- Le processus est divisé en quatre étapes biologiques : l'hydrolyse, l'acidogénèse, l'acétogénèse et la méthanogenèse.
- On obtient deux principaux produits : le biogaz (énergie renouvelable) et le digestat (engrais organique).
- La légalité du digestat dépend de sa conformité aux critères de l'UE pour être considéré comme un produit ou de sa classification comme déchet.
- Elle contribue à la réduction des gaz à effet de serre en capturant le méthane provenant des déchets organiques.
Vous avez probablement déjà entendu parler du « gaz des marais » ou vous vous êtes demandé ce qu'il advient des déchets alimentaires et du fumier qui s'accumulent dans les campagnes. Eh bien, tout cela fait partie d'un phénomène naturel fascinant appelé digestion anaérobie, un processus biologique qui, bien qu'il puisse paraître magique, repose sur des réactions chimiques et microbiologiques à plein régime pour transformer la matière organique en énergie propre et en engrais de haute qualité.
Bien que nous la maîtrisions actuellement dans des installations industrielles par biométhanisation à des fins économiques, cette réaction se produit spontanément dans les champs pétrolifères ou les eaux stagnantes. Elle consiste essentiellement à laisser une multitude de micro-organismes se nourrir de la biomasse dans un environnement pauvre en oxygène , produisant ainsi un carburant renouvelable et un résidu très nutritif pour le sol.
Les quatre étapes du processus biologique
Pour que la matière organique se transforme en gaz, elle doit passer par une sorte de « chaîne de montage » biologique composée de quatre phases critiques :
- Hydrolyse: Il s'agit de la première étape, au cours de laquelle les macromolécules les plus complexes (telles que les protéines, les lipides et les polysaccharides) sont décomposées en éléments plus simples comme les sucres ou les alcools. C'est à ce stade que jouent les exoenzymes des bactéries fermentaires, qui, étant facultatives, Ils ne sont pas difficiles en matière d'oxygène..
- Acidogénèse : Dans cette phase, les bactéries acidogènes transforment ces molécules simples en acides gras volatils à chaîne courte, en hydrogène et en dioxyde de carbone.
- Acétogenèse : Ici, le processus continue d'être perfectionné, transformant principalement les produits précédents en acide acétique, CO2 et hydrogène.
- Méthanogenèse : Le sceau principal. Les bactéries méthanogènes, anaérobies strictes et très sensibles aux variations de température, transforment tout ce qui précède en méthane et dioxyde de carbone.
Fonctionnement et applications pratiques
Lorsqu'on souhaite contrôler ce processus dans un biodigesteur, une phase aérobie se produit d'abord, durant laquelle les micro-organismes consomment l'oxygène disponible. Une fois le milieu hermétiquement fermé et dépourvu d'air, les bactéries anaérobies entrent en jeu. Ce système est extrêmement efficace, car il utilise 90 % de l'énergie disponible dans le mélange, n'en consacrant que 10 % à la croissance bactérienne.
Cette méthode est la solution idéale pour la gestion des déchets issus de l'élevage (lisier et fumier), des déchets urbains et des excédents de l'industrie agroalimentaire. Ce procédé permet d'obtenir deux produits phares :
- Biogaz : Un mélange généralement composé de 70 % de méthane et de 30 % de dioxyde de carbone, avec des traces de sulfure d'hydrogène. Il peut être utilisé dans les chaudières ou les moteurs électriques. S'il subit un processus de valorisation, on obtient… Le biométhane, qui est pratiquement identique au gaz naturel fossile mais renouvelable.
- Le résumé : Il s'agit du résidu liquide ou pâteux obtenu. Riche en azote, en phosphore et en potassium, il agit comme un engrais organique à absorption rapide qui contribue à la restauration des sols endommagés par la culture intensive.
Cadre juridique et classification du digestat
Il ne s'agit pas uniquement de biologie ; des formalités administratives sont également nécessaires. En Espagne, la digestion anaérobie est une opération de traitement codée R0302 en vertu de la loi 7/2022. Selon la nature des déchets digérés, comme les sous-produits animaux impropres à la consommation humaine (SAP), des autorisations administratives spécifiques sont requises pour une exploitation légale.
Il est essentiel de déterminer si le digestat est considéré comme un produit ou un déchet. Pour être considéré comme un engrais de l'UE , il doit être conforme au règlement (UE) 2019/1009 (et plus précisément à la catégorie CMC5). S'il ne répond pas à ces normes, il est classé comme déchet en vertu du code EWC correspondant et doit être géré conformément à la réglementation en vigueur par un opérateur agréé de gestion des déchets .
Il est essentiel de ne pas confondre le digestat avec les matières biostabilisées . Ces dernières proviennent des stations d'épuration mécano-biologiques pour déchets mixtes et, contrairement au digestat, ne peuvent être considérées comme un engrais ou un produit, restant strictement classées comme déchets sous le code EWC 19 06 99.
Avantages environnementaux et économiques
La mise en place de ces installations permet non seulement de se conformer à la réglementation, mais a également un impact positif considérable. En capturant le méthane qui s'échapperait normalement dans l'atmosphère, nous réduisons drastiquement les émissions de gaz à effet de serre . De plus, l'azote contenu dans le digestat est beaucoup plus facilement assimilable par les plantes que celui des engrais chimiques, ce qui accélère la croissance des cultures et prévient l'érosion des sols fertiles.
La biométhanisation représente une opportunité en or pour boucler le cycle du carbone, transformant un problème (les déchets) en une solution énergétique et agricole qui permet aux entreprises de réduire leurs coûts d'exploitation et d'améliorer leur empreinte écologique de manière durable.
Ce système biologique complet permet à la matière organique de subir des phases d'hydrolyse, d'acidogénèse, d'acétogénèse et de méthanogenèse pour produire du biogaz et du digestat. Le biogaz peut servir de combustible polyvalent ou de biométhane injectable, tandis que le digestat constitue un engrais organique puissant, à condition que les réglementations légales et environnementales soient respectées afin d'éviter qu'il ne soit considéré comme un simple déchet.