Qu'est-ce que le Biogaz ?

Le biogaz est un gaz produit par la décomposition de matières organiques en l'absence d'oxygène, un processus appelé méthanisation ou digestion anaérobie. Ce processus est naturel et se produit dans les décharges, les marais ou les systèmes digestifs des animaux. 

Cependant, il peut être contrôlé et optimisé dans des installations spécifiques appelées digesteurs anaérobies.

Quel est le processus de production du biogaz ?

1. Matières premières aussi appelé substrats :

          Le biogaz est principalement produit à partir de matières organiques, comme :

• Les déchets agricoles (fumiers, résidus de récoltes).
• Les boues des stations d'épuration.
• Les déchets alimentaires ou industriels.
• Les déchets végétaux ou organiques provenant des décharges.

2. Étapes du processus de méthanisation : Le processus de méthanisation se déroule en plusieurs phases dans un environnement sans oxygène :

 a) Hydrolyse :

          o Les polymères complexes (comme les glucides, protéines et lipides) sont décomposés en molécules plus simples : sucres, acides aminés et acides gras. C’est la première étape pour rendre les matières digestibles par les micro-organismes.

 b) Acidogénèse :

          o Les molécules simples issues de l’hydrolyse sont ensuite transformées en acides organiques volatils (comme l’acide acétique), ainsi qu’en hydrogène (H₂) et en dioxyde de carbone (CO₂).

 c) Acétogénèse :

          o Les acides gras volatils et l'alcool produits dans l'étape précédente sont convertis principalement en acétate, CO₂ et H₂.

 d) Méthanogénèse :

          o Enfin, la méthanogénèse est l’étape clé où des bactéries spécifiques (appelées méthanogènes) transforment les acides organiques, le CO₂ et l’H₂ en méthane (CH₄) et en dioxyde de carbone (CO₂). C’est le méthane qui constitue la majeure partie du biogaz.

Au-delà des étapes principales de la méthanisation (hydrolyse, acidogénèse, acétogénèse et méthanogénèse), il existe des facteurs clés qui influencent la production de biogaz, ainsi que des précisions sur les différents types de matières premières et installations.

Plusieurs variables affectent donc l’efficacité de la production du biogaz, notamment :

      • La température :

           o Il existe deux plages principales pour la production optimale de biogaz :

 Méthanisation mésophile : Température de 30 à 40°C, qui est la plus courante et stable.

 Méthanisation thermophile : Température de 50 à 60°C, qui permet une décomposition plus rapide, mais nécessite plus de contrôle.

 La température doit être bien maintenue pour garantir l’activité des micro-organismes.

      • Le pH :

           o Un pH neutre (autour de 7) est idéal pour les micro-organismes méthanogènes. Si le milieu devient trop acide ou trop basique, la production de biogaz diminue considérablement.

      • Le temps de rétention :

           o Le temps de rétention hydraulique (TRH) est la durée pendant laquelle les matières restent dans le digesteur. Ce temps varie selon le type de substrat utilisé (15 à 40 jours en général).

      • Le rapport C/N (Carbone/Azote) :

           o Un bon rapport entre les éléments riches en carbone (comme la paille) et ceux riches en azote (comme les fumiers) est essentiel pour maintenir une production équilibrée de biogaz.

Quelle est la composition du biogaz ?

Le biogaz brut est composé principalement de :

      • Méthane (CH₄) : 50 à 75 % – c'est le principal composant, responsable de son potentiel énergétique.

      • Dioxyde de carbone (CO₂) : 25 à 50 %.

      • Traces d'autres gaz : tels que l'hydrogène sulfuré (H₂S), le diazote (N₂), l'ammoniac (NH₃), et parfois de l'hydrogène (H₂) et des composés organiques volatils (COV).

Quels sont les techniques de production du biogaz ?

Les installations de production de biogaz peuvent être de plusieurs types, mais toutes reposent sur des systèmes de digestion anaérobie. Il existe différentes méthodes pour optimiser la production de biogaz, en fonction de la taille et de la nature des substrats :

 1. Digesteurs continus :

           o Les matières organiques sont ajoutées régulièrement dans le digesteur et le biogaz est produit de manière continue.

 2. Digesteurs batch (par lot) :

          o On charge le digesteur en une seule fois, et il fonctionne ensuite jusqu'à ce que toute la matière soit décomposée.

 3. Cofonctionnement :

           o Différentes matières premières peuvent être mélangées pour améliorer le rendement (par exemple, un mélange de fumiers et de déchets alimentaires).

Quelle est la valorisation du biogaz ?

Le biogaz brut doit souvent être épuré (c'est-à-dire débarrassé de certains gaz indésirables, comme le H₂S ou le CO₂) pour être utilisé efficacement. Voici ses principales utilisations :

 1. Production d’énergie :

          o Le biogaz peut être utilisé dans des moteurs à gaz pour produire de l’électricité et de la chaleur (cogénération).

          o Il peut également être utilisé directement comme combustible pour le chauffage.

  2. Injection dans le réseau de gaz naturel :

           o Après purification, le biogaz peut devenir du biométhane, ayant des propriétés similaires au gaz naturel, et être injecté dans les réseaux de distribution de gaz.

 3. Carburant :

           o Le biométhane peut aussi servir de carburant pour les véhicules (bioGNV, gaz naturel pour véhicules).

Quels sont ses avantages environnementaux ?

      • Avantages économiques : Le biogaz favorise l’autonomie énergétique des exploitations agricoles, réduit les coûts, génère des revenus supplémentaires en vendant l’électricité ou le biométhane, et crée des emplois locaux.

 • Flexibilité énergétique : Contrairement aux énergies éolienne ou solaire, le biogaz peut être produit et stocké selon les besoins, offrant une source d'énergie continue et adaptable.

 • Économie circulaire : Le biogaz valorise les déchets organiques en les transformant en énergie renouvelable et en produits fertilisants, réduisant ainsi les déchets et la dépendance aux combustibles fossiles.

  • Transition énergétique : Il joue un rôle clé dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la diminution de la dépendance aux énergies fossiles, favorisé par des politiques en Europe.

 • Perspectives de développement : Des progrès technologiques améliorent la production de biogaz, notamment via la co-méthanisation et la modification des micro-organismes pour accroître les rendements.

  • Enjeux et défis : Le coût d’investissement, l’acceptabilité sociale et la dépendance aux subventions sont des défis pour la filière, mais des perspectives à long terme en garantissent la rentabilité.

 • Innovations : Le biogaz peut évoluer vers des usages comme la production de biohydrogène, son utilisation dans les transports maritimes et aériens, ou la création de micro-digesteurs adaptés aux petites exploitations.

 • Impact agricole : Les digestats issus de la méthanisation enrichissent les sols et remplacent les engrais chimiques, favorisant ainsi une agriculture durable et moins polluante.

Que faut-il retenir ?

En résumé, le biogaz est un gaz produit à partir de la décomposition anaérobie de matières organiques. Techniquement, il nécessite un processus de méthanisation qui transforme des matières organiques en un mélange de méthane et de dioxyde de carbone, lequel peut ensuite être utilisé pour produire de l'énergie ou comme combustible.

Actuellement, la France compte environ 1 160 installations de méthanisation. Parmi celles-ci, environ 700 sont en activité, tandis que le reste est soit en construction, soit inactif. D'ici 2050, la France prévoit une augmentation significative du nombre d'installations de méthanisation avec une estimation pouvant atteindre 10 000 unités (Source : Solagro). Cette augmentation fait partie des objectifs du gouvernement pour développer les énergies renouvelables et atteindre la neutralité carbone​