A l’heure où l’énergie issue de la biomasse est mise en avant pour ses avantages de faibles impacts sur l’effet de serre et les émissions de polluants, Atmo Auvergne-Rhône-Alpes a réalisé une étude, en partenariat avec le Conseil Régional Auvergne-Rhône-Alpes, sur la production de biogaz par méthanisation. Objectif ? Identifier les incidences dans l’air du processus de méthanisation, le méthane étant un gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique et un des polluants précurseurs de l’ozone.
Qu’est-ce que la méthanisation ?
La méthanisation est un processus de dégradation de la matière organique issue des déchets agricoles, ménagers, industriels ou des boues urbaines qui aboutit à la production :
- de biogaz, un gaz composé majoritairement de méthane (CH4), de dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz à faibles concentrations tels que l’ammoniac (NH3), l’hydrogène sulfuré (H2S) et le diazote (N2) ;
- d’un digestat (produit humide riche en matière organique partiellement stabilisée).
Le biogaz ainsi produit est une énergie renouvelable qui peut ensuite être valorisée énergétiquement de diverses manières, moyennant un traitement épuratoire adapté : électricité, chaleur, cogénération, carburant véhicule (Bio GNV), ou injection réseau. Pour ces deux derniers cas, le biogaz doit être considérablement épuré ; le gaz ainsi épuré est appelé biométhane.
Le digestat est quant à lui destiné généralement à un retour au sol. La méthanisation est ainsi considérée comme une filière prometteuse d’un point de vue environnemental en permettant la gestion des déchets organiques, la production d’énergie renouvelable, la substitution d’engrais chimiques par l’épandage du digestat, la limitation des émissions de gaz à effet de serre notamment du monde agricole en limitant les émissions de méthane.
Quel impact sur la qualité de l’air ?
La filière méthanisation génère cependant de nombreux questionnements, notamment celui relatif aux émissions atmosphériques générées par les différents processus et procédés mis en jeu au sein d’une unité de méthanisation. La littérature et les études menées par différentes institutions telles que l’ADEME montrent un faible niveau de connaissance sur la quantification des émissions de polluants atmosphériques liées aux installations de méthanisation. Il apparaissait ainsi important, au regard des enjeux de développement régionaux, de s’intéresser à ce sujet en termes d’acquisitions de nouvelles connaissances.
Atmo Auvergne-Rhône-Alpes s’est donc mobilisé pour apporter des éléments d’anticipation permettant d’évaluer l’impact potentiel du développement de la filière méthanisation sur la qualité de l’air et le changement climatique, en lien avec la gouvernance en cours de mise en place au niveau régional sur la méthanisation.
Des premiers résultats rassurants
L’étude s’est déroulée en deux temps.
Dans un premier temps, il a été nécessaire de réaliser une mise à jour bibliographique, centrée sur la quantification des émissions de méthane, sur la base de documents de références et d’études menées par divers organismes. Ce travail a permis d’identifier les principaux paramètres nécessaires à la quantification de ces émissions de méthane : taux de fuite, facteur d’émission, quantité de biogaz produite, et quantité de déchets méthanisés. Cette première partie a également permis de relever l’importance de mettre en œuvre des bonnes pratiques sur toute la chaine de valeur allant du transport des déchets jusqu’à leurs valorisations, ainsi qu’à la maîtrise de la conception des installations, pour limiter les pertes en méthane et les nuisances olfactives pouvant être générées.
Dans un second temps et sur cette base, les émissions de méthane ont été estimées : en se référant aux données de l’année 2018, les émissions de méthane des méthaniseurs représenteraient environ 0,3% des émissions totales de méthane en Auvergne-Rhône-Alpes, tous secteurs d’activités confondus.
Ce résultat doit être considéré avec prudence compte tenu de la variabilité importante des paramètres identifiés dans la littérature et pris en compte dans cette étude pour quantifier ces émissions de méthane. Ce faible pourcentage permet cependant de relativiser l’impact de ces émissions de méthane, liées à la filière méthanisation, sur la qualité de l’air. Il indique également que d’autres polluants de l’air doivent être étudiés de près tels que l’ammoniac (NH3) et le protoxyde d’azote (N2O).
Ces prochaines années, le nombre d’installations de méthanisation sera amené à croître, comme les émissions de méthane probablement. Mais dans le même temps, dans un contexte de croissance du parc d’installations de méthanisation, l’amélioration continue de la conception, de la construction et de la bonne conduite des installations permettraient de maîtriser et limiter les pertes en méthane.
Avec une augmentation du nombre d’installations de méthanisation en Auvergne-Rhône-Alpes évaluée à 180 en 2023 et 690 en 2035, et sans tenir compte d’une amélioration de leur construction, les quantifications des émissions de méthane représenteraient 1% et 3%, respectivement, des émissions totales de méthane, tous secteurs d’activités confondus. Cette augmentation reste cependant encore relativement faible au regard des émissions de méthane des autres secteurs d’activités.
A la suite de cette première étude, Atmo Auvergne-Rhône-Alpes poursuit son travail d’amélioration des connaissances en prenant en compte ces émissions de méthane liées aux activités de méthanisation dans l’inventaire régional spatialisé des polluants atmosphériques.