Focus sur le contexte français
Le fort développement ces 10 dernières années des filières de tri / valorisation / compostage a permis de diminuer significativement les quantités de déchets à traiter. Cependant, sur les 460 Kg de déchets produits par an et par habitant, encore 78% (soit 360 Kg) sont considérés comme déchets résiduels (ADEME 2002). Ils ne sont pas valorisables dans les conditions techniques et économiques du moment.
Ce gisement de 44,6 MT de déchets non dangereux (DND) est à ce jour majoritairement éliminé en Installations de Stockage de Déchets ISD (51% soit 23,6 MT sur 361 sites - chiffre ADEME 2002).
Le biogaz constituait en 2002 la 4ème source d'Energie Renouvelable (ENR) pour la production d'électricité au niveau national. Avec 295 GWhe produits en 2002 rien que pour le biogaz issu d'ISD, le biogaz se situe devant le solaire ou l'éolien.
La production brute est quant à elle estimée à 3682 Tep d'ici 2020 (Source FNADE) ce qui rend cette ENR tout à fait incontournable.
De ce fait, la maîtrise des procédés de biodégradation par voies anaérobies (méthanisation) des DND est un enjeu fort dans la gestion des déchets. Aussi, elle bénéficie d'une dynamique Recherche et Développement importante et largement animée par l'ADEME au niveau Français.
A titre d'exemple et pour le seul sujet bioréacteur, 9 projets de recherche et 5 thèses ont été engagées depuis 1996 par l'ADEME pour un montant de 900 k€.
L'arrêté sur les tarifs de rachat d'électricité issue de biogaz paru en juillet 2006 a dynamisé la filière de valorisation biogaz.
Découvrir l'Ecométhaniseur
Un procédé pour optimiser la gestion des déchets en 3 étapes principales :
Les 3 étapes de l'écométhaniseur :
Etape 1 : Préparation de la charge
Etape 2 : Bioréacteur
Etape 3 : Valorisation énergétique du biogaz
Une filière qui produit une énergie nouvelle renouvelable
La biodégradation des déchets par les microorganismes conduit à la formation de biogaz constitué essentiellement de méthane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2). La recirculation des lixiviats, en favorisant l'activité microbienne, permet d'accélérer cette production.
Les déchets non dangereux enfouis en ISD ou envoyés vers des voies de méthanisation hors sol contiennent environ 50 % de matière organique biodégradable dans les pays industrialisés. Dans bien des cas, cette biomasse n'est pas de qualité suffisante pour une réutilisation matière (ex. valorisation agronomique) mais peut, en se biodégradant, produire du méthane.
Le méthane issu de la biodégradation des déchets est reconnu comme une source d'énergie nouvelle renouvelable (ENR) (directive Européenne 2001/77/CE).
Un potentiel mal optimisé
Les déchets résiduels stockés en ISD conventionnelles sont évolutifs et vont donc naturellement se biodégrader en anaérobie (processus de méthanisation) en produisant du biogaz (composé à environ 50 % de méthane) et des lixiviats.
Cependant, la non-maîtrise des processus biologiques dans les ISD conventionnelles conduit à des biodégradations lentes (plusieurs dizaines d'années) et rend difficile la valorisation énergétique. La plupart du biogaz produit en ISD est détruit en torchère.
Un enjeu fort : la maîtrise des procédés biologiques anaérobies
De ce fait, la maîtrise des procédés de biodégradation par voies anaérobies des déchets non dangereux est un enjeu fort dans la gestion des déchets et bénéficie d'une dynamique de Recherche et Développement importante au niveau international. Deux voies sont principalement explorées :
- La méthanisation in situ ou Bioréacteur qui consiste à placer des déchets dans des alvéoles de stockage étanches et à assurer des conditions de biodégradation optimales par la recirculation des lixiviats.
- La méthanisation hors sol ou digestion anaérobie qui consiste à faire circuler les déchets dans des ouvrages hors sol (digesteur) pendant 3 à 4 semaines et dans des conditions optimisées.
Les synergies déchets / énergie : un enjeu pour demain
Les filières visant à maîtriser les procédés tout en produisant une ENR devraient s'imposer à moyen terme de par la conjonction de plusieurs facteurs :
- la nécessité de réduire les impacts environnementaux à long terme des filières de traitement des déchets (développement durable, agenda 21).
- les difficultés d'ouverture de nouveaux sites conventionnels (ISD ou incinérateur) du fait des problèmes d'acceptabilité sociétale.
- les politiques énergétiques engagées, et notamment l'augmentation des prix de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz ainsi que l'engagement des états membre de l'Europe à produire 21 % de l'électricité à partir d'ENR d'ici 2010.
- les engagements de réduction d'émissions de GES (Kyoto....).