Betteraves + chips => biométhane + CO2

L’unité de méthanisation Sanamethan a été inaugurée le 23 mai 2023 à Vraignes-en-Vermandois dans l’Aisne par les 18 agriculteurs qui portent le projet. Installée loin de tout village « pour des raisons d’acceptabilité » selon le directeur de Sanamethan, Rémi Chombart, elle est composée tout d’abord de quatre digesteurs, construits par Agrogaz.

Ils seront alimentés par 35 000 tonnes de matières organiques chaque année. « 10 000 t viendront de déchets agro-alimentaires d’industriels proches : ceux d’une amidonerie de Tereos, d’une usine de Bonduelle et d’un site de Mousline. 5 000 t seront issues d’une activité de déballage de produits agro-alimentaires périmés, menée par Veolia à 35 kilomètres de notre méthaniseur. Ce sont des chips, des sodas, du marc de café, etc. Enfin, il y a nos productions agricoles. Nous ne faisons pas de cultures dédiées. Nous fournirons 5 000 à 10 000 t de cultures intermédiaires, et 10 000 t de pulpe de betterave issues de nos champs », décrit Rémi Chombart, qui est aussi agriculteur. Suite à la digestion, un séparateur de phase récupère le digestat, qui est valorisé comme fertilisant par les exploitants des parcelles situées autour du site. Un plan d’épandage s’étend sur 8 000 hectares au total. 

Réseau de transport

Le biométhane est quant à lui injecté sur le réseau de GRTgaz. « Le réseau de distribution local de gaz n’est pas assez important pour recevoir une production de plus de 300 Nm3 par heure. Il n’y a pas assez de grosses villes. En novembre 2017, les coûts de raccordement sur le réseau de transport se sont allégés. Enfin une ouverture a permis d’imaginer un business plan avec de la rentabilité – sachant que nous voulons créer un site de méthanisation depuis 2006 et avons élaboré plusieurs projets qui n’ont pu aboutir », se souvient Rémi Chombart. Adieu donc GRDF, et bonjour GRTgaz. L’avantage : les 18 agriculteurs (dont 15 aujourd’hui en activité) possèdent à eux tous 1 800 hectares de terrain, parcourus à de nombreux endroits par les canalisations de transport de gaz. Restait aux partenaires à choisir un site adapté pour la production, et à se mettre d’accord avec GRTgaz. Mais aussi à recevoir les autorisations ; « le dossier de récupération du CO2 a été très long à mettre en place », soupire Rémi Chombart. Enfin, en juin 2021 sont réalisés les premiers coups de pelleteuse. Et début 2023 commence l’injection de biométhane.

Clarke Energy

Pour être injecté, le biogaz doit au préalable être purifié et transformé en biométhane. Outre la méthanisation proprement dite, le site de Samethan comprend donc d’autres procédés, notamment une étape de purification du biogaz, mais aussi une qui récupère le CO2. Pour ces deux phases, Sanamethan a choisi de faire appel à la technologie du fabricant italien Techno Project Industriale (TPI) du groupe Siad, mise en œuvre par l’importateur Clarke Energy. La purification du biogaz pour en faire du biométhane se fait par filtration membranaire. Le biométhane, d’une concentration en CH4 atteignant 98 %, est ensuite compressé à 67 bar et injecté dans le réseau de transport de GRTgaz. 320 Nm³ de biométhane rejoignent ainsi chaque heure le réseau de transport.

4 000 tonnes de CO2 par an

Enfin, l’installation purifie et liquéfie le CO2 issu du procédé. En effet, l’étape de purification du biogaz en biométhane donne naissance à un co-produit, un gaz contenant 98 % de CO2, et un petit pourcentage d’autres gaz, dont un peu de CH4. Après des prétraitements destinés à éliminer les traces d’humidité et les polluants qu’il peut contenir, ce co-produit subit un procédé de liquéfaction cryogénique. Il est comprimé et refroidi à -20 °C pour que le CO2 passe de l’état gazeux à l’état liquide. Le méthane, incondensable, repart en amont du traitement biogaz, ce qui permet de récupérer in fine 100 % du CH4 produit. Le CO2 liquide est quant à lui pompé en pied de colonne de distillation et envoyé dans la cuve de stockage. « La maîtrise de la colonne de distillation permet de produire un CO2 de qualité alimentaire », précise Clarke Energy. 4 000 à 5 000 tonnes de CO2 seront récupérées sous forme liquide chaque année.

L’idée serait de le vendre à des industriels proches. Les applications ne manquent pas, selon Sanamethan : nettoyage industriel, industrie pharmaceutique, production de boissons gazeuses, etc. Les prix de marché du CO2 varient d’environ 40 à 150 euros par tonne de CO2. Un client est déjà partant : Carbonord, un fabricant de gaz carbonique installé dans le département du Nord. L’originalité principale du projet réside dans cette récupération de CO2. C’est le premier site de méthanisation agricole des Hauts-de-France, le deuxième au niveau national, qui exploite cette ressource. Cela a d’ailleurs permis aux porteurs du projet de recevoir une subvention de la Région. « Nous voulions valoriser ce gaz généralement rejeté dans l’atmosphère. C’est du CO2 biogénique, issu du carbone fixé par la plante lors de sa croissance à partir du CO2 de l’air. Ce serait dommage de le renvoyer dans l’air », soutient Rémi Chombart.

Pôle d’énergies vertes

Pour monter ce projet d’un montant de 12 millions d’euros, les agriculteurs ont en outre pu bénéficier des éclairages de la société d’intérêt collectif agricole d’électricité (Sicae) de la Somme et du Cambraisis et des sociétés d’économie mixte (SEM) Hauts-de-France et Somme Énergies. La Sicae est concessionnaire de distribution et de fourniture d’électricité et de gaz sur 185 communes de la région. « Outre l’expertise qu’elle apporte, cette structure a vocation à entrer dans le capital des projets comme le nôtre. Elle en détient aujourd’hui 5 %, tout comme les deux SEM. Nous voulons créer un pôle énergétique producteur d’énergies vertes, et pour cela il fallait se faire accompagner », estime Rémi Chombart.

Pôle énergétique ? Oui, car au-delà de la digestion de matières d’origine agricole et agro-alimentaire et de la récupération de CO2, les agriculteurs sont déjà en train de travailler à la mise en route d’une unité d’hygiénisation. « Il s’agit de chauffer à 70 °C les produits de désemballage non méthanisables. Après avoir été chauffés, ils peuvent rejoindre les méthaniseurs et être digérés. Un dossier de subvention est en route à l’Ademe », annonce Rémi Chombart. Les partenaires pensent aussi à la pyrogazéification de déchets verts issus des communautés de communes proches, à la méthanation, à l’installation de stations de GNV… mais le directeur de la structure reste prudent : « c’est compliqué à mettre en place. Nous verrons, ces projets-là sont lointains. Ce qui est sûr, c’est que nous allons rester très locaux ». 

Qu’est-ce qui mousse ?

« Avoir quatre digesteurs permet de répartir les risques. En cas de panne sur l’un d’eux, trois autres continuent de fonctionner et de produire du biogaz. Nous pouvons ainsi notamment faire des tests sur de nouvelles matières organiques que nous cherchons à valoriser », précise Pierre Chombart, directeur de Sanamethan. Cette précaution est importante sur ce site de méthanisation qui valorise des matières issues du déballage de productions agro-alimentaires périmées. « Grâce à cela, nous pouvons tester la méthanisation de produits un peu baroques et regarder comment se maintient la biologie. Par exemple, en ce moment l’un des méthaniseurs produit de la mousse : nous devons identifier d’où elle vient », poursuit-il.