Grâce à la méthode d’analyse du cycle de vie (ACV), Inrae Transfert a quantifié les impacts environnementaux des unités de méthanisation à travers deux scénarios basés sur un système agricole avec cultures ou avec élevage. Les résultats ont été étayés par le retour d’expériences du programme MétahLAE, mené par Solagro, qui a suivi 46 fermes dans l’évolution d’un système "avec" et "sans" méthanisation. Chaque scénario avec méthanisation a été comparé à sa propre situation de référence sans méthanisation sur les périmètres suivants: production et consommation d’énergie, gestion de la fertilisation, stockage et épandage des effluents d’élevage, des cultures intermédiaires et du digestat.
La méthode ACV, normalisée (ISO 14040 et ISO 14044), fournit un cadre méthodologique d’évaluation globale d’un système sur différents indicateurs environnementaux, qui représentent les principales problématiques actuelles selon un chiffrage objectif.
16 indicateurs environnementaux pour évaluer les impacts de la méthanisation
Lors de l’étude, 16 indicateurs environnementaux pour lesquels l’activité humaine a des répercussions ont été quantifiés et comparés. Dans un récent webinaire, Solagro et Inrae Transfert en ont détaillé quelques-uns sur les éléments suivants:
- les émissions de particules fines: l’étude révèle que les pratiques agricoles, notamment au moment du stockage et de l’épandage des effluents agricoles et/ou du digestat, sont les principales sources d’émission de protoxyde d’azote (N2O) et d’ammoniac (NH3);
- le changement climatique: les résultats sur cet indicateur sont principalement influencés par l’utilisation de gaz naturel fossile dans les situations de référence et la gestion des effluents;
- les ressources énergétiques: la combustion de gaz naturel sur le territoire engendre leur épuisement par rapport à une production locale de biométhane;
- les ressources métalliques et minérales: elles sont essentiellement influencées par la consommation d’électricité pour le fonctionnement de l’unité de méthanisation;
- l’eutrophisation marine: elle est liée à la lixiviation des nitrates et aux pertes d’ammoniac durant les étapes de stockage et d’épandage des effluents d’élevages et du digestat.
L’étude révèle qu’une unité de méthanisation, dans un système "culture" ou "élevage", réduit l’impact sur le changement climatique de 70 à 75% par rapport à la référence. La substitution de gaz fossile par du biogaz en est l’explication principale, à condition que les éventuelles fuites soient maîtrisées. Dans le cas où celles-ci évolueraient de 0,5% actuellement à 3%, la réduction de l’impact sur le changement climatique ne serait alors plus que de 50%. L'exploitation de Cive limite également l’impact sur le changement climatique, grâce à la production d’une nouvelle biomasse, sources d’énergie renouvelable, et à l’augmentation du stockage du carbone dans le sol.
La méthanisation avec une base d’élevage encore plus favorable à l’environnement
Le système avec élevage réduit de 50% les émissions de particules fines, contre 20% dans un scénario "culture". Le mélange de substrat qui alimente le méthaniseur, où la proportion de lisier et de fumier est plus importante pour le système élevage, associé à la réduction de la durée de stockage des effluents (moins de 8 jours) par rapport à la référence sans méthanisation (180 jours), permet d’expliquer cette différence de réduction d’impact.
D’autre part, l’amélioration de la fertilisation avec des pratiques d’épandage optimisées du digestat liquide par injection directe dans le sol et l’incorporation de la partie solide réduisent fortement la volatilisation et permettent d’obtenir des réductions d’impacts jusqu’à 75% sur les particules fines, par rapport aux scénarios de référence. Ce résultat d’indicateurs est aussi sensible à la couverture du stockage du digestat qui limite à la fois les émissions de particules fines et les potentielles émissions de biogaz résiduel qui ont un impact sur le changement climatique.