À la ferme Gaec Delroix-Duflos, l’option de la micro-méthanisation se révèle être un complément très efficace au système de polyculture et d’élevage, offrant une voie de diversification tout en améliorant le bilan environnemental de l’exploitation. En octobre 2022, après deux années de réflexion, de visites, de préparation de dossier et de travaux, Ludovic et Virginie Delcroix ont démarré une installation de micro-méthanisation par voie liquide, c’est-à-dire utilisant exclusivement le lisier produit sur leur exploitation. Ce projet représente un investissement moderne et avantageux : pour un coût total de 269 000 €, la micro-méthanisation permet au couple de générer un revenu supplémentaire, sans affecter la rotation des cultures (donc la production agricole à vendre) et nécessitant un temps de travail minimal. « Le processus consiste à capturer le méthane du lisier, qui autrement serait perdu par évaporation, pour le valoriser. Dès le début, nous avons écarté l’idée d’un projet nécessitant des camions transportant des coproduits circulant dans le village et dans notre cour, ou la culture de maïs pour alimenter le méthaniseur. Notre intention était de fonctionner de manière autonome, pour valoriser un déchet agricole dans un cadre respectueux de l’environnement. C’est notre petite touche écolo », commentent les éleveurs avec humour. Sur cette exploitation, le troupeau de 130 vaches laitières nourries avec une ration semi-complète est hébergé dans une étable de 140 logettes sur béton, équipée de tapis et/ou de matelas. L’aire d’alimentation centrale divise les vaches en début de lactation, conduites en système zéro pâturage, et celles en fin de lactation qui bénéficient d’un accès à l’herbe. D’un côté, les deux couloirs bétonnés sont nettoyés toutes les deux heures par un racleur et, de l’autre, par un robot racleur. À l’extrémité du couloir de raclage, le lisier est d’abord dirigé dans une pré-fosse de 50 m3 avant d’être transféré vers une fosse en béton de 2200 m3.
« Notre banque a soutenu le projet sans grande difficulté »
Le projet de micro-méthanisation a été développé avec l’entreprise belge Biolectric, qui conçoit et fournit les équipements. Dans le cadre d’un partenariat, Seenorest (contrôle laitier du Pas-de-Calais) a pris en charge l’élaboration des dossiers administratifs. « La conclusion du contrat de revente d’électricité représente la phase la plus longue du projet, et Enedis ne commence l’étude de faisabilité qu’après l’obtention du permis de construire, rappellent les éleveurs. Heureusement, le permis a été accordé en seulement trois mois, et la banque, Crédit Agricole, a adhéré au projet assez aisément. Il a également été nécessaire de changer d’assurance pour adhérer à une police spécifique. Au final, dix-huit mois se sont écoulés entre la commande passée à Biolectric et la mise en service de l’installation. » Le système fonctionne sans ensilage ni coproduit, il n’est donc pas nécessaire de prévoir des silos supplémentaires.
Capture de 90 % du méthane issu du lisier récent
La capture de 90 % du méthane contenu dans le lisier frais permet de réduire considérablement l’empreinte environnementale. Le système inclut un méthaniseur de 362 m3 connecté à une préfosse de 50 mètres, alimentée en lisier par une pompe de 15 kW. À l’intérieur du méthaniseur, le lisier est agité à une température de 39 à 42 °C, ce qui facilite la production de biogaz (CH4) par les micro-organismes anaérobies. Au Gaec, le lisier est enrichi quotidiennement d’environ 350 g de paille broyée dispersée dans les logettes. « Il n’existe pas de seuil fixe pour l’ajout de paille, précise Sigrid Farvacque, chargée de projet chez Biolectric. Le lisier ne doit pas contenir plus de 10 % de matière sèche. Cependant, la capacité de pompage du lisier peut varier selon les conditions locales. Ici, la capacité à pomper directement depuis la préfosse garantit que le méthaniseur soit alimenté uniquement avec du lisier frais du jour, capturant ainsi 90 % du méthane produit. Cette méthode permet de réduire de 20 à 30 % l’empreinte carbone de l’exploitation. » Le biogaz produit est ensuite redirigé vers le local technique, un conteneur où il est comprimé et desséché, et le soufre filtré, pour générer de l’électricité et de la chaleur via un moteur à combustion et un générateur. Un réseau d’eau récupère 30 % de la chaleur thermique générée pour chauffer le méthaniseur.
Un retour sur investissement prévu en sept ans et demi
Les deux moteurs de quatre cylindres de 16500 kW sont adaptés à la taille du troupeau. Ils actionnent un générateur qui produit de l’électricité injectée directement dans le réseau d’EDF, exploitant 100% de leur capacité pour assurer une production de 33 kW par heure, fonctionnant 8760 heures par an. Le contrat avec EDF, établi pour vingt ans, fixe un prix de revente à 20 centimes par kW, soit un revenu annuel de 57 816 € (33 kW * 8760 heures * 0,20 €). En ce qui concerne les dépenses, il est essentiel de prendre en compte les annuités de l’emprunt, mais également le coût supplémentaire de l’assurance et les dépenses opérationnelles mensuelles du site de 280 € HT. Dès la deuxième année, les éleveurs souscrivent un contrat de maintenance annuel de 15 000 € qui comprend un bilan trimestriel avec les techniciens de Biolectric, toutes les interventions correctives, les consommables (filtres et pièces de rechange) ainsi qu’un service de suivi en ligne avec une garantie de fonctionnement des équipements à au moins 90%. « La rentabilité est atteinte à partir de 75%, ce qui signifie un retour sur investissement prévu après sept ans et six mois », soulignent les éleveurs.
Un point de rentabilité fixé à un minimum de 100 vaches
Actuellement, l’installation du Gaec est légèrement surdimensionnée pour valoriser à terme le lisier de 150 vaches, en accord avec le projet d’agrandissement des éleveurs : « La micro-méthanisation est intégrée dans un projet global qui comprend l’augmentation de la taille du troupeau et l’installation de trois robots de traite », expliquent-ils. Cela ouvre des possibilités de développement, telles que l’autoconsommation d’une partie de l’électricité produite pour alimenter les futurs robots de traite. En attendant, ils envisagent également de récupérer la chaleur actuellement perdue pour chauffer leur résidence : « L’échangeur est déjà installé, il ne manque que les tuyauteries ». À l’avenir, en fonction des évolutions du marché de l’électricité, une autoconsommation de 100% de l’électricité produite pourrait être envisageable, sous réserve de renégociation du contrat avec EDF. « La réduction de l’empreinte carbone de l’exploitation offre également la possibilité de valoriser à l’avenir des crédits carbone », indique Hervé Dubois, conseiller Seenorest qui a accompagné une cinquantaine de projets avec Biolectric dans la région (Pas-de-Calais et Lorraine). « La micro-méthanisation est une solution économique, entre 200 000 et 300 000 €, permettant de développer une production complémentaire sans trop d’effort supplémentaire. » Pour Sigrid Farvacque, le seuil de rentabilité de la micro-méthanisation est atteint avec un minimum de 100 vaches pour une production de 22 kW/h, « car cette technologie ne bénéficie pas de subventions en France et coûte difficilement moins de 170 000 € ».
Digestat : Épandage optimisé au plus près du sol
Durant le processus de méthanisation dans le méthaniseur, l’azote, le phosphore et le potassium sont conservés dans le digestat. Les analyses du digestat réalisées par le Gaec montrent une concentration de 4,4 g d’azote par kg de digestat brut (94,5 % d’humidité), 1,4 g de P2O5 et 3,6 g de K2O. Toutefois, la forme de ces éléments diffère légèrement de celle trouvée dans le lisier. En particulier, une grande partie de l’azote se transforme en forme ammoniacale, qui est directement assimilable par les plantes. Cet effluent, désodorisé et légèrement plus liquide que le lisier, peut ainsi remplacer un engrais minéral pour une fertilisation adaptée aux besoins précis des cultures. Cependant, sa nature volatile justifie l’interdiction d’utiliser des buses à palettes pour son épandage. Virginie et Ludovic utilisent donc les services d’une ETA équipée d’une tonne à lisier avec pendillards. Parallèlement, ils encouragent leur Cuma à acquérir ce type d’équipement. L’idéal serait d’utiliser un enfouisseur ou une rampe à pendillards, à condition que l’enfouissement soit réalisé immédiatement après l’épandage.
Influence de la photopériode sur la production de lait et la sécrétion de mélatonine
La photopériode influence la production de lait en agissant sur la sécrétion de mélatonine par l’épiphyse de la vache. Un éclairage suffisant dans l’étable stimule donc la production laitière. La mélatonine, hormone clé dans la régulation des rythmes chronobiologiques tant chez les bovins que chez les humains, est produite par l’épiphyse principalement durant les périodes de faible luminosité, notamment la nuit ou dans des environnements peu éclairés.
Moins de mélatonine pour plus de productivité
Un bon éclairage dans l’étable assure une production laitière accrue. Il est démontré qu’un éclairage approprié de l’étable (entre 100 et 200 lux) peut augmenter la production de lait de 6 à 10 %. Les recherches sur l’impact de l’intensité lumineuse sur la production laitière révèlent plusieurs points :
- Une photopériode courte (16 heures de lumière/8 heures de nuit) est recommandée durant la période de tarissement.
- Après le sevrage jusqu’à la puberté, les génisses devraient bénéficier de longues périodes de lumière journalières (16 heures/jour) pour favoriser le développement de leurs tissus mammaires.
- Durant les 60 derniers jours de gestation, les génisses et les vaches en lactation devraient être exposées à des périodes de lumière réduites (8 heures/jour) pour optimiser leur production laitière future et renforcer leur système immunitaire pendant la transition.
- Les effets des longues photopériodes deviennent apparents après 3 à 4 semaines, selon les études.
