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Bien que la production de biogaz soit courante dans d'autres pays de l'UE depuis des années (selon les données de la European Biogas Association, EBA), à la fin de 2020, il y avait près de 19 000 usines de biogaz dans l'Union européenne, la plupart en Allemagne, avec plus de 11 000 usines, suivie de l'Italie (plus de 1 600) et de la France (plus de 700), l'Espagne n'en ayant qu'environ 300.
Parmi celles-ci, on trouve l'usine de production de biogaz par codigestion de la Granja Capdevila Torrent Ramaders située à Alcarràs (Lleida), dirigée par Josep Capdevila, dont on peut dire qu'il a été un visionnaire dans notre pays puisque, fin 2015, il s'était déjà engagé dans cette valorisation des déjections produites sur son élevage de 4 000 truies et avait lancé le projet.
Installation de production de biogaz par co-digestion.
Comment fonctionne l'usine de biogaz ?
La ferme produit environ 28 000 m3 de lisier par an. L'usine de production de biogaz dispose d'un bassin de réception couvert d'une capacité de 180 000 litres. Le lisier est acheminé depuis les bâtiments jusqu'à ce bassin par des tuyaux. Grâce à un agitateur homogénéisateur à différentes positions, le lisier frais est mélangé au cosubstrat, en l'occurrence du maïs haché cultivé sur 11 hectares de l'exploitation.
Tous les deux jours, 800 à 1000 kg d'ensilage de maïs sont mélangés à 100 m3 de lisier. L'agitateur fonctionne pendant environ 10 à 15 minutes par jour. Après le mélange, 60 m3 de nouvelle matière sont pompés quotidiennement par une pompe vers le haut du digesteur, où le processus anaérobie se déroulera et produira du biogaz.
A gauche : préfosse de mélange du lisier avec le co-substrat, en l'occurrence l'ensilage de maïs. À droite : ensilage de maïs.
Ce digesteur, d'un diamètre de 23 m et d'une hauteur de 6 m, a une capacité de 2 400 000 l et est équipé de deux agitateurs. Il est rempli à environ 5,40 m par mesure de sécurité. Il y a également un filet de sécurité interne pour empêcher la bâche de tomber en cas de défaillance du digesteur ou de travaux de réparation sur le digesteur.
La production de biogaz reste assez stable tout au long de l'année car ce type de biodigesteur dispose d'un circuit de chauffage interne, alimenté par sa propre production d'énergie, qui permet de maintenir la température interne afin que les bactéries puissent travailler correctement (la température optimale dans ce cas est d'environ 37ºC).
L'un des problèmes de ce type de processus est la production de sulfure d'hydrogène, qui est très corrosif. Le système dispose d'un compresseur d'air qui a deux objectifs : insuffler de l'oxygène pour aider à précipiter le sulfure d'hydrogène et maintenir gonflé un tube situé dans le périmètre supérieur du digesteur qui fonctionne comme une courroie pressurisée retenant la toile.
D'autre part, il ne faut pas oublier le digestat, un produit aux propriétés fertilisantes élevées. Il s'écoule par gravité à travers un tube et est stocké dans un bassin d'une capacité de 2 millions de litres.
Bassin de stockage du digestat.
Avantages économiques
À partir du biogaz produit, d'une pureté de 62 à 64 %, l'usine produit de l'énergie électrique et thermique. Le moteur de cogénération a déjà fonctionné 67 000 heures et, depuis sa mise en service, 3 843 000 kW ont été produits. Le co-digesteur produit suffisamment de gaz pour couvrir 100 % des besoins en électricité de l'exploitation, les kW restants pouvant être envoyés sur le réseau électrique. La chaudière à gaz, ainsi que la chaleur récupérée du cogénérateur, couvrent 80 % des besoins thermiques de l'élevage (pour chauffer le circuit d'eau radiante dans les bâtiments, ainsi que pour maintenir la température interne du codigesteur), tandis que les 20 % restants des besoins sont générés par une chaudière à biomasse.
L'année dernière a été l'année de production la plus élevée à ce jour, avec un total de 514 000 kW, les moteurs fonctionnant en moyenne 23,6 heures par jour (il faut tenir compte de l'entretien des moteurs).
Vue de l'équipement de cogénération, de la chaudière et de la zone de distribution d'eau chaude.
L'investissement s'est élevé à 480 000 euros et a été amorti en 6,5 ans. Il y a huit ans, avant le lancement du projet, les coûts annuels d'électricité et de chauffage s'élevaient à environ 98 000 euros par an. Compte tenu des prix actuels de l'électricité et du gaz, la production de biogaz est très avantageuse.
Le propriétaire de l'élevage, Josep Maria Capdevila, contrôle les paramètres à l'intérieur du digesteur.
Quant au digestat, outre son utilisation dans l'exploitation elle-même, il est vendu comme engrais à différents agriculteurs, ce qui constitue une autre source de revenus. Le propriétaire explique que ces derniers mois, en raison de l'augmentation du prix des engrais chimiques, la demande de digestat a augmenté.
Avantages pour l'environnement
La digestion anaérobie du lisier et la production de biogaz qui en résulte ont un impact positif sur l'environnement en réduisant les émissions de gaz à effet de serre, en produisant de l'énergie renouvelable et en assurant l'autosuffisance énergétique, en produisant un biofertilisant stabilisé et assaini et en réduisant les odeurs.
