6 clés de réflexion pour valoriser au mieux sa méthanisation

La méthanisation agricole est présente surtout sur les fermes d’élevage dont elle valorise les effluents mais se développe également sur les fermes céréalières.

Elle utilise des cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE) pour alimenter les digesteurs, complétées par des coproduits agricoles et/ou des cultures dédiées.

Les objectifs sont multiples : produire de l’énergie renouvelable (biométhane, électricité et chaleur), valoriser les effluents agricoles et proposer une diversité de pratiques aux agriculteurs.

Voici six clés de réflexion issues des retours terrain de notre équipe d’agronomes pour valoriser au mieux la technique sur la ferme.

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1 - Faire analyser le digestat

Connaître la composition exacte du digestat permet d’affiner son intégration dans un plan de fertilisation pour en optimiser la valorisation.

Plusieurs panels d’indicateurs existent :

• Analyse simple : phosphore / matière sèche / humidité résiduelle / azote dumas / azote ammoniacal / azote nitrique / potassium.
• Analyse complète : humidité résiduelle / potassium / phosphore / pH / magnésium / matière sèche / sodium / carbone organique total / calcium / azote dumas / azote ammoniacal / azote nitrique.

💡 Nous recommandons de faire analyser le digestat de méthanisation en laboratoire et d’opter pour une analyse complète ou non en fonction du contexte local et des objectifs fixés.

2 - Privilégier la séparation des phases

Dans certaines unités de méthanisation, les digestats bruts sont traités avec un processus de séparation des phases avec :

• Une phase solide : forme de matière organique stable avec un rapport C/N élevé, peu minéralisable, qui contribue à l’amélioration du taux d’humus du sol à long terme ;
• Une phase liquide : forme de matière organique avec un C/N plus faible, facilement minéralisable, qui rend des éléments nutritifs rapidement assimilables pour les cultures.

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💡 Privilégier la séparation des phases permet de garder un meilleur contrôle sur l’utilisation du digestat en tant que fertilisant, en fonction des spécificités de la rotation et du parcellaire.

3 - Valoriser au mieux les digestats

Pour prendre en compte l'épandage du digestat dans un plan de fumure, il est important de connaître sa valeur fertilisante. On va donc s’intéresser à son coefficient d’équivalence engrais (Keq), qui permet de connaître la part d’azote qui sera disponible pour la culture sur la campagne.

→ Pour valoriser au mieux le digestat, on vise un Keq le plus élevé possible. Ce taux varie selon les périodes de besoins de la culture.

Ce coefficient d’équivalence met en évidence les cultures qui valorisent le mieux les apports de digestat, et donc sur lesquelles les apports sont à privilégier :

• Prairies de fauche : à privilégier en sortie hiver (faible valorisation de l’azote ammoniacale pour des apports d’automne) ;
• Colza : à l’automne ;
• Maïs : en sortie d’hiver ;
• Céréales : en sortie d’hiver ;

Exemple d’utilisation du Keq pour une céréale d’hiver :Pour un apport de 25 m3 de digestat brut à 4,56 kg/t d’azote total (25 x 4,56 = 115 UN au total) :

• Apport sur blé à l’automne : 115 x 0,2 = 23 UN disponibles sur l’ensemble du cycle du blé ;
• Apport sur blé en sortie hiver : 115 x 0,4 = 45 UN disponibles sur l’ensemble du cycle du blé.

⚠️ Sur céréales, mieux vaut éviter tout apport à l’automne : les besoins en azote des céréales à l’automne sont limités (5 à 15 UN) et le sol est à même de fournir ces besoins. L’azote est mal valorisé et présente des risques de pertes ammoniacales dans l’atmosphère et de percolation des nitrates vers les eaux souterraines.

Pour les apports d’automne, on privilégiera les apports sur colza ou sur couvert végétal qui valorise bien l’azote, uniquement si celui-ci a une levée correcte. Le couvert restituera l’azote à la culture de printemps qui le valorisera à son tour.

⚠️ Il est essentiel d’enfouir le digestat si celui-ci est apporté avant le semis, afin de limiter les pertes d’azote ammoniacale par volatilisation.

Apports recommandés : 20 à 25 m3, sauf avant colza et sur couvert où l’on mettra 15 à 20m3.

⚠️ Si un enfouissement est prévu, il convient de le faire immédiatement après épandage, ce qui permet de fortement limiter les pertes.

💡 Si l'épandage est effectué seulement en surface, il convient de passer sous la pluie, ou juste avant la pluie, dans les conditions faiblement venteuses et avec des températures inférieures à15°C.

4 - Maximiser la biomasse produite et le rendement méthanogène

• Biomasse :

Pour les CIVE d’hiver, l’enjeu principal est de récolter la CIVE le plus tard possible sans impacter la culture alimentaire suivante.

Pour des récoltes échelonnées du 20 mars au 20 avril, la production peut être doublée ou triplée. 20 à 40 % de la production se fait dans les 15 derniers jours.

L’adaptation de la culture suivante est donc un facteur de réussite essentiel, tout comme laprécocification de la date de semis des CIVE.

• Fertilisation :

Les besoins azotés des CIVE d’hiver sont concentrés au printemps, ce qui permet d’assurer la fonction de piège à nitrates à l’automne. Les niveaux de fertilisation selon la séquence de cultures et les fournitures du sol vont de 60 à 100 UN.

Dans les situations où les CIVE alimentent des méthaniseurs, les digestats sont de bons candidats pour la fertilisation. Dans ces cas-là, il faut veiller à positionner l’apport de digestat avant les précipitations pour les CIVE d’hiver à faible écartement sous peine de subir des pertes par volatilisation.

Pour les CIVE d’été à plus large écartement, l’enfouissement des digestats à l’application limite les pertes d’azote.

• Rendement méthanogène :

Produire de la biomasse va conjointement avec la prise en compte du potentiel méthanogène des CIVE, exprimé en litres de méthane produit par kg de matière sèche.

→ Le rendement maximal se situe autour de l’épiaison, comme montré sur le graphique ci-dessous qui provient des résultats d’expérimentations du projet “Réseau de sites démonstrateurs” dans les Hauts-de-France.

💡 Les rendements méthanogènes connaissent de fortes variations entre les espèces. Cependant, dès lors qu’un mélange est mis en place, par exemple graminée + légumineuses, les différences entre espèces s’estompent, et ce, d’autant plus que la récolte est tardive.

5 - Maximiser la fixation azotée dans les CIVE

Pour une CIVE d’hiver, des mélanges de graminées (avoine, triticale, orge) ou des associations graminées / légumineuses sont les plus adaptés.

L’introduction de légumineuses réduit la production de biomasse totale mais participe à l’autonomie azotée du système via le retour au sol des digestats de méthanisation. Un seuil de 20 % de légumineuses semble opportun (vesce commune, vesce velue, féverole).

Concernant le choix variétal, les critères à privilégier sont :

• La précocité ;
• La productivité de biomasse ;
• La tolérance à quelques ravageurs, maladies ou viroses ;
• Le caractère non gélif (en fonction des conditions locales).

6 - Réduire les coûts de désherbage sur les CIVE

Le désherbage est à adapter à l’espèce choisie et à gérer dans la séquence de cultures.

💡 Une pression adventices plus importante qu’en culture alimentaire peut être acceptée en raison d’une récolte immature des plantes et d’une moindre montée à graine des adventices.

💡 Les associations limitent les possibilités de désherbage mais garantissent souvent unecouverture du sol qui concurrence et pénalise les adventices.

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