Qu’est-ce que le biogaz et comment est-il produit ?

Face aux défis croissants du changement climatique et de la transition énergétique, des énergies renouvelables et locales comme le biogaz deviennent incontournables.
Mais comment cette énergie verte, issue de la méthanisation de déchets organiques, s’intègre-t-elle dans notre quotidien et quels bénéfices apporte-t-elle ? En tant qu’acteur engagé dans le développement des énergies renouvelables, OPALE vous propose un article dédié au biogaz pour comprendre son potentiel et son rôle déterminant pour un avenir énergétique plus durable.

Le biogaz, qu’est-ce que c’est ?

1. La définition officielle du biogaz

Le biogaz est une énergie renouvelable produite par la décomposition de matières organiques en l’absence d’oxygène. On appelle ce processus la méthanisation.

Il est composé principalement de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). On retrouve également des traces d’autres gaz comme l’hydrogène sulfuré (H2S).

Ce gaz renouvelable peut être utilisé de plusieurs façons : → pour générer de l’électricité, → pour produire de la chaleur, → pour être injecté dans les réseaux de gaz naturel sous forme de biométhane purifié.

La particularité du biogaz réside dans sa provenance : il est issu des déchets que nous produisons, qu’ils soient agricoles, industriels ou ménagers. En valorisant ces résidus pour créer de l’énergie, le biogaz s’inscrit dans une logique d’économie circulaire. Il participe activement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

2. Les matières premières

Le biogaz est une énergie très adaptable aux spécificités locale car elle peut être produite à partir de différentes matières organiques.

• Déchets agricoles : Le fumier, les lisiers, et les résidus de cultures représentent une ressource abondante pour la méthanisation, notamment dans les zones rurales. Leur utilisation permet de valoriser les sous-produits de l’élevage et de l’agriculture.
  
• Déchets alimentaires : Les restes alimentaires, qu’ils proviennent des ménages ou des industries agroalimentaires, peuvent être transformés en biogaz. Ce qui diminue le gaspillage tout en générant une énergie renouvelable.
  
• Boues d’épuration : Issues des stations de traitement des eaux usées, les boues d’épuration sont riches en matière organique et constituent une ressource précieuse pour la production de biogaz.
  
• Déchets ménagers organiques : La collecte des déchets organiques, tels que les épluchures et restes de repas, permet de produire du biogaz à partir des résidus des foyers. Ce qui contribue aux initiatives locales de gestion des déchets.

Le biogaz est donc une énergie locale, produite à partir des ressources disponibles sur le territoire. Sa production participe à une meilleure gestion des ressources et réduit l’impact environnemental des activités humaines.

Comment le biogaz est-il produit ?

La production de biogaz se déroule en 5 étapes :

1. La première étape consiste à rassembler les matières organiques qui serviront de matière première. Il peut s’agir de déchets agricoles (fumier, résidus de culture), de boues d’épuration, de déchets alimentaires ou ménagers. Ces matières sont ensuite acheminées vers une unité de méthanisation.
   
2. Une fois les déchets collectés, un tri ou un traitement préliminaire peut être nécessaire. Notamment pour retirer les impuretés ou préparer les matières à la digestion. Par exemple, les déchets alimentaires peuvent être broyés pour faciliter leur décomposition.
   
3. Les matières organiques sont ensuite placées dans un grand réservoir appelé digesteur, où se déroule la méthanisation. Ce digesteur est maintenu à une température spécifique (généralement entre 35°C et 55°C) et privé d’oxygène pour créer des conditions idéales à la décomposition de la matière organique par des bactéries anaérobies. Cette étape peut durer plusieurs semaines.
   
4. Au fur et à mesure que les micro-organismes décomposent la matière, ils produisent du biogaz, un mélange composé principalement de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). Ce gaz est ensuite capturé et peut être utilisé directement pour produire de l’électricité et de la chaleur, ou purifié pour être injecté dans les réseaux de gaz naturel sous forme de biométhane.
   
5. À la fin du processus de méthanisation, il reste un sous-produit appelé digestat. Ce résidu organique, riche en nutriments, peut être utilisé comme engrais naturel pour les sols agricoles, contribuant ainsi à une économie circulaire.

Le biogaz produit peut avoir plusieurs usages :

• Production d’électricité et de chaleur : Le biogaz peut alimenter des moteurs de cogénération, produisant ainsi simultanément de l’électricité et de la chaleur. Cette électricité peut être utilisée sur site ou revendue à des réseaux électriques, tandis que la chaleur peut être valorisée pour des applications industrielles ou domestiques.
  
• Injection dans les réseaux de gaz : Une fois purifié, le biométhane peut être injecté dans les réseaux de gaz naturel pour alimenter des foyers ou des industries.
  
• Carburant pour véhicules : Le biométhane peut également être utilisé comme carburant renouvelable, appelé bioGNV (Gaz Naturel pour Véhicules), pour alimenter des véhicules fonctionnant au gaz.
  

Les avantages et les bénéfices du biogaz

Le biogaz présente des atouts significatifs sur les plans environnemental, économique et social. Voici les principaux bénéfices de cette énergie renouvelable :

1. Réduction des émissions de gaz à effet de serre

Le biogaz joue un rôle essentiel dans la lutte contre le réchauffement climatique. En capturant le méthane, un gaz à effet de serre 25 fois plus puissant que le CO₂ (Source : ADEME, 2021), la méthanisation limite l’impact environnemental des déchets organiques. Lorsqu’il remplace les énergies fossiles, le biogaz réduit les émissions de CO₂, contribuant ainsi à un bilan carbone plus favorable.

2. Valorisation des déchets

Avec le biogaz, les déchets deviennent une ressource. En Europe, environ 88 millions de tonnes de déchets alimentaires sont générés chaque année, dont une partie peut être valorisée en biogaz (Commission Européenne, 2018). En effet, la méthanisation transforme les résidus agricoles, alimentaires ou industriels, en énergie, s’inscrivant ainsi dans une logique d’économie circulaire. En France, les 25 000 tonnes de déchets traités permettent la production de 8 000 MWh d’électricité, soit l’équivalent de la consommation annuelle de 2 700 foyers (ADEME, 2022).

3. Production d’une énergie renouvelable locale

Le biogaz, produit à partir de matières locales telles que les déchets agricoles et ménagers, réduit la dépendance aux importations de gaz fossile. En 2022, la France a injecté 7 TWh de biométhane dans ses réseaux de gaz naturel, soit l’équivalent de la consommation annuelle de près de 1,5 million de foyers français (France Gaz Renouvelables, 2022). Cette énergie locale contribue ainsi à l’autonomie énergétique des territoires.

4. Création d’emplois et dynamisme local

La filière biogaz est une source importante d’emplois locaux. En Europe, le secteur du biogaz et du biométhane pourrait créer jusqu’à 300 000 emplois d’ici 2030 (European Biogas Association, 2022). En France, le biogaz soutient les économies régionales, en particulier en zones rurales où la valorisation des déchets agricoles contribue au développement économique et social.

5. Production de digestat : un fertilisant naturel

La méthanisation produit du digestat, un engrais naturel qui améliore la qualité des sols agricoles. Selon l’ADEME, le digestat permet de remplacer jusqu’à 30 % des engrais minéraux, pour réduire ainsi la dépendance aux engrais chimiques importés (ADEME, 2020). Ce fertilisant riche en nutriments boucle le cycle de valorisation des matières organiques et favorise l’agriculture durable.

6. Diversification des revenus pour les agriculteurs

Le biogaz offre une source de revenus supplémentaire aux agriculteurs, qui peuvent valoriser leurs résidus agricoles et vendre l’énergie produite. Au 31 décembre 2022, on dénombrait en France 1400 sites de méthanisation, 47% des sites sont détenus par des agriculteurs. Des revenus complémentaires pour les exploitations qui renforcent leur résilience économique face aux fluctuations des prix (Ministère de la Transition Écologique, 2022).

7. Stabilité énergétique à long terme

Le biogaz apporte une stabilité énergétique aux territoires. Contrairement aux énergies fossiles, soumises aux variations des marchés mondiaux, le biogaz est une ressource renouvelable produite localement et de manière continue. En Europe, l’AIE estime que la part du biométhane pourrait atteindre 10 % de la consommation totale de gaz d’ici 2030, offrant ainsi une sécurité énergétique accrue (Agence Internationale de l’Énergie, 2022).

L’avenir du biogaz

L’avenir du biogaz est porteur, en particulier dans un contexte où la transition énergétique devient une priorité mondiale. Alors que les gouvernements, les entreprises et les citoyens cherchent des solutions pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et renforcer la résilience énergétique, le biogaz se positionne comme un acteur clé de ce changement.

Voici les tendances et perspectives d’avenir qui se dessinent :

1. Une contribution croissante au mix énergétique

Le biogaz pourrait jouer un rôle de plus en plus important dans le mix énergétique mondial. En Europe, les objectifs de réduction de CO₂ visent à intégrer davantage de biométhane dans les réseaux de gaz naturel : d’ici 2030, l’Union Européenne souhaite que 35 % de son gaz soit d’origine renouvelable (Source : Ministère de la Transition énergétique, 2023). Cette intégration permettrait de réduire la dépendance aux énergies fossiles, de valoriser les déchets organiques et de renforcer l’autonomie énergétique des territoires.

2. Le développement des technologies de méthanisation

Les avancées technologiques dans la méthanisation ouvrent de nouvelles perspectives pour l’industrie du biogaz. Les digesteurs de nouvelle génération sont conçus pour être plus efficaces et plus compacts, capables de traiter une plus grande diversité de matières organiques. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), les innovations autour des technologies de capture des gaz résiduels comme le méthane pourraient réduire de 30 % les émissions de GES liées à la production de biogaz d’ici 2030. Ces progrès renforcent la compétitivité du biogaz face aux autres sources d’énergie renouvelable.

3. L’hybridation avec d’autres énergies renouvelables

Une option prometteuse pour l’avenir du biogaz réside dans son hybridation avec d’autres énergies renouvelables comme l’éolien ou le solaire. Les systèmes hybrides permettent de combiner plusieurs sources d’énergie pour ajuster la production selon la demande et les conditions météorologiques. Stockable et disponible en continu, le biogaz peut ainsi compenser l’intermittence de l’éolien et du photovoltaïque, renforçant ainsi la fiabilité de l’approvisionnement énergétique. La France prévoit un potentiel de 5 GW en installations hybrides d’ici 2035 (Source : ADEME, 2023).

4. Une demande accrue pour l’autoconsommation énergétique

L’autoconsommation énergétique est une tendance majeure, et le biogaz s’adapte parfaitement à ce modèle. De plus en plus d’entreprises, collectivités et particuliers choisissent de produire leur propre énergie pour réduire leur dépendance aux réseaux centralisés et aux fluctuations des prix de l’énergie. En France, la production de biogaz pourrait fournir 8 % de la consommation énergétique d’ici 2050, répondant ainsi aux besoins d’autonomie énergétique locale et de durabilité (Source : France Gaz Renouvelables, 2023).

Conclusion – Qu’est-ce que le biogaz et comment est-il produit ?

Le biogaz s’impose aujourd’hui comme une pièce maîtresse de la transition énergétique, en particulier pour les territoires ruraux et les industries locales. Son développement est essentiel pour atteindre les objectifs climatiques de la France et de l’Europe tout en contribuant à la résilience économique des territoires. Pour OPALE, le biogaz, avec ses multiples bénéfices et son adaptabilité, est une réponse efficace aux enjeux énergétiques et environnementaux d’aujourd’hui.