h, le mélange est laissé à décanter jusque 12 h 30. Cette étape permet de piéger les indésirables en amont de la cuve de digestion : cailloux, morceaux de verre, de métal ou de plastique. Ensuite, de 12 h 30 à 19 h, le mélange est transféré vers la cuve de digestion de 2 000 m³.

L’intérieur de la cuve ERGENIUM de mélange, photo Frédéric Douard

Le lendemain matin, à 8 h, un transfert s’opère de la cuve de digestion vers la cuve de maturation de 1 800 m³ pour préparer la place pour les intrants du jour. Le temps de séjour moyen des intrants dans le processus est de 45 jours à 39 °C.

Le digestat

En sortie de cuve de maturation, la digestat passe au séparateur de phase d’où sort un liquide à 7 % de matière sèche. Ce liquide est lui-même passé dans une centrifugeuse qui le ramène à 3 % de matière sèche. C’est ce liquide qui est réinjecté le lendemain matin en début de processus via les bols. Entre-temps il est stocké dans une lagune d’où il pourra aussi partir en épandage vers trois des quatre exploitations.

Le séparateur de phase à gauche et la centrifugeuse de digestat liquide, photo Frédéric Douard

Avec ces deux étapes de concentration, la proportion de digestat solide est forte et le stockage facilité. D’autre part l’installation nécessite beaucoup de liquide chaque jour. Le digestat solide est également épandu majoritairement sur les trois exploitations qui disposent d’un plan d’épandage sur 1 400 ha. Seules 500 tonnes environ sont commercialisées. Les digestats épandus ont permis une réduction de 20 à 25 % des apports en engrais chimiques sur les exploitations.

Le digestat solide, un produit parfaitement inodore, photo Frédéric Douard

Le biométhane

La chaudière à gaz pauvre, photo Frédéric Douard

L’installation produit 80 Nm³ par heure depuis le 6 novembre 2017, ce qui permet de couvrir les besoins de 800 foyers des environs. Le biogaz produit contient entre 52 et 53 % de méthane. Il est purifié à 97 % par un module PSA. Les gaz pauvres résiduels de la purification sont brûlés dans une chaudière adaptée pour le chauffage du processus de digestion.

Le biométhane est compressé à 7 bar et odorisé sur place avant son injection. La chaleur de refroidissement du compresseur est récupérée pour le chauffage. Quelques centaines de mètres de tuyaux ont été nécessaires pour rejoindre le réseau GRDF.

Le biométhane est comprimé à 7 bar avant injection, photo Frédéric Douard

L’investissement total qui se monte à 3,8 millions € a été aidé à hauteur de 619 500 € par l’Ademe, de 95 000 € par l’Agence de l’eau Loire-Bretagne et de 50 000 € par le conseil départemental.

La purification du biogaz par PSA, photo Frédéric Douard

Contacts :

• Méthabiogaz : Olivier Jalleau, Ets cosset
 /+33 612 582 150
• Études : www.astrade.fr
• Méthanisation : +33 157 213 470 – info@naskeo.com – www.naskeo.com
• Incorporateurs : www.lucasg.com
• Agitateurs : www.suma.de
• Pompe, broyeur et séparateur de phase : www.boerger.com/fr
• Centrifugeuse : www.andritz.com
• Sécurité biogaz : www.biogaskontor.de
• Réduction H2S : www.ovive.fr
• Déshydratation biogaz : www.mtafrance.fr
• Mesure biogaz : www.emerson.com/fr
• Purification biogaz : www.verdemobil.eu et www.xebecinc.com
• Chaudière à gaz pauvre : www.e-flox.de

Frédéric Douard, en reportage à Benet

Voir également la vidéo publiée par La Nouvelle République

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.

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…).

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

Article paru dans le Bioénergie International n°62 de l’été 2019

La centrale biométhane d’Epaux Bézy, photo Létang Hoche Biogaz

La Sarl Létang Hoche Biogaz, située à Épaux-Bézu, commune du sud du département de l’Aisne, porte la deuxième installation de production de biométhane montée en partenariat avec François-Xavier Létang. Ce cultivateur-entrepreneur co-gère aujourd’hui trois autres centrales de biométhane, Létang Biogaz à Sourdun en Seine-et-Marne, Saconin Biométhane à 40 km d’Épaux-Bézu, Létang Biométhane Sourdun, et une cinquième unité est en construction dans l’Oise à Plainval. La Sarl est l’émanation de quatre exploitations agricoles voisines : l’exploitation de Jean-Baptiste Hoche et la Scae de Chantemerle situées à Épaux-Bézu, la Scea Létang Oulchy et la Scea de la Ferme de la Poste situées sur la commune voisine d’Oulchy-Le-Château. Ces exploitations de grandes cultures produisent sur 900 ha des céréales, des oléagineux, des protéagineux, mais aussi pour les industries des Hauts-de-France des betteraves sucrières, des oignons et des pommes de terre. L‘investissement, qui se monte à 4,5 M€, a été intégralement financé par la Sarl.

Le digesteur de 2500 m3 d’Epaux-Bézu, photo Frédéric Douard

Les exploitations associées ne disposant d’aucun élevage, la production de biogaz est assurée en totalité par la digestion de végétaux et notamment de cultures intermédiaires qui ne viennent pas en concurrence avec la production alimentaire en s’intercalant dans les assolements. En plus des CIVE et des restes de campagnes légumières, les exploitants ont aussi mis à profit leur proximité avec la sucrerie Tereos de Bucy située à 40 km d’Épaux-Bézu, en incluant dans la ration du méthaniseur un tiers de pulpe de betterave. Certaines années, les exploitants récupérèrent aussi les restes de pomme de terre ou d’oignons d’exploitations voisines.

Silo de pulpe de betterave chez Létang Hoche Biogaz, photo Frédéric Douard

En termes de valorisation du biogaz, avec un réseau de gaz naturel proche, dans la boucle de Château-Thierry, la valorisation du biogaz se fait par purification et injection dans le réseau GRDF. Ce mode valorise près de 100 % de l’énergie produite et permet de la stocker dans le réseau.

Ensilage de CIVE chez Létang Hoche Biogaz, photo Frédéric Douard

Pour la gestion des quatre et bientôt cinq sites de méthanisation, François-Xavier Létang et ses associés ont embauché à plein temps un ingénieur spécialisé en méthanisation. David Trocherie pilote ainsi l’activité des quatre et bientôt cinq sites en essayant de maximiser les synergies en termes d’organisation, d’outils de gestion, de retour d’expérience mais aussi d’achats et de personnel. Sinon, au quotidien, l’unité d’Épaux-Bézu fonctionne avec un salarié à temps complet, le responsable de site, épaulé par deux autres salariés formés à l’exploitation et assurant le travail pendant ses périodes de repos.

La production de biogaz

Les intrants sont stockés dans trois silos à plat de 2 250 m³ chacun, d’une capacité totale de 21 000 tonnes. Ces silos ont été conçus avec la pente et les réseaux nécessaires pour récupérer l’eau de pluie et les lixiviats utilisés pour la dilution des intrants, la technologie de méthanisation étant l’infiniment mélangé. Les silos sont bordés de murs surmontés d’un chemin de ronde qui facilite et sécurise le travail de manipulation des couvertures de protection : une bâche étanche contre la pluie, recouverte elle-même d’une bâche technique contre les assauts des oiseaux.

Les installations de Létang Hoche Biogaz vues depuis les silos à plat, photo Frédéric Douard

Les 11 000 tonnes d’intrants annuels sont composées globalement selon les années de :

• 30 % de pulpes de betterave,
• 60 % de CIVE d’été (maïs, sorgho, seigle et tournesol),
• 10 % de fonds de réfrigérateurs d’oignons et de pommes de terre, plus des issues de silos de céréales et divers produits occasionnels.

L’incorporateur de Létang Hoche Biogaz, sur ses pesons et avec sa pompe d’extraction Wangen, photo Frédéric Douard

Les matières sont extraites des silos au chargeur avec un godet-broyeur qui permet de les émietter en les versant dans la trémie, voire de les fractionner pour ce qui est des pommes de terre ou des oignons. La trémie d’incorporation de 80 m³ reçoit actuellement 30 tonnes de matières solides par jour. Elle alimente deux digesteurs mésophiles de 2 500 m³, cuves qui sont suivies d’une cuve de stockage de 4 200 m³.

Agitateur de digestion, photo Frédéric Douard

Les digesteurs sont bâtis avec des couvertures à charpente en bois. Celle-ci contribue à la désulfuration du biogaz puisqu’elle héberge des bactéries qui forment du soufre solide à partir de l’anhydride sulfureux présent dans le gaz, un processus entretenu et optimisé par l’injection micro-dosée d’oxygène dans le ciel gazeux : H2S + O2 -> H2O + S.

Système de dosage de l’oxygène dans le ciel gazeux des digesteurs pour limiter la formation d’H2S, photo Frédéric Douard

Dans les digesteurs, la température est maintenue entre 41 et 45 °C. Pour compenser les pertes de chaleur, une chaudière à biogaz de 250 kW consomme de 2 à 3 % du biogaz produit sur l’année. Et pour ne pas dépasser les 48 °C maximum autorisés, durant les étés chauds, il est indispensable de surveiller la météorologie pour faire baisser la température avant les pics de chaleur.

A l’intersection des trois cuves, le centre de pompage et de régulation des flux, photo Frédéric Douard

Notons aussi que la digestion d’une forte proportion de pulpe de betterave comme ici doit être suivie avec une grande attention, car la biologie de cet intrant est fragile et car c’est un produit qui mousse facilement.

Le digestat

Aucune séparation de phase n’est pratiquée et la totalité du digestat est épandue brute sur les 900 ha dédiés.

Les exploitations ne disposant pas d’effluents animaux pour maintenir le taux de matière organique du sol, les 10 000 m³ de digestat produits annuellement contribuent à combler ce besoin, en complément d’autres techniques comme les engrais verts, ou l’épandage de boues ou composts d’industries alimentaires ou de déchets verts.

La cuve de stockage du digestat à Epaux-Bézu, photo Frédéric Douard

L’apport agronomique du digestat permet par ailleurs de diviser par deux le recours aux engrais de synthèse sur les surfaces épandues.

L’épuration du biométhane

L’épuration consiste à supprimer H2S, H20 et CO2 du biométhane avant injection. H2S est capturé par des filtres à charbon actif, l’eau est condensée dans un circuit refroidi et pour le CO2, il existe plusieurs technologies comme la filtration membranaire, le lavage à l’eau ou aux amines, et à Épaux-Bézu, c’est l’adsorption à pression alternée (ou PSA pour Pression Swing Adsorption) qui a été choisie.

Le module d’épuration PSA chez Létang Hoche Biogaz, photo Frédéric Douard

Cette technologie utilise les propriétés d’un tamis moléculaire en carbone, contenu ici dans six réservoirs verticaux. Ce système permet d’adsorber (fixer sur une surface solide) et de désorber (libérer) le CO2 en fonction de variations de pression.

Le dispositif de gestion électrique et mécanique de l’épurateur PSA à Epaux-Bézu, photo F. Douard

Le biogaz sec et désulfuré parcourt l’une des six bonbonnes sous une pression de 6,5 à 7 bar et le tamis fixe le CO2. Au bout d’un moment, le tamis est saturé et il faut libérer le CO2 par un cycle de désorption à pression plus basse. Pendant ce temps, le biogaz parcourt les bonbonnes régénérées.

Pompes à vide pour désorber le CO2 dans le processus PSA, photo Frédéric Douard

Le module PSA contient donc des compresseurs et des pompes à vide pour faire varier la pression dans les bonbonnes, mais aussi pour ramener le gaz à sa pression d’injection, ici 4,5 bar. À Épaux-Bézu, la chaleur des compresseurs est récupérée pour le chauffage des digesteurs, ce qui permet d’économiser de 30 à 50 kW sur le chauffage par la chaudière. Signalons aussi que les pressions de travail dans le PSA sont moins importantes que dans la technologie de filtration membranaire qui se pratique à 16 bar, et donc que dans un souci de rationalité énergétique, le choix du système d’épuration se fait aussi en fonction de la pression de livraison du gaz sur le réseau.

Cuve tampon de biométhane gazeux en sortie d’épurateur, photo Frédéric Douard

À Épaux-Bézu, l’injection se fait à une teneur en méthane d’au moins 97 % puisque l’injection se fait dans un réseau de gaz H, alors qu’à Saconin tout proche le réseau est en gaz B.

Stockage et injection

Dès le 16 août 2016, la centrale a injecté 150 Nm³/h en travaillant sur un cycle long de 120 jours. Aujourd’hui, elle est en passe d’atteindre les 250 Nm³/h notamment en ayant réduit la durée du cycle qui peut descendre jusque 60 jours. Notons que la capacité du poste d’épuration a été dimensionnée pour potentiellement pouvoir produire de 500 à 600 Nm³/h de biométhane.

Le poste de stockage tampon par liquéfaction à côté du poste d’injection de biométhane GRDF à Epaux-Bézu, photo Azola

Dans le poste d’injection de GRDF, le gaz est odorisé, analysé (PCS, indice de Wobbe, densité, CO2, H2S, THT, H2O et O2) et s’il est conforme il est compté et injecté. Non conforme et si pas trop abondant, il peut retourner dans le ciel du digesteur, si non conforme et trop abondant il sera torché. Un autre aspect géré dans le poste GRDF, c’est la régulation : afin que le biométhane puisse passer en permanence, il est prioritaire sur le gaz naturel. Par contre, il peut arriver, l’été notamment, que la demande soit insuffisante pour que le réseau absorbe tout ou partie de la production. Jusqu’à présent, dans toutes les centrales de biométhane en France, dans ce cas, le biométhane est torché donc perdu.

L’installation de liquéfaction et stockage tampon de biométhane, photo Frédéric Douard

Dès la mise en service de l’installation, il s’est avéré que la boucle GRDF de Château-Thierry saturait en été et qu’il était à certains moments impossible d’injecter toute la production de l’usine. Avec GRDF, des solutions ont été recherchées pour minimiser la perte par torchage, notamment en travaillant sur les interconnexions avec deux autres réseaux, dont celui de l’hôpital de Château-Thierry.

En parallèle, Engie a mis en place une installation pilote sur le site pour stocker temporairement le biométhane qui ne peut être accepté par le réseau. Avec la technologie de sa filiale Azola, anciennement Lillibox, l’unité de stockage, située juste à côté du poste GRDF, récupère le biométhane pour le liquéfier et le stocker lorsque le régulateur du poste GRDF ferme la vanne d’injection sur le réseau. Le gaz est conservé à -160 °C dans une citerne de 10 m³, en phase liquide, un volume équivalent à 6 000 Nm³ en phase gazeuse. Et dès que le réseau redevient demandeur, l’installation de stockage re-gazéifie la part de biométhane injectable vers le poste GRDF.

Une chaudière de 250 kW assure le maintien des digesteurs en température, photo Frédéric Douard

À Épaux-Bézu le démonstrateur Azola peut liquéfier jusque 150 Nm³/h et réinjecter jusque 200 Nm³/h. Sa capacité de stockage lui permet de stoker 40 heures de production de l’usine de méthanisation.

Contacts :

• Létang Hoche Biogaz : David Trocherie / +33 164 007 454
• Études : artaim-conseil.fr
• Méthanisation : www.schmack-biogas.fr
• Pompes : www.agriest.com – www.wangen.com
• Agitateurs : guelleruehrwerke.com
• Épuration : www.carbotech.de
• Déshumidification du gaz : www.aprovis.com
• Construction : 
www.thirion-energies.com
• Stockage par liquéfaction : www.azola.fr

Frédéric Douard, en reportage à Épaux-Bézu

L’unité de méthanisation du GAEC Lait des Champs, image France Biogaz

L’unité de méthanisation de la Société de Production de Biogaz des Rallais/GAEC Lait des Champs, située à La Bazouge-du-Désert en Ile-et-Vilaine, a été mise en service fin 2018. Cette installation dans une ferme en agriculture biologique a été conçue et dimensionnée pour traiter les effluents agricoles de l’exploitation de manière à être autonome en intrants et à valoriser les cuves de stockage existantes de l’exploitation.

Le gaz produit est valorisé dans un moteur de cogénération de 207 kWé et la chaleur alimente un séchoir en grange HSR de 3900 m3.

Cette installation de 2,3 M€ a été réalisée par l’entreprise alsacienne France Biogaz Valorisation qui a participé également au financement.

Voir également la vidéo de la construction

Frédéric Douard

Article paru dans le Bioénergie International n°62 de l’été 2019

L’unité de méthanisation de Champagne en Valromey, photo Frédéric Douard

Depuis 2013, année de mise en service de sa première unité de méthanisation avec cogénération, Bio4Gas Express avait toujours travaillé dans le sens de proposer des projets à l’échelle de la ferme et en autonomie. Sur les 23 unités aujourd’hui en service, 15 fournissent une puissance électrique de moins de 100 kW. Elles sont équipées la plupart du temps du fameux digesteur à deux cuves concentriques avec échanges par vanne flip-flop. Ces installations sont parfaitement adaptées à des exploitations agricoles de taille petite ou moyenne. Aujourd’hui pour l’entreprise, la tendance est aussi à la réalisation d’installations plus grandes, intégrant cette fois des cuves de digestion classiques en infiniment mélangé. Ces dernières années, elle a ainsi mis en service huit installations de plus de 100 kWé dont quatre de plus de 200 kWé.

Le Gaec de la Grand Vie

L’exploitation agricole de la Grand Vie est située dans le hameau de Chemillieu sur la commune de Champagne-en-Valromey, à 730 mètres d’altitude, dans le Bugey, région de moyenne montagne située à l’extrême sud du massif du Jura.

Le Gaec est constitué de quatre membres de la famille, Richard, Yvette, Gaëtan, Mathias et Pascal, et de Louis-Alexandre Cadot. Il est implanté sur deux anciennes exploitations à Chemillieu et à Songieu. Il emploie un apprenti.

L’exploitation du Gaec de la Grand Vie, photo Frédéric Douard

La réflexion sur la méthanisation s’est faite en 2017 en parallèle du projet d’installation de robots de traite. La construction de l’unité de méthanisation a débuté le 26 mai 2018 et dès le début de décembre 2018, le digesteur a été rempli et chauffé à l’aide d’une chaudière mobile provisoire. Le 10 décembre, il a été ensemencé par 100 tonnes de digestat d’une autre unité de méthanisation en service sur la commune, Valrométha au hameau de Chassonod. Et le 6 janvier 2019, moins de 30 jours après l’ensemencement, en plein hiver, la production de biogaz avait atteint 56 % de méthane et le cogénérateur put être mis en service.

Pourquoi la méthanisation ?

Comme dans beaucoup de cas, la mise en place de la méthanisation a permis de mettre l’exploitation aux normes environnementales, de supprimer les odeurs des effluents au stockage comme à l’épandage, d’optimiser le travail de la ferme en supprimant la gestion du stockage du fumier, et a permis de diversifier les sources de revenus et faciliter l’entrée du dernier associé.

La préfosse de 100 m3, photo Frédéric Douard

Dans le cas particulier du Gaec de la Grand Vie, il a également permis de renforcer les partenariats avec d’autres exploitations et permet de mieux valoriser les couverts végétaux.

L’exploitation agricole

Sur le site de Songieu, le Gaec élève ses 65 génisses, en hiver sur paille et l’été au pré. À Chemillieu, 150 vaches laitières produisent du lait qui est fourni à la fromagerie Guilloteau qui produit le Pavé d’Affinois.

Au niveau des productions végétales, avec ses deux sites, le Gaec totalise une surface agricole de 350 ha sur laquelle il a produit en 2019 des céréales sur 100 ha, du maïs-ensilage sur 20 ha, le reste étant composé de prairies. L’exploitation est autonome en paille et en fourrage, sauf les années de sécheresse.

Le troupeau du Gaec de la Grand Vie compte 150 vaches montbéliardes, photo Frédéric Douard

En 2019, le choix a été fait d’arrêter la culture du colza, qui souffrait souvent du gel, au profit de prairies temporaires, afin de réorienter une partie des cultures de couverts végétaux de l’alimentation des génisses vers la méthanisation. Le Gaec affiche donc depuis 2019, une production de CIVE sur une cinquantaine d’hectares : 8 en triticale, 10 en sorgho fourrager, 15 en moha + trèfle et 15 en avoine + trèfle. Les CIVE sont importantes notamment en été pour compenser la baisse de production de fumier et lisier, les génisses étant totalement au pré durant six mois, et les vaches au pré les nuits durant cette même période.

L’unité de méthanisation

À Chemillieu, l’étable est curée automatiquement par des racleurs qui ramènent les excréments vers la préfosse d’homogénéisation de 100 m³ contiguë au bâtiment. Là, ils sont mélangés aux intrants solides, apportés par la table d’incorporation de 24 m³ avant de rejoindre le digesteur. La préfosse permet de récupérer les pierres, nombreuses dans cette région montagneuse.

L’incorporateur d’intrants solides, photo Frédéric Douard

Le digesteur de 1 900 m³, consomme quotidiennement en moyenne 11 tonnes de fumier et 7 tonnes de lisier de vaches, 2 tonnes de fumier de génisses, 6 tonnes de lisier extérieur, 1,4 tonnes de CIVE et 400 kg d’issues de céréales. Ceci porte le tonnage annuel d’intrants à 10 000 tonnes.

Pompe de circulation Eisele, photo Frédéric Douard

En fin de processus, le digestat est récupéré dans une cuve de stockage de 4 400 m³ avant d’être épandu brut sur 300 ha de cultures et prairies du Gaec et sur 190 ha des deux apporteurs de lisier.

Les cuves de l’unité de méthanisation du GAEC de la Grand Vie, photo Frédéric Douard

La conduite et maintenance courante des installations demande 2,5 heures de travail par jour à Gaëtan ou Mathias, hors incidents. Le suivi biologique et la maintenance plus lourde sont assurés par Bio4gas.

La production d’énergies

Le module de cogénération a été fourni par les Ets Fauché. Il dispose d’un moteur MAN aménagé par les Ets MAN-Rollo et qui développe 210 kWé.

Le moteur MAN avec l’alternateur Leroy-Somer de 210 kWé, photo Frédéric Douard

Durant la période de démarrage, la production tourne à 150 kWé et montera progressivement en puissance lorsque le roulement des stocks d’intrants sera entièrement constitué.

Le module de cogénération avec derrière le local hydraulique et à droite le local de commandes, photo Frédéric Douard

La chaleur est utilisée pour le processus de méthanisation, mais aussi en hiver pour chauffer la maison d’habitation, le local des robots de traite, le bureau, l’atelier et l’eau de boisson des animaux. Sinon, à l’année, elle sert aussi à produire l’eau chaude sanitaire. À partir de 2020, elle permettra en plus de sécher à plat du foin, des céréales et du bois et alimenter les séchages vrac dont l’exploitation disposait.

Une partie de la chaleur servira à sécher le foin en grange, photo Frédéric Douard

L’investissement, qui se monte à 1,7 million d’euros, a été aidé à hauteur de 297 000 € et financé par le Crédit Agricole Centre Est. Une bonne partie des installations a été réalisé en auto-construction. Le TRB du projet est de 8,5 ans. La maintenance du cogénérateur est assurée à la demande par les Ets Fauché.

Contacts :

Agitateur Stefan Steverding du digesteur du Gaec de la Grand-Vie, photo Frédéric Douard

• Gaec de la Grand Vie : Gaëtan Richard / +33 678 564 969 gaecdelagrandvie@hotmail.fr
• Bureau d’études : Lionel Tricot / elanor-consulting.fr
• Constructeur : Olivier Rebaud – info@bio4gas.fr
 /+33 472 85 90 59 – www.bio4gas.fr
• Cogénération : Jean-Luc Burbaud / +33 556 76 85 85 / +33 603 5327 80 – jlburbaud@fauche.fr – www.fauche.com
• Incorporateur : Nicolas Canteneur / +33 381 561 810
 – Nicolas.canteneur@sermap.fr – www.miro.fr
• Cuves Béton : +32 92 10 31 60 – 
info@bio-dynamics.be – www.bio-dynamics.be
• Couverture des cuves : Jean-Frédéric Fanton – +33 620 818 058 – jf.fanton@biogasmembrane.eu – www.biogasmembrane.eu
• Pompes : www.eisele.de/fr/ – En France : www.miro.fr
• Agitateurs : Steverding Agitators / +49 2563 208 88 11 – m.graute@rt-st.de – www.rt-st.com
• Automatismes : +33 477 539 220 – www.valpronat.com
• Instrumentation de mesure : Endress+Hauser / +33 825 888 001 – info.fr.sc@endress.com – www.fr.endress.com
• Réseau de chaleur : Erik Hafkamp / +33 475 614 178 / 
+33 647 309 294 – www.thermaflex.fr
• Séchage en grange : www.zumsteinag.ch

Frédéric Douard, en reportage à Champagne-en-Valromey

Article paru dans le Bioénergie International n°62 de l’été 2019

Les installations de méthanisation du Gaec de Redondie, photo Frédéric Douard

Guy Debregeas a réussi son unité de méthanisation, photo Frédéric Douard

Le Gaec de la Redondie gère une exploitation agricole en polyculture et élevage sur la commune de Saint-Astier dans le département de la Dordogne. Sur la base d’une SAU de 280 ha, il produit des céréales et l’alimentation pour 400 bovins à viande. L’activité de l’exploitation est entièrement basée sur la production de viande de qualité, de vaches de race Blonde d’Aquitaine, élevées durant 2,5 à 6 ans, abattues localement et vendues en boucheries traditionnelles. En 2015, dans le cadre d’un partenariat, le Gaec a mis en service une unité de méthanisation de ses effluents agricoles pour produire de l’électricité verte, mais surtout pour solutionner toute une série de problèmes dont nous allons parler. Notons aussi que cette installation significative produisant de l’énergie renouvelable n’est pas la première sur la commune, puisqu’en 2011 la municipalité de Saint-Astier, 5 500 habitants, avait déjà mis en service un réseau de chaleur au bois de 1,6 km qui alimente 60 logements HLM, l’hôpital, le collège et son gymnase, la piscine municipale, le groupe scolaire et un établissement pour handicapés.

Une solution à de nombreuses problématiques

Les réflexions autour du projet de méthanisation ont été menées dès 2012 autour de plusieurs problèmes que rencontrait le Gaec de la Redondie mais aussi d’autres exploitations des environs :

• L’épandage malodorant de fumier et de lisier dans une zone périurbaine ;
• L’épandage du lisier bovin sur des sols filtrants et en pente ;
• Les contraintes de gestion de la grosse quantité de fumier générée par l’élevage du Gaec (3 000 t/an) ;
• L’important déficit en paille du Gaec (seulement 23 % des besoins couverts sur l’exploitation), renforcé d’année en année par les sécheresses et par la réticence croissante des céréaliers à exporter leur paille pour cause de déficit chronique de leurs sols en matière organique ;
• Les excédents de lactosérum de la fromagerie locale La Picandine.

Le projet de méthanisation est porté par la Sarl Vallée de l’Isle Énergie (VIE) qui regroupe les cinq associés du Gaec de la Redondie et plus marginalement la coopérative agricole SCAR.

La benne mélangeuse de digestat solide et l’épandeur de la Cuma, photo Frédéric Douard

En parallèle, les associés du Gaec ont conclu des accords d’échanges avec d’autres exploitants agricoles, pour valoriser du lisier de canard, mais aussi pour récupérer de la paille. Ce sont ainsi 1 000 tonnes de paille pour les litières de l’élevage qui sont échangées chaque année contre du digestat. Elles viennent s’ajouter aux 300 tonnes produites sur l’exploitation. Chaque tonne de paille donne droit à une tonne de digestat solide transporté par la Sarl. C’est le Gaec qui presse la paille derrière les moissonneuses et qui transporte. Cet arrangement gagnant-gagnant permet de récupérer toute la paille nécessaire à un coût très raisonnable.

Les travaux de construction des installations ont duré un an et l’unité de cogénération a été mise en service en septembre 2015. L’investissement se monte à 2,5 millions d’euros, couvert à 40 % par une aide à l’investissement du conseil régional et de l’Ademe.

L’exploitation agricole de la Redondie

Le Gaec cultive une centaine d’hectares de céréales et 120 ha de maïs-grain, des surfaces qui peuvent laisser la place, une année sur deux, à des cultures intermédiaires d’hiver comme le sorgho. L’exploitation compte également 50 ha de prairies permanentes exploitées à 100 % en foin.

L’activité du Gaec est basée sur la production de viande de qualité de race Blonde d’Aquitaine, photo Frédéric Douard

Terre de filtration imbibée d’huile, photo Frédéric Douard

Les 10 000  tonnes d’intrants annuels :

• 3 000 tonnes de fumier pailleux de bovin à 45 % de MS,
• 1 500 m³ de lisier bovin,
• 1 250 m³ de lisier de palmipèdes d’une exploitation voisine,
• 1 400 tonnes de graisses de flottaison de restauration et d’abattoir,
• 750 tonnes de poussières de céréales de la SCAR,
• 550 tonnes de CIVE,
• 100 tonnes de contenus de panses en provenance d’abattoir,
• 625 m³ de lactosérum de la fromagerie de Saint-Astier,
• de la terre de filtration gorgée d’huile,
• et un complément d’eau de pluie si besoin.

La production de biogaz

La partie méthanisation a été construite et mise en service par AEB Méthafrance, une entreprise alors en grandes difficultés, laissant l’exploitant seul pour le démarrage de sa nouvelle activité.

La cuve d’hydrolyse avec son agitateur vertical, photo Frédéric Douard

Les équipements de méthanisation comportent :

• Une plateforme de 2 000 m² située à 300 m de la ferme d’élevage. Située sur un dénivelé naturel, la pente a été mise à profit pour réaliser des transferts le plus possible par gravité afin d’économiser de l’électricité,
• Un silo non couvert de 1 000 m² pour les intrants solides,
• Une fosse à eau de pluie de 250 m³,
• Deux fosses chauffées de 60 m³ pour accueillir les graisses,
• Une préfosse d’hydrolyse chauffée de 120 m³ avec un brasseur vertical à deux hélices, dont il est nécessaire de vider manuellement le piège à cailloux trois fois par an. La préfosse est par ailleurs ventilée en permanence à 250 m³/h et l’air de sortie passe dans un biofiltre avant rejet.
• Un digesteur de 2 400 m³, équipé d’un système de chauffage mais qui n’est pas utilisé,
• Une cuve de stockage découverte de 1 000 m³ pour le digestat liquide,
• Un hangar de préparation et de stockage du digestat solide de 2 000 m²,
• Un séparateur de phase à vis FAN,
• Une unité de concentration du digestat liquide K-Révert.

Le biofiltre de traitement de l’air de ventilation de la cuve d’hydrolyse, photo Frédéric Douard

Dans son processus, l’installation ne dispose pas de broyeur, le mélange se faisant bien même en présence de paille abondante dans le fumier. Toutes les fosses communiquent entre elles, ce qui apporte une grande souplesse de gestion des circulations de produits, comme la recirculation quotidienne de 100 m³ de digestat par jour vers le digesteur.

Le piège à cailloux en amont de la fosse d’hydrolyse doit être vidé trois fois par an, photo F. Douard

La maintenance des installations de méthanisation est réalisée en interne ou ponctuellement par l’entreprise ENER 24, filiale du groupe breton Legendre, le groupe qui avait racheté AEB Méthafrance début 2013.

Pour l’ensemble de ses équipements électriques et électroniques, en méthanisation comme en photovoltaïque, la Sarl VIE a souscrit un contrat de maintenance préventive auprès de la société IMAP basée à Yffiniac.

La production d’énergies

Le moteur de cogénération de 250 kWé a été fourni et installé par 2G Energie. Il permet de produire et de vendre, en consommant les 100 m³ de biogaz produits chaque heure, 2 GWh d’électricité chaque année à EDF, ce qui représente la consommation électrique de 425 foyers. La chaleur récupérée sur le moteur permet de préchauffer les intrants à méthaniser mais surtout, et nous le verrons en détail, à concentrer le digestat liquide par évaporation de l’eau.

Le moteur de cogénération MAN-2G, photo Frédéric Douard

Pour la maintenance de l’installation de cogénération, Guy Debregeas et ses associés ont souscrit un contrat toutes options auprès de 2G Energie : pour 4,5 € par heure de fonctionnement, 2G Energie assure toute la maintenance hors vidanges, tous les dépannages et la remise à neuf au terme des 60 000 heures du contrat. Au moment de notre visite, le 24 avril 2019, le compteur du moteur MAN-2G affichait plus de 30 000 heures de fonctionnement. Pour Guy Debregeas, cette assurance tous risques sur une partie clé de l’installation, est un gage de maîtrise du risque et donc de sérénité. Ceci qui lui permet de rester concentré sur son cœur de métier, la production de viande bovine de qualité dont la commercialisation bête par bête demande beaucoup d’investissement en temps.

La partie agronomique, autre élément clé du projet

Le séparateur de phase fourni pat les Ets Bauer, photo Frédéric Douard

Pour éviter d’épandre du liquide sur des sols filtrants, mais aussi pour tenir compte de l’éloignement des exploitations céréalières situées à 50 km, la totalité du digestat passe ainsi au séparateur de phase. Les 10 000 tonnes d’intrants donnent ainsi 3 000 tonnes de digestat solide à 25 % de MS plus 5 000 tonnes de digestat liquide à 10 % de MS. Les deux tiers du digestat liquide sont ensuite concentrés pour obtenir 1 000 tonnes de boue qui sont mélangées au digestat solide pour former un produit dense (0,8 à 0,9 de densité), facile à transporter. Ce sont ainsi 4 000 tonnes de digestat solide qui sont épandues chaque année sur les terres du Gaec et sur celles des céréaliers partenaires.

Synoptique de contrôle-commande du poste de séparation de phase, photo Frédéric Douard

Le retour du digestat sur les cultures est assuré par la Cuma Méthagro, une structure coopérative créée par les associés du GAEC. La Cuma a investi dans un épandeur et un chargeur télescopique. Elle facture 5 € par tonne épandue. Le transport est à la charge de la Sarl VIE qui le réalise par bennes routières de 22 tonnes.

La cuve de stockage du digestat liquide, photo Frédéric Douard

L’évaporation du digestat liquide présente également un intérêt agronomique puisque l’évaporation de l’eau entraîne avec elle du sulfate d’ammonium pour former une eau azotée. Parallèlement, la concentration de la partie solide du digestat liquide concentre la potasse. Donc, le mélange de digestat solide riche en phosphore au concentrât de digestat liquide riche en potasse génère ainsi un produit équilibré agronomiquement fort apprécié des céréaliers.

Les apports de digestat solide + concentrât correspondent à une demi-formule d’amendement pour la culture de céréales, ce qui permet aux bénéficiaires de réduire de moitié leurs achats d’engrais de synthèse.

Le reliquat de digestat liquide est apporté uniquement sur certaines terres argileuses du Gaec, sur prairies ou lors des mises en culture, voire sur chaumes avant labour.

La concentration du digestat liquide

L’évaporation se fait chaque nuit dans une installation fournie par la société K-Révert qui consomme 50 % de la chaleur récupérée sur le moteur.

Les deux cuves d’évaporation du digestat liquide K-Révert, photo Frédéric Douard

Le processus a lieu dans deux cuves sous vide de 5 m³ chacune où le digestat liquide va subir une évaporation durant douze heures, durant lesquelles les 10 m³ vont se concentrer en 2 m³. Le démarrage du processus se fait à l’eau distillée, de l’eau récupérée la nuit précédente de l’évaporateur, puis l’eau est remplacée par du digestat.

Vue plongeante sur le module d’évaporation K-Révert, photo Frédéric Douard

Chauffée à moins de 60 °C par la chaleur en provenance du moteur, des conditions thermodynamiques qui évitent de modifier le digestat, une bonne partie de l’eau du digestat s’évapore, emmenant avec elle l’azote ammoniacal dissout. L’eau azotée qui s’évapore est condensée au contact d’un fluide frigorigène, ce qui permet d’en produire 1 000 tonnes par an avec une concentration d’azote de 3 kg par tonne.

Le concentrât, produit visqueux qui fige en refroidissant, est ensuite mélangé au digestat solide pour former un produit solide à plus de 25 % de MS. En pratique à Saint-Astier, en sortie de processus, le concentrât rejoint le digestat solide qui est produit 24 h/24 et qui est stocké dans une benne mélangeuse en attendant la nuit. En fin de nuit lorsque les cuves K-Révert sont vides, la benne mélange les deux produits et les déverse dans le hall de stockage ou directement dans l’épandeur.

Ensuite pour nettoyer les cuves pour le lendemain, celles-ci sont remplies automatiquement par l’eau d’évaporation, qui attendra le soir suivant pour laisser de nouveau la place au digestat liquide. L’équipement est vidangé complètement et nettoyé au jet à l’intérieur une fois par semaine.

Les cuves d’eau azotée, photo Frédéric Douard

L’eau azotée est valorisée par le Gaec en mélange avec l’eau d’irrigation de 60 ha de maïs. Mais les associés rencontrent jusqu’à ce jour un problème technique : cette eau présente un pH de 10, et mélangée à l’eau de la rivière qui elle est à pH 7, le mélange génère une précipitation de sels bouchant les jets d’arrosage !

L’une des idées pour solutionner ce problème serait peut-être de neutraliser l’eau azotée en y intégrant les gaz acides de l’échappement moteur, mais en attendant toutes les expériences sont bonnes à connaître et Guy est ouvert aux conseils des uns et des autres.

Le digestat solide enrichi en potasse est quant à lui épandu dans le cadre d’un plan d’épandage établit sur 700 ha. Mais en pratique les 6 000 tonnes annuelles sont épandues sur 200 ha du Gaec et 150 ha chez les céréaliers partenaires.

Bilan à 30 000 heures : tous les objectifs atteints !

Cette unité de méthanisation savamment conçue pour répondre aux attentes de l’ensemble des partenaires impliqués confirme les attentes de chacun.

Le Gaec de la Redondie et l’éleveur voisin de canards ont résolu leur problème d’épandage, tant en matière de pollution que d’odeurs pour le voisinage. L’export chaque semaine du fumier du Gaec vers la méthanisation a rationalisé ce poste de travail, tout en évitant une mise aux normes coûteuse et non productive en installations de stockage. Donc plus besoin de stocker chaque semaine les 60 tonnes de fumier évacués de l’élevage vers la méthanisation et fini les « campagnes de fumier ».

Dépotage du fumier du Gaec de Redondie et transport vers la méthanisation, photo Frédéric Douard

L’échange de paille contre digestat permet au Gaec d’avoir accès à moindres frais à 1 000 tonnes de paille supplémentaires par an chez ses partenaires céréaliers, et donc de pailler abondamment ses bêtes pour produire une viande parfaitement propre avant abattage, une garantie de non contamination lors de la découpe.

Les équipements de séparation de phase et de concentration permettent de produire un digestat solide enrichi et équilibré pour les cultures du Gaec et pour celles des céréaliers qui du coup n’hésitent plus à exporter leur paille. Le digestat solide apporte de plus une matière organique beaucoup plus stable et donc pérenne que la paille en décomposition.

Enfin, le Gaec a consolidé son activité de base tout en créant un emploi pour gérer l’activité de méthanisation.

Contacts :

Dispositif de contrôle de pression BIOGASKONTOR dans le gazomètre, photo Frédéric Douard

• Vallée de l’Isle Énergie : Guy Debregeas / +33 553 458 179 – sarl.bva@wanadoo.fr – lafermederedondie.fr
• Fournisseur méthanisation :
 www.legendre-energie.com
• Maintenance méthanisation : www.ener24.com
• Fourniture et maintenance cogénération : 2G Energie Tél. : +33 223 278 666 – info@2-g.fr – www.2-g.com/fr
• Maintenance électrique et électronique : 
www.groupe-api.fr
• Incorporateur intrants solides : www.siloking.com
• Pompes méthanisation : +33 388 515 468 – info@borger.fr – www.boerger.com
• Séparateur de phase :
 Fan Separator – www.fan-separator.de
  • France Sud-Ouest : Hervé Lebigre
 / +33 648 907 692 – h.lebigre@bauer-at.com
  • France Ouest : Maarten Tromp
 / +33 648 305 448 – m.tromp@bauer-at.com
  • France Est : Florian Lutz
 / +33 607 215 358 – f.lutz@bauer-at.com
• Sécurité biogaz : Erwin Köberle / +49 7375 95038-0 – info@biogaskontor.de – www.biogaskontor.de
• Analyseur de biogaz : +33 388 68 15 15 – sewerin@sewerin.fr – www.sewerin.fr
• Traitement H2S à l’oxyde de fer : www.ovive.fr
• Evapo-concentration : K-Révert, Julien Brochier
 / +33 474 433 022 – julien.brochier@k-revert.fr – www.k-revert.fr
• Remorque fumier-digestat solide : www.remorquerolland.com
• Épandeur à digestat solide : www.machines.agricoles.sodimac.fr

Frédéric Douard, en reportage à Saint-Astier