La micro-biométhanisation

CONTEXTE

Près de 80% des déchets organiques produits en Région de Bruxelles-Capitale sont aujourd’hui mélangés aux poubelles résiduelles (les sacs blancs) et sont emmenés se faire bruler à l’incinérateur de Neder-Over-Heembeek. Une autre partie (les sacs oranges) est envoyée à Ypres pour y être biométhanisée. La plupart des acteurs s’accorde à dire que ce sont là de tristes fins pour une ressource qui pourrait être beaucoup mieux valorisée. Même si la méthanisation permet de produire du biogaz possiblement convertible en électricité, et un « digestat » de haute qualité agronomique la méthanisation à l’échelle industrielle pose une série d’inconvénients (rentabilité, taille…) que le système Qays propose de résoudre au travers d’un autre type de stratégie et d’une technique plus simple.

De manière générale, la valorisation uniquement “énergie” de la méthanisation pèche du fait des prix relativement bas de l’énergie. Le manque à gagner pour la rentabilité du processus est donc compensé par des subventions et/ou une économie d’échelle en construisant des usines gigantesques. Souvent, ces usines externalisent les coûts en ne mettant que les subsides et les recettes de l’électricité vendue à leur bilan.

Par ailleurs, la taille des usines de méthanisation « classique » (plusieurs milliers de m3) rend impossible leur intégration à la ville, voire même à la périphérie étant donné les nuisances qu’elles peuvent engendrer par les transports et le traitement. C’est pourquoi la diminution radicale de la taille du procédé de méthanisation et une augmentation de sa rentabilité permettraient sa décentralisation et son intégration à l’échelle d’un quartier ou d’une commune de la Région de Bruxelles-Capitale.

A la suite de ces réflexions, un procédé de méthanisation simple, efficace et économique, capable de traiter les déchets organiques non compostables, a été mis au point, breveté et testé à l’échelle du laboratoire et d’un pilote dans un centre de recherches agronomiques à Strée (Huy) sur des déchets agricoles et de cuisine. Un digesteur de démonstration va être mis à l’essai en plein cœur de Bruxelles-Ville dans le parc Maximilien.

INNOVATION

Étant donné les prix relativement faibles de l’énergie sur le marché, le constat de Yves Bertrand est que la manière la plus efficace d’utiliser la valeur “énergie” du biogaz est de l’utiliser pour sécher le digestat.

En diminuant le volume de 90 %, le digestat s’allège et devient plus facilement stockable et commercialisable. Une installation de 100 mètres cubes permettrait ainsi de traiter 1000 tonnes de déchet par an et de produire 100 tonnes d’amendement/engrais organique qui, en étant comparable au fumier séché, pourrait être vendu au détail à 1 € par kilo.  La micro méthanisation proposée par le système Qays est donc avant tout une installation de production d’amendement/engrais organique à partir de déchets.

Dans le processus de biométhanisation à l’échelle industrielle, la matière entrante est diluée dans de l’eau et des hélices brassent en continu la mixture dans le digesteur. Quotidiennement, une partie de la matière (environ 2 à 3 %) est sortie du digesteur pour pouvoir en rajouter de la nouvelle. Cependant, le brassage a pour effet d’extraire un mélange de matières dont une bonne partie n’est pas restée dans le digesteur suffisamment longtemps pour être complètement stabilisée.

Au contraire, le système Qays propose une digestion « en piston vertical », en ce sens que la matière à digérer forme des strates au fur et à mesure qu’elle est rajoutée par le haut dans la cuve. Le gaz produit en continu est libéré par à-coups de manière contrôlée et il brasse la matière sans perturber la stratification, rendant inutile le brassage mécanique par hélices. Ainsi, l’entièreté de la matière que l’on sort au fur et à mesure a passé un cycle complet dans le digesteur. Par ailleurs, ce mode de brassage n’imposant pas de diluer la matière, le volume de la cuve est plus petit que dans la méthanisation classique.

Dès l’été 2017, ce procédé sera expérimenté dans la ferme du Parc Maximilien (Bruxelles-ville) qui dispose du terrain et de la matière première nécessaires à une première expérimentation en milieu urbain. L’unité de démonstration a une taille de 3 m3 (2 mètres de haut pour 1 m 50 de diamètre), ce qui est suffisamment grand pour la faire fonctionner en conditions réelles et en vérifier la production. Ce projet pilote vise à  valider toutes les hypothèses tant en termes économiques, qu’en termes de qualité des amendements ou d’emplois (pour ne citer que ceux-là). Ces données chiffrées permettront de préciser les potentiels à l’échelle régionale tout en étant une vitrine pour les partenaires (tant institutionnels que privés) du projet. Par ailleurs les conditions bruxelloises étant identiques à celles rencontrées dans de nombreuses villes d’Europe et du monde, le potentiel d’exportation du système est évident et nécessite une vitrine.

Méthanisation vs compostage ? 

Trois avantages par rapport au compostage pourraient être identifiés selon Yves Bertrand. D’une part, une station de micro-méthanisation occupe, pour le traitement de quantités égales, beaucoup moins d’espace qu’une station de compostage. D’autre part, la qualité du digestat serait selon Yves Bertrand agronomiquement plus intéressante que le compost. Enfin, la micro-biométhanisation permet de traiter selon les règles européennes d’hygiène des matières non- compostables par un compost de quartier et ne nécessite pas d’apport en matières carbonées (broyat, feuilles mortes…).

A terme, les bénéfices attendus de la micro-méthanisation se jouent sur trois plans : 

Écologiquement, l’intégration d’un système de micro-méthanisation dans le giron par exemple d’horticulteurs ou de fermes péri-urbaines pousse à un meilleur tri des déchets pour baisser le pourcentage d’impuretés dans l’intrant et ainsi augmenter la qualité du digestat sortant.

Économiquement, c’est une technologie beaucoup moins demandeuse en capital de départ. Par ailleurs, la transformation de déchets organiques en un digestat de qualité permettrait de le vendre aux agriculteurs, aux horticulteurs et aux jardiniers de proximité à un prix comparable au fumier séché, ce qui permettrait de fermer vertueusement la boucle de traitement des déchets organiques dans un circuit court et local qui, par la valorisation qu’il permet, remplacera avantageusement le système actuel qui additionne les coûts d’élimination des déchets, d’importation d’engrais et d’amendements organiques et de transport de matières tant à l’export qu’à l’import.

Socialement, chaque phase du processus serait créatrice d’emplois:

  • la récolte des déchets,
  • la gestion technique des installations,
  • la manutention, le conditionnement et la commercialisation de l’amendement/engrais organique.

DEFIS

QUESTIONS EN SUSPENS

L’objectif pour la société Qays est de construire plusieurs installations de 100 mètres cubes (contre un minimum de 4000 mètres cubes pour les plus petites des installations « classiques »). Chacune de ces installations seraient capables de retraiter environ 1000 tonnes de matière organique par an.

Au-delà des questions du financement et de l’intégration au territoire via un permis d’urbanisme et un permis d’environnement relevant de la compétence de Bruxelles Environnement ainsi que l’obtention d’un feu vert des autorités sanitaires (AFSCA), le dispositif technique de micro-méthanisation nécessitera au quotidien un technicien compétent qui devra être formé – un technicien pouvant s’occuper de plusieurs installations. Qui assurera cette formation ?

Par ailleurs, des filières complètes du traitement des matières organiques allant de la collecte des déchets organiques des restaurants et des ménages jusqu’à la vente d’amendement/engrais organique de qualité, peinent à émerger. Dans un milieu urbain, quels sont par exemple les acteurs qui assureront une collecte de qualité, c’est-à-dire avec un minimum d’impureté, des matières organiques ?