Pro­duc­tion de bio­gaz en agriculture 

La pro­duc­tion d’électricité à par­tir du bio­gaz en agri­cul­ture n’a ces­sé de prendre de l’importance ces der­nières années. De fait, ce sec­teur joue aujourd’hui un rôle cen­tral dans la pro­duc­tion d’électricité. Entre 2007 et 2014 notam­ment, le nombre d’installations de bio­gaz a connu une aug­men­ta­tion rapide, en par­tie grâce aux dis­po­si­tifs de sou­tien entrés en vigueur en 2000 en Alle­magne dans le cadre de la loi de tran­si­tion éner­gé­tiques. Les plans d’action et les direc­tives créés au niveau euro­péen (UE) visent à aug­men­ter la part des sources d’énergie renou­ve­lables comme le bio­gaz agri­cole. Ain­si par exemple, la stra­té­gie de métha­ni­sa­tion du Pacte vert euro­péen donne un coup d’accélérateur au mar­ché du bio­gaz agri­cole issu de sources durables. Le Paquet « Ajus­te­ment à l’objectif 55 » de l’UE par­ti­cipe éga­le­ment à cette évo­lu­tion. Par consé­quent, les ins­tal­la­tions de bio­gaz se mul­ti­plient et la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole s’impose comme une source d’approvisionnement évi­dente en élec­tri­ci­té renou­ve­lable et en cha­leur. Le fonc­tion­ne­ment opti­mal de ces ins­tal­la­tions de bio­gaz néces­site une bonne ges­tion des cultures afin de les orga­ni­ser et de les suivre effi­ca­ce­ment. Pour une pro­duc­tion durable de bio­gaz dans les exploi­ta­tions agri­coles, les sys­tèmes de rota­tion des cultures doivent idéa­le­ment être adap­tés à chaque site et équi­li­brés. Une rota­tion réflé­chie des cultures et varié­tés est par consé­quent déci­sive. La sec­tion sui­vante détaille les dif­fé­rents sub­strats pos­sibles pour la pro­duc­tion de bio­gaz en agriculture.

Les matières végé­tales agricoles 

On a long­temps uti­li­sé essen­tiel­le­ment le maïs pour pro­duire du bio­gaz en agri­cul­ture, notam­ment pour son excel­lente pro­duc­ti­vi­té. Or, en dépit de plans d’action et de direc­tives, une large rota­tion des cultures est éga­le­ment indis­pen­sable pour conser­ver la fer­ti­li­té des sols, ce qui passe par de bonnes pra­tiques agri­coles évi­tant le plus pos­sible la suc­ces­sion de mêmes cultures.

D’autres plantes peuvent ain­si être uti­li­sées en plus du maïs à cette fin. Le débat « réser­voir ou assiette » a mis en lumière des alter­na­tives pro­dui­sant suf­fi­sam­ment de bio­masse avant ou après les cultures prin­ci­pales. Plu­sieurs varié­tés de plantes riches en éner­gie sont en effet dis­po­nibles pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole. Le choix de cultures inter­mé­diaires adap­tées per­met ain­si de pro­duire suf­fi­sam­ment de bio­masse en peu de temps. Le ren­de­ment éner­gé­tique par hec­tare doit être pris en compte. En outre, le taux de matière sèche des plantes consti­tue un fac­teur impor­tant. Les plantes à fleurs et à tiges sont éga­le­ment une bonne alter­na­tive pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole. L’association de cultures prin­ci­pales et inter­mé­diaires per­met de béné­fi­cier des avan­tages de la rota­tion des cultures. La pro­duc­ti­vi­té de chaque plante peut être ana­ly­sée au moyen de solu­tions numé­riques comme le module Pro­gram­ma­tion des cultures et varié­tés de 365FarmNet.

Maïs ensi­lage

Le maïs ensi­lage reste de loin le sub­strat le plus uti­li­sé dans les ins­tal­la­tions de bio­gaz agri­coles. Il se dis­tingue par des ren­de­ments stables et un pou­voir métha­no­gène éle­vé. Des varié­tés spé­ciales et adap­tées aux sites de pro­duc­tion sont dis­po­nibles, comme les varié­tés tar­dives. Comme le temps de séjour du maïs ensi­lage dif­fère énor­mé­ment entre le pro­ces­sus de dégra­da­tion dans les fer­men­teurs des ins­tal­la­tions de bio­gaz et l’utilisation comme ali­ment pour ani­maux, les objec­tifs de sélec­tion concernent sur­tout les hydrates de car­bone à dégra­da­tion lente.

Ensi­lage d’herbe

En matière d’ensilage d’herbe, une teneur éle­vée en pro­téines brutes dimi­nue le pou­voir métha­no­gène. Le nombre de coupes a éga­le­ment un effet simi­laire, la pre­mière coupe étant la plus indi­quée pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole. L’avantage éco­no­mique pour l’exploitation doit tou­te­fois être véri­fié au moyen d’un cal­cul de ren­ta­bi­li­té. Outre la mise en culture de prai­ries per­ma­nentes, il est pos­sible d’amener de la diver­si­té dans les par­celles avec des mélanges. On peut par exemple ajou­ter des mélanges de légu­mi­neuses comme le trèfle lors du semis d’herbe. Ces mélanges sont éga­le­ment adap­tés aux condi­tions locales.

Ensi­lage de céréales immatures

En géné­ral, les céréales imma­tures se prêtent bien à l’ensilage. Le seigle, notam­ment, est par­ti­cu­liè­re­ment adap­té à la pro­duc­tion de bio­gaz. Les ren­de­ments peuvent atteindre près de six tonnes de matière sèche par hec­tare. Le seigle pré­cède la culture prin­ci­pale et ne doit pas la gêner lors de la rota­tion. Ce risque peut être évi­té par une bonne ges­tion des cultures et un enre­gis­tre­ment exhaus­tif de la pro­duc­tion végé­tale. La période de récolte est éga­le­ment déci­sive pour le ren­de­ment et la pro­duc­tion de méthane. Les ren­de­ments éner­gé­tiques du seigle sont éle­vés de l’épiaison jusqu’au stade lai­teux. Même si le maïs offre plus d’avantages, les céréales imma­tures sont un choix inté­res­sant pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole parce qu’elles per­mettent d’assouplir la rota­tion des cultures. C’est sur­tout vrai pour les cultures consom­ma­trices d’humus qui néces­sitent sou­vent le recours aux poa­cées comme le sor­gho et autres variétés.

Bet­te­raves sucrières

Les bet­te­raves sucrières sont uti­li­sées depuis quelques années déjà pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole, notam­ment les bet­te­raves excé­den­taires dépas­sant les contin­gents fixés. Après la réforme du mar­ché du sucre en Europe en 2017, la quan­ti­té de bet­te­raves sucrières ali­men­tant les fer­men­teurs des ins­tal­la­tions de bio­gaz tend net­te­ment à dimi­nuer. Elles laissent davan­tage la place aux pulpes de bet­te­raves issues des sucre­ries pour la pro­duc­tion de biogaz.

Cultures inter­mé­diaires

Les cultures inter­mé­diaires uti­li­sées pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole sont par exemple la mou­tarde, le col­za de prin­temps et le radis oléi­fère, mais aus­si des mélanges de plantes sau­vages. Le but est d’obtenir un ren­de­ment en matière sèche éle­vé. Les cultures déro­bées doivent éga­le­ment par­fai­te­ment s’intégrer à la rota­tion des cultures et ne pas gêner la récolte. La culture de navets est par consé­quent réser­vée aux exploi­ta­tions spé­cia­li­sées dotées du maté­riel de récolte adapté.

Rési­dus, sous-pro­duits et co-substrats

Les rési­dus sont sou­mis à des exi­gences régle­men­taires strictes éga­le­ment valables pour la pro­duc­tion de bio­gaz agri­cole. Les déjec­tions ani­males pré­sentent un risque éle­vé avec les chaînes d’infection entre ani­maux et entre l’animal et l’homme. Des mesures pal­lia­tives sont par consé­quent néces­saires afin de garan­tir la sécu­ri­té de pro­duc­tion du bio­gaz. Même les déchets des indus­tries agro-ali­men­taires ou des col­lec­ti­vi­tés ne doivent conte­nir aucune matière pou­vant s’accumuler dans le sol et por­ter pré­ju­dice à l’environnement après épan­dage des sub­strats de fer­men­ta­tion sur les parcelles.

Yas­min Moehring

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