La construction et la mise en œuvre d’une plateforme de méthanisation intégrée au domaine de la Bouzule fait de l’ENSAIA l’un des acteurs du développement de la filière méthanisation en Lorraine. L'école est un interlocuteur identifié pour le dévoloppement des énergies renouvelables au sein d’un territoire. Elle est au coeur de la réflexion actuelle sur la transition énergétique.
La méthanisation : processus naturel de transformation de la matière
La Bouzule génère chaque année 1740 m3 de lisiers, 1590 tonnes de fumier et 60 tonnes de lactosérum. Ces matières organiques viennent aujourd’hui alimenter le digesteur de la Bouzule, structure en béton armé, semi enterrée, équipée d’un agitateur et couverte par une bâche, d’une capacité de 452 m3. Une suite de réactions biologiques générées par les bactéries qui se trouvent à l’état naturel dans ces écosystèmes conduit à la formation d’un résidu, appelé digestat, et d’un biogaz, mélange gazeux saturé en eau, composé de méthane et de gaz carbonique. Déversés et stockés dans un post-digesteur d’une capacité de 1570 m3, ces deux sous-produits vont être valorisés comme engrais et comme source d’énergie.
Une double valorisation
- Fertilisation des cultures et autonomie azotée
Le digestat, riche en phosphore, potassium et azote, est un engrais naturel pour les cultures présentant des propriétés agronomiques supérieures au simple lisier/fumier et une valeur fertilisante améliorée. Cette valorisation permet au domaine de diminuer sa dépendance à des apports d’engrais extérieurs. Elle contribue également à limiter les risques de pollution azotée des sols et donc des nappes phréatiques. L’azote présent dans le digestat est sous sa forme minérale, immédiatement absorbable par la plante à l’inverse de l’azote organique qui nécessite une phase de minéralisation afin d’être assimilé.
- Dépollution et autonomie énergétique
Le biogaz résultant du processus de méthanisation est composé à 55% de méthane, gaz biologique, renouvelable et inflammable, mais gaz à effet de serre 21 fois plus puissant que le CO2. Avant la mise en fonction de l’unité, le méthane émanant des fosses à lisiers et des fumières était rejeté directement dans l’atmosphère. Confiné dans le digesteur, il est une source d’énergie renouvelable pouvant être transformée directement en électricité, en chaleur, en biocarburant ou encore être injectée dans le réseau de gaz naturel. Le biogaz produit à la Bouzule alimentant un cogénérateur de 36 KW électricité va produire chaleur et électricité. L’intégralité de l’électricité est reversée sur le réseau tandis que la chaleur récupérée sous forme d’eau chaude servira à alimenter les habitations et les ballons d’eau chaude de la ferme.
Le Méthaniseur de la Bouzule permet actuellement de produire 300 000 kwh électrique et autant en chaleur. Il permet aussi de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 350 tonnes équivalent CO2 par an.
Plateforme technologique pour la Recherche
Des dispositifs de test et un laboratoire complètent l’unité de production.
Le pilote, d’une capacité de 1,5M3 (EIFER) permet d’expérimenter en petits volumes des composants nouveaux ou des mélanges dont on veut tester le pouvoir méthanogène. Il ouvre la voie à la mise en œuvre de programmes de recherche expérimentaux et appliqués initiés par les laboratoires de recherche de l’école et en lien avec le secteur industriel. L'unité dispose également d'un pilote de méthanation 100 litres (LRGP) et de chemostats 10 litres. Le laboratoire, situé également sur site, permet la mise en œuvre d’études spécifiques pour notamment tester le potentiel méthanogène de substrats. Laboratoire de référence, il met à la disposition des professionnels, agriculteurs et instances territoriales un panel de procédés de mesures et d’analyses.
De nombreux programmes de recherche sont menés :
- Interreg Perséphone sur l’étude de la fertilité des sols après épandage de digestat sur de longues périodes.
- ANSES Dechlormeth sur l’étude de la dégradation de la chlordécone par un consortium de méthanisation.
- Projet 3BR (Région) sur la méthanisation des coproduits issus de la valorisation de biomasse ciblée (chanvre, colza…) et étude de la production de méthane par méthanation biologique.
- Interreg PV FOLLOW sur l’étude de l’impact de panneaux photovoltaïque verticaux bifaciaux sur le comportement animal et la productivité des prairies permanentes. Ces panneaux sont intégrés dans un modèle de Power-to-Gas au service de la production d’hydrogène vert pour la réaction de méthanation.
- ANR SAVE sur la valorisation énergétique des Sargasses aux Antilles. Un diagnostic des biomasses disponibles aux Antilles a été réalisé permettant de proposer une valorisation des Sargasses en co-digestion avec de la biomasse locale.
Cette expertise en recherche, fondamentale, appliquée ou à finalité industrielle, se décline au travers de la Chaire AgroMétha de l’ENSAIA.
Plateforme également pédagogique
- Diplôme d'Université "Mise en oeuvre d'une unité de méthanisation"
- Modules de formation sur la méthanisation pour des BUT
- Intervention dans le master BIOWARE et dans le cadre de la formation des ingénieurs ENSAIA sur les 3 années d’études
