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Produire des énergies renouvelables, installer une activité économique en milieu rural, diversifier l’activité d’une exploitation agricole, traiter des biodéchets et permettre leur retour au sol…
Les atouts de la méthanisation sont nombreux et indiscutables.
Mais installer un méthaniseur sur un territoire donné soulève de nombreuses questions quant aux nuisances possibles pour l’environnement et le voisinage.
Nous allons ici tenter de synthétiser les éléments de réponse aux principales questions qui se posent.
Pour plus de renseignements, se référer à la partie Ressources.
La méthanisation est un processus qui se déroule en absence d’oxygène, donc les digesteurs sont totalement hermétiques et sans odeur. Par ailleurs, les composés odorants des matières organiques entrantes sont pour la plupart détruits au cours de procédé de méthanisation. Pour beaucoup d’agriculteurs, la méthanisation est même un moyen de réduire les odeurs liées à leurs épandages de lisier et ou fumier.
Des émanations olfactives peuvent cependant provenir des matières traitées dans le méthaniseur soit pendant leur stockage soit pendant leur manipulation : lisiers, fumiers, déchets fermentescibles de l’agroalimentaire…
Des dispositions peuvent être prises pour réduire ces odeurs au maximum :
– Optimisation des manipulations de matières
– Collecte des jus
– Chargements et déchargements dans des bâtiments ouverts
(3 côtés) ou fermés en dépression d’air pour éviter les sorties d’air
– Bâtiments de stockage équipés d’un système de désodorisation (filtres biologiques à haut rendement)
Pour rassurer les riverains et rationnaliser le débat, il peut être nécessaire de présenter des échantillons (matières brutes et digestat) ou de proposer une visite d’un site similaire (matières et équipements semblables). Un jury de nez peut également être mis en place avec des riverains volontaires.
Sur une installation de méthanisation à la ferme, le nombre de rotations par jour est généralement faible (5 rotations par jour environ). Certaines périodes concentrent néanmoins un fort trafic routier : période d’ensilage, période d’épandage des digestats.
Afin de rassurer les riverains, une décomposition du flux total pour chaque axe routier selon la provenance et la destination pourra être utile pour montrer la forte dilution du trafic.
La réglementation précise que l’exploitant de l’unité de méthanisation est responsable de la bonne gestion des flux engendrés par son activité, de la sécurité routière aux abords du site, des respects des horaires de travail, des horaires de passage des convois.
Il faudra donc privilégier des accès sûrs, identifier les points sensibles et proposer des solutions. Les horaires de rotation pourront être ajustés pour éviter les heures de pointe locales.
Les sources potentielles de bruit liées à une installation de méthanisation sont le transport des déchets / substrats et le fonctionnement des moteurs de cogénération (en cas de valorisation par cogénération). Le procédé de méthanisation en lui-même est silencieux.
En ce qui concerne le bruit lié au transport, les véhicules, les matériels de manutention et les engins de chantier utilisés à l’intérieur de l’installation doivent être conformes aux dispositions en vigueur en matière de limitation de leurs émissions sonores, et doivent être utilisés pendant les horaires de travail habituels (8h – 18h en semaine).
L’usage de tous appareils de communication par voie acoustique (sirènes, haut-parleurs, avertisseurs) est interdit, sauf si leur emploi est exceptionnel et réservé à la prévention et au signalement d’incidents graves.
Dans les unités de méthanisation en cogénération, un moteur de cogénération fonctionne en continu pour valoriser le biogaz en électricité et en chaleur. Ce moteur est placé dans un caisson insonorisé qui permet de réduire le bruit à moins de 51 dB (soit le niveau sonore d’une machine à laver) dans un rayon de 50 mètres.
La perception des paysages comme l’intégration paysagère sont des notions délicates à appréhender car très subjectives.
Elles dépendent fortement de l’œil de l’observateur.
Le choix du site d’implantation doit prendre en compte la topographie et l’unité de méthanisation doit se fondre le plus parfaitement possible à son environnement.
De nombreuses options peuvent être envisagées : implantation de haies, enfouissement des cuves, choix de couleurs neutres…
La consultation des riverains sur cette question est importante afin de trouver les options qui satisferont le plus grand nombre.
Si le paysage est classé (paysage remarquable, site classé, etc.)
et selon le niveau ICPE de l’installation, une étude paysagère pourra être jointe à l’étude d’impact afin de caractériser les enjeux.
La méthanisation mésophile (25 à 45 °C) permet de réduire significativement, et de manière plus importante qu’un simple stockage, la quantité de germes indicateurs les plus sensibles
(E. Coli) mais n’affecte pas les germes les plus résistants
(C. Perfringens).
L’utilisation de la méthanisation thermophile (supérieure à 50°C) augmente l’abattement des pathogènes mais ne semble pas garantir une absence totale de pathogènes dans le digestat.
Ainsi, bien qu’elle améliore sensiblement la qualité sanitaire des matières traitées, la méthanisation en tant que telle ne constitue en aucun cas une technique d’hygiénisation des déchets.
Par contre, lorsque cela est nécessaire, il s’avère intéressant d’utiliser une partie de l’énergie thermique produite par la méthanisation pour l’hygiénisation de certains déchets avant
la méthanisation ou du digestat après méthanisation.
Il existe en France une réglementation très contraignante sur la sécurité des installations, le classement en zones ATEX (Atmosphères Explosives), les consignes de sécurité, les normes de construction, etc.
Ainsi, le risque d’explosion est analysé en détail : l’étude de danger impose d’examiner l’accidentologie, d’identifier les dangers et de caractériser le risque d’explosion et prendre des mesures de maîtrise de risque.
Le risque d’explosion est très faible car le procédé de méthanisation se déroule en condition de faible pression et d’absence d’oxygène.
La production de gaz de l’unité est consommée en continu (soit injectée dans le réseau, soit brûlée dans une chaudière ou un moteur de cogénération). Par ailleurs, la plupart des sites sont équipés d’un dispositif de destruction du biogaz (souvent une torchère).
La quantité de gaz présente sur un site de méthanisation standard est équivalente à celle d’une bonbonne de gaz domestique pour le chauffage.
La réglementation stipule également que les digesteurs soient implantés à plus de 200 m des habitations occupées par des tiers (150 m pour les plus petites unités), ce qui est étudié pour minimiser l’impact sur les habitations environnantes même dans le cas d’un accident. Les usines de méthanisation ne sont pas classées SEVESO.
Le risque incendie existe dès lors qu’il y a stockage de matériaux combustibles (pailles, emballages, palettes,…) et qu’il y a des bâtiments et/ou des équipements électriques.
La réglementation ICPE impose de limiter les risques sur les équipements et sur l’environnement : respect des distances avec les limites de propriété, les riverains, mise en place de mesures organisationnelles (pas de stockage de matériaux combustibles à proximité du gazomètre, stockage d’eau dédié…).
Par ailleurs, les sites sont équipés de détecteurs de gaz, d’extincteurs et d’une voie d’accès pour les pompiers.
La distance minimale d’une installation de méthanisation avec une habitation est de 50m. Néanmoins, la plupart des méthaniseurs sont situés bien plus loin de la première maison.
La distance aux habitations est un critère important dans le choix du site d’implantation.
Un site de méthanisation bien conçu et bien exploité ne provoquera pas de nuisances sensibles sur son environnement.
Il n’y a donc pas de raison pour que les riverains souhaitent brusquement quitter et mettre en vente leur habitation. Dans tous les cas, il est important de bien informer et rassurer les riverains dès la phase projet puis lors des phases de travaux puis d’exploitation.
Suite au processus de méthanisation, la matière restante qui est extraite du digesteur est appelée digestat. Il s’agit d’une matière homogène et stabilisée, valorisée comme fertilisant. Elle contient toutes les matières qui n’ont pas été transformées en biogaz : les éléments minéraux, la fraction la moins facilement dégradable de la matière organique et de l’eau.
Le digestat présente plusieurs intérêts :
– Atténuation des odeurs par rapport aux matières entrantes
– Réduction significative des germes pathogènes et des graines d’adventices
– Conservation de la valeur amendante
– Amélioration de la valeur fertilisante azotée
– Fluidification de la matière
L’épandage se fait sur un sol suffisamment portant pour les engins agricoles pour éviter la dégradation du sol. L’épandage doit avoir lieu lorsque le lessivage et la volatilisation sont les plus faibles (conditions de fraîcheur et humidité mais pas de fortes pluies et pas de vent). Des équipements spécifiques sont requis : enfouisseurs ou a minima pendillards.
L’épandage de digestat peut se faire au plus près des besoins de cultures, car les minéraux sont facilement assimilables par les plantes. Il n’y a aucun risque de lessivage (contrairement à l’azote nitrique des engrais chimiques et celui des fumiers et lisiers), car l’azote est sous forme ammoniacale chargée « + » qui adhère aux particules du sol chargées « – ». Toutefois, sur des sols basiques, il peut y avoir un risque de volatilisation sous forme d’ammoniac.
C’est pourquoi les exploitants des méthaniseurs épandent avec des systèmes évitant ce phénomène : pendillards, enfouisseurs…
Le digestat ne « détruit pas les sols » : il permet au sol de conserver son taux de matière organique ou « HUMUS ». C’est la matière organique instable et volatile qui est transformée en méthane. Cette dégradation est compensée par une plus forte stabilité du digestat par rapport aux effluents d’élevage ou industriels. Les pratiques d’épandage et de couverture du sol sont également des leviers de compensation toujours utilisés par les méthaniseurs agricoles.
L’épandage de digestat est réglementé. Des distances minimums sont à respecter avec les habitations, les lieux publics et les cours d’eau. Une traçabilité de l’épandage est requise au moyen d’un cahier d’épandage.
Réglementairement, les cultures principales sont limitées à 15 % du tonnage brut entrant dans le méthaniseur pour éviter un phénomène de concurrence avec l’alimentation.
Par définition, une culture principale est soit sous contrat, soit le plus longtemps présente sur le cycle annuel, soit en place entre le 15 juin et le 15 septembre.
85 % au moins de l’approvisionnement d’un méthaniseur est donc constitué de ressources non concurrentielles à l’alimentation (effluents d’élevage, résidus de cultures, cultures intermédiaires…).
La méthanisation valorise des déchets agricoles (lisier, fumier…)
en ressources énergétiques. L’épandage du digestat permet le retour
au sol de la matière organique et contribue à une agriculture moins consommatrice d’engrais de synthèse et moins émettrice de gaz
à effet de serre.
Les CIVEs (Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique) sont des cultures dérobées, qui sont donc semées et récoltées entre deux cultures principales. Elles sont récoltées pour être utilisées comme intrant dans une unité de méthanisation. Par ailleurs, elles jouent le rôle de couvert végétal, ne laissant pas le sol nu durant la période d’interculture. Elles captent l’azote du sol et évitent ainsi son lessivage.
En fonction de l’espèce, ou des espèces dans le cas de mélanges, les CIVEs présentent plusieurs avantages agronomiques :
– Limitation du lessivage des nitrates.
– Structuration du sol.
– Lutte contre les adventices (compétition pour les ressources).
– Lutte contre certaines maladies de la culture principale, si l’association des deux cultures est favorable.
– Préservation des populations d’abeilles, en cas de plantes produisant du nectar.
L’exportation des CIVEs n’appauvrit pas le sol.
Au contraire, la biomasse racinaire produite enrichit le sol en matière organique. Par ailleurs, la durée de couverture des sols est allongée, ce qui protège le sol contre les UV.
On distingue deux catégories de cultures intermédiaires :
– Les CIVEs d’été : elles sont semées après les récoltes de cultures d’hiver précoces et récoltées à l’’automne.
– Les CIVEs d’hiver : elles sont semées à l’automne et récoltées avant l’implantation d’une culture de printemps.
Le biogaz produit avant épuration contient entre 0 et 0,5 % de H2S (sulfure d’hydrogène). Les risques se situent au niveau de la préfosse de stockage des substrats (émission de H2S en cas de mélange non contrôlé de certaines matières), du local technique et des canalisations.
Cependant, le H2S étant corrosif pour les moteurs, le biogaz doit faire l’objet d’une épuration qui permet de réduire la teneur en H2S de 90 à 99 %. La réglementation prévoit aussi des valeurs limites pour le H2S dans le biogaz en sortie d’installation, et des dispositifs de mesure de la quantité de polluants dans le gaz sont également installés.
Pour faire le bilan global des émissions de gaz à effet de serre (GES) par la méthanisation, il faut regarder :
– Les émissions de GES liées à l’activité de méthanisation : transport, processus de digestion, épandage.
– Les émissions de GES évitées par la méthanisation : stockage, traitement et épandage alternatif des matières organiques, engrais de substitution au digestat, énergie de substitution au biométhane.
Le bilan varie selon les installations mais reste toujours très positif en termes de réduction d’émissions de GES. En effet, la méthanisation rend simultanément plusieurs services « coûteux » en émissions de GES : le traitement des matières organiques, la production d’énergie et la production d’engrais organiques.
Tout projet peut réaliser un bilan carbone détaillant les modes de calcul d’émissions de GES par poste. Le poste logistique et transport représente généralement une faible part du total des émissions de GES.
L’installation moyenne – agricole, 250 kWélectrique en cogénération – présente le bilan suivant : 25 fois plus d’énergie produite que consommée, 600 tonnes équivalent-CO2 économisées par rapport à une énergie de source fossile, et peut assurer les besoins en électricité de 400 foyers d’habitations hors chauffage. Une énergie produite avec des matières locales et consommée localement : une illustration en zone rurale de ce qu’est l’économie circulaire.
En ce qui concerne les potentielles fuites de méthane, des détecteurs sont positionnés à proximité des équipements présentant les plus fortes probabilités de fuite (ex : canalisation d’entrée du biogaz à proximité du moteur).
De même, il est recommandé de couvrir les fosses de stockage de digestat avec des membranes étanches au gaz.
- La tonne « équivalent CO2 » (Teq CO2 ou CO2 Teq en anglais) est une unité créée par le GIEC pour comparer les impacts de ces différents gaz à effet de serre en matière de réchauffement climatique et pouvoir cumuler leurs émissions. 1 TeqCO2 représente un ensemble de gaz à effet de serre ayant le même effet sur le climat qu’une tonne de dioxyde de carbone.
- Le normo mètre cube, anciennement noté normaux-mètres cubes, de symbole : Nm³, est une unité de mesure de quantité de gaz qui correspond au contenu d’un volume d’un mètre cube, pour un gaz se trouvant dans les conditions normales de température et de pression (1013 Hpa et à 0°C).
- Le kWh est une unité de mesure de l’énergie, égale à l’énergie que consomme ou que produit un équipement ou un générateur d’une puissance de 1 kW (1000 Watts) pendant une heure.
Dans le Système international d’unités (SI), l’unité de base de mesure de l’énergie est le Joule (J). Mais, pour des domaines d’application comme les énergies thermique et électrique, on utilise plutôt le Wh (Watt-heure) et ses multiples tels que le kWh pour éviter des chiffres trop importants.
Exemple: une ampoule LED de 10 W allumée 4 heures par jour consomme une énergie de 1,2 kWh en un mois (10 Watts × 4 heures × 30 jours = 1 200 Watts-heure), soit 4,32 MJ.