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Le pouvoir méthanogène des intrants de méthanisation.

Définitions
 

Pouvoir méthanogène

C'est la quantité de méthane susceptible d'être produite, exprimée en mètres cubes de méthane par tonne (m3/t) d’intrants de méthanisation.

Intrants de méthanisation

Ce sont les matières introduites dans le méthaniseur pour
produire du méthane.

Les termes "intrants"

ou "substrats de méthanisation" sont aussi parfois utilisés, mais

ceux-ci ont d'autres sens en agriculture (engrais, fongicides, pesticides …)
et en chimie (support

où la réaction où le dépôt a lieu).

Il vaut mieux utiliser le terme "intrants de méthanisation".

Ce qu'il faut retenir


Le pouvoir méthanogène est très variable d'un intrant de méthanisation à un autre. Il varie de quelques m3/t pour les intrants les moins méthanogènes (lisiers de porc 10 m3/t), à quelques centaines de m3/t (huiles alimentaire 784 M3/t.) pour les plus méthanogènes.


Pourquoi ces différences :

Pour produire le méthane (CH4), les intrants les plus méthanogènes doivent contenir beaucoup de carbone (C) et d’hydrogène (H), comme les huiles ou les graisses.

Le lisier en contient très peu.

Pourquoi certains intrants diminuent la méthanisation ?

Certains intrants contiennent beaucoup d'eau (H2O) et donc peu de carbone en proportion. Ils peuvent aussi être riches en azote (N) et soufre (S). C’est le cas des lisiers.

Avec N, S et H, et en absence d’oxygène (anaérobie), les gaz NH3 (ammoniac) et H2S (sulfure d’hydrogène) sont produits. Ces gaz dangereux, ont un effet dépressif sur les bactéries méthanisantes, c’est à dire qu’ils les empêchent de produire du méthane.

Tableau des Pouvoirs méthanogènes de divers intrants de méthanisation [Barriatoulah 2011, NPDCP 2016].
DB : Digestat Brut ; DLsp : Digestat Liquide après séparation de phase ; DSsp : Digestat Solide après séparation
de phase ; DSc : Digestat Solide composté ; Ds : Digestat séché.

Type d’Intrant

Intrant de Méthanisation

Pouvoir méthanogène (m3/t)

Effluents d'élevage

Lisier porcin

7-10 (mixte)

13 (porc engraissement)

4 (truie gestante)

16 (porcelet)

Lisier bovin

13-20

Fumier porcin

47-70

Fumier bovin

40

26 (mou)

Fientes de volailles

60-160

160 (poules)

32 (lisier canard gras)

Caprins

Résidus de cultures agricoles (RCA)

Pulpe de pommes de terre

50-60

Fines et spathes

150-153

Résidus de céréales

300

Résidus de colza

355

Pulpe de betterave

35

Drèches d'orges de brasseries

75

Maïs

95 (pâteux)

150 (résidus)

331 (paille)

Résidus, séchage maïs, déchets silos

220-225

Résidus, séchage céréales

245

Semence déclassée

274

Pailles, Menue pailles,

Jus de betterave,

Excédents de culture alimentaire

Moyenne divers

Déchets d'industrie

agro-alimentaire (IAA)

Contenu d'intestin

35

Déchets de brasseries

30

Boues de flottation

125

Graisses de flottation

244

Graisses d'abattoir

65-180

Mélasse

185

Lactosérum

25

Huile alimentaire

784

Déchets de poissons

8

Rafle

182

Déchets légumes de conserverie

45

Alcool distillerie

152

Résidu distillation de fruits

7

Fruit et légumes,

Déchets de laiterie (boues ...), Fromagerie (eaux blanches),

Chocolaterie, Pêche

Moyenne divers

45

Déchets de collectivités

et urbains (DCU)

Graisse usagées

250-261

Boues de station d'épuration (STEP)

10 (liquide)

30-80

245-250 (graisses)

Bio-déchets des ménages

75

Pelouse et déchets verts

80-125

Déchets cuisines collectives

65

Résidu alimentaire

63

Matière stercoaire

36

Fauches de bord de routes

Plantes invasives,

Ordures ménagères résiduelles,

Résidus de distribution,

Eaux usées de l'assainissement

autonome ou du petit collectif

Déchets hospitaliers

Déchets de l'industrie

Papeterie,

Chimie,

Matière de vidange

CIVE, CIPAN

Maïs, pois, orge, blé, sarrasin,

sorgo, seigle, soja ...

Cultures énergétiques

Maïs ensilage (Matière brute, MB)

100

Maïs fourrage indice <150

97

Herbe (MB)

80

Avoine

52-159

Moha

148-221

Algues, Micro-algues,

Sous-produits animaux

Recommandations

 

Pour comparer des pouvoirs méthanogènes, le tonnage d’intrants de méthanisation doit être exprimé par rapport à la matière brute (MB), c’est à dire celle qui provient directement des champs et/ou des industries. Le tonnage en matière sèche est plus faible, ce qui donne un pouvoir méthanogène apparemment plus fort. Ce dernier ne reflète pas la qualité du substrat réel à incorporer et donc à transporter.

Conclusions

Le pouvoir méthanogène varie donc dans un intervalle très grand de 4-5 m3/t MB à près de 800 m3/t MB. Ceci signifie que certains intrants de méthanisation sont jusqu'à 200 fois plus méthanogènes que d'autres et inversement que certains intrants sont jusqu'à 200 fois moins méthanogènes que d'autres.


L’ensilage de maïs possède un bon pouvoir méthanogène. Mais celui-ci peut entrer dans la chaîne alimentaire du bétail. Par conséquent son utilisation comme intrant est en compétition avec une utilisation plus rationnelle.
 

Les lisiers sont de mauvais intrants, vu leur faible pouvoirs méthanogènes dus à leur forte concentration en N et S. Il vaut mieux les utiliser autrement puisqu’ils demeurent des fertilisants biologiques intéressants, pourvu que leur épandage soit raisonné.
 

Pour un intrant donné (avoine par exemple), une grande variabilité existe également. Cette dernière peut être due à l’espèce en question, aux conditions de son obtention (sol, période de l’année, pluviométrie, placement comme culture intermédiaire à vocation énergétique ou culture principale, stockage …), son taux d’humidité etc. Aucun chiffre n’existe pour certains intrants. Le rendement et le fonctionnement d’un méthaniseur sont ainsi susceptibles de varier considérablement et de façon plus ou moins icontrôlable.

Un méthaniseur ne peut pas fonctionner avec des substrats faiblement méthanogènes. Par exemple, il ne peut pas fonctionner avec seulement des lisiers. Les intrants de méthanisation faiblement méthanogènes doivent obligatoirement être adjoints d’intrants plus méthanogènes. Par exemple en Allemagne, les méthaniseurs sont typiquement alimentés par 20 à 30% de lisiers, 50% d'ensilage de maïs et 30 à 20% d'ensilage d'herbe avec tous les problèmes de concurrence à l'agriculture alimentaire que cela pose.

Références

Barriatoulah Achimi (2011). Guide de bonnes pratiques pour les projets de méthanisation.

Club Biogaz ATEE

NPDCP (2016). Biomasse : Produire des Cultures Intermédiaires à Vocation Energetique.

Fiche de la Chambre d’Agriculture du Nord Pas De Calais Picardie

Collectif Scientifique National Méthanisation (14 Décembre 2018)