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Méthanisation agricole : positive pour l’environnement

Des experts d’Inrae Transfert mandatés par GRDF ont réalisé l’analyse du cycle de vie (ACV) de la méthanisation agricole avec injection, sur la base de 16 indicateurs mesurant son impact environnemental. Les scénarios avec méthanisation l’emportent sur leurs équivalents sans méthanisation.

PAR CAROLE RAP - JANVIER 2022
Unité de métha-énergie 23 à Saint-Martial-le-Vieux dans la Creuse (avec injection). ©Arkolia énergies

Il aura fallu deux ans de calculs et de modélisations aux experts d’Inrae Transfert* pour venir à bout de son étude intitulée « L’analyse du cycle de vie (ACV) du biométhane issu de ressources agricoles ». Cette étude, publiée à l’automne 2021, concerne uniquement la méthanisation d’origine agricole avec injection du biométhane dans le réseau de gaz. « En France, la répartition actuelle cogénération-injection est de 50-50 en termes de puissance. Ces proportions vont s’inverser. En 2050, 90 % de la puissance totale des méthaniseurs concernera l’injection, selon les projections de la PPE et de l’Ademe », rappelle Romain Cresson, directeur des opérations à Inrae Transfert et co-auteur de l’étude. D’où l’intérêt pour GRDF, opérateur du réseau de distribution de gaz naturel en France et commanditaire de ce rapport, de vérifier si la méthanisation agricole est réellement bénéfique pour l’environnement. En s’appuyant sur la méthodologie de l’ACV, les scientifiques ont étudié l’ensemble du cycle de vie du biométhane, depuis sa production jusqu’à son utilisation, à travers deux scénarios : l’un baptisé « culture » (substrats issus de grandes cultures) et l’autre « élevage » (substrats issus de l’élevage). Verdict, le bilan environnemental des scénarios avec méthanisation est globalement meilleur que celui de système conventionnel équivalent mais sans méthanisation.

Analyse multicritères

Les facteurs qui pèsent dans la balance en faveur de la méthanisation sont en particulier le remplacement du gaz naturel par du biométhane et celui des engrais minéraux par du digestat de méthaniseur. Mais de nombreux autres critères sont analysés, avec des résultats contrastés selon les indicateurs, ce qui rend cette étude de 200 pages riche d’enseignements (voir encadrés). À noter que le scénario « élevage » correspond à la situation actuelle en France en matière de méthanisation à partir d’effluents issus du lisier. En revanche, « le scénario culture est plus prospectif, en intégrant davantage de Cive (culture intermédiaire à vocation énergétique). Un des objectifs de l’étude était d’évaluer si l’introduction des Cive allait dégrader le bilan environnemental de la méthanisation et si oui, avec quelles conséquences. Notre ACV montre que le bilan environnemental reste largement en faveur de la méthanisation, même en prenant en compte les impacts de ces cultures : semer, labourer, récolter, traiter, transporter, etc. », explique Romain Cresson. Autre point à souligner, l’étude permet de comparer les incidences de différentes pratiques, afin de dresser des recommandations, par exemple concernant les techniques d’épandage des digestats ou le contrôle des fuites de biogaz sur les installations.

*Filiale de l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement, Inrae Transfert est une société d’ingénierie de projets et de transferts technologiques.

Méthodologie

Les experts d’INRAE Transfert ont étudié séparément un scénario « culture » (substrats issus de grandes cultures) et un scénario « élevage » (substrats issus de l’élevage). Pour chacun, ils ont défini trois principales fonctions de la méthanisation : la production d’énergie, la gestion d’effluents d’élevage et la fertilisation des sols par le digestat. Ils les ont ensuite comparés à leur équivalent sans méthanisation, dit « scénario de référence » (intégrant notamment la production de gaz naturel à la place du biogaz). La comparaison porte sur l’impact environnemental de chaque scénario selon la méthode de l’analyse du cycle de vie (ACV), outil encadré par des normes ISO. Les scientifiques se sont basés sur 16 indicateurs recommandés par la Commission européenne, dont le changement climatique (mesuré en kgCO2-eq), l’eutrophisation (terrestre, des eaux douces, marine) et l’épuisement des ressources (en eau, énergétiques, métalliques et minérales).

Principaux résultats de l’étude ACV

Le scénario « culture » montre de meilleures performances avec méthanisation versus sans méthanisation, pour 7 indicateurs sur 16 : de 65 % à 85 % de mieux pour l’épuisement des ressources énergétiques, le changement climatique et la destruction de la couche d’ozone. Et de 18 % à 30 % pour la formation d’ozone photochimique, l’émission de particules fines, l’acidification des milieux et l’eutrophisation terrestre. Pour 5 indicateurs, les différences de résultats sont inférieures aux seuils de significativité. Le scénario avec méthanisation obtient de moins bonnes performances sur l’indicateur de radiations ionisantes, l’épuisement des ressources métalliques et minérales, l’eutrophisation des eaux douces et l’épuisement des ressources en eaux.
Pour le scénario « élevage », ce sont 9 indicateurs sur 16 qui se révèlent plus performants en cas de méthanisation : de 60 % à 80 % pour le changement climatique, la destruction de la couche d’ozone et des ressources énergétiques ; de près de 50% pour la formation de particules fines, l’acidification des milieux, l’épuisement des ressources en eau et l’eutrophisation des écosystèmes terrestres ; enfin, de 30 % à 40 % pour l’eutrophisation marine et la formation d’ozone photochimique (toujours par rapport au scénario de référence sans méthanisation). Pour 5 indicateurs, les différences ne sont pas jugées significatives. Les moins bonnes performances du scénario avec méthanisation portent sur les radiations ionisantes et l’épuisement des ressources métalliques et minérales, où les impacts sont respectivement 6 et 1,3 fois plus importants que pour le scénario sans méthanisation. Ces tendances suivent les mêmes logiques observées dans le scénario « culture » où l’électricité utilisée, d’origine nucléaire, explique les performances moins bonnes pour le scénario avec méthanisation.

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