Dans le cadre du Programme National de Développement Agricole et Rural, la Chambre d’agriculture des Deux-Sèvres a organisé la visite d’une unité de micro-méthanisation le mercredi 6 avril 2022. Jean-Marie Merceron, exploitant agricole au Gaec du Bois au Moine, a présenté son élevage ainsi que son unité de micro-méthanisation de la marque Biolectric, installée en 2019 par Agripower.
Face au réchauffement climatique et à ses répercussions environnementales, diverses solutions sont envisagées pour produire de l’électricité. Alors que le nucléaire assure 70 % de la consommation électrique en France, l’usage des énergies renouvelables est en expansion, incluant l’éolien, l’hydraulique, le solaire, la géothermie et les bioénergies. Ces dernières incluent notamment la production de biogaz par méthanisation. En utilisant le lisier des vaches, le Gaec du Bois au Moine produit du biogaz qui est ensuite transformé en électricité. L’unité de micro-méthanisation, fournie par Biolectric — un leader du marché européen et fabricant belge — est installée et maintenue par Agripower, une entreprise française cotée en Bourse et spécialiste de la méthanisation.
Un maximum de 15 minutes de travail par jour
« Dans ma tête, j’ai toujours voulu faire quelque chose du lisier sans savoir si c’était possible », explique Jean-Marie Merceron, exploitant agricole au Gaec du Bois au Moine, avec ses deux fils et un salarié. « Dès la construction du bâtiment, qui abrite nos 120 vaches laitières, nous avons prévu la construction d’une pré-fosse. » Depuis sa mise en service fin 2018, le rendement fluctue entre 85 et 95 %, avec un rendement moyen de nos installations d’environ 93 % selon les audits internes de fin d’année dernière. « Nous utilisons uniquement notre lisier et quelques refus. L’important est que ce soit pompable », précise Jean-Marie Merceron. « Ainsi, l’alimentation, le mélange et le pompage peuvent être gérés de manière totalement automatique, me permettant de réduire le temps de travail à environ 15 minutes par jour. Cela me permet de continuer à me concentrer sur mes activités principales, car le temps est toujours compté à la ferme. »
L’exploitation de 460 hectares est répartie sur trois sites où sont élevées les génisses et les boeufs, les vaches charolaises, et les vaches laitières. Ce dernier bâtiment, de type classique pour l’élevage laitier avec deux racleurs, est celui connecté à l’unité de micro-méthanisation. La matière tombe dans le canal et est acheminée vers la pré-fosse de 15 m³. « Il n’est pas nécessaire d’avoir une fosse de plus de deux ou trois jours de stockage car le lisier se dégrade rapidement et perd ainsi son potentiel méthanogène », explique Benoît Mathé d’AgriPower, ajoutant que « le potentiel méthanogène dépend aussi de la ration alimentaire des vaches ».
Un processus technique inspiré de la nature
« Les bactéries présentes dans le digesteur sont les mêmes que celles trouvées dans le ventre des vaches. Il n’y a donc aucun ajout chimique, tout dans ce processus est naturel », explique Klaas Vanhee. Randy Gilson de Biolectric précise : « Nous opérons en phase liquide pour rendre l’installation la plus automatisée possible. » Les automates intégrés dans l’installation contrôlent ses composants, et une application permet à l’agriculteur de gérer l’ensemble du système à distance.
Il est crucial de dimensionner correctement l’unité de micro-méthanisation. Pour ce faire, il est nécessaire d’analyser en détail la quantité et la qualité du fumier disponible sur l’exploitation. La quantité est déterminée en fonction du nombre de vaches, des heures de pâturage, et des litres de lait produits, tandis que la qualité est évaluée à partir d’échantillons de fumier analysés dans un laboratoire spécialisé en biogaz au début de l’étude du projet. Il est important de souligner que ce principe s’applique principalement aux élevages bovins produisant du lisier.
Une fois les études complétées, la construction de l’installation prend au maximum trois jours, et après trois semaines, il y a suffisamment de gaz pour commencer la production d’électricité. « Nous valorisons les effluents ; 90 % de la matière introduite dans le digesteur est constituée d’effluents, ici du lisier. C’est une extension naturelle de l’élevage. Tout ce que les vaches n’ont pas assimilé est transformé par l’unité de micro-méthanisation », conclut Randy Gilson.
L’unité de micro-méthanisation : de l’électricité disponible 24/7
Au Gaec du Bois au Moine, l’unité de micro-méthanisation se compose de plusieurs éléments : un digesteur, une pré-fosse de stockage et deux moteurs d’une puissance de onze et vingt-deux kilowatts chacun, permettant de valoriser le biogaz. Chaque jour, entre 12 m³ et 13 m³ de lisier sont acheminés vers l’unité en quatre cycles. « Le lisier reste deux jours au maximum dans la pré-fosse, puis passe 28 jours dans le digesteur », explique Klaas Vanhee de Biolectric. « Pour générer de l’électricité, le principe est semblable à celui d’une dynamo de vélo : faire tourner une bobine dans le champ magnétique d’un aimant pour produire un courant continu. Dans notre cas, le biogaz alimente un moteur qui entraîne un générateur pour produire de l’électricité. »
L’unité du Gaec du Bois au Moine produit plus de 240 000 kWh chaque année, énergie qui est rachetée par EDF. La chaleur produite par le moteur est récupérée pour maintenir le digesteur à une température optimale de 42°C. En fonction de la taille de l’exploitation, l’énergie en kilowatt-heure produite est calculée et vendue à EDF. Actuellement, en France, l’électricité produite par de telles installations n’est pas utilisée en auto-consommation. Pour cette ferme, EDF rachète le kilowatt-heure à 21.07 centimes, un tarif garanti par contrat pour une durée de 20 ans. À l’inverse, dans des pays comme l’Angleterre, les producteurs laitiers peuvent bénéficier de tarifs préférentiels pour l’électricité s’ils produisent du « lait écologique ».
Le retour sur investissement pour le Gaec du Bois au Moine est estimé à six ans. Avec la micro-méthanisation, le lisier frais est directement pompé dans le digesteur où, chauffé entre 39 et 42 °C, il libère du méthane. Ce biogaz est ensuite dirigé vers un moteur à combustion dans un conteneur technique, où il génère de l’électricité. Le digestat, devenu inodore, est utilisé comme fertilisant pour les prairies et les cultures. Pour Jean-Marie Merceron, un autre avantage significatif est que « les deux tiers des engrais proviennent du digestat, ce qui représente une économie considérable ». Initialement développée dans le Grand-Ouest et la Haute-France, régions très représentatives, la micro-méthanisation commence à se généraliser en France.
