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biogaz, les nouveaux bâtisseurs de la révolution énergétique

25.09.2017

Le biogaz s’affirme comme une nouvelle source d’énergie renouvelable, locale et contribuant à la réduction des gaz à effet de serre (GES). Son cycle de production repose sur la méthanisation des boues issues du traitement des eaux usées ou des déchets municipaux, industriels ou agricoles et également des installations de stockage. Il s’agit d’une technique de dégradation de la matière organique dans un milieu contrôlé, dépourvu de lumière et d’oxygène.

Ce procédé aboutit notamment à la production d’un mélange gazeux, le biogaz, permettant de produire des énergies renouvelables : de l’électricité et de la chaleur ainsi que du biométhane pouvant être injecté sur le réseau de gaz de ville ou transformé en biocarburant. Un exemple réussi de boucle vertueuse pour valoriser au mieux les ressources !

open_resource magazine a rencontré les ingénieurs de SUEZ qui innovent pour mener à bien la révolution énergétique et faire prospérer la filière du biogaz, notamment en France.


Brasserie Heineken de Tadcaster disposant d’un digesteur anaérobique pour la production de biogaz installé par SUEZ, Royaume-uni – Crédits : SUEZ/ABACA PRESS/George Blonsky


Naissance d’une filière « circulaire »

Il est aujourd’hui possible de produire un carburant qui n’émet pas de particules fines et pratiquement pas d’oxyde d’azote. Comment ? En valorisant du biogaz issu des boues des stations d’épuration. C’est une aubaine dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique où l’on cherche des solutions locales pour produire des énergies vertes et innovantes.

Depuis quelques années, on assiste à une forte évolution de la règlementation, ouvrant un nouveau chapitre énergétique. En 2011, la législation fixe les premiers tarifs d’achat du biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel. Quatre ans plus tard, en 2015, la loi de transition énergétique est adoptée. Elle s’accompagne de l’annonce d’un objectif de 10 % de gaz d’origine renouvelable dans la consommation de gaz en 20301. Le Conseil des ministres français l’acte en avril 2016 : « La filière biogaz participe au développement des énergies renouvelables, à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l’essor d’une économie circulaire, avec la valorisation des déchets produits localement« . Cette même année, 215 gigawatts/ heure de méthane d’origine naturelle ont été produits dans le pays, soit la consommation de près de 18 000 logements. Aujourd’hui, il existe également une vingtaine de sites injectant du biométhane et plus de 200 projets en cours. Ce mouvement découle principalement de l’obligation imposée aux plus importants producteurs de biodéchets2 (des déchets alimentaires ou biodégradables), de les trier, et de les faire collecter ou de les valoriser eux-mêmes.

Dès lors, on comprend qu’une entreprise comme PRODEVAL, leader sur la production de biogaz en France et que SUEZ accompagne en tant qu’investisseur financier3, connaisse une forte croissance. Sa technologie VALOPUR® s’appuie sur des membranes hautes performances pour épurer le biogaz issu de la méthanisation des déchets organiques et des boues de station d’épuration. Il s’agit d’une innovation qui s’inscrit complètement dans la dynamique de développement des énergies renouvelables impulsée aux niveaux français et européen. Pour Pierre Coursan, chef de marché biométhane pour la France chez SUEZ, nous sommes donc aujourd’hui au cœur d’une révolution énergétique.

Et demain ? D’ici 2030 en France, boues, déchets et effluents d’élevage représenteraient un gisement global destiné à la méthanisation qui permettrait de produire 56 térawattheures d’énergie primaire par an. Soit… 560 fois plus qu’aujourd’hui ! Pour l’électricité, la puissance installée atteindra 625 mégawatts en 2020, ce qui représente plus du double de l’objectif initial.


À Strasbourg, le circuit court est roi

Les collectivités, qui voient dans le biogaz un levier pour développer une énergie locale renouvelable, se sont rapidement intéressées à ce nouveau cycle de production circulaire.

De fait, comme l’explique Gilles Bideux, responsable du pôle énergie au sein de la direction de l’ingénierie environnementale de SUEZ, l’intérêt du biogaz pour les collectivités est évident : « À un produit fossile, souvent importé et émetteur de gaz à effet de serre, on substitue, dans le réseau, une énergie neutre et qui est produite et consommée localement« .

C’est pourquoi le projet Biovalsan a conduit la ville de Strasbourg via la SEM Réseau GDS4 dont elle assure le contrôle à travailler avec SUEZ autour d’une joint-venture, Biogénère. Ce
projet-pilote a été développé avec le soutien financier du programme LIFE5 de la Commission européenne pour la préservation de l’environnement. Pour Strasbourg, l’objectif est ainsi de devenir la première ville française à injecter du biométhane issu de station d’épuration dans le réseau urbain de gaz naturel. Utilisé en carburant, le biométhane permet aussi de répondre à l’enjeu d’une mobilité propre et durable. Il réduit de 90 % les émissions de gaz à effet de serre par rapport aux carburants fossiles et n’émet aucune particule fine nocive pour la santé.

Avant d’injecter effectivement le biométhane dans le réseau de gaz naturel, il a notamment fallu réaliser des études poussées. Un groupe de travail, composé de tous les acteurs de l’énergie concernes (l’Ademe6 et les autorités de tutelle, le réseau gazier local, les exploitants, etc.), a étudié en détail les aspects technique, économique et sanitaire du projet pilote. « Nous avons développé une étude de risques sanitaires pour lever les doutes sur l’innocuité sanitaire de l’injection du biométhane dans les réseaux. Nous avons réalisé des études de conception et monté un business plan et après une revue et un audit des technologies disponibles, nous avons fait un choix : celui de la séparation membranaire, une technologie utilisée pour la production d’air industriel que nous avons adaptée. Ce projet a contribué à la naissance, en juin 2014, d’un cadre règlementaire favorable au lancement de la filière biométhane de station d’épuration en France, à l’issue d’un dialogue constructif entre les porteurs du projet, le ministère de l’Environnement, la Direction générale de l’énergie et du climat et la Commission de régulation de l’énergie« , détaille Fréderic Pierre, responsable HQS2E7 et développement chez SUEZ Eau France et chef du projet Biovalsan.

Cette collaboration avec SUEZ illustre l’ambition que peut porter la collectivité : « Lorsque nous avons pris la gestion du contrat d’exploitation et de développement de la station d’épuration de Strasbourg, celle-ci valorisait peu ses ressources énergétiques internes et dépendait fortement des énergies fossiles. Nous avons donc construit un nouveau modèle énergétique cible visant à devenir indépendant des énergies fossiles et à récupérer ses ressources énergétiques internes afin d’exporter sur le territoire le biométhane injecté dans le réseau de gaz de ville » explique Fréderic Pierre.

À Strasbourg, conformément aux objectifs de la collectivité, le développement de la filière biométhane s’inscrit dans une logique de circuit court. Ainsi pour le gaz vert produit à la station d’épuration, 100 % de la production a vocation à être dédiée aux utilisateurs locaux, avec une priorité aux projets d’urbanisme durable (grands bâtiments tertiaires, écoquartiers) et à la mobilité propre en utilisant à terme, une partie du biométhane comme carburant pour véhicules fonctionnant au gaz naturel (bio-GNV).


Station d’épuration de Strasbourg – La Wantzenau (France) où se déroule le projet Biovalsan – Crédits : SUEZ


Et si, pour la production de biométhane, les boues issues des stations d’épuration représentent un potentiel moindre que les déchets agricoles, celles-ci fournissent d’autres avantages, comme un faible risque de nuisances sonore et olfactive et le fait de faire appel à des infrastructures préexistantes, le réseau de collecte des eaux usées, limitant donc les investissements…

À Strasbourg, la production annuelle permet de convertir les eaux usées en un volume d’énergie qui couvre l’équivalent de la consommation annuelle de 5 000 logements BBC8.


Nouveaux métiers ou chaîne de valeur « augmentée » ?

L’Ademe, qui dans un récent avis9 pointait justement le besoin de mieux prendre en compte l’acceptabilité locale des projets liés aux déchets agricoles, met aussi l’accent sur les innovations techniques qui vont permettre d’optimiser encore la valorisation énergétique du biogaz. Biovalsan contribue à ce mouvement en travaillant sur de nouvelles méthodes de déshydratation des boues, pour annuler les consommations internes du biogaz, de récupération d’énergie à partir de fumées d’incinération des boues pour chauffer les méthaniseurs ou encore de prélèvement et d’analyse in situ.

Mais la valorisation ne répond pas seulement à une problématique technique. Il s’agit bel et bien d’apporter des solutions globales pour accompagner les acteurs tout au long des projets de production de biogaz. Comme le souligne Jean-Baptise Decultot, directeur du développement de SUEZ Organique, « la méthanisation est en fait dans la continuité historique des métiers de
SUEZ : la qualification des sites, le travail sur le foncier, l’accès aux gisements, la gestion des flux et l’approvisionnement, ainsi que la valorisation des digestats issus de la dégradation des matières organiques – des métiers que nous connaissions déjà autour du compostage et de l’épandage des boues et déchets agricoles. Ce sont là des compétences clés, qui
« s’augmentent » aujourd’hui de nouvelles compétences, autour de la production d’énergie et surtout de l’exploitation des unités de méthanisation
». En d’autres termes, le traitement est, historiquement, l’activité principale de SUEZ, la valorisation du biogaz venant « simplement » en prolongement. « Cela correspond aussi à un changement de nature du centre de traitement de déchets ou d’eaux usées », enchérit Pierre Coursan, « celui-ci est maintenant en interaction avec son territoire et l’énergie qu’il produit doit être valorisée au bénéfice de la collectivité ».

SUEZ va d’ailleurs inaugurer de nouveaux centres, par exemple à Faulquemont, en Moselle.
Là-bas, 4 000 mégawattheures de chaleur verte et autant d’électricité verte seront produits chaque année à partir de 35 000 tonnes de déchets organiques issus de l’industrie et de l’alimentation, en plus d’une activité plus traditionnelle de valorisation de ces déchets sous forme de fertilisants et de compost. Mais SUEZ peut aussi apporter ses savoir-faire en valorisation auprès de méthaniseurs existants. En créant par exemple des joint-ventures, comme Meta Bio Energies, en Pays de la Loire, ou en collaborant avec des acteurs qui ont fait de la valorisation du biogaz leur cœur de métier. C’est le cas de la start-up Waga Energy, avec qui SUEZ a collaboré pour créer la Wagabox, une technologie capable de valoriser en biométhane le biogaz produit sur les installations de stockage des déchets non dangereux, nécessitant un traitement spécifique. Alors qu’aujourd’hui en France, seul 60 % du biogaz produit sur ce type d’installation est valorisé en électricité ou en chaleur, cette technologie permet d’être plus efficace. SUEZ l’a déjà implantée sur un de ses sites et compte le déployer sur deux autres : si cela fonctionne, la production nationale de biométhane pourrait augmenter de 20 %.

À ce maillage territorial français s’ajoutent des ambitions à l’international, avec déjà 170 installations de méthanisation dans le monde entier : auto-alimentation en biogaz de la plus grande station de traitement des eaux usées de Jordanie, méthanisation pour maximiser le potentiel énergétique d’une brasserie au Royaume-Uni ou encore extension, pour produire des énergies vertes à partir de déchets, du plus grand site de compostage nord-américain, à Edmonton…

Les « biogazistes » ont de l’avenir !


1-Loi de transition énergétique pour la croissance verte, promulguée en 2015.
2-Depuis janvier 2012, en France, les producteurs de déchets composés à plus de 50 % de biodéchets sont tenus de mettre en place un tri à la source et une valorisation organique. Depuis 2016, est considéré comme gros producteur de biodéchets une entreprise qui en produit au moins 10 tonnes par an.
3-Depuis septembre 2016, SUEZ Ventures accompagne le développement de PRODEVAL sur le marché de la valorisation du biogaz, au travers d’une prise de participation minoritaire de 22 %
4-Société d’économie mixte. Il s’agit de l’opérateur local du réseau de distribution de gaz naturel à Strasbourg.
5-Programme de financement européen des projets visant à préserver l’environnement et la nature dans l’U.E.
6-Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie, agence gouvernementale.
7-Hygiène, qualité, sécurité, environnement et énergie.
8-Bâtiments basse consommation.
9-Avis méthanisation, novembre 2016.


Cet article a été publié dans le quatrième numéro d’open_resource magazine : « L’ère de l’économie circulaire »





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