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Programmeenergivie.info

RAPPORT FINAL

Etat des lieux des gisements et de la gestion de la matièreorganique en Alsace, perspectives de développement desinstallations de production de biogaz

Contact :Région AlsaceVirginie [email protected]

ADEME Alsace Jonathan [email protected]

Etat des lieux des gisements et de la gestion de la matière organique en Al-sace, perspectives de développement des installations de production de bio-gaz

Rapport final

Version - a b

Document 7561.01-RN008n

Date 26 février 2013

Elaboration

Grégory Houillon, BG

Visa

Michel Gambotti, BG

Collaboration Jean-Paul Chabrier, Enviroconsult Marthe L'Huillier, Sola-gro

Distribution Comité de Pilotage © BG

BG Ingénieurs Conseils SAS - Technoparc Pays de Gex - 15 rue Lumière - F-01630 St-Genis-Pouilly

Siège social: Immeuble METROSUD, 1, bd Hippolyte Marques - 94200 Ivry sur Seine - SAS au capital de 216 800 €

R.C.S Créteil 2007B04453 - SIRET 303 559 249 00147 - Code APE 7112B

T +33 4 50 42 28 68 F +33 4 72 56 57 98 E [email protected] W www.bg-21.com TVA FR 493 035 592 49

7561.01-RN008n Gisement matière organique et biogaz 2012 – Région Alsace 26 février 2013

Table des matières Page

1. Introduction 1

1.1 Contexte 1

1.2 Objectifs de l'étude 1

1.3 Comité de pilotage 1

1.4 Périmètre de l'étude 2

1.4.1 Géographique 2

1.4.2 Gisements considérés 2

1.5 Méthodologie 3

2. Détail du contexte et des enjeux 5

2.1 Contexte alsacien 5

2.1.1 Programme énergivie 5

2.1.2 Schéma Régional Climat Air Energie (SRCAE) 5

2.1.3 Population : 3 % de la population française 5

2.1.4 Collectivités : 77 EPCI 6

2.1.5 Une agriculture diversifiée 8

2.1.6 Une Industrie Agro-Alimentaire (IAA) forte 8

2.2 Hiérarchie des modes de traitement des déchets 9

2.3 Cadre légal de la méthanisation 10

2.4 Tarifs d'achats 10

2.4.1 Electricité 10

2.4.2 Biogaz 10

2.5 Installations existantes de valorisation de la matière organique 13

2.5.1 En Alsace 13

2.5.2 Dans les départements limitrophes 19

2.6 Contexte allemand 19

2.6.1 Législation et tarifs d'achat 20

2.6.2 Installations existantes 21

2.7 Contexte suisse 22

2.7.1 Législation et tarifs d'achat 23


2.7.2 Installations existantes 25

2.8 Synthèse du contexte 25

2.9 Techniques de méthanisation 26

2.10 Techniques de valorisation du biogaz 28

2.10.1 Combustion en chaudière 30

2.10.2 Combustion en moteurs à gaz 31

2.10.3 Combustion en turbine à gaz 31

2.10.4 Cogénération et trigénération 32

2.10.5 Biogaz carburant 33

2.10.6 Injection dans réseau de gaz naturel 34

2.11 Rappel sur la valorisation du digestat 35

2.11.1 Typologie des digestats 35

2.11.2 Les effets agronomiques du digestat 36

2.11.3 Mode de stockage du digestat et moyens d’épandage 39

2.11.4 Conditions d’épandage 39

2.12 Les étapes d'un projet 39

3. Phase 1 : Etat des lieux des gisements actuels de matière organique 41

3.1 Agriculture 41

3.1.1 Effluents d'élevage 41

3.1.2 Résidus de cultures 48

3.1.3 Déchets des coopératives céréalières 53

3.1.4 Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE) 57

3.1.5 Cultures énergétiques dédiées 58

3.1.6 Autres gisements 60

3.2 Collectivités 61

3.2.1 Biodéchets 61

3.2.2 Déchets verts 64

3.2.3 Boues d'épuration urbaines 67

3.2.4 Autres gisements 72

3.3 Industrie, commerces et services 73

3.3.1 Industries agro-alimentaires 73


3.3.2 Restes de repas 81

3.3.3 Huiles alimentaires usagées 83

3.3.4 Graisses 84

3.3.5 Commerce et artisanat 86

3.3.6 Boues d'épuration industrielles 87

3.4 Synthèse des gisements actuels 91

4. Phase 2 : Etat des lieux des gisements additionnels de matière organique 95

4.1 Agriculture 95

4.1.1 Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE) 95

4.1.2 Cultures énergétiques dédiées 99


4.2.1 Biodéchets des ménages 101

4.2.2 Déchets verts 101

4.2.3 Restes de repas 104

4.2.4 Huiles Alimentaires Usagées 104

4.2.5 Graisses 105

4.3 Industrie 106

4.3.1 Commerces, artisanat 106

4.4 Synthèse des gisements additionnels 107

5. Phase 3 : Evaluation du gisement potentiel de biogaz 110

5.1 Gisement global potentiel de matière organique 110

5.2 Gisement potentiel en méthane 111

5.3 Saisonnalité des gisements 113

5.4 Cartographie 114

5.4.1 Effluents d'élevage 114

5.4.2 Résidus de cultures 116

5.4.3 Synthèse des gisements localisés 118

6. Phase 4 : Options de valorisation et évaluation du gisement de biogaz valorisable120

6.1 Options de valorisation 120

6.2 Agriculture 120


6.2.1 Effluents d'élevages 120

6.2.2 Résidus de cultures – CIVE – issues de silos 121


6.3.1 Biodéchets - Déchets verts 123

6.3.2 Boues d'épuration urbaines 124

6.4 Industrie, commerce et services 125

6.4.1 Industries Agro-Alimentaires (IAA) et effluents vinicoles 125

6.4.2 Restes de repas - Huiles Alimentaires Usagées (HAU) - Graisses - Commerce et artisanat

(GMS, boulangeries) 127

6.4.3 Boues d'épuration industrielles 127

6.5 Gisement de biogaz valorisable 128

6.6 Types de projets envisageables 132

7. Proposition d'une stratégie de développement de la méthanisation 133

7.1 Principes d'élaboration d'une stratégie pour la méthanisation en Alsace 133

7.2 Zones favorables à la méthanisation 133

7.2.1 Identification des zones favorables au développement d’unités territoriales 135

7.2.2 Valorisation du biogaz par cogénération 136

7.2.3 Valorisation du biogaz par réinjection dans le réseau de gaz naturel 146

7.2.4 Valorisation du biogaz sous forme de carburant 147

7.3 Conclusion de l’analyse croisée gisements / débouchés 147

7.4 Facteurs limitant liés au gisement 147

7.4.1 Mélanges de déchets 148

7.4.2 Proportions de déchets 148

7.4.3 Valorisation du digestat 148

7.4.4 Evolution de la législation 150

8. Conclusion 151

9. Glossaire 154

10. Table des illustrations 157

10.1 Figures 157


10.2 Tableaux 158

Annexes

Annexe 1 : Détail des prix de rachat de l'électricité et du biogaz en France

Annexe 2 : Liste verte des matières autorisées à l'importation (OCDE)

Annexe 3 : Liste des contacts établis pour la réalisation de la présente étude

Annexe 4 : Caractéristiques méthanogènes des différents déchets

Annexe 5 : Liste détaillée des STEP

Annexe 6 : Analyse de la mobilisation des différents gisements

Annexe 7 : Cartographie – Base de données

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1. Introduction

1.1 Contexte

En 2004 – 2005 la Région Alsace et l’ADEME à travers le programme Energivie.info, ont réalisé une étude du potentiel théorique alsacien de méthanisation avec pour objectif d’accompagner la création de plusieurs installations agricoles. (Etude téléchargeable à l’adresse suivante : http://www.energivie.info/fr/les-etudes-sur-le-biogaz/ ).

Depuis à travers les mesures communément appelées « Grenelle de l’Environnement », l’Etat français s’est doté d’objectifs et de moyens visant à :

limiter ses émissions de gaz à effet de serre,

augmenter la part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie,

prévenir et limiter la production de déchets,

augmenter la part de recyclage matière ou organique dans les déchets ménagers ou assimi-lés de 24 % en 2004 à 45 % en 2015,

diminuer de 15 % les quantités de déchets stockées ou incinérées d’ici 2012.

Que ce soit sur le domaine des déchets ou sur celui de l’énergie, la situation a clairement changé depuis 7 ans :

les schémas régionaux climat - air - énergie (SRCAE) donnent l’occasion aux pouvoirs pu-blics de mettre à jour les potentiels de développement des énergies renouvelables; le SRCAE Alsace prévoit en effet la création et l’animation de la filière biogaz en Alsace,

des nouveaux tarifs d’achat de l’électricité de réseau et du gaz naturel décentralisés modifient les niveaux d’équilibre financier des équipements utilisant des énergies renouvelables,

des programmes locaux de prévention de production de déchets et des plans climat visent à rendre plus transversales les orientations territoriales des collectivités sur tous les aspects aménagement, environnement et consommation,

la collecte obligatoire des biodéchets pour les gros producteurs à partir de janvier 2012 ins-taurée par la loi Grenelle 2.

1.2 Objectifs de l'étude

Il semble donc opportun d’actualiser la précédente étude et de donner les moyens aux pouvoirs publics de définir une stratégie régionale et aux éventuels Maîtres d’ouvrage les facteurs-clefs de la réussite des projets.

La présente étude vise donc à proposer des réponses à une problématique de valorisation de la matière organique et à la faisabilité du développement d’une filière de production de biogaz en Alsace.

1.3 Comité de pilotage

Le comité de pilotage de l’étude est composé de personnels techniques de l’ADEME, de la Ré-gion Alsace, des Conseils Généraux du Bas-Rhin et Haut-Rhin, de la mission de recyclage agri-

http://www.energivie.info/fr/les-etudes-sur-le-biogaz/

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cole du Haut-Rhin, de l’Agence de l’eau Rhin-Meuse, de la CCI de Colmar, de l’ARIA1, de la DREAL2, de la DRAAF3, de la Chambre d'Agriculture du Bas-Rhin et du Haut-Rhin, de la CUS4, des DDT5, d'Alter Alsace Energies, de la Caisse des Dépôts et Consignations, d'Alsace Qualité, du SIVOM de Mulhouse et de RITTMO Agroenvironnement6.

1.4 Périmètre de l'étude

1.4.1 Géographique

Le périmètre de l’étude porte sur les producteurs de matière organique alsaciens, les installations de gestion de la matière organique, prévues et en fonctionnement en Alsace. Sont concernés aussi les flux entrants et sortants de matière organique sur les régions limitrophes à l’Alsace (Lor-raine, Franche-Comté, Allemagne (Bade-Wurtemberg) et Suisse (cantons Bâle-Ville et Bâle-Campagne)).

1.4.2 Gisements considérés

L'étude considère les différents gisements de matière organique hors filière bois énergie. On dis-tingue :

Le gisement actuel :

Ce dernier existe déjà, est collecté et valorisé. Il comprend : fumiers, lisiers, résidus de culture, résidus de coopératives, biodéchets (collectés), déchets verts (collectés), boues urbaines, IAA, Huiles Alimentaires Usagées (HAU) (collectées), graisses (STEP), boues industrielles.

Le gisement additionnel :

Ce dernier comprend 2 catégories :

Le gisement qui n'existe pas à ce jour : CIVE, cultures énergétiques7,

Le gisement qui existe déjà à ce jour mais n'est pas bien forcément connu, qui ne fait pas forcément l'objet d'une collecte et d'un traitement spécifique : biodéchets, déchets verts, restes de repas, HAU, graisses, déchets des commerces et services.

Concernant ces gisements, on distingue :

Les gisements localisés, c'est-à-dire dont les données sont suffisantes pour pouvoir être car-tographiés : effluents agricoles, résidus de cultures, industrie agro-alimentaire, déchets verts, biodéchets, CIVE.

Les gisements non localisés, c'est-à-dire dont les données ne sont pas suffisantes pour pou-voir être cartographiés : restes de repas, HAU, graisses, boues urbaines et industrielles, Grandes et Moyennes Surfaces (GMS), boulangeries.

1 ARIA : Association Régionale des industries alimentaires

2 DREAL : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement

3 DRAAF : Direction Régionale de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Forêt

4 CUS : Communauté Urbaine de Strasbourg

5 DDT : Direction Départementale des Territoires

6 RITTMO : Centre de recherche appliquée, d’expertises et de prestations techniques sur la fertilisation organique et l’agroenvironnement

7 Les cultures énergétiques font également partie de cette catégorie. Toutefois, s'il a été décidé en Comité de Pilotage de les évaluer, elles n'ont pas été intégrées dans le calcul du potentiel additionnel

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1.5 Méthodologie

L'étude se déroule en 5 phases :

0. Etat des lieux contextuel (cf. chapitre 2). Ce volet précise :

Le contexte alsacien, allemand et suisse,

La méthanisation et la valorisation des sous-produits.

1. Etat des lieux du gisement actuel de matière organique en Alsace (cf. chapitre 3). L'en-semble des différents gisements est analysé par type d'acteur :

Agriculture,

Collectivités,

Industrie, commerces et services.

L'analyse détaille par type de déchets les points suivants :

Caractérisation de la filière,

Aspects réglementaires,

Evaluation du gisement :

Méthodologie,

Résultats,

Evolution,

Exportation,

Saisonnalité.

Cartographie du gisement,

Filières actuelles de traitement.

2. Evaluation du gisement additionnel de matière organique en Alsace (cf. chapitre 4). Ce gisement est également analysé par type d'acteur :

Agriculture,

Collectivités,


3. Evaluation du potentiel biogaz (cf. chapitre 5). Sur la base des gisements actuels et addi-tionnels, un potentiel de production de biogaz est évalué, en considérant les tonnages de matière organique et les potentiels méthanogènes des différents déchets concernés (cf. Annexe 4).

Les gisements ont été abordés avec la même démarche. On a considéré le potentiel non métha-nisé à ce jour, sauf pour le cas de l'unité de Ribeauvillé car le tonnage méthanisé reste à la marge, et évolue au fil du temps. Le gisement actuellement méthanisé a d'ailleurs été mis au re-gard du gisement non méthanisé à ce jour (cf. 6.5).

4. Evaluation du potentiel biogaz réaliste selon des critères de disponibilités des gise-ments et de possibilités de collecte (cf. chapitre 6). Après avoir analysé les facteurs influen-

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çant la mobilisation des gisements de matière organique, des critères de disponibilité sont fixés sur :

Le gisement lui-même. Ce critère évalue la disponibilité du gisement (concurrence, autre voie de valorisation etc.). Par exemple, le gisement de suif, issu d'industries agro-alimentaires est bien souvent valorisé dans des filières offrant une meilleure valorisation économique que la méthanisation. Ou par exemple le fait d'éliminer la fraction ligneuse des déchets verts (environ 50 %) car celle-ci n'est pas méthanisable,

La collecte. Ce critère évalue la possibilité de collecte du gisement. Par exemple, les rési-dus de culture restitués au sol ne sont pas forcément collectés. Ils sont aujourd’hui valori-sés sous forme de retour au sol de la matière organique.

Le gisement valorisable a ensuite été cartographié, à l'échelle cantonale (cf. Annexe 7). Les ré-partitions du gisement entre communes, cantons et EPCI, peuvent par ailleurs induire de légères différences dans les résultats globaux.

5. Proposition d'orientations pour le développement de la méthanisation en Alsace (cf. chapitre 7). Sur la base du gisement de biogaz identifié, une stratégie est proposée afin de maximiser cette valorisation énergétique par méthanisation de la matière organique en Alsace.

Des fiches destinées aux différents types de porteurs de projets (agricoles, collectifs/territoriaux, STEP/industriels) ont ensuite été réalisées.

Une synthèse de la démarche suivie dans la présente étude est présentée dans la figure suivante (cf. Figure 1).

Figure 1 : Synthèse de la méthodologie d'évaluation du gisement de matière organique méthanisable en Al-sace

5


2. Détail du contexte et des enjeux

Ce chapitre présente le contexte de la gestion de la matière organique en Alsace, dans les ré-gions périphériques et pays limitrophes (Allemagne, Suisse).

2.1 Contexte alsacien

2.1.1 Programme énergivie

Le programme énergivie.info est un programme régional de promotion des économies d'énergie et des énergies renouvelables qui informe, propose et accompagne les habitants de la région Alsace pour tout projet de bâtiment basse consommation ou mettant en œuvre l'énergie solaire ou le bois-énergie. Le programme a été mis en place en 2003 par la Région Alsace avec le soutien de l'Union Européenne, en partenariat avec l'ADEME.

C'est dans le cadre de ce programme qu'une première évaluation du gisement de biogaz valori-sable en Alsace avait été menée en 2004.

2.1.2 Schéma Régional Climat Air Energie (SRCAE)

Le SRCAE de l'Alsace a été adopté en juin 2012 : il définit dans sa partie consacrée au dévelop-pement de la production d’énergie renouvelable, des orientations et des objectifs :

Créer de nouvelles unités traitant les résidus agricoles, les boues de stations d’épuration ur-baines et les déchets des IAA,

Donner la priorité à l’injection dans le réseau ou aux installations de cogénération qui permet-tent d’optimiser les rendements,

Etre vigilant aux risques de concurrences entre filières de valorisation de la matière orga-nique,

Priorité aux projets collectifs de territoire atteignant une taille critique et permettant une valo-risation directe des matières disponibles,

Objectif de production de 12 ktep en 2020 et 40 ktep en 2050.

2.1.3 Population : 3 % de la population française

L’Alsace est une région densément peuplée. Avec plus de 1,8 millions d’habitants au 1er janvier 2006 (1,1 millions d’habitants dans le Bas-Rhin, 0,7 millions habitants dans le Haut-Rhin), elle représente 3 % de la population française sur 1,5 % du territoire métropolitain.

La carte suivante présente la répartition de la population en Alsace (cf. Figure 2). On note trois pôles importants : Strasbourg, Colmar et Mulhouse.

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Figure 2 : Répartition de la population en Alsace (2010, INSEE)

2.1.4 Collectivités : 77 EPCI

En 2006, 77 établissements publics de coopération intercommunale (EPCI) à fiscalité propre, dont les deux communautés d’agglomération de Colmar et de Mulhouse Sud-Alsace et la Com-munauté Urbaine de Strasbourg, couvrent la quasi-totalité de la population (96 %) (cf. Figure 3).

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Figure 3 : EPCI et pays en Alsace (Région Alsace, 2007)

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2.1.5 Une agriculture diversifiée

L’agriculture alsacienne occupe 40 % du territoire régional avec une SAU (Surface Agricole Utile) de 336'000 ha. Le poids économique relatif de l’agriculture en Alsace est de 1,7 % de la valeur ajoutée.

L’agriculture alsacienne est confrontée depuis longtemps à une pression foncière forte, avec une faible disponibilité et un prix élevé des terres. De ce fait, elle s'est orientée de la manière sui-vante:

productions très diversifiées et à haute valeur ajoutée permettant de dégager un revenu à l’hectare important (céréales, maïs pour l’alimentation humaine, tabac, houblon, choux à choucroute, betteraves, vigne),

vente en circuits courts (notamment vente directe),

pluriactivité des exploitants.

Si le secteur viti-vinicole représente 32 % des exploitations agricoles et seulement 5 % de la SAU, il correspond à 45 % de la valeur productive agricole alsacienne.

Le secteur des grandes cultures est dominé par le maïs-grain pour l’alimentation humaine, qui représente 40 % de la SAU (134'000 ha) des exploitations régionales. La place prépondérante du maïs s’explique par un contexte agro-climatique favorable. La présence en région d’industries de transformation (amidonneries Roquette et Syral, maïserie Costimex) a largement contribué au développement de cette culture.

Les cultures spécialisées – le houblon (470 ha), le chou à choucroute (630 ha), le tabac (1'100 ha), la betterave industrielle (6'000 ha alimentant une sucrerie à Erstein) ne représentent que de faibles surfaces mais contribuent fortement à la diversification de l’agriculture alsacienne.

Le développement des cultures se fait au détriment des élevages. En effet, l'élevage est peu dé-veloppé en Alsace, localisé principalement dans le Sud et le Nord de la région (18 % de la valeur productive régionale agricole en 2009, hors lait de vache). Le nombre d’exploitations agricoles a d'ailleurs baissé de 20 % entre 2000 et 2010, dans tous les secteurs mais particulièrement en élevage (disparition ou regroupement d’une exploitation sur trois).

2.1.6 Une Industrie Agro-Alimentaire (IAA) forte

L’industrie agroalimentaire (IAA) est le deuxième secteur industriel de la région (12 % des em-plois industriels). Les entreprises agroalimentaires alsaciennes sont au nombre de 330, em-ploient 15'000 salariés en 2009 pour un chiffre d’affaires de 5,3 Mrds d’euros.

L’activité se concentre sur le Bas-Rhin. Les filières importantes sont notamment : l’industrie des boissons (bières, vin), la fabrication et transformation de chocolat, la production de charcuterie.

Le tableau suivant donne la répartition des effectifs salariaux par secteurs d’activités, pour les secteurs les plus représentés en Alsace (en nombre d’employés) (cf. Tableau 1).

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Activités 67 68 Total Al-sace

Réparti-tion

Unité salariés salariés salariés %

FABRICATION DE CACAO, CHOCOLAT ET DE PRODUITS DE CONFISERIE

1'720 1'048 2'768 19

PRÉPARATION INDUSTRIELLE DE PRODUITS À BASE DE VIANDE (industries de la viande)

1'535 456 1'991 14

FABRICATION DE BIÈRE (brasseries) 1'539 2 1'541 11

FABRICATION D'AUTRES PRODUITS ALIMEN-TAIRES N.C.A.

1'110 114 1'224 9

FABRICATION INDUSTRIELLE DE PAIN ET DE PÂTISSERIE FRAÎCHE

685 104 789 6

FABRICATION DE PRODUITS AMYLACÉS 554 554 4

VINIFICATION 461 68 529 4

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE LA VIANDE DE BOUCHERIE

431 88 519 4

FABRICATION DE GLACES ET SORBETS 295 111 406 3

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE POISSON, DE CRUSTACÉS ET DE MOLLUSQUES

352 1 353 2

MEUNERIE 307 45 352 2

FABRICATION DE PLATS PRÉPARÉS 321 12 333 2

FABRICATION DE BISCUITS, BISCOTTES ET PÂ-TISSERIES DE CONSERVATION

204 109 313 2

FABRICATION DE CONDIMENTS ET ASSAISON-NEMENTS

265 34 299 2

FABRICATION D'ALIMENTS POUR ANIMAUX DE COMPAGNIE

248 248 2

AUTRE TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE LÉGUMES (industries des légumes)

193 33 226 2

FABRICATION DE SUCRE 226 226 2

FABRICATION DE PÂTES ALIMENTAIRES 105 110 215 2

Divers n.d. n.d. n.d. 8

Total 10'551 2'335 12'886 100

Tableau 1 : Répartition des effectifs salariaux par secteurs d’activités pour l'industrie agro-alimentaire alsa-cienne

2.2 Hiérarchie des modes de traitement des déchets

La directive cadre déchets 2008/98/CE, publiée le 22 novembre 2008 renforce le principe de hié-rarchie des modes de traitement des déchets en incitant les États membres à recourir, dans un ordre préférentiel :

à la prévention,

à la réutilisation,

au recyclage,

à la valorisation énergétique,

et enfin, en dernier ressort, à l’élimination.

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La valorisation de la matière organique par recyclage est donc tout à fait encouragée. Cette orientation a été renforcée en France suite au Grenelle de l'Environnement.

2.3 Cadre légal de la méthanisation

L’origine et la nature des déchets traités vont orienter le classement ICPE de l’unité de traitement de la matière organique par méthanisation. Depuis octobre 2009, la rubrique ICPE n°2781, spéci-fique à la méthanisation a été créée. Prévoyant à l’origine un régime de déclaration et un d’autorisation, elle inclut depuis 2010 un régime intermédiaire dit d’enregistrement. Sont concer-nées par cette rubrique les installations de méthanisation de déchets non dangereux ou matière végétale brute, à l’exclusion des installations de méthanisation d’eaux usées ou de boues d’épuration urbaines lorsqu’elles sont méthanisées sur leur site de production.

Les spécificités de certains types de déchets sont rappelées dans les chapitres spécifiques aux différents gisements.

2.4 Tarifs d'achats

Le détail de ces textes est donné en annexe (cf. Annexe 1).

2.4.1 Electricité

Un arrêté ministériel paru le 21 mai 2011 fixe les nouveaux tarifs d’achat d’électricité issue du biogaz (cf. Figure 4).

Figure 4 : Tarifs de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz en France (www.bioenergie-promotion.fr)

2.4.2 Biogaz

La réglementation applicable à l'injection du biométhane dans les réseaux de gaz naturel repose sur quatre décrets pris en application de la loi Grenelle 2 fin novembre 2011 :

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2.4.2.1 Conditions de vente du biométhane

Le premier décret détermine les conditions de vente du biométhane aux fournisseurs de gaz na-turel. Il précise les catégories de produits et déchets pouvant être utilisés pour produire du biomé-thane en bénéficiant du dispositif de soutien prévu par la loi. En application de ce texte, un arrêté du 23 novembre 2011 définit les intrants autorisés pour la production de biométhane injecté. Il s'agit des déchets dont l'ANSES a pu démontrer l'innocuité sanitaire : déchets ménagers et assi-milés en installation de stockage de déchets non dangereux (ISDND), déchets non dangereux en digesteur (biodéchets ou déchets ménagers, déchets organiques agricoles dont effluents d'éle-vage et déchets végétaux, déchets de restauration hors foyer et déchets organiques de l'industrie agroalimentaire et des autres agro-industries) et produits agricoles en digesteur.

2.4.2.2 Contrat d'achat

Ce décret 2011-1594 fixe également les clauses que doit comporter le contrat d'achat et renvoie à un décret simple. Ce dernier, qui définit les conditions de contractualisation entre producteurs de biométhane et fournisseurs de gaz naturel, a été publié le 23 novembre 2011. Les producteurs souhaitant bénéficier d'un contrat d'achat doivent formuler une demande auprès du préfet, ac-compagnée d'un dossier dont la liste des pièces est précisée dans le décret. Le préfet dispose de deux mois pour délivrer une attestation au producteur.

Peuvent ainsi bénéficier d'un contrat d'achat les installations de méthanisation dont le biogaz ou le biométhane produit n'a jamais fait l'objet d'un contrat d'achat, ni été valorisé sous forme d'auto-consommation. Le contrat est conclu pour une durée de 15 ans. Son entrée en vigueur est su-bordonnée à la mise en service de l'installation, qui doit intervenir dans un délai de trois ans après la signature du contrat.

En application de ce décret, l'arrêté du 23 novembre 2011 précise la procédure de désignation des acheteurs de dernier recours. A l'issue d'une procédure d'appel à candidatures auprès des fournisseurs de gaz naturel autorisés, plusieurs sociétés ont été désignées acheteurs de biomé-thane de dernier recours par un arrêté ministériel du 4 juin 2012.

Les tarifs d'achat du biométhane injecté, leurs conditions d'application ainsi que les conditions d'efficacité énergétique devant être respectées par les installations de production sont précisées par cet arrêté du 23 novembre 2011.

Pour les installations agricoles ou les installations dédiées au traitement des déchets fermentes-cibles, les tarifs d'achat sont calculés en additionnant un tarif de base (TBASE) et un tarif fonction des intrants utilisés (PI). Ces tarifs sont soumis à une indexation annuelle arrêtée au 1er novem-bre par application d'un coefficient, dit "coefficient L".

L'exploitant doit tenir à la disposition du préfet l'ensemble des justificatifs nécessaires au calcul du tarif d'achat de l'installation. Il doit aussi transmettre annuellement à la DREAL un rapport de synthèse sur le fonctionnement de l'installation, contenant en particulier les pièces permettant d'attester la nature et les proportions respectives des intrants utilisés par l'installation et la consommation d'électricité du système d'épuration. L'installation peut perdre le bénéfice des pri-mes si l'exploitant n'est pas en mesure de fournir une pièce manquante sous un délai d'un mois.

12


2.4.2.3 Garanties d'origine du biométhane injecté

Un troisième décret met en place un système de garanties d'origine du biométhane injecté et en définit le fonctionnement. Les garanties d'origine sont attribuées à tout fournisseur ayant conclu un contrat d'achat qui en fait la demande. Elles sont attribuées par mégawatt-heure de biométha-ne injecté dans le réseau et sont valables deux ans.

Les garanties d'origine peuvent être échangées. Le décret prévoit la création d'un registre des garanties d'origine, sur lequel sont notamment inscrits leur création, leurs échanges, leur sup-pression ainsi que leurs conditions d'utilisation. Le décret prévoyait que le gestionnaire de ce re-gistre soit choisi par appel d'offres lancé par le ministre chargé de l'énergie. Par un arrêté du 5 décembre 2012, la société GrDF a été désignée comme organisme en charge de créer et de gé-rer ce registre pour une durée de cinq ans.

2.4.2.4 Compensation intégrale des surcoûts supportés par les fournisseurs

Un dernier décret définit le mécanisme visant à couvrir les surcoûts supportés par les fournis-seurs de gaz naturel. Ces surcoûts donnent lieu à compensation intégrale, cette compensation étant calculée par référence au prix moyen constaté sur le marché de gros du gaz naturel et en prenant en compte les coûts de gestion du dispositif. La Caisse des dépôts et consignations est chargée de la tenue du compte de compensation.

Le décret prévoit que le ministre chargé de l'énergie arrête chaque année pour l'année suivante le montant prévisionnel des charges imputables à l'achat de biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel, le montant prévisionnel des frais de gestion de la Caisse des dépôts et consigna-tions et le montant de la contribution unitaire "qui s'applique à tous les consommateurs finals de manière uniforme et non discriminatoire". Ces valeurs ont été fixées pour l'année 2013 par un arrêté ministériel en date du 12 décembre 2012.

Le tarif d’achat dépend de la capacité maximale de production de biométhane, exprimée en m3/h et de la nature des déchets traités. Pour les installations de méthanisation, il est constitué d’un tarif de référence et d’une prime “intrants”. Cette prime s’élève à 5 €/MWh pour les déchets de collectivités et déchets ménagers et elle varie entre 20 et 30 €/MWh selon les débits produits, pour les déchets issus de l’agriculture ou l’agroalimentaire. Le tarif d’achat du biométhane dont bénéficie le producteur a été déterminé de telle sorte qu’il couvre l’ensemble des coûts d’investissement, d’exploitation et de maintenance des installations de méthanisation, d’épuration et d’injection, ainsi que le raccordement au réseau.

2.4.2.5 Tarifs

Sur la base de l'arrêté ministériel paru le 23 novembre 2011, fixant les conditions d'achat du bio-méthane injecté sur le réseau de gaz naturel par les installations qui épurent le biogaz. Selon les caractéristiques de l'installation, les tarifs sont entre :

45 €/MWh : pour les installations industrielles de plus de 350 Nm³/h,

125 €/MWh : pour les installations de moins de 50 Nm³/h utilisant "des cultures intercalaires à vocation énergétique et des déchets ou résidus provenant de l'agriculture, de la sylviculture, de l'industrie agroalimentaire ou des autres agro-industries".

Pour les stations d’épuration, l’ANSES devrait fournir un rapport prochainement, et l’injection de-vrait être autorisée normalement.

13


2.5 Installations existantes de valorisation de la matière organique

2.5.1 En Alsace

Les principales installations de compostage de déchets d'une capacité supérieure à 10'000 t/an ont été identifiées en Alsace (cf. Tableau 2). Elles sont au nombre de 17.

Nom Libellé de la com-

mune Code du dépar-tement

Date d'ou-verture

Capacité régle-mentaire (tMB/an)8

Vita-compost (Bischwiller) Bischwiller 67 01/07/1996 n.d.

Vita-compost (Dettwiller) Dettwiller 67 15/10/2000 n.d.

Spri-nar Compotech (Niedermoder

n)

Niedermodern 67 01/09/2000 n.d.

Lingen-held Environnement (Obersch

aeffolsheim)

Oberschaeffolsheim 67 01/06/2002 10'000

Plate-forme de compostage Obersc

haeffolsheim

Oberschaeffolsheim 67 17/08/1998 12'000

Uni-té de tri compostage (Scherwi

ller)

Scherwiller 67 02/05/1994 25'000

CUS Rohrschollen (Strasbourg)

Strasbourg 67 10/10/1993 20'000

Plate-forme de compostage Aspach

le Haut

Aspach-le-Haut 68 01/01/1985 50'000

Compos-tage déchets organiques Berg

heim

Bergheim 68 01/01/2003 10'000

Plate-forme de compostage de Cer

nay

Cernay 68 01/07/2000 26'000

Plateforme de compostage Colmar 68 01/01/2003 10'950

Plateforme de compostage Dietwiller 68 17/03/1996

Plate-forme de compostage Eguish

eim

Eguisheim 68 01/01/2007 10'000

Plate-forme de compostage Tilleha

g

Hirsingue 68 01/01/2000 10'000

Plateforme de compostage Kingersheim

Kingersheim 68 03/11/1996 40'000

Plate-forme de compostage Sainte Croix en plaine 68 n.d. n.d.

8 Ne disposant pas des capacités de déchets et de boues réellement traitées sur ces installations, il n'est pas possible de mentionner le pourcen-

tage par rapport à la capacité règlementaire. Toutefois, nous supposons que pour se conformer à la réglementation les quantités traitées sont inférieures aux capacités réglementaires.

14


Nom Libellé de la com-mune

Code du dépar-tement

Date d'ou-verture

Capacité régle-mentaire (tMB/an)8

Plate-forme de compostage Wittenh

eim

Wittenheim 68 12/05/2004 10'000

Total - - - 230'350 Tableau 2 : Installations de compostage de déchets organiques en Alsace (SINOE, Chambres d'Agriculture du Bas Rhin et du Haut Rhin, ADEME Alsace)

A noter que la future STEP de Wissembourg accueillera une plate-forme de compostage.

Quant aux déchets agro-alimentaires, ils ne sont pas acceptés dans le Bas-Rhin sur les plates-formes de compostage.

Les centres de compostage de boues d'épuration sont présentés dans le tableau suivant (cf. Ta-bleau 3), soit un total de 12 sites.

Département Société Localisation

67 SEDE Eschau Compostage sur site des STEP pour Roppenheim,

Rosheim, Erstein

68 AGRIVALOR 3 sites à Bergheim, Eguisheim, Wittenheim

MOOSCH Moosh

ALSACE COMPOST (SEDE)

Cernay

AGRO-LOGIC Biosite des acacias / Reguisheim

ANNA Compost Wittenheim

COLMAR Compost Colmar Tableau 3 : Installations de compostage de boues d'épuration en Alsace

Les 17 installations suivantes de méthanisation ont été identifiées en Alsace (cf. Tableau 4).

15


Nom Libellé de la

commune Code du dépar-tement

Date d'ou-verture

Capacité no-minale (t ou m3/an)9

Remarque

Roquette Beinheim 67 Fin 2007 n.d. Eaux indus-trielles Production de boues passée de

12'000 à 8'600 tMB/an en 2010

Masterfoods Haguenau 67 n.d. 1'570 Eaux indus-trielles

STEP Haguenau Haguenau 67 n.d. n.d. Boues 1 digesteur

Brasserie Météor Hochfelden 67 n.d. n.d. Eaux industrielles

GAEC de la Marjo-laine

Littenheim 67 2012 3'600 tMB li-sier 350 tMB fumier de volailles 3'500 tMB boues de STEP IAA

Déchets GMS, IAA

SIVOM du Bassin de l'Ehn

Meistrat-zheim

67 2011 pour les boues de STEP - 2012 pour les jus de chou-croute

Boues ur-baines : 800 – 1'000 tMS/an Jus de chou-croute : 30'000 m3/an

Brasse-rie Kronenbourg

Obernai 67 15/02/2008 7'500 Eaux industrielles

Les Grands Chais de France

Petersbach 67 n.d. n.d. Eaux industrielles

Brasserie La Li-

corne10

Saverne 67 01/01/1999 n.d. Eaux industrielles

CUS Strasbourg Strasbourg 67 n.d. n.d. Boues 2 digesteurs Part d'effluents industriels

STEP Weyersheim Weyersheim 67 Prévu en 2014

15 à 20'000 EH

Boues urbaines

Wrigley France Biesheim 68 01/01/2000 n.d. Eaux industrielles

9 Pour les boues urbaines on parle de tMS pour les productions mais pour les boues industrielles on s’exprime soit en m3 lorsque l’on réfère à la

DCO (cas des jus de choucroute, des effluents de brasserie) ou tMS lorsque les boues industrielles sont produites par des procédés de trai-tement de type boues activées

10 Ex Brasserie Karlsbrau

16


Nom Libellé de la commune

Code du dépar-tement

Date d'ou-verture

Capacité no-minale (t ou m3/an)9

Remarque

IC Rhodia PI Chalampé 68 n.d. n.d. Eaux industrielles

STEP Guebwiller Issenheim 68 01/06/2007 48'983 Boues 1 digesteur

DS Smith Kaysersberg 68 05/2008 Dimensionnée pour traiter une charge en DCO de 13 t/j et en DBO5 de 6,5 t/j, avec un débit de 5'500 m3/j

Eaux industrielles

Agrivalor Ribeauvillé 68 2011 6'500 tMB d'ef-fluents d'éle-vage 6'000 tMB ma-tières végé-tales 15'000 tMB déchets d'IAA et biodéchets

Denrées alimen-taires périmées ou invendues Déchets d’industries agro-alimentaires Déchets de cui-sines Déchets de Grandes et Moyennes Sur-faces Huiles et graisses alimentaires Biomasse agricole et viticole Lisier Essais pilotes sur des marcs de distil-leries 2 x 4'000 m3 diges-teurs 9'000 m3 post di-gesteurs et stoc-kage

STEP Village neuf Village neuf 68 10/2009 n.d. Boues 1 digesteur de 5'130 m3

Tableau 4 : Installations de méthanisation en Alsace

A noter :

Trois projets agricoles sont en cours (EARL Fritsch (450 kWe) à Friesenheim, Hillmar Energie à Lohr, Lycée agricole d'Obernai),

17


Un projet de méthanisation des boues et d'éventuels autres substrats est envisagé à Mul-house sur la STEP de Sausheim,

Les installations de méthanisation, actuelles et en projet, situées en Alsace sont répertoriées sur la carte suivante (cf. Figure 5).

18


Figure 5 : Répartition des installations existantes et en projet de méthanisation en Alsace (2012)

19


2.5.2 Dans les départements limitrophes

Les installations suivantes de compostage et de méthanisation ont été identifiées dans les dépar-tements voisins (cf. Tableau 5 et Tableau 6). Bien entendu, l'analyse a porté sur les installations les plus proches, dans un souci d'analyse de concurrence de gisements. Les installations traitant également des boues d'épuration ne sont pas comptabilisées à double et font l'objet d'un tableau spécifique (cf. Tableau 6). Type Nom Lieu Capacité Production

Méthanisation Methavalor, SY-DEME

Forbach

42'000 tMB (biodé-chets) dont : 32'000 tMB de bio-déchets ménagers 5'000 tMB de biodé-chets restauration et autres 5'000 tMB de dé-chets verts

5'500'000 Nm3 de biogaz 8'000 tMB de compost

Compostage Epinal Epinal Déchets verts Biodéchets

n.d.

Compostage Gérardmer Gérardmer Déchets verts Biodéchets

n.d.

Compostage SYDEME Sarreguemines 6'500 tMB de dé-chets verts

2'070 tMB de compost

Tableau 5 : Installations de compostage et de méthanisation de déchets dans les départements limitrophes de l'Alsace

Société Localisation

LORCOMPOST Bures (54)

TTM ENVIRONNEMENT Bures (54)

LINGENHELD Louvigny (54)

NANCY COMPOST Port/Seille ( 54)

NANCY COMPOST Remereville - Erbeviller (54)

SAULNOY COMPOST Vannecourt (54)

LORCOMPOST VALTERRA Avricourt(57)

TERRALYS Faulquemont (57)

FERME D’ANGLEMONT Anglemont (88)

ABCDE Mandres / Vair (88)

VOSGES Menarmont (88) Tableau 6 : Installations de compostage de boues d'épuration dans les départements limitrophes de l'Alsace

2.6 Contexte allemand

On note une forte croissance de la production d'énergie à partir de la biomasse en Allemagne depuis 2005. En effet, les conditions d'un fort développement de cette filière, et d'une éventuelle concurrence avec certains gisements alsaciens sont réunies :

soutien financier étatique (loi EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG))),

augmentation de la rentabilité des installations passant par leur centralisation,

décision de sortir du nucléaire qui va soutenir la poursuite de la croissance du marché,

20


un grand nombre d'installations déjà existantes,

frein vis-à-vis des substrats issus de cultures énergétiques, recherche de nouveaux subs-trats,

exportations de déchets fermentescibles déjà pratiquées actuellement.

2.6.1 Législation et tarifs d'achat

La loi sur les énergies renouvelables (EEG) fixe les conditions de rachat du biogaz. La structure détaillée du tarif de rachat est la suivante :

Système de tarif de rachat à l'injection, en fonction de catégories de puissance, sur 20 ans :

Tarif de base entre 6 et 14,3 ct€/kWh,

Tranches de puissance : 150, 500, 750, 5'000 kWel.

3 Catégories de substrats :

Substrats de l‘annexe 1 (tarif de base),

Substrats de l‘annexe 2 (tarif de base + prime de catégorie I: 4-6 ct€/kWh),

Substrats de l‘annexe 3 (tarif de base + prime de catégorie II: 6-8 ct€/kWh).

Prime biométhane dégressive en fonction de la quantité injectée.

La synthèse des prix est donnée dans le tableau suivant (cf. Tableau 7).

Puissance Rémunération de base

Prime caté-gorie 1

Prime caté-gorie 2

Prime bio-déchets

Prime bio-gaz

kW €/MWh

≤ 75 250 30 (jusque 700 Nm3/h)

20 (jusque 1 000 Nm3/h)

10 (jusque 1 400 Nm3/h)

≤ 150 143 60 80 160

≤ 500 123 60 80 160

≤ 750 110 50 / 25 80 / 60 140

≤ 5 000 110 40 / 25 80 / 60 140

≤ 20 000 60 0 0 140 Tableau 7 : Détail des prix de rachat du biogaz en Allemagne (EEG)

Afin d'être éligible au tarif EEG 2012, plusieurs conditions sont à remplir :

Utilisation de la chaleur résiduelle au minimum de 60 % sur l‘année :

Ancienne "Prime Chaleur" de 3 ct€/ kWh (Cogénération (KWK-Bonus)) intégrée dans le ta-rif de base,

Types de valorisations de la chaleur référencés en Annexe 2 de l'EEG,

Chaleur comptabilisée pour chauffage des digesteurs : maximum 25 % (exception pour l‘année de mise en service : 25 %).

21


Ou alternative à la valorisation de 60 % de chaleur résiduelle :

60 % d‘effluents d‘élevage,

ou commercialisation directe de l‘électricité (prime de marché).

Tarification séparée pour la méthanisation de biodéchets avec compostage des digestats :

Minimum 90 % de biodéchets en collecte séparative.

Pour les installations mises en service à partir de 2014 : si > 750 kW, plus de rachat selon EEG, mais commercialisation directe,

Disparition du principe d‘exclusivité : rémunération proportionnelle des différents types de substrats,

Limitation pour le maïs et les céréales à 60 % en masse,

Conditions tarifaires spéciales pour les petites exploitations (75 kW) avec minimum 80 % d‘effluents d‘élevage.

2.6.2 Installations existantes

Le nombre d’installations de méthanisation en Bade Wurtemberg a encore fortement pro-gressé ces dernières années pour dépasser les 700 installations fin 2010 (+ 150 installa-tions depuis début 2009) (cf. Figure 6). Ce chiffre correspondant à une puissance électrique ins-tallée de plus de 200 MW. La région sud-est du Land concentre la plus grande partie des unités de méthanisation. Un grand nombre d’entre elles utilisent une forte part de déjections animales (lisier ou fumier) afin de bénéficier du bonus (+ 3,92 ct€/kWh) pour l’utilisation de lisier (au mini-mum 30 % du mixte en substrats) mais les grandes installations (> 500 kWe) voire les très grandes installations avec purification du biogaz pour injection du biométhane dans le réseau public n'utilisent que peu ou pas de déjections animales et recourent massivement à l’ensilage de maïs. Toutes ces installations représentent un besoin annuel d’environ 3,7 millions de tonnes de biomasse à l'échelle du Land.

On constate une concurrence allemande sur certains gisements concernés par la métha-nisation de deux manières :

D'une manière directe : approvisionnement d'unités de méthanisation allemandes par de l'importation de déchets méthanisables (ce qui se pratique déjà sur les déchets de grandes et moyennes surfaces (GMS)),

d'une manière indirecte : des sociétés de prestation de services démarchent les collectivités afin de proposer une élimination "clé en main", puis ces dernières utilisent des filières alle-mandes pour traiter ces gisements (ce qui se pratique déjà sur les boues).

22


Figure 6 : Cartographie des puissances installées dans le Bade-Würtemberg en 2011 (Source : Staatliche Biogasberatung Baden-Württemberg 2010)

2.7 Contexte suisse

Plusieurs facteurs sont favorables en Suisse pour une concurrence vis-à-vis de matières orga-niques disponibles à proximité de la frontière française, notamment dans les cantons de Bâle ville et de Bâle campagne, les plus proches :

pas de restriction pour l'importation de nombreux déchets organiques (liste verte OCDE) (cf. Annexe 2),

plusieurs projets d'unités de traitement existent en Suisse du nord ouest,

les distances de transport des déchets biodégradables continuent d'augmenter, car les instal-lations cherchent à exploiter leurs capacités au maximum,

Moyenne par site : 322 kW/site

District

Comté

Nombre d'installations

Puissance électrique installée

23


Diverses régions disposent de surcapacités pour le traitement des déchets biodégradables. Les services cantonaux ne peuvent pas – et ne souhaitent pas – résoudre ce problème qui relève de l'économie de marché et dont ils ne sont pas responsables.

Toutefois, deux facteurs peuvent modérer ce contexte favorable :

Une seule unité de traitement existe à proximité de la frontière française (cf. 2.7.2),

Peu de surfaces sont disponibles pour l'épandage des digestats dans le canton de Bâle-Ville.

2.7.1 Législation et tarifs d'achat

La Suisse s’est en effet dotée d’une législation claire et contraignante au niveau de la gestion des déchets, respectant le principe de causalité suivant : le pollueur paie pour l’élimination et la valo-risation de ses déchets. Cette législation se traduit par différents principes. Cinq d’entre eux con-cernent plus particulièrement la méthanisation :

Principe 1 – Collectes sélectives : La production de déchets doit être limitée à la source. La réutilisation, le recyclage et la valorisation des déchets sont encouragés au maximum par le biais de collectes sélectives généralisées. Les déchets organiques sont donc séparés le plus possible à la source.

Principe 2 – Interdiction de mise en décharge : La mise en décharge de tout déchet inciné-rable ou recyclable est interdite. Un déchet combustible ne pouvant pas être recyclé doit être incinéré.

Principe 3 – Provenance de l’énergie : L’utilisation de l’énergie doit être économe. Le recours aux énergies renouvelables doit être accru. Les rejets de chaleur d’installations telles que Usines d'Incinération d'Ordures Ménagères (UIOM), Stations d'Epuration (STEP) et installa-tions industrielles doivent être récupérés.

Principe 4 – Approvisionnement électrique : Les entreprises d’approvisionnement électrique sont obligées de reprendre l’énergie produite à partir d’énergies renouvelables à un prix fixé.

Principe 5 – Boues de STEP : L’épandage des boues de STEP est interdit, même si elles sont mélangées avec du compost.

De plus, un certain nombre de conditions-cadre relatives à la production de biogaz et plus parti-culièrement à la codigestion dans les installations de biogaz agricoles existent :

Loi sur l'aménagement du territoire (LAT) : Les installations de biogaz sont désormais con-formes à l'affectation de la zone lorsque la biomasse digérée est en lien étroit avec l'agricul-ture ou le lieu d'exploitation. Dans ce sens, une installation traitant plus de 50% de cosubs-trats n'est pas conforme à la zone agricole.

Ordonnance sur l'élimination des sous-produits animaux (OESPA) : L'affouragement des restes de cuisine et de table est interdit depuis le 1er juillet 2011. Les experts estiment à 300'000 t la quantité de restes de cuisine et de table produite chaque année par les restau-rants et cuisines collectives suisses. La production de sous-produits animaux produits dans les abattoirs est quant à elle estimée à 160'000 t par an. La méthanisation représente une al-ternative pour le traitement de ce type de déchets.

Ordonnance sur les engrais (OEng) : L'Ordonnance sur les engrais définit les exigences sur la qualité des digestats, les valeurs de référence, les obligations de déclaration de même que l'identification et les tâches du détenteur. Le digestat produit par une installation qui digère

24


moins de 20 % de cosubstrats est considéré comme un engrais de ferme. Au-delà de 20 % de cosubstrats, le digestat est considéré comme un engrais de recyclage et doit alors respec-ter les valeurs limites de l'Ordonnance sur la réduction des risques liés aux Produits Chi-miques (ORRChim).

Loi sur l'imposition des huiles minérales (Limpmin) : Le biogaz, le biodiesel et le bioéthanol sont exonérés de l'impôt sur les huiles minérales. Le gaz naturel et le gaz liquide bénéficient, quant à eux d'un allègement de 40 cts de cet impôt par litre d'équivalent essence. Ces me-sures ont pour but de diminuer les émissions de CO2, ozone et de particules.

Stratégie de la Suisse en matière de biomasse : Les Offices Fédéraux de l'Énergie, de l'Agri-culture, du Développement territoriale et de l'Environnement ont élaboré une stratégie basée sur une production, transformation et utilisation durables et optimales de la biomasse. Les huit objectifs stratégiques qui y sont exposés servent de fondement à la mise en œuvre des différentes politiques à l'échelle fédérale. L'énergie de la biomasse joue un rôle important.

Stratégie énergétique de la biomasse : La stratégie énergétique de la biomasse élaborée en 2010 définit, en accord avec les objectifs suisses de la biomasse, les dix plus importants principes et objectifs en matière de valorisation énergétique de la biomasse en Suisse. En outre, elle fixe les champs d'action correspondant et désigne les éventuels instruments pour sa mise en œuvre.

Liste positive : La liste positive de l'Office Fédéral de l'Agriculture donne un aperçu des subs-trats organiques pour lesquels un traitement par méthanisation ou par compostage est adap-té, ainsi que des prétraitements éventuels exigés sur certains d'entre eux.

Système de gestion de la qualité : Le système d'assurance-qualité des installations de biogaz (QM-Biogas) a pour but de garantir et d'améliorer la qualité des installations existantes et fu-tures tout au long de leur cycle de vie. Les informations importantes sont dispensées aux dé-veloppeurs d'installations ainsi qu'aux exploitants, constructeurs et auditeurs, sous forme de listes de contrôle. Le système d'assurance-qualité biogaz est en phase de validation.

Les communes coordonnent la gestion de leurs déchets, ainsi que leurs règles d’application (rè-glements, systèmes de financement) à échelle régionale, notamment dans le cadre des péri-mètres de gestion désignés par le Plan cantonal. Art. 12, al. 2 Loi sur la Gestion des Déchets (LGD).

Les déchets compostables sont à collecter séparément et à valoriser dans la mesure du possible. Les cantons encouragent la valorisation des déchets compostables, notamment par le biais d’informations et de conseils. Art. 7 Ordonnance sur le Traitement des Déchets (OTD).

Le prix de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz est présenté dans le tableau suivant (cf. Tableau 8).

Classe de puissance Rétribution de base

[€/MWh] Bonus agricole

[€/MWh]

≤ 50 kW 224 144

≤ 100 kW 200 128

≤ 500 kW 176 104

≤ 5 MW 148 36

> 5 MW 140 0

25


Tableau 8 : Prix de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz en Suisse (Club Biogaz, conversion en euros sur la base 1 € = 1.25 CHF)

Comme d'autres sources d'énergies électriques renouvelables (hydraulique (<10 MW), photovol-taïque, éolien, géothermie, biomasse et déchets), l'électricité produite à partir de biogaz bénéficie de la rétribution à prix coûtant (RPC) du courant injecté, mise en œuvre dans la loi sur l’approvisionnement en électricité du 23 mars 2007 (objectif : 5'400 GWh d’électricité renouve-lable en 2030).

Le financement des tarifs RPC s'effectue par une taxe de 0.9 ct CHF/kWh électrique consommé. La rétribution est calculée d’après les coûts de production pour les installations qui correspondent à la technique la plus efficace (Loi sur l'énergie (LEne) 26.6.1998, art. 7a). La durée de rétribution varie de 20 à 25 ans selon la technologie. Un système tarifaire dégressif est prévu en raison de l'avance technologique prévisible et de la maturité commerciale croissante des technologies vi-sées. Cet abaissement ne concernera que les installations nouvellement annoncées, qui rece-vront alors un tarif de rétribution constant pendant toute la durée de la rétribution.

Attention, le producteur qui choisit l'option de la rétribution à prix coûtant ne peut pas vendre si-multanément son "courant vert" sur le libre marché de l'électricité écologique.

2.7.2 Installations existantes

Une seule installation de méthanisation est recensée sur Bâle. Elle a été construite par Biopower NWCH AG (forces électriques de Bâle-ville et Bâle campagne) à Pratteln, dispose d'une capacité de 15'000 tMB de biodéchets par an (méthanisation et compostage), et est exploitée par Leureko AG. Elle permet de produire environ 1.8 million Nm3 de biogaz, 8'000 tMB de compost et 3'000 m3 d'engrais liquide.

2.8 Synthèse du contexte

L'Alsace dispose d'une certaine capacité de compostage et de méthanisation :

17 sites de méthanisation (3 supplémentaires en projet) : 15 de ces sites méthanisent des boues d'épuration et des effluents industriels, seuls Agrivalor et le GAEC de la Marjolaine traitent d'autres déchets,

29 sites de compostage : 12 de ces sites compostent des boues d'épuration.

Il s'agira donc de tenir compte de ces installations existantes dans le développement de la mé-thanisation. Ce dernier pouvant passer par un développement de certains de ces sites, mais pour la grande majorité du gisement, de nouveaux sites devront être réalisés.

Concernant le contexte suisse et allemand, ce dernier est résumé dans le tableau suivant (cf. Tableau 9).

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Suisse Allemagne

Prix de rachat Grille tarifaire différente du modèle français mais plus attractive

Législation Plus adaptée au développement d'unités de méthanisation, aspects réglementaires moins lourds

Installations proches Une installation proche de Bâle

Beaucoup d'installations dans le Bade Württemberg

Exportation de gisements Exportation de matières fermentescibles depuis l'Alsace si ces derniers respectent principalement deux critères :

haut pouvoir méthanogène,

faible coût de transport

Facilitée pour des matières entrantes dans la liste verte de l'OCDE

Facilitée par la législation eu-ropéenne

Tableau 9 : Synthèse du contexte suisse et allemand

2.9 Techniques de méthanisation

On doit distinguer deux principes de travail :

en "milieu liquide", avec des technologies de transfert et d’agitation classiques (pompes de type liquides, agitateurs mécaniques ou bullage),

en "milieu solide" ou plus exactement en milieu pâteux à forte teneur en matières sèches, avec des technologies de transfert et d’agitation plus spécifiques.

Les premières ont l’avantage de la simplicité technique (alimentation, agitation, déshydratation en sortie digesteur) au prix de plusieurs inconvénients :

un besoin de volume de cuverie plus important à flux organique identique à traiter,

de plus grandes consommations énergétiques de chauffage,

un traitement seulement possible des déchets fins (tontes principalement et sans produits flottants).

La méthanisation en milieu solide permet quant à elle le traitement de l’ensemble des déchets verts associés à une collecte de déchets de cuisine et de repas, une cuverie moins grande, une économie de consommation d’énergie de chauffage, etc. Toutefois la conduite de ces installa-tions est plus technique.

Les choix complémentaires de procédés, indépendants du premier ci-dessus, sont multiples :

la température : mésophile (35 à 40 °C) ou thermophile (50 à 55 °C),

la charge organique limite appliquée,

le type de chauffage (échangeur ou injection de vapeur),

le type d’agitation,

27


le choix du matériau : acier ou béton,

etc.

Dans un cadre industriel, il est possible de privilégier l’une ou l’autre des étapes selon les objec-tifs suivis (par exemple : production maximale ou non d’énergie, compacité au regard de la place disponible, …).

Une analyse des technologies par type de gisement est présentée dans le tableau suivant (cf. Tableau 10). Les valeurs données concernant les capacités sont à titre indicatif des valeurs mi-nimales d'installations pour la catégorie concernée.

Type de technologie Type de substrat

Digesteur step indus-trielles 500 kgDCO/j Lit fixe ou UASB11

Digesteurs step ur-baine ou industrielle 15'000 EH Infiniment mélangé

Méthanisation agricole sèche 30 kWel En batch (caissons, garage) En continu

Méthanisation agricole li-quide 30 kWel

Méthanisation OMr 30'000 tMB OMr en-trantes Méthanisation sèche en con-tinu

OMr Avec traite-ment mécano-biologique

Déchets verts

Limite 10 % MS dans le digesteur produit pompable

Biodéchets Limite 10 % MS dans le digesteur produit pompable

Limite 12 % MS dans le digesteur

Boues step urbaines

Si déshydra-tées

Limite du transport

Si déshydra-tées

IAA déchets solides

Limite 10 % MS dans le digesteur produit pompable

Limite 12 % dans le diges-teur

11 Le procédé UASB ( Upflow Anaerobic Sludge Blanket ) est un procédé à courant ascendant dans un lit de boues anaérobies, encore connu

sous la dénomination de procédé à boues granuleuses

28


Type de technologie Type de substrat

Digesteur step indus-trielles 500 kgDCO/j Lit fixe ou UASB11

Digesteurs step ur-baine ou industrielle 15'000 EH Infiniment mélangé

Méthanisation agricole sèche 30 kWel En batch (caissons, garage) En continu

Méthanisation agricole li-quide 30 kWel

Méthanisation OMr 30'000 tMB OMr en-trantes Méthanisation sèche en con-tinu

IAA effluents Effluents peu chargés en MES ex. process con-serveries, ou effluents avec forte DCO soluble

Ex. vinasses distillerie

Limite du transport ex. jus de fruits

Limite 25-30 % MS dans di-gesteur

Litières vo-lailles accu-mulées co-peaux

Lisier Limite du transport 10 km

Limite 25-30 % dans digesteur

Fumier Limite 12 % MS dans le digesteur

Tableau 10 : Synthèse des technologies envisageables en fonction du type de gisement

2.10 Techniques de valorisation du biogaz

Le biogaz représente un type de combustible conventionnel, avec plusieurs possibilités de valori-sation largement connues et appliquées dans le champ de la valorisation énergétique.

Le biogaz produit lors de la phase de fermentation active est entièrement capté et stocké. Après stockage, plusieurs voies de traitement et/ou de valorisation peuvent être envisagées :

La valorisation thermique : brûlage du biogaz en chaudière avec valorisation de la chaleur dégagée,

La valorisation énergétique mixte ou « co-génération » : la production d’électricité peut être couplée avec celle de la chaleur,

La production de méthane carburant, après épuration du biogaz,

L’injection de biogaz épuré (biométhane) dans le réseau de gaz naturel.

29


Figure 7 : Vue des différentes possibilités de valorisation du biogaz (ADEME, 2005)

Le choix du type de valorisation est extrêmement dépendant du site tant du point de vue tech-nique (proximité d'une flotte de véhicule au GNV, proximité d'un réseau de gaz naturel, etc.) que du point de vue financier.

Une synthèse des différentes valorisations du biogaz est présentée dans le tableau suivant (cf. Tableau 11).

30


Voies de valori-sation

Rendement optimal global (électrique, chaleur, méca-nique)12

Avantages Inconvénients/contraintes

Combustion en chaudière

90 % Simple à mettre en œuvre

Nécessité de besoins conti-nus en chaleur sur l'année Pas de valorisation électrique

Combustion en moteurs à gaz

35 % Simple à mettre en œuvre Adaptée pour de petites installations

Pas de valorisation thermique

Combustion en turbine à gaz

35 % Adapté pour des installa-tions d'une certaine taille

Pas de valorisation thermique

Cogénération 85 % Favorisée par les tarifs de rachats

Nécessité de besoins conti-nus en chaleur sur l'année

Carburant 20 % Nécessité de disposer d'une flotte au GNV suffisante ou à combiner avec une autre va-lorisation

Réinjection 99 %13 Permet une valorisation maximale du biogaz

Nécessiter de se trouver à proximité du réseau de trans-port ou de distribution et de disposer d'un potentiel de réinjection

Tableau 11 . Synthèse des différents modes de valorisation du biogaz

2.10.1 Combustion en chaudière

L'énergie libérée par la combustion est récupérée sur les gaz de combustion. Sur le marché on trouve essentiellement deux types de chaudière à gaz :

La chaudière classique,

La chaudière à condensation.

La différence principale entre ces deux types de chaudières vient du fait que dans la chaudière à condensation, les gaz de combustion sont refroidis en-dessous de la température du bulbe hu-mide. Cela permet de récupérer la chaleur latente de condensation.

12 Valeur moyenne. Cette valeur peut fortement varier en fonction de la technologie mise en œuvre et des conditions de valorisation (exemple :

chaleur sur groupe de cogénération)

13 Seul une perte liée à l'épuration du biogaz est à considérer, le rendement final dépendra de l'utilisation finale du méthane (cuisinière, procédé industriel, carburant, etc.)

31


Cette récupération permet donc de maximiser la valorisation d’énergie, avec des rendements qui atteignent des valeurs proches de 105 % (sur le pouvoir calorifique inférieur), alors qu'une chau-dière traditionnelle présente habituellement un rendement du 90-95 % (cf. Figure 8).

Figure 8 : Rendement comparé de deux types de chaudières à gaz

A la différence de la chaudière classique, les gaz de combustion en sortie de chaudière à con-densation ne présentent pas une température permettant une récupération énergétique comme par exemple la production de vapeur.

2.10.2 Combustion en moteurs à gaz

A la différence de la valorisation en chaudière, on obtient ici une valorisation énergétique basée seulement sur la production d’énergie électrique. Comme la technologie de la chaudière, le mo-teur à gaz est largement répandu pour la production d’énergie (STEP et décharges par exemple). La combustion du biogaz a lieu dans un moteur à pistons à combustion interne, qui présente ty-piquement une configuration à plusieurs cylindres. Dans chaque cylindre l’énergie potentielle chimique stockée dans le biogaz, est libérée grâce à la combustion, et transformée en énergie mécanique, puis, grâce à la génératrice, en énergie électrique.

D’un point de vue thermodynamique le moteur à gaz se base sur un cycle classique Otto, avec un rendement de conversion compris entre 25-30 %. D’un point de vue environnemental, il existe aujourd'hui des moteurs à gaz à faibles émissions de NOx.

Les gaz de combustion à la sortie du moteur à gaz présentent une température élevée, avec une possibilité de valorisation énergétique. Ce potentiel est utilisé par les systèmes de type chaleur-force qui permettent une production simultanée de chaleur (cf. 2.10.4).

2.10.3 Combustion en turbine à gaz

La turbine à gaz trouve un grand nombre d'applications dans les installations de grande capacité pour la production d'énergie électrique (installation des plusieurs MW).

32


Figure 9 : Principe d'une turbine à gaz

L’air de combustion est comprimé par un compresseur alimenté directement par l’arbre de la tur-bine, et injecté à haute pression dans la chambre de combustion avec le biogaz. Dans cette der-nière a lieu le procédé de combustion à haute température, et les gaz produits traversent la tur-bine en produisant l'énergie mécanique qui est ensuite convertie par la génératrice en énergie électrique. Sur le marché, on note la présence des plusieurs types de turbines à gaz, qui se diffé-rencient par :

le nombre d’étages,

le type de compression (axiale ou radiale),

la géométrie de la turbine même,

la géométrie des pales.

D’un point de vue thermodynamique, le fonctionnement de la turbine se base sur un cycle clas-sique Brayton, avec un rendement compris entre 30-40 %, dépendant de la taille de la turbine.

Ces dernières années, on a noté une diffusion croissante de « microturbines », qui permettent l’application de cette technologie pour des puissances limitées (quelques kW), bien qu’avec un rendement de conversion également inférieur (25-30 %).

On peut toutefois maximiser le rendement de valorisation énergétique d'une telle turbine en récu-pérant l’énergie contenue dans les gaz de combustion pour la production de la chaleur (cf. 2.10.4).

2.10.4 Cogénération et trigénération

L'une des possibilités pour assurer une optimisation du rendement de conversion énergétique est la cogénération. Ce procédé est applicable soit au moteur à gaz, soit à la turbine. Pour ces deux technologies, on produit des gaz de combustion à température élevée, qui représente un poten-tiel à valoriser.

La cogénération consiste donc en la récupération de la chaleur stockée dans les gaz de combus-tion avant l’émission à l'atmosphère. Cette chaleur va directement alimenter à travers un échan-geur de chaleur un consommateur (réseau de chauffage, procédé industriel, etc.), ou à travers une chaudière à récupération assurer la production de vapeur valorisée grâce à un cycle clas-sique eau-vapeur Rankine. Le principe du système est présenté dans la figure suivante (cf. Fi-gure 10).

33


Figure 10 : Principe de la cogénération

D’un point de vue énergétique on atteint avec cette configuration, des rendements de valorisation énergétique proches de 60-80 %, comme présenté dans le bilan énergétique suivant (cf. Figure 11).

Figure 11 : Rendement d'une cogénération

La technologie de trigénération permet de rendre la récupération de la chaleur attractive toutes les saisons de l’année. En été, où les besoins d’énergie sous forme de la chaleur sont plus limi-tés, on assure à partir de l’énergie récupérée des gaz de combustion la production d’eau froide, qui peut alimenter un réseau de réfrigération.

La production de l’énergie de réfrigération est possible à partir de la chaleur, grâce aux phéno-mènes d’adsorption qui se basent sur plusieurs changements d'états du liquide caloporteur (eau/ammoniac) avec le dosage supplémentaire d’un réactif adsorbant (bromure de lithium).

2.10.5 Biogaz carburant

Après épuration, le biogaz peut être également valorisé comme carburant pour une flotte de bennes à ordures, de bus, ou de véhicules municipaux fonctionnant au gaz naturel véhicule (GNV).

Le GNV pourra être utilisé en appoint si besoin sur ces véhicules.

34


Le biogaz épuré doit alors être comprimé et stocké. Il est ensuite distribué par des bornes de charge rapide aux véhicules (cf. Figure 12).

Figure 12 : Bus fonctionnant au biogaz à Lille Métropole (STEP de Marquette)

2.10.6 Injection dans réseau de gaz naturel

Le biogaz, après épuration, peut être réinjecté dans le réseau de gaz naturel (cf. Figure 13).

Figure 13 : Principe de l'injection de biogaz dans le réseau de gaz naturel

Cette opération fait intervenir 3 acteurs (cf. Figure 14).

35


Figure 14 : Acteurs et rôles de chacun dans le cas de l'injection du biogaz (Source : GrDF)

Cette injection peut s'effectuer sur le réseau de transport (toutefois plus pénalisant car il néces-site une injection dans un réseau à 70 bars) ou de distribution.

La procédure comprend deux étapes principales :

Etude de faisabilité. Cette étude permet de s’assurer de la proximité du réseau et de valider que les consommations de gaz naturel sur la zone d’injection sont bien en adéquation avec les quantités de biométhane que le producteur prévoit d’injecter pour que le réseau ne soit pas soumis à surpression,

Etude de raccordement.

La communauté urbaine de Lille fait a été la première en France à injecter du biométhane dans le réseau de distribution de gaz naturel. Elle a été rejointe cette année par le projet porté par le SY-DEME, en Moselle.

2.11 Rappel sur la valorisation du digestat

2.11.1 Typologie des digestats

L’étude ADEME – MAAP sur la qualité agronomique des digestats propose la typologie des di-gestats suivante (cf. Tableau 12).

36


Types de diges-tats

Digestats "agricoles"

Digestats "mixtes"

Cas particuliers

Digestats avec sous-produits

animaux

Digestats conte-nant des boues

de STEP

Matières entrantes

Uniquement des matières internes à l'exploitation agricole : déjec-tions animales, cultures et rési-dus de cultures

Une base va-riable de matière agricole et de coproduits issus des collectivités ou des industries

Idem + sous-produits animaux

Idem + boues de STEP

Implications techniques ou réglementaires

- - Hygiénisation ou pasteurisation

Mélange de boues interdit

Variabilité

Evolution du produit dans le temps en fonction des matières premières en-trantes, des procédés et des traitements, des conditions et durées de stoc-

kage, des techniques d'épandage Besoin d'une ration la plus stable et équilibrée tout au long de l'année pour le

bon fonctionnement biologique du digesteur Tableau 12 : Typologie des digestats

2.11.2 Les effets agronomiques du digestat

Cette synthèse est issue de l’étude « Qualité agronomique et sanitaire des digestats, RITTMO, Uteam, FIBL, INERIS, LDAR pour le compte de l’ADEME, Novembre 2011 », intitulée synthèse (ADEME/RITTMO, 2011).

2.11.2.1 Effet fertilisant

Les différences essentielles entre un substrat brut et un digestat issu de ce même substrat por-tent sur les paramètres suivants :

Le pH : plus faible pour le digestat,

Le taux NH4/Ntot : plus élevé pour le digestat,

Le rapport C/N : plus faible pour le digestat.

D’une manière générale, la bibliographie et les essais aux champs montrent qu’une matière digé-rée liquide dispose d’un coefficient d’équivalence engrais plus élevé que la matière liquide non digérée. Ceci est dû à la minéralisation de l’azote pendant la méthanisation. La disponibilité de l’azote la première année est notamment plus importante et se rapproche dans la plupart des cas d’un engrais minéral azoté.

37


Pour une grande partie des auteurs, la valeur fertilisante azotée d’un digestat équivaut à celle d’un lisier de porc, avec un CEE14 variant de 40 à 70 % suivant le type de substrat entrant. On trouve cependant, des essais avec un gain de 20 % du CEE par rapport au substrat d’origine (Sorensen, 2008) et dans le cas de digestat enfoui (CRAB, 2011).

Concernant la biodisponibilité du phosphore contenu dans le digestat, la compréhension des phénomènes de digestion n’est pas encore clairement établie.

2.11.2.2 Effet sur les propriétés biologiques du sol

Plusieurs études (Synthèse ADEME/RITTMO 2011) constatent que le digestat a des effets béné-fiques par rapport à des produits organiques classiques (compost, déjections animales non trai-tées) :

augmentation de l’activité respirométrique,

augmentation de l’activité nitrifiante des micro-organismes,

augmentation de la biomasse bactérienne et de l’activité enzymatique,

capacité d’échange cationique,

les actions sont équivalentes voir supérieures aux composts.

Les travaux suisses sur le digestat et le compost (Fuchs, 2008) concluent à l’amélioration de la croissance des végétaux avec la maturité du produit, un compost mûr présentant de meilleurs résultats que le digestat. Toutefois, il note une très grande variation d’un produit à l’autre.

2.11.2.3 Effet sur les propriétés physiques du sol

Il existe peu de données sur ces questions, seules quelques études (synthèse ADEME/RITTMO 2011) qui concluent que la fertilisation avec du digestat liquide a une influence positive sur la structure du sol et sa faune (rétention en eau, population, densité, porosité).

2.11.2.4 Volatilisation de l’ammoniac

Pour limiter la volatilisation de l’ammoniac, l’utilisation d'une rampe pendillard est préconisée à minima, ainsi que l’incorporation dans le sol, qui reste la solution la plus efficace pour limiter les pertes. Ces constatations et conseils ont également été établis par la Chambre d’agriculture de Bretagne sur des essais d’épandage réalisés en 2010 et 2011.

2.11.2.5 Odeurs

Les lisiers et fumiers digérés génèrent moins d’odeurs que les substrats non digérés (synthèse ADEME/RITTMO 2011). Cette constatation est également faite par la Chambre d’agriculture de Bretagne sur des essais d’épandage réalisés en 2010 et 2011.

14 Ce coefficient sert à caractériser l’utilisation réelle par les cultures des éléments fertilisants, en l'occurrence l'azote (N), contenus dans la ma-

tière organique. Par exemple, pour une matière épandue, un coefficient d’équivalence engrais azoté de 0,5 signifie que, l’année de l’épandage, 50 % de la quantité d’azote total apportée par la matière organique aura le même effet qu’un engrais azoté minéral sur la culture. Les 50 % restants sont perdus ou réorganisés au sein de la matière organique du sol. Cette partie non prise en compte dans l’effet direct peut avoir un arrière-effet sur les cultures des cycles suivants.

38


2.11.2.6 Pathogènes

Le passage de la matière par la digestion anaérobie diminue la quantité de micro-organismes pathogènes présents dans les déchets qui seraient épandus directement. La réduction des pa-thogènes varie de 70 à 95 % par rapport au substrat non digéré. Elle est plus efficace en thermo-philie qu’en mésophilie. Certains virus ne sont toutefois pas détruits par la méthanisation : parvo-virus, entérovirus. Les clostridium botulinum sont impactés par la méthanisation (Weiland, 2007).

L’efficacité de la méthanisation contre les pathogènes est liée notamment au couple temps de séjour dans le digesteur - température. Toutefois, d’autres facteurs entrent en jeu comme le pH, la concentration en AGV, l’hydrodynamique du digesteur mais aussi l’état de la nature sanitaire de la matière entrante, les conditions de mise en œuvre, les co-traitements ou non qui condition-nent l’hygiénisation des digestats.

Elle peut être complétée par des traitements comme la pasteurisation. D’après les travaux de la suédoise Bagge E. (2009)15, la contamination pathogène des bactéries non sporulées (salmo-nelles par exemple) à partir de l’épandage de digestat sur les terres arables, est limitée par l’utilisation de la pasteurisation (70 °C pendant 1 heure). En revanche, l’attention doit se porter sur les territoires sans problème de contamination endémique de bactéries sporulées (bacillus cereus et clostridium). En Suède par exemple, la recommandation officielle est l‘épandage de digestat sur les terres arables et pas sur les prairies destinées au pâturage.

2.11.2.7 Eléments traces métalliques (ETM)

La méthanisation n’a pas d’influence sur les ETM.

Pour les boues urbaines (Etude STEP Seine Amont, issu synthèse (ADEME/RITTMO 2011)), le phénomène de concentration des éléments minéraux lié à la perte de carbone est clairement constaté, d’un facteur 1,7 pour les nutriments comme pour la majorité des ETM.

Pour les biodéchets, les digestats liquides contiennent en proportion de la matière sèche, plus de métaux lourds que les digestats solides et composts.

Pour les déjections animales, la méthanisation influe peu la mobilité et la biodisponibilité du cuivre et du zinc pour les végétaux.

Dans certains cas, le cuivre et le zinc peuvent dépassés les seuils réglementaires (cas des lisiers porcins et susbstrats provenance l’industrie viticole). Toutefois, Montemurro (2008, issu Synthèse ADEME/RITTMO 2011) montre que l’apport de digestat de lisier de porc ou de digestat d’effluents vinicoles n’a pas augmenté les teneurs en ETM dans les sols.

On notera que deux années de suivi avec un apport de digestat sous les seuils ne sont pas suffi-santes pour détecter une accumulation d’ETM.

2.11.2.8 Polluants organiques

Pour des équipes françaises de l’INRA (2009), le procédé de digestion anaérobie sur boues ur-baines a démontré un potentiel de biodégradation des HAP, nonylphénol et PCB.

15 Bagge, Elisabeth (2009). Hygiene aspects of the biogas process with emphasis on spore-forming bacteria. Diss. (sammanfattning/summary)

Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2009:28 ISBN 978-91-86195-75-5 [Doctoral thesis]

39


La méthanisation a un effet d’abattement sur ces polluants.

2.11.3 Mode de stockage du digestat et moyens d’épandage

Les différents modes de stockage et d'épandage du digestat sont présentés dans le tableau sui-vant (cf. Figure 15).

Mode de stockage Temps de stockage réglementaire

Moyens d’épandage

Digestat brut Fosse béton 6 mois Tonne avec buse pa-lette16

Phase liquide Fosse béton ou géo-membrane (type po-che à lisier)

6 mois Tonne avec buse pa-lette, rampe multi bu-ses ou à pendillards, enfouisseurs, épan-dage sans tonne, etc.

Phase solide Plateforme bétonnée couverte (en tas de 3,0 m de haut)

4 mois Epandeur hérissons horizontaux ou verti-caux, table d’épandage

Figure 15 : Modes de stockage et d'épandage du digestat

2.11.4 Conditions d’épandage

En sortie de digesteur, le digestat peut être normalisé (en application des règles décrites dans la norme NFU 44-051 sur les amendements organiques qui imposent un compostage caractérisé) afin de suivre une logique « produit » et être commercialisé sur le marché.

Toutefois, il peut aussi suivre une logique « déchet » et être valorisé par épandage agricole à la condition qu’il ne présente pas de risque et qu’il ait une réelle valeur agronomique. Le digestat est considéré comme un mélange de déchets. Lorsqu’il est destiné à l’épandage agricole, il est soumis à la réglementation du déchet qui a la réglementation la plus contraignante. C'est no-tamment pour cette raison qu'une digestion commune de boues d'épuration et de biodéchets se-ra plus complexe à gérer pour le volet épandage.

2.12 Les étapes d'un projet

Le déroulé d’un projet de méthanisation se découpe en deux grandes phases :

la phase décisionnelle ou phase d’étude qui va permettre de montrer ou non la faisabilité technico-économique du projet,

la phase opérationnelle où se déroulent en parallèle les démarches administratives, le choix des entreprises puis la construction et la mise en service.

16 A noter que les émissions de NH4 liées à l'utilisation de ce mode d'épandage du digestat sont également constatées avec les épandages de

lisiers. Elles ne sont donc pas liées au digestat mais au mode d'épandage mis en œuvre.

40


En général, la phase décisionnelle dure un an à un an et demi, la phase décisionnelle dure au mieux deux ans, et peut aller jusqu’à quatre à cinq ans si le projet est complexe ou rencontre des difficultés (administratives, techniques ou sociales) (cf. Figure 16).

Figure 16 : Déroulement de la procédure de mise en œuvre d'une unité de méthanisation

Souvent, les étapes les plus longues dans un projet de méthanisation sont :

le choix et la création de la structure porteuse,

le montage et l’instruction du dossier ICPE (puisque le projet entre dans la grande majorité des cas dans la rubrique « autorisation »),

les procédures de raccordement (électrique ou sur le réseau de gaz) sont également longues mais se réalisent en parallèle.

La période de mise en service n'est pas à négliger, elle dure plusieurs mois.

41


3. Phase 1 : Etat des lieux des gisements actuels de matière organique

Les différents gisements actuels de matière organique sont analysés dans cette phase 1 en considérant les acteurs suivants :

Agriculture,

Collectivités,


On considère comme gisement actuel un gisement dont la matière existe aujourd'hui, est collecté et valorisé.

Pour cette analyse, la même démarche a été suivie pour l'ensemble des gisements, à savoir les points suivants :

Caractérisation de la filière : définition du gisement,

Aspects réglementaires : spécificités légales du gisement,

Evaluation du gisement :

méthodologie de calcul,

résultats,

évolution (tendance à la stabilité ou non),

exportation ou non,

saisonnalité.

Cartographie,

Filière(s) actuelle(s) de traitement.

3.1 Agriculture

Les gisements suivants, liés à l'agriculture, vont être étudiés :

Les effluents d'élevage (lisiers, fumiers),

Les résidus de culture,

Les déchets des coopératives céréalières,

Les cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE),

Les cultures énergétiques dédiées.

3.1.1 Effluents d'élevage

3.1.1.1 Caractérisation de la filière

Les déchets organiques des élevages sont :

sous forme solide : le fumier,

sous forme liquide : le lisier.

42


La nature et les quantités de déchets d’élevages sont directement liées au type d’animal, au type de bâtiments d’élevage, au temps passé par les animaux à l’intérieur. Ainsi, les quantités de li-siers et fumiers produites par animaux vont différer selon qu’il s’agisse de vaches laitières, de porcs charcutiers ou encore de poules pondeuses.

Au niveau national, les fumiers et lisiers totalisent environ 22,5 Mio tMB de matières organiques.

Il s’agit d’une production de déchets relativement stable dans le temps, le bétail est globalement constant en France. Cependant, les élevages hors sol se développent de moins en moins, car de plus en plus décriés. Ainsi, la tendance s’oriente plus vers des élevages en plein air, notamment chez les porcins et les volailles, ce qui implique moins de production de lisiers et fumiers, les dé-jections sont ainsi directement restituées au sol.

Les caractéristiques moyennes des différents effluents d’élevages sont les suivantes (cf. Tableau 13).

Fumier Lisier

Matière sèche

Matière Or-ganique

Potentiel Mé-thanogène

Matière sèche

Matière Or-ganique

Potentiel Mé-thanogène

%MS/MB %MO/%MS m3 CH4/tMO %MS/MB %MO/%MS m3 CH4/tMO

Vaches lai-tières

22 80 210 10 80 200

Vaches allai-tantes

22 80 210 10 80 200

Autres bo-vins

22 80 210 10 80 200

Ovins / Ca-prins

45 80 230 - - -

Porcins 30 80 240 5 80 290

Volailles 60 80 300 15 80 300

Tableau 13 : Caractéristiques moyennes des différents effluents d'élevage (Solagro)

3.1.1.2 Aspects réglementaires

Les effluents d’élevage (lisier, fumier, y compris paille souillée…) sont soumis à la réglementation des sous-produits animaux. Ils sont classés comme matières de catégorie 2. Cela peut impliquer une étape de stérilisation ou d’hygiénisation avant méthanisation si l’autorité compétente estime qu’il y a un risque quelconque.

3.1.1.3 Evaluation du gisement

3.1.1.3.1 Méthodologie

L’estimation de la production de lisiers et fumiers s'est appuyée principalement sur les données fournies par les Chambres d’Agriculture. Le tableau ci-dessous récapitule les données sources utilisées pour l’estimation du gisement d’effluents d’élevage (cf. Tableau 14).

43


Département Filière Source des données relatives aux effec-

tifs

Effectifs Source des données relatives aux ton-nage d'effluents

67 Bovin CA 104’000 CA

Porcin - 150’370 CA

Ovin/Caprin RA2000 actualisé 36’239 Calculs à partir des effectifs du RA2000

Volailles CA 2'478’420 Calculs à partir des effectifs CA

68 Bovin CA 56’000 CA

Porcin CA 31’327 Calculs à partir des effectifs CA

Ovin/Caprin CA 8’733 Calculs à partir des effectifs CA

Volailles RA2000 actualisé 476’700 Calculs à partir des effectifs du RA2000

Tableau 14 : Production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010

L’évaluation, réalisée de manière statistique, s’est appuyée sur quatre types de données :

les effectifs par type d’animaux et par communes (données Chambres d’Agriculture (CA) ou Recensement Agricole 2000 (RA 2000) actualisé 2006 avec les données de la base AGRESTE 2006),

l’estimation du temps de pâture (déduit du temps moyen théorique de stabulation) et de la répartition des déjections maîtrisables entre lisier et fumier, pour chaque type d’élevage (données Chambres d’Agriculture ou données Enquête Bâtiment d’élevage, synthétisées dans l’étude Biomasse Normandie),

l’application de ratios de production en quantité de déjection (lisier ou fumier) par animal et par an, en tMB (matière brute).

Les ratios suivants ont été utilisés et établis suite à des entretiens avec les chambres d’agriculture d’Alsace (cf. Tableau 15 et Tableau 16).

Nature déjec-tions par type

d’animaux

Temps de stabulation

Lisier en % des déjec-tions maî-

trisées

Destination des déjections

Unités j % % pâture % en lisier % en fumier Total

Vaches laitières 230 30 37 20 43 100

Vaches nourrices 170 1 53 0 47 100

Autres bovins 200 16 45 9 46 100

Ovins / Caprins 180 0 51 0 49 100

Porcins 365 80 0 80 20 100

Volailles 365 20 0 20 80 100 Tableau 15 : Hypothèses utilisées pour l'évaluation de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010

44


Bovins Porcins Volailles Ovin/Capr

ins

Unité Fu-mier

Lisier Fumier Lisier Fumier Lisier Fumier

Ratio moyen de production

d'effluents maîtrisables par effectif

tMB/effec-tif/an

5,7 3,2 0,11 (uni-quement

68)

1,2 0,03 0,01 0,8

Tableau 16 : Hypothèses utilisées pour l'évaluation de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010

3.1.1.3.2 Résultats

L'Alsace totalise environ 1.8 M tMB de déjections d’élevage, dont 60 % sont localisées sur le dé-partement du Bas-Rhin. Les deux principales filières productrices de déjections sont : la filière bovine qui produit 78 % des déjections régionales, puis la filière porcine qui en produit 12 %. Le tableau suivant récapitule les tonnages par filières (cf. Tableau 17).

Bovins Porcins Volailles Ovin/Caprins

Unité Fumier Lisier Fumier Lisier Fumier Lisier Fumier

67 % 51 59 0 83 84 84 81

68 % 49 41 100 17 16 16 19

Tonnage annuel régional

tMB/an 916'200 512'700 3'300 226'300 96'200 38'200 34'800

Tableau 17 : Synthèse de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010

On aboutit ainsi à un gisement actuel de :

1'050'500 tMB de fumier,

777'200 tMB de lisier.

A noter que le gisement de fumier comprend de la paille, à hauteur de 163'000 tMB (en effet, les hypothèses prises en compte sont : 1 tMS de fumier contient 0,52 tMS de paille soit dans 4,5 tMB de fumier il y a 0,59 tMB de paille).

3.1.1.3.3 Evolution

Ce gisement est assez stable. On note toutefois une très légère baisse depuis le RA 2000 du fait notamment de la réduction de l'élevage.

Une comparaison a été effectuée avec l'étude réalisée pour l'Alsace en 2004 dans le cadre du programme Energivie.

Bovin :

Les effectifs ont diminué de 7 % entre 2004 et 2012 (implique une diminution du potentiel entre 2004 et 2012).

Les hypothèses de l’étude 2004 étaient différentes :

Temps en bâtiment : 75 % en 2004,

45


Répartition des effluents d'élevages : 55 % en lisier - 45 % en fumier.

Pour le 68, l’évaluation a été refaite avec les hypothèses suivantes car les données fournies pas la Chambre d'Agriculture semblaient très faibles :

Temps en bâtiment : 63 % (implique une diminution du potentiel entre 2004 et 2012),

Répartition des effluents : 30 % en lisier - 70 % en fumier.

Pour le 67, la répartition suivante a été fournie par la Chambre d'Agriculture (production poten-tiellement sous-estimée mais pas d'éléments sur les hypothèses prises en compte) :

Répartition des effluents : 40 % en lisier - 60 % en fumier.

Le tableau suivant présente les différences avec l'étude de 2004 sur le gisement des effluents d'élevage (cf. Tableau 18).

2004 2012 Evolution

Unité tMB/an tMB/an %

Tonnage fumier 1'354'500 916'000 -32

Tonnage lisier 1'625'400 513'000 -68 Tableau 18 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage bovins avec l'étude réalisée en 2004

On note une forte diminution des quantités de fumier du fait des hypothèses de temps en bâti-ment et des hypothèses prises par la CA67, ainsi qu'une forte diminution des quantités de lisier du fait de la répartition différente des effluents (en 2004, il a été considéré que 55 % des effluents produits l’étaient sous forme de lisier, alors que dans le cadre de cette étude ce sont 30 ou 40 % des effluents qui sont produits sous forme de lisiers).

Porcin :

Les effectifs ont diminué de 6 % entre 2004 et 2012.

Les hypothèses de l’étude 2004 étaient différentes :

Prise en compte de 80 % des effectifs pour système sur caillebotis en 2004,

Système uniquement lisier en 2004.

En 2012, 100 % des effectifs sont pris en compte. La répartition des effluents est la suivante : 80 % lisier -20 % fumier sur le 68, 100 % lisier sur le 67 (données fournies par la Chambre d’Agriculture).

Le tableau suivant présente les différences avec l'étude de 2004 sur le gisement des effluents d'élevage (cf. Tableau 19).

2004 2012 Evolution

Unité tMB/an tMB/an %

Tonnage fumier - 3'300 -

Tonnage lisier 215'082 226'300 +5 Tableau 19 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage porcins avec l'étude réalisée en 2004

On note une augmentation des tonnages liée à la prise en compte de l’ensemble des effectifs.

46


Volaille :

Les effectifs ont augmenté de 50 % entre 2004 et 2012.

Les hypothèses de l’étude 2004 étaient différentes : système uniquement fumier en 2004.

En 2012, répartition des effluents : 20 % lisier - 80 % fumier.

Synthèse :

Le tableau suivant présente les différences avec l'étude de 2004 sur le gisement des effluents d'élevage (cf. Tableau 20). 2004 2012 Evolution

tMB/an tMB/an %

Tonnage fumier 1'482'810 1'050'500 -29

Tonnage lisier 1'840'482 777'200 -58 Tableau 20 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage avec l'étude réalisée en 2004

3.1.1.3.4 Exportation

Aucune exportation n'a été mise en évidence pour ce gisement.

3.1.1.3.5 Saisonnalité

La saisonnalité du gisement est présentée dans le tableau suivant (cf. Tableau 21). Nature déjections par type d’animaux Temps de stabulation

(jours) Saisonnalité

Vaches laitières 230 Toute l’année

Vaches nourrices 170 6 mois

Autres bovins 200 7-8 mois

Ovins / Caprins 180 6 mois

Porcins 365 Toute l’année

Volailles 365 Toute l’année Tableau 21 : Saisonnalité du gisement "Effluents d'élevage"

3.1.1.4 Cartographie du gisement

La répartition géographique du gisement a été réalisée à l’échelle cantonale, les résultats sont détaillés sur la carte suivante (cf. Figure 17).

47


Figure 17 . Cartographie du gisement des effluents d'élevage en Alsace (2010)

48


3.1.1.5 Filières actuelles de traitement

Aujourd’hui, la majorité des fumiers et lisiers sont épandus en tant que fertilisants directement sur les champs.

La méthanisation de déchets agricoles se développant depuis une dizaine d'années, une faible part de ces déchets sont méthanisés pour être ensuite épandus sur les sols agricoles.

En Alsace, il y a actuellement une installation territoriale à Ribeauvillé (68) qui fonctionne depuis début 2012 et doit traiter 26'000 tMB/an de déchets, dont 6'500 tMB de lisier de l’exploitation agricole, 6'000 tMB de matières végétales et 15'000 tMB de déchets des IAA et de biodéchets des GMS et de collectivités. Une unité de méthanisation à la ferme du GAEC Marjolaine vient d'être mise en service à Littenheim (67). Elle traite les effluents d’élevage de l’exploitation ainsi que des déchets extérieurs à l’exploitation.

Plusieurs unités agricoles sont en projet à ce jour :

Une unité de méthanisation sur le lycée agricole d’Obernai (67) est en cours de construction. Elle devra traiter 8'000 tMB/an de déchets, dont 2'500 tMB de fumier de l’exploitation du ly-cée. Elle devrait démarrer début 2013,

Deux autres projets ont également été retenus dans le Plan de Performances Energétiques (PPE) du Ministère de l’Agriculture : EARL Fritsch (450 kWe) à Friesenheim, Hillmar Energie à Lohr.

3.1.2 Résidus de cultures


Les résidus de culture sont les parties de la plante qui ne sont pas prélevées lors de la récolte. Il s’agit d’une production de biomasse très saisonnière, qui cependant peut être stockée de façon à pouvoir lisser l’approvisionnement d’un digesteur par exemple.

On distingue plusieurs types de résidus de cultures :

Les pailles de céréales. Les cultures de céréales à pailles sont essentiellement du blé tendre, de l’orge et du triticale. La surface implantée en céréales à pailles en Alsace est d’environ 55'000 ha, soit 16 % de la surface agricole utile (SAU). Toutes les pailles de cé-réales n’ont pas les mêmes caractéristiques et les mêmes usages. Les pailles de céréales sont en général soit broyées et laissées au sol, soit ramassées pour servir soit de litière pour les animaux soit très occasionnellement d’alimentation animale,

Les pailles d’oléagineux. Les cultures d’oléagineux sont essentiellement du tournesol et du colza. En Alsace, il s’agit là de cultures peu répandues qui représentent 1,5 % de la SAU. Ces pailles sont en général broyées et laissées au sol mais pourraient être exportées après fauchage,

Les résidus de maïs : cannes (paille) et rafles. La culture de maïs est prédominante en Alsace, elle couvre 40 % de la SAU. Les cannes de maïs peuvent être utilisées pour le pail-lage des animaux, les rafles de maïs cribs peuvent être utilisées comme combustible,

Les sarments de vignes. Les vignes représentent 5 % de la SAU. Les sarments de vignes produits au moment de la taille sont généralement broyés et restitués au sol pour leur valeur

49


agronomique. Cependant, ils peuvent être utilisés pour d’autres valorisations (combustion par exemple) notamment lorsque les vignes sont enherbées,

Les fanes de betteraves. La culture de betteraves représente 2 % de la SAU. Les fanes de betteraves sont en général retournées aux champs. Un atout spécifique à l'Alsace est la con-centration de ce gisement autour de la sucrerie d'Erstein.

Les caractéristiques de ces matières et les hypothèses prises en compte pour le calcul du gise-ment sont présentées dans le tableau suivant (cf. Tableau 22). Résidus de cultures Matière

sèche Ratio de pro-

duction Surfaces 67 Surfaces 68

Unité %MS/MB tMS/hec ha ha

Fanes de betteraves 16.2 4,86 5’108 890

Menues paille blé 88 1,32 30’312 16’933

Menues paille orge 88 0,88 - -

Menues paille colza 88 0,88 2’061 956

Paille de céréales 88 3,96 35’814 19’810

Paille de maïs 88 5,93 72’878 61’454

Paille de colza 83 3,76 2’061 956

Paille de tournesol 83 5,12 286 -

Rafles de maïs 83 1,2 72’878 61’454

Total - - 221'398 162'453 Tableau 22 : Caractéristiques des résidus de cultures


Il n’y a pas de contraintes réglementaires particulières concernant ces matières.



La méthode suivante a été employée pour évaluer ce gisement à l'échelle régionale (cf. Figure 18).

Assolement (ha)

• RA 2010

Production de grains

• Rendements en t grain/ha par type de culture

• Source: Agreste

Production de paille

• Rendements en tMS/ha

• Par type de pailles-

Figure 18 : Méthodologie d'évaluation du gisement des résidus de cultures

50


Paille de maïs / colza / tournesol : les quantités de pailles méthanisables sont déterminées à partir de plusieurs types de données :

assolements issus du Recensement Agricole 2010,

l’application de ratios de production de quantité de paille par hectare et par an, en tonnes de Matière Sèche.

Pailles de céréale : Les quantités de pailles méthanisables déterminées à partir de plusieurs types de données :

assolements issus du Recensement Agricole 2010,

l’application de ratios de production de quantité de paille par hectare et par an, en Tonnes de Matière Sèche,

l’application de ratio de besoins de paille par tonne de déjections et les quantités de déjec-tions calculées précédemment (afin d’évaluer le besoin de paille pour les fumiers et litières accumulées).


L'Alsace totalise environ 0.82 M tMB de résidus de culture, dont 60 % sont localisées sur le dé-partement du Bas-Rhin.

Il s’agit principalement de résidus de maïs, pailles et rafles, qui représentent 54 % de la produc-tion de la région.

Le tableau suivant récapitule les tonnages par type de résidus (cf. Tableau 23).

Unité Pailles cé-

réales

Paille Maïs

Paille Colza / Tournesol

Menues pailles

Rafles de maïs

Fanes de betteraves

67 % 71 54 72 64 54 85

68 % 29 46 28 36 46 15

Ton-nage

annuel régio-

nal

tMB/an 91'000 298'800 4'800 82'300 194'200 180'000

Tableau 23 : Synthèse de la production de résidus de culture en Alsace en 2010

On aboutit ainsi à un gisement actuel de 851'100 tMB de résidus de culture. On parle ici de paille produite, non de paille actuellement prélevée (ce qui explique la différence de quantité entre ce qui est actuellement connu, quantifié au travers de la paille prélevée et les résultats de ces esti-mations de gisement potentiel). A noter que le gisement de paille ne prend pas en compte la paille qui est comptabilisée dans le fumier, soit 163 ktMB.

3.1.2.3.3 Evolution

Ce gisement est relativement stable.

51



Une exportation de rafles de maïs pour la production d'isolants en Italie a été mise en évidence. Toutefois, cette pratique risque de se réduire du fait de la demande croissante sur les cannes et rafles pour la combustion en chaudière.


Ce gisement présente une saisonnalité marquée mais les matières peuvent être stockées :

Paille de maïs / tournesol : automne,

Pailles de céréales / colza : été,

Fanes de betteraves : octobre - novembre



52


Figure 19 . Cartographie du gisement des résidus de cultures en Alsace (2010)

53



La production et la destination des pailles dépendent du type de culture. Les destinations princi-pales des pailles de céréales sont :

l’enfouissement au sol après broyage,

la litière animale après pressage,

l’alimentation animale après pressage.

Les pailles d'oléagineux sont directement retournées au sol.

Les rafles de maïs sont souvent utilisées en combustible. Il existe également une filière d’exportation des rafles de maïs vers l’Italie pour produire de l’isolant. Dans la filière bois énergie, on recense de plus en plus de projets qui utiliseraient des cannes et des rafles de maïs. À dire d’expert local, il commencerait à y avoir de plus en plus de sollicitations sur ce produit, qui serait vendu autour de 70 €/t (en fonction de la qualité du produit).

Quant aux sarments de vignes, ils sont broyés et retournent au sol ou valorisés en chaudière.

3.1.3 Déchets des coopératives céréalières


Le stockage des céréales par les coopératives céréalières génère des déchets appelés issues de silos ou freintes.

Il existe trois types d’issues de silos différentes :

les issues dites humides produites lors du nettoyage des grains avant séchage, déchets sai-sonniers puisqu’ils sont produits après la récolte,

Les issues dites sèches produites lors du mouvement des grains dans les cellules tout au long de l’année,

Les fonds de cellules qui se sont mal conservés mais cela arrive rarement et les quantités sont ainsi marginales.

Les caractéristiques moyennes des issues de silo sont présentées dans le tableau suivant (cf. Tableau 24).

Unité Matière sèche

issues de silo %MS/MB 88 Tableau 24 : Caractéristiques des issues de silos


Les silos de stockage de céréales sont des ICPE. Ainsi les issues de silos doivent traitées selon la réglementation en vigueur des déchets d’ICPE.

54




La méthode suivante a été employée pour estimer le potentiel de production d’issues de silos (cf. Figure 18).

Figure 20 : Méthodologie d'évaluation du gisement des issues de silos

Le calcul se base sur les assolements issus du Recensement Agricole 2000. La production de feintes (issues de silos) produites à l’échelle régionale est estimée à partir des données pré-sentes dans l’étude Fédérations Régionales de Coopératives Agricoles (FRCA) - Cartographie et quantification des agro-ressources en Ile-de-France (cf. Tableau 25).

Unité Blé Orge Maïs Autres céréales Colza Tournesol

Pourcentage d'issues

% 0,35 1,10 0,80 0,50 1,70 1,70

Tableau 25 : Données utilisées pour l'évaluation de la production d'issues de silos en Alsace en 2010

Les productions de freintes sont calculées à partir des productions de grains, estimées à partir de moyennes de rendements sur les différentes cultures (statistique agricole annuelle, Agreste, moyenne sur les dix dernières années).


L'Alsace totalise ainsi 13'000 tMB de freintes, dont 55 % sont produits dans le Bas-Rhin.

3.1.3.3.3 Evolution



Aucune exportation n'a pu être mise en évidence pour ce gisement. Toutefois, une majeure partie serait orientée vers l’alimentation animale via des négociants.


Ce gisement dispose d'une forte saisonnalité, directement liée à l'évacuation des grains stockés dans les silos et au nettoyage de ces derniers.

55




56


Figure 21 . Cartographie du gisement des issues de silos en Alsace (2010)

57



Actuellement les issues de silos sont retournées aux agriculteurs adhérents pour l’alimentation du bétail. Elles sont données gratuitement, les agriculteurs ne payent que le transport (source : con-tact avec une coopérative céréalière d’Alsace).

3.1.4 Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE)


Une culture intermédiaire s’implante à l’interculture. Dans une rotation culturale, il s’agit de la pé-riode qui se situe entre la récolte d’une culture principale et le semis de la suivante. La durée de l’interculture varie en fonction de la nature des cultures principales présentes dans la rotation et dépend donc des dates de récoltes et de semis de chacune (de 2 à 9 mois). L’implantation d’une Culture Intermédiaire a différents objectifs :

soit il s’agit d’une Culture Intermédiaire Piège à Nitrates (CIPAN),

soit d’une Culture Intermédiaire à Vocation Energétique.

La CIPAN a pour but principal de réduire la lixiviation de l’azote vers les aquifères pendant la pé-riode où le sol est nu. Cependant, la CIPAN remplit de nombreuses autres fonctions agro-écologiques telles que fournir de l’azote à la culture suivante, limiter l’érosion du sol, améliorer sa structure, réduire le développement des adventices et réduire la pression parasitaire sur les cul-tures. La CIPAN est détruite avant l’implantation de la culture principale suivante. Pour être plus précis, dans le cas où l’objectif principal de l’implantation d’une culture intermédiaire est de four-nir de l’azote à la culture suivante, on parle d’ « engrais vert ». Si l’objectif premier est de limiter l’érosion hydrique et/ou d’améliorer la structure du sol, il s’agit d’une culture de couverture17.

La CIVE se distingue des catégories précédentes car le principal objectif de l’implantation d’un tel couvert est de produire de la biomasse. Elle remplit donc également les fonctions agro-écologiques des CIPAN, mais sera récoltée et non détruite. La biomasse obtenue sera ensuite utilisée pour produire de l’énergie. Lors de l’implantation d’une CIVE, l’exploitant va donc cher-cher à optimiser le taux de rendement de celle-ci.

En Alsace, les CIVE qui seront sélectionnées seront adaptées à la période de l’année où elles seront implantées et au climat.



La directive nitrate impose la mise en place de CIPAN dans les zones vulnérables.



Des contacts ont été pris avec le milieu agricole afin de déterminer si la culture de CIVE en Al-sace était pratiquée.

17 Justes E. et al, 2012. Réduire les fuites de nitrate au moyen de cultures intermédiaires : Conséquences sur les bilans d’eau et d’azote autres

services écosystémiques. Synthèse du rapport d’étude, INRA, Juin 2012, 61 pages.

58



Il n’y a actuellement pas de CIVE en Alsace ou alors très marginalement (possible cas des agri-culteurs-méthaniseurs alsaciens).

3.1.4.3.3 Evolution

Ce gisement, aujourd’hui quasi inexistant, va vraisemblablement être amené à augmenter les années à venir. En effet, avec le développement de la méthanisation, les agriculteurs-méthaniseurs chercheront à valoriser énergétiquement leurs couverts intermédiaires, de façon à améliorer la rentabilité économique de leur installation.




Ce gisement présente une saisonnalité marquée mais les matières peuvent être stockées.


Au vu de l'absence de gisement identifié, la cartographie de ce dernier n'a pas été réalisée.


Actuellement, les CIPAN (cultures intermédiaires piège à nitrates) qui pourraient s’apparenter à des CIVE sont directement enfouies dans les sols, après broyage ou effet « gel ».

3.1.5 Cultures énergétiques dédiées


En Alsace, les deux principales cultures énergétiques dédiées sont le miscanthus et les TTCR (Taillis Très Courte Rotation). Ces cultures sont actuellement utilisées pour la production de bio-masse énergie. La fabrication de biocarburant de seconde génération à partir de ces cultures est en cours de développement.

D’autres cultures sont expérimentées telles que le sorgho, la luzerne. Des sociétés comme Ener-green ou Green Leaf Refinery font des expérimentations. Hanau Energie, situé à Weinbourg, ex-périmente également les cultures énergétiques dédiées et a récolté en 2009 300 tMB de Sorgho fibre. D’après leur site internet, en 2014, il est prévu de récolter 3'000 tMB de Sorgho fibre et 8'500 tMB d’Igniscum.

Les caractéristiques moyennes des cultures dédiées sont présentées dans le tableau suivant (cf. Tableau 26).

59


Pouvoir calorifique Rendement

Unité MJ/kg tMS/ha

Miscanthus 19 10 à 15

TTCR 17 8 à 10 Sorgho fibre 16 12 à 25 Tableau 26 : Caractéristiques des cultures dédiées





A ce jour, seules quelques expérimentations de cultures énergétiques dédiées ont pu être mises en évidence. Les Chambres d'Agriculture recensent 50 ha de Miscanthus chez 30 producteurs dans le Haut-Rhin, et 35 ha dans le Bas-Rhin.

Il y aurait également environ 10 ha de TTCR en Alsace.


Sur une base de 12 tMS/ha, l'Alsace totalise ainsi environ 1'000 tMS de miscanthus.

90 tMS de TTCR sont également produits sur la base de 9 tMS/ha.

3.1.5.3.3 Evolution

On note une légère augmentation depuis 2007. En 1993, l'Alsace comptait 5 ha en miscanthus. Toutefois, ce développement reste limité.


Aucune exportation n'a été mise en évidence concernant ce gisement.


La saisonnalité est forte (récolte au printemps pour le miscanthus, récolte en hiver pour le sorgho), mais le stockage est tout à fait possible.


Au vu de la faiblesse du gisement, la cartographie de ce dernier n'a pas été réalisée.


Le miscanthus peut être valorisé de plusieurs façons :

Paillage,

Litière animale,

60


Combustible,

Matière première.

Actuellement, la filière n'est pas structurée car il ne s'agit que d'expérimentations locales. A si-gnaler une chaufferie de 400 kW à Ammertzwiller (68) utilisant 27 ha de miscanthus.

Les TTCR sont utilisés en tant que combustible.

Le sorgho peut être valorisé en méthanisation, en combustible ou pour faire de la pâte à papier.

3.1.6 Autres gisements

En fonction de la disponibilité d'installations de méthanisation ou de compostage, plusieurs gise-ments annexes pourraient être également valorisés : petit lait, purins, eaux vertes et blanches (souvent collectées avec les lisiers ou les purins), etc. En effet, ces déchets ne justifient pas à eux seuls la réalisation d'une installation, car ils ont un potentiel méthanogène très faible, mais ils pourraient être valorisés avec certains gisements décrits précédemment, si l’unité de méthanisa-tion est à proximité du lieu de production. Ces gisements n'ont pas été quantifiés à ce stade car ils ne sont pas déterminants dans la stratégie à mettre en œuvre au niveau régional concernant la méthanisation. L'étude de leur intérêt s'effectuera au niveau des études de faisabilité des diffé-rents projets.

61


3.2 Collectivités

Les gisements suivants, liés aux collectivités, vont être étudiés :

Biodéchets,

Déchets verts,

Boues d'épuration urbaines.

3.2.1 Biodéchets


On distingue deux catégories de biodéchets :

Les biodéchets des ménages constituent la partie fermentescible des déchets ménagers collec-tée sélectivement (biodéchets) ou en aval (FFOM). Il s'agit :

des déchets alimentaires (ou déchets de cuisine) (épluchures, fruits ou légumes abîmés, restes de viande, des déchets de préparation de repas, restes de repas, etc.),

des déchets verts ou déchets de jardin comptabilisés à part (cf. 3.2.2),

des papiers et cartons (exclus de la présente étude).

Les biodéchets des collectivités comportent quant à eux différentes catégories. Toutefois, ces catégories ont été traitées de façon séparée afin de mieux estimer le gisement concerné :

industries agro-alimentaires (cf. 0),

professionnels des espaces verts publics et privés, horticulteurs, commerçants et supermar-chés, cantines scolaires et restaurants (cf. 3.3.5).


Les biodéchets des ménages ne sont pas concernés par l'arrêté du 12 juillet 2011 relatif à la ges-tion des biodéchets des « gros producteurs ».

Toutefois le Grenelle de l’Environnement fixe un taux de 45 % de valorisation matière et orga-nique en 2015 pour les déchets ménagers et assimilés.


3.2.1.3.1 Méthode

L'évaluation s'est appuyée sur les données des Conseils Généraux, jugées plus fines que celles de SINOE.

A noter une particularité pour l'évaluation du gisement : 4 communes haut-rhinoises (Liepvre, Rombach le Franc, Sainte Croix aux Mines, Sainte Marie aux Mines) sont dans le périmètre du Plan de Prévention et de Gestion des Déchets Non Dangereux (PPGDND) bas-rhinois, et elles adhèrent au SMICTOM d’Alsace Centrale. Elles sont donc comprises dans les statistiques des deux départements. Leur gisement de biodéchets a été comptabilisé de la même manière pour

62


l'évaluation du gisement de matière organique. Toutefois, ce gisement n'a pas été compté à double pour l'évaluation de la production de biogaz.


Le tableau suivant présente les tonnages de biodéchets collectés à ce jour (cf. Tableau 27).

Tonnages (tMB/an) Ordures ménagères résiduelles OMR Biodéchets collectés

Bas-Rhin 282'709 797

Haut-Rhin 180'412 9'360

Total 463'121 10'157 Tableau 27 : Synthèse de la production de biodéchets (tonnages de production théorique et tonnages collec-tés) en 2010

On constate un taux de collecte faible à ce jour des biodéchets en Alsace. La mise en place d’une nouvelle collecte sélective est lourde à mettre en place et onéreuse.

3.2.1.3.3 Evolution

Une forte hausse du gisement disponible est attendue car il n'est pas entièrement valorisé à ce jour mais une grosse incertitude persiste sur :

le choix du type de collecte : sélective ou non,

le déploiement d'un traitement spécifique (compostage et/ou méthanisation).


Un flux d'exportation de biodéchets en dehors du département a été mis en évidence pour 800 tMB environ vers la plate-forme de compostage de Sarreguemines (57), en provenance de l'Al-sace Bossue et de la région de Sarre-Union.


La saisonnalité est faible concernant les biodéchets des ménages.


La répartition géographique du gisement actuel a été réalisée par EPCI, les résultats sont détail-lés sur la carte suivante (cf. Figure 22).

63


Figure 22 : Cartographie du gisement des biodéchets des ménages collectés en Alsace (2010)

64



Actuellement, la méthanisation est marginale pour le traitement de ce gisement, essentiellement orienté vers le compostage et l'épandage.

3.2.2 Déchets verts


Les déchets verts font partie de la définition des biodéchets (cf. 3.2.1.1). Leur gisement a été considéré à part afin de le préciser. Il regroupe différents déchets mélangés :

tontes de gazon,

tailles,

feuilles,

branches,

etc.

Ce gisement provient essentiellement de trois sources :

Particuliers,

Collectivités (espaces verts),

Professionnels (paysagistes) (en toute rigueur dans rubrique industriels et services, mais non identifiable de façon distincte car collectés avec les déchets verts des particuliers).


Les déchets verts sont des déchets banals tant qu'ils ne sont pas souillés par des substances dangereuses (résidus de produits phytosanitaires, par exemple). Les déchets verts ne sont pas des déchets inertes dans la mesure où ils sont fermentescibles ou combustibles.

Les déchets verts sont valorisables en agriculture sous certaines conditions :

Soit ils sont « transformés » en matières fertilisantes et répondent à une norme ou une homo-logation. Dans ce cas, ils sortent du cadre des déchets pour devenir des produits (exemple : amendement organique),

Soit ils restent des déchets et sont alors autorisés au cas par cas. Dans ce cas, sous réserve d'innocuité et d'efficacité agronomique, leurs épandages sont soumis à autorisation ou décla-ration et nécessitent un plan d'épandage et suivi agronomique annuel. Les critères d'innocui-té sont repris dans les textes réglementaires.



L'évaluation du gisement actuel (collecté en déchetterie) est basée sur les données des Conseils Généraux. A noter une particularité pour l'évaluation du gisement : 4 communes haut-rhinoises (Liepvre, Rombach le Franc, Sainte Croix aux Mines, Sainte Marie aux Mines) sont dans le péri-

65


mètre du PPGDND bas-rhinois, et elles adhèrent au SMICTOM d’Alsace Centrale. Elles sont donc comprises dans les statistiques des deux départements.


Le tableau suivant présente les tonnages de déchets verts collectés à ce jour (cf. Tableau 28).

Tonnages (tMB/an) Déchets verts collectés

Bas-Rhin 47'546

Haut-Rhin 53'851

Total 101'398 Tableau 28 : Gisement de déchets verts en Alsace en 2010

3.2.2.3.3 Evolution

Le gisement de déchets verts est relativement stable. Une augmentation du taux de collecte pourrait toutefois augmenter les tonnages de ce gisement. En revanche, le développement de pratiques "d'autogestion" par broyage, paillage, etc. tend à réduire ce potentiel.


Une exportation vers la Lorraine (Plate-forme de Sarreguemines : 209 t/an) a pu être mise en évidence pour ce gisement. Toutefois, ceci reste très marginal.


Ce gisement connaît une forte saisonnalité :

Pointe de production l'été mais production sur toute l'année,

Forte variation de la composition en fonction de la saison (ligneux durant l'automne et l'hiver).


La répartition géographique du gisement a été réalisée par EPCI, les résultats sont détaillés sur la carte suivante (cf. Figure 23).

66


Figure 23 : Cartographie du gisement actuel des déchets verts collectés en Alsace (2010)

67



Les déchets verts sont aujourd'hui compostés (individuel ou sur plate-forme) et épandus.

3.2.3 Boues d'épuration urbaines


Les boues d'épuration urbaines proviennent des stations d'épuration traitant des effluents urbains (provenant des collectivités).


Les boues relèvent de la nomenclature « déchets » et sont réglementées par les textes suivants :

Loi du 15/07/75 modifiée par la loi du 13/07/92 (art. L 541-1 à L 541-50 du CE) relative à l’élimination des déchets et à la récupération des matériaux,

Décret n° 2002-540 du 18/04/02 (art. R 541-7 à R 541-11 du CE) relatif à la classification des déchets : au code 19 08 05 figurent les boues provenant du traitement des eaux usées ur-baines,

Art. L 2224-8 du CGCT (Code Général des Collectivités Territoriales) : l’élimination des boues produites dans les stations d’épuration des eaux usées domestiques fait partie des missions du service public d’assainissement et relève de la responsabilité des communes.

Pour chaque filière d'élimination, une législation spécifique est applicable.



L'évaluation du gisement s'est appuyée sur les données du Conseil Général du Bas-Rhin, du Syndicat Mixte de Recyclage Agricole (SMRA), du Conseil General du Haut-Rhin et des don-nées Agence de l’Eau.

Afin de déterminer le potentiel de boues urbaines méthanisables, les STEP de plus de 20'000 équivalents habitants (EH) ont été comptabilisées, sauf celles produisant des boues déjà digé-rées. En effet, un seuil économique a été fixé à 20'000 équivalents habitants. Toutefois, des re-groupements de plus petites STEP peuvent être envisagés ponctuellement mais ce cas particu-lier n'est pas pris en considération dans la présente étude.


Département du Bas-Rhin :

Parc de 95 stations réparties de la manière suivante : très grande installation à Strasbourg (1'000'000 EH), installations moyennes (SIVOM du bassin de l’Ehn, Sélestat) et nombreuses petites STEP,

Dont 75 STEP > à 2'000 EH selon liste présentée en annexe (cf. Annexe 5) (seulement 21 % ont une capacité inférieure à 2'000 EH), dont la capacité totale est de 2'036'172 EH.

L'analyse du gisement fait ressortir les points suivants :

68


Les boues séchées des STEP de Valff, Brumath et Gunstett représentent moins d'un millier de tonnes de MS traitées à des siccités de 71 à 90 % soit environ 3,4 % des boues produites dans le Bas-Rhin,

Trois stations urbaines font appel à la digestion anaérobie mésophile :

station de la CUS à Strasbourg,

station de Haguenau,

station du SIVOM du Bassin de l’Ehn.

10 stations > 20'000 EH produisent 18'529 tMS soit les 2/3 des boues produites,

La STEP de Strasbourg produit 13 à 14'000 tMS par an (la donnée extraite du fichier Agence de l’eau est de 13'224 tMS en 2010 soit 45 % des boues produites dans le Bas-Rhin),

Les bilans boues extraits des données Agence de l’eau sont de 26'942 tMS (boues des STEP > à 2'000 EH) pour 2010 alors que les chiffres extraits du rapport CG 67 donnent 29'241 tMS/an soit un pourcentage de 92.1 %.

Département du Haut-Rhin :

Parc de 74 STEP réparties en 2 importantes installations : Sausheim (Mulhouse) et Colmar (gérée par le SITEUCE),

Dont 34 STEP > à 2'000 EH selon liste présentée en annexe (60 % ont une capacité infé-rieure à 2'000 EH) (cf. Annexe 5),

Capacité totale exprimée en EH (STEP > 2'000 EH) : 1'351'904.

Les petites installations d’épuration inférieures à une capacité de 2'000 EH n’ont pas été considé-rées dans le cadre de l’étude.

L'analyse du gisement fait ressortir les points suivants :

La station de Biesheim traite ses boues par séchage - la quantité produite reste toutefois faible,

Point à étudier : la station de Colmar du SITEUCE fait du compostage à Ménarmont, ce qui se traduit par un impact carbone élevé du fait des distances et tonnages considérés,

9 stations > 20'000 EH représentent 80 % des boues produites,

Les 2 STEP de Sausheim Mulhouse et Colmar SITEUCE représentent respectivement 37 et 20.5 % de la production des boues du Haut-Rhin,

Les bilans boues extraits des données Agence de l’eau sont de 12'421 tMS (boues des STEP > à 2'000 EH) pour 2010 alors que les chiffres extraits du rapport SMRA donnent 15'248 tMS/an, soit un pourcentage de 81.4 %.

3.2.3.3.3 Evolution

Le gisement de boues d'épuration urbaines est relativement stable.


Seule une STEP exporte des boues (environ 1'500 tMS) pour co-incinération à la centrale ther-mique d'Ensdorf (Allemagne).

69


De même, le compostage d'une partie du gisement est réalisé hors département :

Bas-Rhin : 7'445 tMB en 2010 exportées par 20 STEP,

Haut-Rhin : 3'593 tMB dont Colmar SITEUCE vers le site de Ménarmont (88) et vers la Haute-Marne pour les boues d’ennoblissement de textiles.


La saisonnalité est faible concernant les boues d'épuration urbaines.


La répartition géographique du gisement est détaillée par STEP sur la carte suivante (cf. Figure 24).

70


Figure 24 : Cartographie des stations d'épuration urbaines en Alsace (Source : Agence de l'Eau)

71



A titre de comparaison les boues urbaines produites en France sont traitées de la manière sui-vante :

Valorisation agricole : 75 % dont plus de 40 % proviennent du compostage,

Incinération : 18 %,

Centre d’enfouissement technique : 7 %.

Dans le Haut-Rhin, la proportion de boues compostées approche 50 % et l’incinération avoisine 40 % tandis que dans le Bas-Rhin elle est de l’ordre de 50 % (impact de la STEP de la CUS).

3.2.3.5.1 Haut-Rhin

On observe que dans le Haut-Rhin :

plus de 83 % des boues valorisées en agriculture le sont après compostage (plus du double de la moyenne nationale),

41 % des boues sont incinérées sur un total de 15'248 tMS (plus du double de la moyenne nationale),

pas de boues mises en CSD.

A titre de comparaison, les boues urbaines produites en France ont comme destination :

Valorisation agricole : 75 % dont plus de 40 % proviennent du compostage,

Incinération : 18 %,

Centre d’enfouissement technique : 7 %.

La fraction des boues séchées (STEP Cernay) représente 500 tMB/an de produit à 90 % valorisé en co-combustion à la cimenterie d’Altkirch, et plus récemment les installations de Ensiheim et Sierentz qui mettent en œuvre des serres solaires produisent des boues séchées. Hors serres solaires, les boues séchées représentent un pourcentage de l’ordre de 3 %. A l’échelon national, cette filière représente de l’ordre de 8 à 10 % de la matière sèche traitée.

L'analyse des filières fait ressortir les points suivants :

Très peu de boues font l’objet d’une homologation, – seulement 7'700 tMB de boues brutes compostées à cet effet sur un total de l’ordre de 50'000 tMB produites et valorisées à des fins agricoles,

Sur un parc de 34 STEP de capacité > à 2'000 EH, 26 stations mettent en œuvre partielle-ment ou totalement le compostage ce qui représente une quantité de boues traitées de 7'416 tMB/an sur un total de boues restantes de 8'915 tMB/an,

La quantité de boue incinérée représente 6'333 t/an.

3.2.3.5.2 Bas-Rhin

On observe que dans le Bas-Rhin :

Près de 2/3 des boues valorisées en agriculture le sont après compostage sur un total de 14 306 t de MS.

72


La production destinée à l’épandage est de 13'292 tMS hors Strasbourg (14'155 tMS avec Strasbourg),

Plus de 40 % des boues sont incinérées sur un total de 29'393 tMS (plus du double de la moyenne nationale),

2'563 tMS font l’objet de stockage avant valorisation agricole,

Seulement 17 tMS ont été éliminées CSD.

L'analyse des filières fait ressortir les points suivants :

Le compostage sur des plate-formes externalisées représente 38 % des boues produites,

Sur un parc de 75 STEP de capacité > à 2'000 EH, les filières de valorisation concernent principalement l’épandage des boues brutes chaulées ou non et le compostage,

93 % des boues produites par la STEP de Strasbourg sont incinérées.

3.2.3.5.3 Synthèse

Une synthèse de la production de boues urbaines alsacienne est présentée dans le tableau sui-vant (cf. Tableau 29).

Département Tonnage de boues urbaines produites (tMS/an)

Boues déjà traitées par mé-thanisation (tMS/an)

67 29'24118 Environ 14'00019 soit 47,9 %

68 14'898 1'364 soit 9,1 %

Total 44'139 Environ 15'400 Tableau 29 : Synthèse de la production de boues d'épuration des STEP urbaines alsaciennes

3.2.4 Autres gisements

En fonction de la disponibilité d'installations de méthanisation ou de compostage, plusieurs gise-ments annexes pourraient être également valorisés : déchets de marchés, etc.

18 Chiffre CG 67 - le chiffre Agence de l’eau est de 26'942 tMS/an

19 Comprend les boues de la STEP de la CUS mais la totalité est considérée comme méthanisée - les tonnages complémentaires correspondent aux boues des STEP de Haguenau et Meistratzheim

73


3.3 Industrie, commerces et services

Les gisements suivants, liés aux industries, commerces et services, vont être étudiés :

Industries agro-alimentaires,

Restes de repas,

Huiles alimentaires usagées,

Graisses,

Commerce et artisanat (grandes et moyennes surfaces, artisans bouchers, artisans boulan-gers),

Boues d'épuration industrielles.

3.3.1 Industries agro-alimentaires


Le gisement agro-alimentaire rassemble les types de déchets suivants :

Déchets issus de la production de plats cuisinés,

Effluents de conserveries ou des distilleries, eaux de lavage sales,

Marcs ou vinasses et lies des coopératives vinicoles,

Boues et effluents des abattoirs autres que bovins, matières stercoraires, refus de tamisage, graisses, sang des abattoirs, sous-produits de l’abattage des animaux, et d’une façon géné-rale sous-produits animaux au sens des catégories 2 et 3 du règlement européen 1069/2009 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine,

Graisses de l’industrie de transformation, eaux grasses.

Ainsi les types de déchets des IAA sont divers et nombreux (cf. 2.1.6), leurs caractéristiques éga-lement. Par exemple, les effluents seront très peu chargés en matière organique, contrairement aux déchets de découpe, et des graisses ou des déchets d’abattoirs auront des potentiels mé-thanogènes très élevés.


Les déchets des IAA sont soumis aux dispositions générales aux déchets. Des dispositions spé-cifiques peuvent intervenir pour certaines industries, comme par exemple pour les déchets et sous-produits d'abattoirs :

règlement européen du 3 octobre 2002 : il établit des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux non destinés à la consommation humaine,

arrêté du 1er février 1983 : il fait obligation de récupérer et de stocker le sang dans tout abat-toir neuf ou rénové,

loi n° 96-1139 du 26 décembre 1996 relative à la collecte et à l'élimination des cadavres d'animaux et des déchets d'abattoirs et modifiant le Code rural,

http://europa.eu.int/smartapi/cgi/sga_doc?smartapi!celexapi!prod!CELEXnumdoc&lg=FR&numdoc=32002R1774&model=guichett

74


Arrêté du 31 décembre 1996 sur la taxe d'équarrissage,

Décret du 30 octobre 1997 sur le service public de l'équarrissage.

Plus précisément, le règlement européen n°1774/2002 exige que les matières de catégorie 2 soient stérilisées (des dérogations peuvent être délivrées par l’autorité compétente pour l’appareil digestif et son contenu, le lait et produits à base de lait, les œufs et produits à base d’œufs), et que les matières de catégorie 3 soient hygiénisées.

Concernant les sous-produits de la vinification, l’arrêté du 16 février 2009 oblige les producteurs vinicoles à livrer la totalité de leurs sous-produits en distilleries agréées (il existe cependant des dérogations dans certains cas). Ainsi ces produits ne sont pour le moment pas accessibles pour des installations de méthanisation. Pour autant, cette réglementation est amenée à évoluer dans les années à venir. L’obligation de livrer les sous-produits de vinification en distillerie pourrait être amenée à évoluer, elle pourrait être remplacée par une obligation plus générale d’éliminer les sous-produits de façon contrôlable. De plus, les aides communautaires devraient diminuer, ce qui pousse les viticulteurs à s’intéresser à d’autres voies de valorisation, notamment la valorisation énergétique.



L’estimation de ce gisement a été réalisée à partir de la liste des industries agro-alimentaires, fournie par la Chambre de Commerce et d'Industrie d’Alsace, à laquelle on applique un ratio de production de déchets par effectifs salariés par code APE. Ces ratios ont été établis à partir d’enquêtes d’industries et d’études statistiques nationales. Deux cas particuliers sont à signaler :

la viti-viniculture :

Cette filière ayant fait l’objet d’une étude approfondie, nous avons établi un ratio de production d’effluents viti-vinicoles par hectare de vignobles. A partir des surfaces de vignes du recensement agricole 2010, nous avons réalisé une répartition géographique de production.

la production de choucroute :

Les déchets de production de la choucroute ont été évalués dans une étude réalisée par l’ADIT. Nous avons donc utilisé les résultats de cette étude qui établit une production de déchets d’environ 55'000 t, avec une répartition sur les cinq établissements identifiés dans la base de données de la Chambre de Commerce et de l’Industrie de l’Alsace.


Ainsi, l'Alsace compte ainsi environ 199'000 t de déchets d’industries agro-alimentaires, dont 80 % sont produits dans le Bas-Rhin. Cette production est détaillée dans la figure et le tableau sui-vants (cf. Figure 25 et Tableau 30 faisant apparaître les principaux secteurs producteurs de dé-chets organiques).

75


Répartition de la production de matière par les IAA alsaciennes

29%

7%

14%4%

4%

9%

4%

19%

10%

AUTRE TRANSFORMATION ET CONSERVATION

DE LÉGUMES

FABRICATION D'AUTRES PRODUITS

ALIMENTAIRES N.C.A.

FABRICATION DE BIÈRE

FABRICATION DE BISCUITS, BISCOTTES ET

PÂTISSERIES DE CONSERVATION

MEUNERIE

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE LA

VIANDE DE BOUCHERIE

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE

POISSON, DE CRUSTACÉS ET DE

MOLLUSQUES

VINIFICATION

AUTRES SECTEURS

Figure 25 : Répartition de la production de déchets organiques par secteurs d’activités pour l'industrie agro-

alimentaire alsacienne - en tonnes de matières brutes20

En volume, les filières les plus productrices de déchets organiques sont :

la transformation de légumes (28 % dont 26 % issue de la choucrouterie),

la vinification (18 %),

la fabrication de glaces et sorbets (9 %),

la transformation de la viande (9 %).

20 Les boues d'épuration générées par la méthanisation de certains effluents (brasseries, etc.) sont comptabilisées avec les boues industrielles

76


Alsace (t/an)

67 (%)

68 (%)

AUTRE TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE LÉGUMES (industries des légumes)

54'942 93 7

FABRICATION D'ALIMENTS POUR ANIMAUX DE COMPAGNIE 2'641 100 0

FABRICATION D'AUTRES PRODUITS ALIMENTAIRES N.C.A. 13'356 91 9

FABRICATION DE BIÈRE (brasseries) 8’553 100 0

FABRICATION DE BISCUITS, BISCOTTES ET PÂTISSERIES DE CONSERVATION

6'919 67 33

FABRICATION DE CACAO, CHOCOLAT ET DE PRODUITS DE CONFISERIE

4'763 64 36

FABRICATION DE GLACES ET SORBETS 17'898 73 27

FABRICATION INDUSTRIELLE DE PAIN ET DE PÂTISSERIE FRAÎCHE

2'125 87 13

MEUNERIE 6'617 87 13

PRÉPARATION INDUSTRIELLE DE PRODUITS À BASE DE VIANDE

2'097 77 23

PRODUCTION DE BOISSONS ALCOOLIQUES DISTILLÉES 2'551 60 40

PRODUCTION DE BOISSONS RAFRAÎCHISSANTES 1'772 100 0

TRANSFORMATION DU THÉ ET DU CAFÉ 2'340 64 36

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE LA VIANDE DE BOUCHERIE (industries de la viande)

17'258 83 17

TRANSFORMATION ET CONSERVATION DE POISSON, DE CRUSTACÉS ET DE MOLLUSQUES

6'732 100 0

VINIFICATION 35'000 43 57

Total 199’145 79 21

Tableau 30 : Répartition de la production de déchets organiques par secteurs d’activités pour l'industrie agro-alimentaire alsacienne

La production des déchets de la viti-viniculture est détaillée dans le tableau suivant (cf. Tableau 31).

Tonnages Unité Marc Lies

Bas-Rhin % 43% 43%

Haut-Rhin % 57% 57%

Total tMB/an 30'900 4'100

Tableau 31 : Répartition des productions de déchets organiques pour la viti-viniculture alsacienne

3.3.1.3.3 Evolution

Le gisement de déchets des IAA est directement lié à l'activité économique de ces dernières.

A noter que le développement de filière de valorisation de certains déchets à haute valeur ajou-tée (marcs, etc.) pourrait réduire le gisement disponible pour la méthanisation.

77



Aucune exportation n'a pu être mise en évidence pour ce gisement.


Ce gisement présente une saisonnalité liée à certaines activités (sucrerie, etc.).

3.3.1.3.6 Cartographie du gisement

La répartition géographique du gisement a été réalisée à l’échelle cantonale, les résultats sont détaillés sur les cartes suivantes :

Industries agro-alimentaires (cf. Figure 26),

Vitiviniculture (cf. Figure 27).

78


Figure 26 . Cartographie du gisement des industries agro-alimentaires en Alsace (2010)

79


Figure 27 . Cartographie du gisement de la vitiviniculture en Alsace (2010)

80



La principale filière de valorisation des déchets des industries agro-alimentaires est l’alimentation animale. Une analyse des principales filières de traitement par typologie d’industrie est présentée ci-après :

Meunerie : plus de 99 % des résidus issus des meuneries sont considérés comme des co-produits et valorisés en alimentation animale (sons, remoulages, farines basses), le reste est constitué des poussières de balayages, des criblures ou des freintes. Ces déchets sont par-fois compostés, ou utilisés en alimentation animale,

Brasserie : Environ 10 % des résidus organiques des brasseries sont valorisés en alimenta-tion animale, il s’agit principalement des drêches et des levures. Les effluents et les boues produits par le secteur de la brasserie sont méthanisés sur deux des plus grosses brasseries de la région : la brasserie Kronenbourg et la brasserie Licorne à Saverne. Ainsi c’est environ 50% des effluents de brasseries qui sont méthanisés en Alsace. Le reste peut être soit com-posté soit épandu directement,

Transformation et conservation de légumes : en moyenne nationale, les déchets organiques issus de la transformation des légumes sont majoritairement utilisés en alimentation animale, une petite partie est valorisée en compostage et parfois en épandage direct,

Chocolaterie : la majeure partie des résidus organiques issus de la fabrication de chocolat est utilisée en alimentation animale pour enrichir les rations. L’unité de méthanisation d’Agrivalor valorise une partie de déchets issus de chocolaterie. A l’heure actuelle, une partie de déchets issus de chocolaterie sont déjà méthanisés,

Industrie de la viande : une majeure partie des déchets de viande est utilisée pour la fabrica-tion de pet food (os, refus de dégrillage, déchets de découpe, sang…). La couenne sert à la fabrication de gélatine. Les graisses de cuisson et huiles alimentaires sont souvent utilisées pour produire du biodiesel ou du combustible pour chaudière. En fonction du contexte local, certains déchets peuvent être valorisés en compostage (matières stercoraires, bacs à graisses, refus de dégrillage) ou traités en STEP (notamment les graisses de flottation …),

Choucrouterie : les déchets de choucrouteries sont saisonniers, produits entre août et avril. Entre août et novembre, les déchets de choux sont épandus sur les sols des agriculteurs producteurs par défaut. A noter qu'une partie de ces jus de choucroute est traitée par mé-thanisation sur la STEP du Bassin de l’EHN à Meistratzheim mais qu'une fraction de ce gi-sement est encore disponible pour la méthanisation, notamment dans la région d'Altkirch. Ce dernier gisement est actuellement envoyé pour traitement à Colmar et Strasbourg,

Vini-viticulture : actuellement les caves vinicoles ont l’obligation de livrer leurs sous-produits en distilleries agréées. Cette obligation devrait disparaître prochainement.

Le tableau suivant résume à titre de comparaison la répartition des différentes filières de traite-ment pour les grandes catégories d’IAA au niveau national (cf. Tableau 32).

81


Filières Alimen-

tation animale

Re-tour

au sol

Valorisa-tion éner-gétique

Valorisa-tion pro-

duit valeur ajoutée

Li-tière ani-male

Com-postage

STEP Inci-néra-tion

Autres

Meunerie 100 %

Industrie légumes

10 % 85 % 5 %

Vinifica-tion

100 %

Brasserie 25 % 50 % 25 %

Glaces et sorbets

100 %

Industrie de la

viande

60 % 11,5 %

0,5 % 8 % 10 % 10 %

Meunerie 85 % 15 %

Tableau 32 : Répartition constatée des différentes filières de traitement pour les grandes catégories d’IAA au niveau national21

3.3.2 Restes de repas


Les restes de repas concernant les ménages sont déjà comptabilisés dans le gisement de biodé-chets des ménages. Il s'agit toutefois d'ajouter à ce gisement les tonnages générés par :

La restauration collective,

La restauration professionnelle.


Le décret n°2011-828 précise qu'à compter du 1er janvier 2012, les personnes qui produisent ou détiennent des quantités importantes de déchets composés majoritairement de biodéchets sont tenues de mettre en place un tri à la source et une valorisation de la matière de manière à limiter les émissions de gaz à effet de serre et à favoriser le retour au sol. Sont concernés :

les huiles alimentaires,

les fruits et légumes et leurs produits (épluchures…),

les restes de repas,

les tontes et tailles de végétaux ne faisant pas l’objet d’une valorisation énergétique.

Lorsqu’une entreprise produit ou détient des biodéchets sur plusieurs sites ou dans plusieurs établissements, le seuil s’apprécie en fonction des quantités produites ou détenues sur chaque site ou dans chaque établissement. Les seuils sont rappelés dans les tableaux suivants (cf. Ta-bleau 33 et Tableau 34).

21 sauf pour les brasseries où l’on sait qu’en Alsace 50% des effluents de brasseries sont méthanisés

82


Année concernée Seuil d’application du décret

Seuil journalier22

2012 (1er

janvier 31décembre) 120 tonnes par an 461 kg

2013 (1er


2014 (1er


2015 (1er


2016 (à partir du 1er

janvier) 10 tonnes par an 38 kg

Tableau 33 : Seuils établis pour les biodéchets

Année concernée Seuil d’application du décret

Seuil journalier23

2012 (1er

janvier 31décembre) 1'500 litres par an 5.7 litres

2013 (1er

janvier 31décembre) 600 litres par an 2.3 litres

2014 (1er


2015 (1er


2016 (à partir du 1er

janvier) 60 litres par an 0.2 litres

Tableau 34 : Seuils établis pour les huiles végétales

En revanche, ces dispositions ne concernent pas :

les sous-produits animaux des catégories 1 et 2 au sens du règlement 1069/2009 du Parle-ment Européen et du Conseil du 21 octobre 2009,

les biodéchets contenant une fraction crue de viande ou de poisson,

les biodéchets liquides autres qu’huiles alimentaires,

les déchets de taille ou d’élagage de végétaux faisant l’objet d’une valorisation énergétique.



A ce jour, ce gisement n'a pas fait l'objet d'une étude ou d'un suivi spécifique. Ce gisement est mélangé aux ordures ménagères ou assimilé ou collecté par des prestataires privés. Le gisement

22 260 jours de travail/an

23 260 jours de travail/an

83


actuellement collecté ne peut donc pas être évalué. En revanche, le gisement potentiel a été éva-lué dans le chapitre traitant du gisement additionnel (cf. 4.2.3.1).

3.3.2.3.2 Evolution

Le gisement de déchets de repas est relativement stable. Une augmentation du taux de collecte pourrait toutefois augmenter les tonnages de ce gisement.




Ce gisement présente une saisonnalité liée au tourisme et aux périodes scolaires.


Etant donné le peu de données disponibles sur ce gisement, ce dernier ne peut pas être carto-graphié.


Les filières actuelles de traitement sont diverses :

Prestataires privés,

Traitement conjoint avec les ordures ménagères,

Etc.

3.3.3 Huiles alimentaires usagées


Il s’agit pour l’essentiel d’huiles végétales de friture et d’huile de « fonds de poêle » en faible pro-portion qui sont produites par :

les industries agroalimentaires,

la restauration (traditionnelle, rapide et collective),

les métiers de bouche (traiteurs, charcutiers, …).


Les huiles alimentaires usagées sont soumises à la réglementation générale en matière de dé-chets non dangereux. Depuis le 1er janvier 2012, les producteurs ou détenteurs d'une quantité importante d'huiles alimentaires usagées doivent en assurer le tri à la source en vue de leur valo-risation (cf. 3.3.2.2).



L'évaluation s'est appuyée sur les données des Conseils Généraux concernant les collectes ef-fectives d'HAU dans les déchetteries.

84



Le tableau suivant présente les tonnages d'HAU collectés à ce jour (cf. Tableau 35).

Tonnages (t/an) HAU collectés

Bas-Rhin 92

Haut-Rhin 87

Total 179 Tableau 35 : Gisement d'HAU en Alsace en 2010

Il est important de noter que ce gisement collecté ne comprend pas les collectes de prestataires privés directement chez les producteurs (restaurateurs, etc.). Ce gisement est en effet collecté par des prestataires de collecte et d'élimination tels que le groupe SARIA basé à Illzach. Ce gi-sement est donc sous-évalué.

3.3.3.3.3 Evolution





Ce gisement présente une saisonnalité liée au tourisme et aux périodes scolaires.




Les huiles usagées suivent différentes voies de traitement :

régénération,

incinération,

méthanisation, etc.

L'élimination étant réalisée par des prestataires privés, il n'a pas été mis en évidence d'étude dé-taillée de la répartition du devenir de ces HAU pour l'Alsace.

3.3.4 Graisses


Les déchets graisseux sont formés par un mélange généralement composé de triglycérides, d'eau, de protéines et de matière minérale. Les déchets graisseux ont principalement quatre ori-gines :

stations d'épuration urbaines,

85


industries agroalimentaires (boyauderies, salaisonneries, conserveries, abattoirs, laiteries...),

déchets graisseux de la boucherie charcuterie,

résidus des bacs à graisses (BAG) notamment des métiers de la restauration.


Les déchets graisseux sont soumis à la réglementation générale en matière de déchets dange-reux et plus particulièrement à une obligation de collecte pour valorisation selon les textes sui-vants :

Article L 541-21-1 du Code de l'environnement,

Articles R 543-225 et suivants du Code de l'environnement,

Arrêté de juillet 2011,

Circulaire du 10 janvier 2012 relative aux modalités d'application de l'obligation de tri à la source des biodéchets par les gros producteurs (article L 541-21-1 du code de l'environne-ment).



Les données disponibles concernant les déchets graisseux sont les suivantes :

stations d'épuration urbaines : bilans départementaux de l'assainissement et des sous-produits générés,

industries agroalimentaires (boyauderies, salaisonneries, conserveries, abattoirs, laiteries...) : déjà comptabilisés dans le gisement "Industries Agro Alimentaires" (cf. 0),

déchets graisseux de la boucherie charcuterie : déjà comptabilisés dans le gisement "Com-merces et artisanat" (cf. 3.3.5),

résidus des bacs à graisses (BAG) des métiers de la restauration, notamment. Toutefois, au-cune donnée sur ce gisement n'a été mise en évidence.


Les graisses issues des stations d’épuration représentent 2'777 tMB dont 2'335 tMB hors Strasbourg.

Il convient de préciser que ces données ne prennent pas en compte les graisses collectées au-près des industriels et artisans. De même, certaines stations ayant mis en place un traitement biologique des graisses sur site n’ont pas quantifié la production de graisses.

Il faut donc s’attendre à ce que les quantités réelles notamment soient nettement plus élevées que les quantités actuellement identifiées.

3.3.4.3.3 Evolution


86





La saisonnalité est faible concernant les déchets graisseux.




Seule une partie des graisses de la station d'épuration de Strasbourg est utilisée en compostage. Pour les autres collectivités, les destinations des déchets graisseux sont réparties de la manière suivante :

traitement spécifique sur station d’épuration : 94 %,

incinération : 5 %,

autres (méthanisation, ISDND) : 1 %.

3.3.5 Commerce et artisanat


On regroupe dans cette catégorie les déchets organiques issus :

de la grande distribution (commerçants et supermarchés). Les grandes et moyennes surfaces (GMS) produisent des déchets alimentaires divers, concentrés en zone urbaine ou périur-baine. Ces déchets sont issus des rayons boucherie, marée, boulangerie/pâtisserie, trai-teur/fromage, épicerie, produits frais en libre service, fruits et légumes, fleurs/plantes et sur-gelés. Peuvent également s’ajouter des déchets de cafétéria, assimilables à des déchets de restauration. On peut constituer deux sous catégories :

pertes et invendus en vrac des rayons des fruits et légumes, fleurs, poissonnerie, bouche-rie, charcuterie-traiteur et fromagerie,

les invendus et denrées ayant atteint leur date limite de consommation (DLC) conditionnés des rayons libre-service : yaourts, viande en barquettes.

des professionnels des espaces verts publics et privés, horticulteurs,

des artisans bouchers,

des artisans boulangers,

des fleuristes.


Les déchets des commerces et de l'artisanat sont soumis à la réglementation générale en ma-tière de déchets non dangereux. Toutefois, les déchets contenant des sous-produits animaux

87


(GMS, bouchers) sont concernés par le règlement européen (catégorie 3, sauf certains déchets de boucherie : catégorie 1 et 2). Ces déchets sont soumis à des conditions de collecte et de trai-tement particulières.



Les sources de données varient en fonction des sous-catégories mais aucune étude n'a pu être mise en évidence sur l'état des lieux actuel de ces gisements. Ces derniers seront donc analysés en tant que gisements additionnels (cf. 4.3.1).

3.3.5.3.2 Evolution

Ce gisement est soumis aux variations de l'activité économique et commerciale.


Actuellement environ 15'000 tMB/an de déchets provenant en partie des commerces et de l'arti-sanat sont exportés : il s'agit des déchets alimentaires de supermarchés provenant de l'unité de déconditionnement VALOR’EST exploitée par SITA à Strasbourg.


La saisonnalité est faible concernant les déchets du commerce et de l'artisanat.




Les déchets de commerces et de l'artisanat suivent différentes voies de traitement :

Incinération,

Méthanisation,

Compostage,

etc.

L'élimination étant réalisée par des prestataires privés, il n'a pas été mis en évidence d'étude dé-taillée de la répartition du devenir de ces déchets pour l'Alsace.

3.3.6 Boues d'épuration industrielles


Les boues d'épuration industrielles proviennent des stations d'épuration traitant des effluents in-dustriels (provenant des industries).

88



Les boues relèvent de la nomenclature « déchets » et sont réglementées par les textes suivants :

Loi du 15/07/75 modifiée par la loi du 13/07/92 (art. L 541-1 à L 541-50 du CE (Code de l'En-vironnement)) relative à l’élimination des déchets et à la récupération des matériaux,

Décret n° 2002-540 du 18/04/02 (art. R 541-7 à R 541-11 du CE) relatif à la classification des déchets : au code 19 08 05 figurent les boues provenant du traitement des eaux usées ur-baines,

Art. L 2224-8 du CGCT (Code Général des Collectivités Territoriales) : l’élimination des boues produites dans les stations d’épuration des eaux usées domestiques fait partie des missions du service public d’assainissement et relève de la responsabilité des communes.

Pour chaque filière d'élimination, une législation spécifique est applicable. De même, une législa-tion spécifique peut être appliquée en cas de boues spécifiques ou fortement contaminées.



L'évaluation du gisement s'est appuyée sur les données du Conseil Général du Bas-Rhin et du Syndicat Mixte de Recyclage Agricole (SMRA).


Département du Haut-Rhin :

La liste détaillée des STEP industrielles est jointe en annexe (cf. Annexe 5).

L'analyse du gisement 2010 fait ressortir les points suivants :

un total de 22 sites de production de boues industrielles avec STEP dédiées, avec 45 % des établissements qui valorisent leurs boues en agriculture,

La production prépondérante de boues provient de l’usine CONSTELLIUM (ALCAN RHENA-LU) à Biesheim, leader mondial de la production d’aluminium. L’usine de Biesheim, près de Neuf-Brisach est spécialisée dans la production de feuilles d’aluminium pour l’emballage et fait partie de l’un des 8 sites français de production. Ses secteurs de vente sont l’aviation (AIRBUS), le transport et l’industrie. La production de déchets du site est de 21'555 tMB (se-lon donnée de l’Agence de l’eau RM) et 676 tMB éliminés en CET de classe 1.

Les papeteries suivantes produisent une très grande quantité de boues cellulosiques :

DS SMITH Kaysersberg : 17'000 tMB à 46,8 % de siccité dont 561 tMS épandues en agri-culture dans le Bas-Rhin et 369 tMS dans le Haut-Rhin,

GEORGIA PACIFIC Kunheim : 1'019 tMB à 28,9 % de siccité dont 249 tMB valorisées par épandage après co-compostage depuis 2011 dans le Haut-Rhin et 144 tMB compostées hors département mais valorisées par épandage dans le Bas-Rhin,

DS SMITH Kunheim : 102 tMB à 39,6 %,

Papeteries du Rhin : 375,5 tMB liquides recyclées en fabrication.

89


En 2010, 954 t de boues papetières exprimées en MS ont fait l’objet d’une valorisation agri-cole directe chez les agriculteurs du Haut-Rhin.

Les gisements de l’installation agroalimentaire WRIGLEY a représenté en 2010 de l’ordre de 12 t MS. Les boues d’industries textiles (TBC, Euro TF) n’ont pas été épandues dans le Haut-Rhin en 2010. Elles font l’objet d’un compostage sur une plate-forme de Lorraine : 370 tMB.

La production des boues issues des distilleries (ROMANN) a représenté en 2010, 582 tMS.

Les autres petits gisements concernent des boues issues de la chimie, pharmacie (RHODIA, SANKIO PHARMA) et du traitement de surface (3 sites) ; ils ne concernent pas l’épandage agricole.

Département du Bas-Rhin :

La liste détaillée des STEP industrielles est jointe en annexe (cf. Annexe 5).

L'analyse du gisement 2010 fait ressortir les points suivants :

un total de 38 sites de production de boues industrielles avec STEP dédiées,

le fichier Agence de l'Eau (indiquées par un astérisque), prend en compte la totalité des boues produites par les industries mais la production la plus élevée correspond aux boues organiques qui sont produites par 11 industriels de l’agro-alimentaire :

ROQUETTE FRERES,

Brasserie KRONENBOURG,

METEOR,

MARS PF France,

MARS CHOCOLAT,

SENSIENT,

SYRAL JUNGBUNZLAUER,

JUS DE FRUITS D’ALSACE,

ALSACE LAIT,

GRAND CHAIS DE France,

BRASSERIE LA LICORNE.

Ces stations industrielles ont produit, d’après la Chambre d’Agriculture du Bas-Rhin, 8'671 tMS,

Les sociétés ROQUETTE et KRONENBOURG ont produit respectivement 48 et 40 % des boues exprimées en MS et rapporté à la production totale ci-dessus,

Le solde du gisement (environ 1'000 tMS) se rapporte aux 9 autres industriels,

En dehors des papeteries, les autres gisements importants qui ne sont pas concernés par l’épandage ou le compostage se réfèrent à la chimie et produits pétroliers, boues produites par les STEP industrielles dédiées pour les sociétés : ROHM AND HAAS, LANXESS, COM-PAGNIE RHENANE DE RAFFINAGE.

90


3.3.6.3.3 Evolution

Ce gisement est soumis aux variations de l'activité économique et industrielle.


On note quelques exportations (Hollande, Lorraine).


La saisonnalité est faible concernant les boues industrielles.


Etant donné le peu de données disponibles sur ce gisement (siccité des boues (représentation des tonnages de matière sèche), localisation des sites), ce dernier ne peut pas être cartographié.


3.3.6.5.1 Haut-Rhin

Le total des boues valorisées en agriculture à l‘état brut ou compostées est de 1'734 tMB en 2010 réparties selon les pourcentages suivants :

Boues de papeterie : 55 %,

Boues de distillerie : 33 %,

Autres : 12 %.

3.3.6.5.2 Bas-Rhin

SONOCO PAPER, STRACEL, LANA MANUFACTURE DE PAPIER ont produit en 2009 (Agence de l’Eau Rhin Meuse) : 9'838 tMB déshydratées traitées par :

incinération : 66 %,

valorisation matières industrielles : 26.5 %,

valorisation agricole : 7.5 %.

Les industries de la chimie et des produits pétroliers ont produit en 2009, 2'018 tMS valorisées en :

énergie pour 44 %,

détruites par incinération pour 14 %,

mises en CET 1 pour 42 %.

On notera que les grands gisements industriels ont tous trouvé des débouchés dans l’éventail offert aux destinations des boues.

3.3.6.5.3 Synthèse

Une synthèse de la production de boues industrielles alsacienne est présentée dans le tableau suivant (cf. Tableau 36).

91


Département Tonnage de boues indus-trielles produites (tMB/an)

Boues déjà traitées par mé-thanisation (tMB/an)

67 32'250 50

68 46'750 14'940

Total 79'000 Environ 15'000 Tableau 36 : Synthèse de la production de boues d'épuration des STEP industrielles alsaciennes

3.4 Synthèse des gisements actuels

Une synthèse des quantités de matière brute des différents gisements détaillés précédemment a été réalisée dans le graphique suivant (cf. Figure 28).

Répartition du gisement actuel de matière organique en Alsace (2010) (tonnes de matière brute) -

Total : 3'200 kt

33%

24%

27%

3%

4%

6%2%1%

Fumier

Lisier

Résidus de cultures

Déchets verts

Boues urbaines

Industrie Agro alimentaire

Boues industrielles

Autres gisements

Figure 28 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace

On voit très nettement que la majorité de la matière organique provient de l'agriculture si l'on rai-sonne en terme de tonnages, avec notamment les fumiers, lisiers et résidus de culture (cf. Ta-bleau 37). Ces trois gisements représentent plus des ¾ des tonnages de matière organique.

92


Gisement actuel Tonnage (tMB/an)

Effluents d'élevage 1'827'700

Résidus de cultures 851'100

Déchets des coopératives céréalières 13'000

Biodéchets 10'160

Déchets verts 101'400

Boues urbaines24 176'600

Industrie agro-alimentaire 199'100

Huiles alimentaires usagées 180

Graisses 2'800

Boues industrielles25 79'000

Total 3'261'040

Tableau 37 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace

Une analyse géographique montre qu'un peu plus de la moitié de ces tonnages provient du Bas-Rhin (cf. Figure 29).

Répartition du gisement actuel de matière organique (tonnes matière brute)

62%

38%

Bas Rhin

Haut Rhin

Figure 29 : Origine des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace

24 Boues digérées et non digérées

25 Boues digérées et non digérées

93


Le détail de la répartition géographique des gisements actuels géographiquement localisés, tra-duit en potentiel méthane, est présenté dans la carte suivante (cf. Figure 30).

94


Figure 30 : Cartographie des gisements actuels de matière organique méthanisable en Alsace

95


4. Phase 2 : Etat des lieux des gisements additionnels de matière organique

Les différents gisements additionnels de matière organique sont analysés dans cette phase 2 en considérant les acteurs suivants :

Agriculture,

Collectivités,


Ce gisement additionnel comprend deux types de gisements de matières organiques :

Ceux n'existant pas à ce jour : CIVE, cultures énergétiques26,

Ceux existant à ce jour mais n'étant pas bien connus et ne faisant pas forcément l'objet d'une collecte et d'un traitement spécifique : biodéchets, déchets verts, restes de repas, HAU, graisses, déchets des commerces et services.

4.1 Agriculture

4.1.1 Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE)


La CIVE remplit les fonctions agro-écologiques des CIPAN (cf. 3.1.4), mais sera récoltée et non détruite. La biomasse obtenue sera ensuite utilisée pour produire de l’énergie. Lors de l’implantation d’une CIVE, l’exploitant va donc chercher à optimiser le taux de rendement de celle-ci (choix de la culture adéquat en fonction des conditions pédoclimatiques, fertilisation…).

Les CIVE regroupent ainsi plusieurs cultures : moutarde, sorgho, ray-grass, etc.



La méthodologie suivante a été appliquée pour le calcul du potentiel :

1/ Détermination de la surface sur laquelle peuvent être implantées des CIVE :

Avant culture d’hiver (interculture courte) : s’il est possible d’implanter un couvert avant une culture d’hiver (principalement blé, orge d’hiver et colza), l’interculture est trop courte pour produire une quantité de biomasse qui soit intéressante de récolter. Nous avons donc consi-déré que la part de l’assolement destinée aux cultures d’hiver est incompatible avec les CIVE,

Avant culture de printemps (interculture longue) : l’interculture est en général suffisamment longue pour que la production de biomasse soit intéressante. Ces cultures de printemps re-présentent près de 50 % de la SAU alsacienne.

26 Les cultures énergétiques font également partie de cette catégorie. Toutefois, s'il a été décidé en Comité de Pilotage de les évaluer, elles n'ont

pas été intégrées dans le calcul du potentiel additionnel

96


Il faut cependant retirer la part de SAU concernée par certaines pratiques incompatibles avec l’implantation d’une CIVE (déterminées à partir des données bibliographiques et d'échanges avec le monde agricole). Le facteur le plus important pour l’Alsace est la monoculture de maïs-grain, la récolte de cette culture étant trop tardive pour permettre l’implantation d’un couvert. D’après les données Agreste 2006, en Alsace 75 % des cultures de maïs sont précédées d’une culture de maïs, on ne pourra ainsi pas y intégrer une CIVE.

En Alsace, ces cultures de printemps pouvant être précédées de CIVE représentent les surfaces suivantes (cf. Tableau 38).

Cultures Surfaces (ha)

Maïs ensilage 15’000

Maïs grain 33'575 (25 % de 134'300)

Pois 1’690

Soja 16’900

Tournesol 300

Total 67'465 Tableau 38 : Cultures de printemps pouvant être précédées de CIVE

Deux hypothèses sont applicables concernant l’estimation de la surface consacrée aux CIVE :

Hypothèse haute : Prise en compte de l’ensemble de la SAU compatible avec l’implantation de CIVE,

Hypothèse basse : Prise en compte des zones vulnérables seules, sur lesquelles l’implantation d’un couvert est obligatoire. La quasi-totalité du Haut-Rhin est en zone vulné-rable, ainsi qu’environ la moitié du Bas-Rhin.

2/ Déterminer la production de biomasse par hectare :

Les échanges avec les Chambres d’Agriculture du Bas-Rhin et du Haut-Rhin, ainsi que les résul-tats d’essais menés par la CA 67 (Wahlenheim 2007 et Mundolsheim 2008), permettent d’attendre des rendements de CIVE allant 3 à 4 tMS/ha. Il est à noter que cette production peut fortement varier d’une année sur l’autre, certaines parcelles des essais de la Chambre d’Agriculture atteignant près de 7 tMS/ha.


Les surfaces concernées par l’implantation de CIVE sont récapitulées dans le tableau suivant (cf. Tableau 39).

97


SAU total (ha) SAU CIVE (ha)

hypothèse basse SAU CIVE (ha)

hypothèses moyenne et haute

67 197'400

14'100 7 % de la SAU dépar-

tementale


tementale

68 139'200


tementale


tementale

Total 336'600

36'600 11 % de la SAU régio-

nale

50'700 15 % de la SAU régio-

nale Tableau 39 : Surfaces potentielles pour l'implantation de CIVE

Le potentiel de production de biomasse est ainsi estimé dans le tableau suivant selon trois hypo-thèses de rendements (cf. Tableau 40).

Hypothèse Unité Hypothèse basse Hypothèse

moyenne Hypothèse haute

Zone considérée Zones vulnérable + 3 tMS/ha

Toute la SAU compatible +

3 tMS/ha

Toute la SAU compatible +

4 tMS/ha

67 % 39 56 56

68 % 61 44 44

Total tMB 627'000 869'000 1'156'000 Tableau 40 : Potentiel de production des CIVE en Alsace

Pour la suite de l'étude, l’hypothèse globale de gisement retenue est une production de 3 tMS/ha (hypothèse moyenne) sur la totalité de la SAU compatible avec l’implantation de CIVE.

4.1.1.2.3 Evolution

Les CIVE constituent un gisement potentiel pouvant se développer en cas de demande de subs-trats méthanogènes, dès lors que le coût de production permet une rentabilité.


Les CIVE présentent une forte saisonnalité (intercultures de printemps).



98


Figure 31 . Cartographie du gisement additionnel des CIVE en Alsace

99


4.1.2 Cultures énergétiques dédiées

Ce gisement a été évalué à titre indicatif. Dans le contexte actuel, il n'est pas envisagé de faire appel à des cultures énergétiques dédiées pour l'approvisionnement d'unités de méthanisation. Ce gisement ne sera pas pris en considération pour la suite de l'étude et l'élaboration d'une stra-tégie. Toutefois, on ne peut pas exclure que certaines cultures seront mises en œuvre à petite échelle sur des installations de méthanisation agricole. On peut citer : Miscanthus, Sorgho, TTCR, etc.


Voir 3.1.5.1.



L’étude Biomasse réalisée par le pole d’excellence rural « Energies Nouvelles » d’Alsace du Nord, estime, entre autres, le potentiel de surfaces qui pourraient être utilisées pour produire de la biomasse à des fins énergétiques. L’hypothèse est l’utilisation de 50 % des jachères pour y accueillir des cultures énergétiques.

Nous partons sur cette hypothèse pour estimer le potentiel de production de cultures énergé-tiques dédiées (qui pourraient venir en concurrence directe avec l’alimentation).

Nous prenons des hypothèses moyennes sur les rendements de production et les caractéris-tiques des cultures (cf. Tableau 41).

Rendement Taux d'humidité Taux de matière organique Production spécifique de biogaz

tMS /ha tMS/tMB tMO/tMS m3CH4/tMO

10 25 % 90 % 373 Tableau 41 : Hypothèses de rendement des cultures énergétiques


À partir de cette hypothèse on obtient un potentiel de 40'000 tMS qui pourraient être produites en Alsace, ce qui correspond à un potentiel d’environ 7'300'000 Nm3 de méthane par an (cf. Tableau 42).

Jachères Hypothèse cultures éner-

gétiques Production Potentiel Bio-

gaz

Surface ha Surface ha tMS tMB tMO m3CH4

Bas-Rhin

3'663 1'831 18'135 73'260 16'465 6'141'514

Haut-Rhin

4'365 2'182 21'825 87'300 19'621 7'318'512

Total 8'028 4'014 40'140 160'560

36'086 13'460'026

Tableau 42 : Potentiel de production des cultures énergétiques dédiées en Alsace

100


4.1.2.2.3 Evolution

Il est difficile aujourd'hui de prévoir à quel rythme et jusqu’à quelle limite vont se développer les cultures énergétiques dédiées.


Comme il s’agit de cultures, ce sont des matières très saisonnières, dépendant de la période de récolte, mais elles peuvent toutefois être stockées.

101


4.2 Collectivités

4.2.1 Biodéchets des ménages


Voir 3.2.1.1.


L'évaluation s'est appuyée sur un ratio de production par habitant de 86.9 kg/hab/an (Rapport ADEME, La gestion des déchets ménagers en Alsace, 2010) pour le calcul du gisement théo-rique.


Le tableau suivant présente les tonnages collectés à ce jour et la production théorique de biodé-chets (cf. Tableau 43).

Tonnages (tMB/an)

Ordures ménagères rési-duelles OMR

Biodéchets collectés en 2010 Potentiel biodé-chets

Bas-Rhin 282'709 797 96'711

Haut-Rhin 180'412 9'360 65'483

Total 463'121 10'157 162'195 Tableau 43 : Synthèse de la production de biodéchets (tonnages de production théorique et tonnages collec-tés)

On peut ainsi noter un gisement potentiel non collecté à ce jour d'environ 152'000 tMB.


La répartition géographique du gisement a été réalisée par EPCI, les résultats sont détaillés sur la carte suivante (cf. 4.2.2.2).

4.2.2 Déchets verts


Voir 3.2.2.1.


L'évaluation du gisement potentiel s'est basée sur un calcul théorique par EPCI, sur la base d'un ratio par habitant de 71 kg/hab/an (Bilan 2010 CG 68).


Le tableau suivant présente les tonnages collectés à ce jour et la production théorique de dé-chets verts (cf. Tableau 44).

102


Tonnages (tMB/an) Déchets verts collectés Potentiel déchets verts

Bas-Rhin 47'546 79'016

Haut-Rhin 53'851 53'502

Total 101'398 132'518 Tableau 44 : Calcul du potentiel de déchets verts en Alsace en 2010

On peut ainsi noter un gisement potentiel non collecté à ce jour d'environ 31'000 tMB.

Le calcul théorique précédent montre toutefois que le gisement est déjà en grande partie collecté. Ce point risque d'être un facteur limitant pour un approvisionnement en structurant des futures unités de compostage.


La répartition géographique du gisement a été réalisée par EPCI, les résultats sont détaillés sur la carte suivante (cf. Figure 32).

103


Figure 32 . Cartographie du gisement additionnel de biodéchets et de déchets verts en Alsace

104


4.2.3 Restes de repas


Voir 3.3.2.1.


4.2.3.2.1 Méthode

Le gisement a été évalué sur la base des repas produits hors domicile par type de restauration. Un ratio de production de déchets a été appliqué par type de restauration (cf. Tableau 45).

Type de restauration Déchets (kg/repas)

Repas restauration traditionnelle 0.23

Repas restauration rapide 0.175

Repas restauration collective 0.25 Tableau 45 : Ratios de production de restes de repas (Région Champagne Ardennes, 2003)


Le détail du gisement de restes de repas est présenté dans le tableau suivant (cf. Tableau 46).

Bas-Rhin Haut-Rhin

Part Repas Repas

Unité % unités t/an Unités t/an

Repas restauration traditionnelle 31 23'674'199 5'445 16'029'837 3'687

Repas restauration rapide 4 3'272'235 573 2'215'635 388

Repas restauration collective 65 49'767'893 12'442 33'697'916 8'424

Total 100 76'714'327 18'460 51'943'388 12'499

Tableau 46 : Gisement potentiel de restes de repas en Alsace en 2010

On peut ainsi noter un gisement potentiel d'environ 31'000 tMB. Toutefois, ce gisement doit être minoré par les actions suivantes qui n'ont pas pu être quantifiées de façon précise :

Traitement séparé de ces déchets (compostage individuel),

Collecte déjà effective par des prestataires privés.

Toutefois, ces actions ne peuvent pas être quantifiées avec précision.

Ce résultat concernant le gisement évalué est conforté par un second calcul, utilisant les produc-tions de déchets de restauration (44 % d’eaux grasses, 42 % d’emballages, 3 % d’huiles usagées et 11 % de résidus de bacs à graisses, soit 58 % de déchets méthanisables), et aboutissant à un tonnage de 35'200 tMB.

4.2.4 Huiles Alimentaires Usagées


Voir 3.3.3.1.

105




L'évaluation du gisement potentiel est basée sur un calcul théorique sur la base d'un ratio par habitant et d'un ratio par repas pour la restauration (cf. Tableau 47).

Unité Valeur

Repas restauration traditionnelle l/repas 3.00E-02

Repas restauration rapide l/repas 8.00E-02

Repas restauration collective l/repas 8.00E-03

Habitant g/hab/an 143

Tableau 47 : Ratios de production d'Huiles Alimentaires Usagées


Le détail du gisement d'HAU est présenté dans les tableaux suivants (cf. Tableau 48 et Tableau 49).

Gisement restaurateurs Bas Rhin Haut Rhin

Part Repas Repas

Unité unités m3/an t/an m3/an t/an

Repas restauration traditionnelle 31 23'674'199 710 639 16'029'837 481 433

Repas restauration rapide 4 3'272'235 262 236 2'215'635 177 160

Repas restauration collective 65 49'767'893 398 358 33'697'916 270 243

Total 100 76'714'327 1'370 1'233 51'943'388 928 835 Tableau 48 : Gisement potentiel d'HAU en Alsace pour les restaurateurs en 2010

Gisement particuliers HAU (tMB/an)

Bas Rhin 159

Haut Rhin 108

Total 267 Tableau 49 : Gisement potentiel d'HAU en Alsace pour les particuliers en 2010

On peut ainsi noter un gisement potentiel d'environ 2'300 tMB. Toutefois, ce gisement doit être minoré par l'action suivante qui n'a pas pu être quantifiée de façon précise : collecte déjà effec-tive par des prestataires privés.

4.2.5 Graisses


Voir 3.3.4.1.


L'évaluation du gisement potentiel est basée sur un calcul théorique par EPCI, sur la base d'un ratio par repas de 0.07 g de matières extractibles à l'hexane par repas.

106



Le détail du gisement de graisses est présenté dans le tableau suivant (cf. Tableau 50).

Part Bas Rhin Haut Rhin

Unité Repas Repas

% Unités t/an Unités t/an

Repas restauration traditionnelle 31 23'674'199 1'657 16 029 837 1122

Repas restauration rapide 4 3'272'235 229 2 215 635 155

Repas restauration collective 65 49'767'893 3'484 33 697 916 2359

Total 100 76'714'327 5'370 51 943 388 3'636

Total captable en bac à graisse27 1'074 727 Tableau 50 : Gisement potentiel de graisses en Alsace en 2010

On peut ainsi noter un gisement potentiel d'environ 6'200 tMB si l'on déduit les 2'777 tMB de graisses récupérées au niveau des STEP. Toutefois, ce gisement doit être minoré par les actions suivantes qui n'ont pas pu être quantifiées de façon précise :

Collecte déjà effective par des prestataires privés,

Taux d'équipement des professionnels en bac à graisse.

4.3 Industrie

4.3.1 Commerces, artisanat


Voir 3.3.5.1.


L'évaluation du gisement potentiel s'est basée sur un calcul théorique, sur la base :

d'un ratio de 0.012 tMB/an/m2 pour la grande distribution (ADEME),

d'un ratio de 3.5 tMB/an pour les boulangeries (MAAPRAT, 2011).


Le détail du gisement de déchets de la grande distribution est présenté dans le tableau suivant (cf. Tableau 51).

27 L'hypothèse d'un taux d'équipement de 20 % en bac à graisses a été également appliquée pour visualiser la part qui pourrait être captée par

ce biais.

107


Bas Rhin Haut Rhin Alsace

tMB/an tMB/an tMB/an

Hypermarchés 1'795 1'587 3'381

Supermarchés 1'780 1'054 2'834

Hard discount 656 416 1'072

Total 4'231 3'057 7'288 Tableau 51 : Gisement potentiel de déchets des grandes surfaces en Alsace en 2010

Le détail du gisement de déchets des boulangeries est présenté dans le tableau suivant (cf. Ta-bleau 52).

Unité Bas Rhin Haut Rhin Total

Boulangeries unités 769 462 1'231

Boulangeries tMB/an 2'692 1'617 4'309

Tableau 52 : Gisement potentiel de déchets des boulangeries en Alsace en 2010

On peut ainsi noter un gisement potentiel d'environ 11'600 tMB. Toutefois, ce gisement doit être minoré par les actions suivantes qui n'ont pas pu être quantifiées de façon précise :

Collecte déjà effective par des prestataires privés,

Collecte en partie mélangée aux ordures ménagères.

4.4 Synthèse des gisements additionnels

Une synthèse des quantités de matière brute des différents gisements additionnels détaillés pré-cédemment a été réalisée dans le graphique suivant (cf. Figure 33).

Répartition du gisement additionnel de matière organique en Alsace (tonnes matière brute) Total :

1'300 kt

69%

13%

12%

2% 2% 2%

CIVE

Cultures énergétiques dédiées

Biodéchets

Déchets verts

Restes de repas

Autres gisements

Figure 33 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière orga-nique en Alsace

On voit très nettement que la majorité des tonnages de matière organique additionnelle pourrait provenir des CIVE et des biodéchets (cf. Tableau 53). Les cultures énergétiques ne seront en effet pas considérées dans le calcul du potentiel de production de biogaz, selon la décision du comité de pilotage, la tendance actuelle n'étant pas en leur faveur.

108


A noter que les CIVE sont à produire, les cultures énergétiques sont également à produire mais sont exclues de l’étude. Quant aux autres gisements, ils sont à collecter.

Gisement additionnel Tonnage (tMB/an)

CIVE 869'000

Cultures énergétiques 160'500

Biodéchets28 152'000

Déchets verts 31'500

Restes de repas29 31'000

Graisses30 6'200

Huiles Alimentaires Usagées 2'300

Commerces, artisanat (GMS, boulangeries, boucheries)31

11'600

Total 1'264'100 Tableau 53 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière orga-nique en Alsace

Une analyse géographique montre qu'un peu plus de la moitié de ces tonnages additionnels pro-viennent du Bas-Rhin (cf. Figure 34).

28 Les quantités collectées à ce jour ont été déduites

29 Les quantités éventuellement collectées à ce jour ne sont pas connues, elles n'ont donc pas été déduites du tonnage potentiel

30 Les tonnages de graisses issus des STEP ont été déduits du tonnage théorique. Toutefois, les quantités éventuellement collectées à ce jour ne sont pas connues, elles n'ont donc pas été déduites du tonnage potentiel

31 Les quantités éventuellement collectées à ce jour ne sont pas connues, elles n'ont donc pas été déduites du tonnage potentiel

109


Répartition du gisement additionnel de matière organique (tonnes matière brute)

57%

43%

Bas Rhin

Haut Rhin

Figure 34 : Origine des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière orga-nique en Alsace

110


5. Phase 3 : Evaluation du gisement potentiel de biogaz

Ce chapitre vise à évaluer le gisement potentiel de biogaz pour l'Alsace, sur la base des gise-ments actuels et additionnels de matière organique calculés dans les chapitres précédents (cf. 3 et 4).

5.1 Gisement global potentiel de matière organique

Pour mémoire, une synthèse des gisements actuels et additionnels, étudiés dans les deux cha-pitres précédents, est donnée en tonnes de matière brute, de façon synthétique et détaillée (cf. Figure 35 et Tableau 54).

Répartition des gisements actuels et additionnels de matière

organique en Alsace (tonnes matière brute) Total : 4'300 kt

(hors cultures énergétiques)

25%

18%

20%

20%

4%

3%3%

5% 1%1%Fumier

Lisier

Résidus de cultures

CIVE

Biodéchets

Déchets verts

Boues urbaines

Industrie Agro alimentaire

Boues industrielles

Autres gisements

Figure 35 : Synthèse des gisements actuels et additionnels disponibles pour la méthanisation en Alsace

111


Type de gisement Actuel Additionnel Total

Fumiers 1'050'500 1'050'500

Lisiers 777'200 777'200

Résidus de récolte 851'100 851'100

Résidus de coopéra-tive

13'000 13'000

CIVE 869'000 869'000

Biodéchets 10'200 152'000 162'200

Déchets verts 101'400 31'500 132'900

Boues urbaines32 123'500 123'500

IAA 199'100 199'100

Restes de repas 0 31'000 31'000

HAU 180 2150 2'330

Graisses 2'800 6'200 9'000

Boues industrielles33 64'000 64'000

Commerces et artisa-nat (GMS, boulange-

ries)

11'600 11'600

Total 3'192'980 1'103'450 4'296'430 Tableau 54 : Détail des gisements actuels et additionnels disponibles pour la méthanisation en Alsace

5.2 Gisement potentiel en méthane

Un gisement potentiel a pu être évalué sur la base des tonnages de matière organique évalués (cf. 5.1) et des caractéristiques de production spécifique de méthane par type de déchet (cf. An-nexe 4). Il s'agit bien là du potentiel correspondant à la mobilisation de la totalité des gisements existants et additionnels, non méthanisés à ce jour34.

On aboutit ainsi à un potentiel de production de méthane d'environ 288 millions Nm3 méthane pour les volets agricoles, collectivités et activités/industries. L'étude de 2004 avait conduit à un gisement bien inférieur car cette étude n'avait pas considéré l'ensemble des gisements pris en compte dans la présente étude.

Le potentiel méthanogène moyen de chaque substrat est présenté dans le graphique suivant (cf. Figure 36).

32 Boues non digérées

33 Boues non digérées

34 Sauf pour les gisements traités dans les unités existantes dÂgrivalor et du GAEC de la Marjolaine

112


Potentiel méthanogène moyen

-

100

200

300

400

500

600

Fumier b

ovin

Fumier p

orcin

Fumier v

olaille

s

Fumier c

aprin

/ovin

Lisier

por

cin

Lisier

volaille

s

Lisier

bov

in

Paille

s de

cér

éales

Paille

s de

maï

s

Paille

s de

colza

/ to

urne

sol

Men

ues p

aille

s

Rafle

s de

maïs

Fanes

de b

ette

rave

s

Rési

dus de

coop

ératives

CIV

E

Cultu

res én

ergé

tiques

Biodé

chet

s

Déch

ets ver

ts

Bou

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Déch

ets d

'IAA a

nim

ales

Déch

ets d

'IAA végé

tales

Lies

Mar

cs

Rest

es de re

pas

Huile

s alim

enta

ires

usagé

es

Gra

isse

s

Bou

es in

dustrie

lles

GM

S

Substrats

Nm

3 m

éth

an

e /

t m

ati

ère

bru

te

Figure 36 : Potentiel méthanogène moyen des différents substrats

La synthèse du gisement de biogaz par type d'acteur est donnée dans le tableau et le graphique suivants (cf. Tableau 55 et Figure 37).

Répartition du gisement potentiel de biogaz en

alsace : gisement actuel et additionnel (288

millions Nm3 méthane/an)

Fumiers

Lisiers

Résidus de récolte

CIVE

Biodéchets

Déchets verts

Boues urbaines

Déchets d'IAA végétales

Boues industrielles

Autres gisements

Figure 37 : Synthèse du gisement potentiel de biogaz

113


Total hors cultures énergétiques tMB/an Nm3CH4/an

Agriculture 3'560'800 250'706'000

Collectivités 418'625 18'005'274

Industrie, activités 314'135 19'572'438

Total 4'293'560 288'283'712 Tableau 55 : Synthèse du gisement potentiel de biogaz par type d'acteur

On constate que la majorité de ce gisement potentiel concerne l'agriculture (87 %) : les collectivi-tés et l'industrie et les activités ayant une part similaire mais inférieure chacune.

5.3 Saisonnalité des gisements

Les gisements agricoles font l'objet d'une forte saisonnalité pour certains. Celle-ci est présentée dans la figure suivante (cf. Figure 38).

Matières jan fev mars avril mai juin juil aout sept oct nov dec

Effluents d'élevages de

Vaches laitières


Vaches nourricesEffluents d'élevages

d'Autres bovinsEffluents d'élevages

d'Ovins / Caprins


PorcinsEffluents d'élevages de

Volailles

Fanes de betteraves

Menues paille blé

Menues paille orge

Menues paille colza

Paille de céréales

Paille de maïs

Paille de colza

Paille de tournesol

Rafles de maïs

Figure 38 : Saisonnalité des gisements agricoles

114


5.4 Cartographie

5.4.1 Effluents d'élevage

Le gisement des effluents d'élevage a été cartographié dans la figure suivante (cf. Figure 39).

115


Figure 39 : Gisement potentiel de biogaz lié aux effluents d'élevage en Alsace

116


5.4.2 Résidus de cultures

Le gisement des résidus de cultures a été cartographié dans la figure suivante (cf. Figure 40).

117


Figure 40 : Gisement potentiel de biogaz lié aux résidus de culture en Alsace

118


5.4.3 Synthèse des gisements localisés

La synthèse des gisements additionnels de biogaz a été cartographiée dans la figure suivante (cf. Figure 41).

119


Figure 41 : Synthèse des gisements additionnels localisés de biogaz en Alsace

120


6. Phase 4 : Options de valorisation et évaluation du gisement de biogaz va-lorisable

Ce chapitre vise à présenter les options de valorisation qui permettront de passer d'un gisement potentiel de matière organique à un gisement valorisable en méthanisation, et ainsi de définir une orientation stratégique pour l'Alsace concernant la méthanisation.

6.1 Options de valorisation

Chaque gisement a fait l'objet de discussions spécifiques concernant :

La disponibilité dudit gisement (exemple : concurrence avec une autre voie de valorisa-tion),

La possibilité de collecte dudit gisement (exemple : pour les biodéchets des ménages la collecte est à organiser).

Les points clés de ces options sont présentés ci-après. Le détail de ces options est présenté en annexe (cf. Annexe 6).

6.2 Agriculture

6.2.1 Effluents d'élevages

6.2.1.1 Gisement

Il n’y a pas de contraintes techniques particulières sur ce type de déchets pour une valorisation en méthanisation.

Le taux de mobilisation du gisement est ainsi fixé à 100 %.

6.2.1.2 Collecte

Afin d’établir la part du gisement mobilisable pour des projets de méthanisation territoriaux, un raisonnement a été mené à l’échelle du canton. On évalue le potentiel de production de biogaz sur chaque canton, si celui-ci est supérieur à 804'000 Nm3 de méthane, qui équivaut à 400 kWe (considéré ici comme seuil limite pour un projet territorial), alors le canton est jugé comme ayant la capacité d’accueillir un projet de méthanisation territorial. Le potentiel de biogaz de chaque canton a été évalué en prenant en compte le gisement de déchets d’élevage et le g isement de déchets d’IAA, les deux principales sources de déchets valorisées en tonnage dans des unités de méthanisation territoriales.

On obtient ainsi 30 cantons sur 65 qui sont jugés, d’après ces critères, comme pouvant accueillir un projet territorial.

La répartition des différents types de fumiers et lisiers n’étant pas la même sur chaque canton, on observe avec cette méthode un taux de mobilisation global différent pour chacun. Par exemple, le fumier porcin, qui n’est produit que sur quelques cantons, a un taux de mobilisation global faible.

121


6.2.1.3 Hypothèses

Les taux de mobilisation pour chacun des effluents d’élevages sont les suivants (cf. Tableau 56).

Taux de mobili-sation - gise-

ment

Taux de mobili-sation – col-

lecte

Taux de mobili-sation global

Tonnage mobi-lisable

Fumier bovin 100 % 71 % 71 % 650'500

Fumier porcin 100 % 6 % 6 % 190

Fumier volailles 100 % 35 % 35 % 34'150

Fumier Ca-prin/Ovin

100 % 57 % 57 % 19'700

Lisier porcin 100 % 35 % 35 % 80'000

Lisier volailles 100 % 35 % 35 % 13'550

Lisier bovin 100 % 70 % 70 % 356'800

Total effluents d'élevage

1'154'890

Tableau 56 : Synthèse de la mobilisation possible pour les effluents agricoles

6.2.2 Résidus de cultures – CIVE – issues de silos

6.2.2.1 Gisement

Pailles de céréales : la fraction de la paille de céréales qu’on peut prélever de façon raison-nable est entre 0 et 30 % maximum si le digestat est restitué au sol sur la base d’une restitu-tion totale de la matière organique stable. Ceci dans le but de maintenir l’équilibre des sols. Un taux intermédiaire de 20 % a été retenu,

Pailles de maïs : 60 % des pailles de maïs sont récoltables car il y a beaucoup de casse à la récolte, environ la moitié des cannes doivent être laissées aux champs afin de maintenir la matière organique du sol. Enfin, entre 0 et 100 % des parcelles peuvent être praticables après la récolte. Aussi le taux de gisement de la paille de maïs se situe entre 0 et 30 %, un taux intermédiaire de 20 % a été retenu,

Pailles de colza et de tournesol : les surfaces concernées par ces cultures sont peu nom-breuses. Aussi un changement de pratiques n’est pas envisageable sur ces cultures, car cela ne représente que quelques centaines d’hectares. Le taux de gisement est ainsi fixé à 0 %,

Menues pailles : Ces matières ne sont actuellement pas valorisées mais peuvent l’être. Aussi il n’y a pas de contrainte particulière liée à une concurrence ou autre. Le taux de gisement est fixé à 100%.

122


Rafles de maïs : aujourd’hui, les rafles de maïs sont très convoitées pour les chaufferies bois ainsi que pour de la production d’isolant. Au vu des filières concurrentes, on n’envisage pas de pouvoir mobiliser ce gisement pour de la méthanisation. Le taux de gisement est ainsi fixé à 0 %,

Fanes de betteraves : il n’y a pas de contraintes particulières sur ces résidus. Aujourd’hui elles sont laissées aux champs afin de maintenir de la matière organique dans les sols. Ainsi, si du digestat est restitué au sol afin de maintenir le taux de matière organique, il n’y a pas de contre indication à valoriser ces résidus. Le taux de gisement est fixé à 95 %.

Cultures Intermédiaires à Vocation Énergétique : Ces matières ne sont actuellement pas va-lorisées mais peuvent l’être. Aussi il n’y a pas de contrainte particulière liée à une concur-rence ou autre. Le taux de gisement est fixé à 100 %,

Cultures énergétiques : Au vu de la pression foncière et de la concurrence avec l’alimentation humaine notamment, ce gisement n’est pas considéré comme mobilisable pour la méthanisa-tion,

Issues de silos : les issues de silos sont en grande majorité valorisées en alimentation ani-male. Aussi on retient une hypothèse de mobilisation basse de 20 % qui mobiliserait les ma-tières souillées, les poussières, etc.

6.2.2.2 Collecte

Pailles de céréales : le taux de collecte de la paille de céréales est estimé à 75 %,

Pailles de maïs : le taux de collecte de la paille de maïs est estimé à 75 %,

Pailles de colza et de tournesol : les surfaces concernées par ces cultures sont peu nom-breuses. Aussi un changement de pratiques n’est pas envisageable sur ces cultures, car cela ne représente que quelques centaines d’hectares. Le taux de collecte est ainsi fixé à 0 %,

Menues pailles : la récolte des menues pailles est actuellement en cours de développement. Cela nécessite des changements de pratiques, des investissements supplémentaires dans des machines spécifiques. Aussi on peut estimer que le développement de la collecte des menues pailles se fera au fur et à mesure, avec le développement par exemple de projet de méthanisation en raison de leur pouvoir méthanogène intéressant. Une hypothèse de 10 % sera retenue dans un premier temps,

Rafles de maïs : Le taux de collecte est ainsi fixé à 0 %,

Fanes de betteraves : On peut estimer un taux de pertes à la récolte de 5 %. Les machines utilisées actuellement pour l’arrachage des betteraves ne permettent pas de récolter les fanes, il faudra pour le faire mettre en place une logistique importante,

Cultures Intermédiaires à Vocation Énergétique : ce type de cultures est amené à se déve-lopper. En Alsace, une grande partie de la SAU est classée en zones vulnérables, zones sur lesquelles l’implantation d’un couvert est obligatoire. Les cultures intermédiaires y sont donc déjà pratiquées, mais pas forcément récoltées. Aussi une hypothèse volontariste mais réa-liste de taux de mobilisation de 30 % est retenue. Le développement de ce type de pratiques devrait accompagner facilement les projets de méthanisation,

Issues de silos : le taux de collecte retenu est de 50 %.

123


6.2.2.3 Hypothèses

Les taux de mobilisation retenus pour chacun des résidus de cultures sont donnés dans le ta-bleau suivant (cf. Tableau 57).

Taux de mobili-sation - matière

Taux de mobili-sation - collecte


Tonnage mobi-lisable (tMB)

Pailles Céréales 20 % 75% 15 % 13'650

Pailles maïs 20 % 75% 15 % 44'820

Pailles Colza / tournesol

0 % 0 % 0 % 0

Menues pailles 100 % 10 % 10 % 8'230

Rafles de maïs 0 % 0 % 0 % 0

Fanes de bette-raves

95 % 95 % 90 % 162'450

CIVE 100 % 30 % 30 % 260'700

Issues de silos 20 % 50 % 10 % 1'300

Total 491'150

Tableau 57 : Synthèse de la mobilisation possible pour les résidus de culture

6.3 Collectivités

6.3.1 Biodéchets - Déchets verts

6.3.1.1 Gisement

Le gisement est en partie collecté à ce jour et en partie composté. La disponibilité de ce gisement vis-à-vis de la méthanisation a été évaluée en considérant le gisement non collecté à ce jour pour les biodéchets, soit environ 93 % et en considérant uniquement la fraction non ligneuse pour les déchets verts, soit environ 50 %.

124


6.3.1.2 Collecte

Les taux de collecte des biodéchets et déchets verts ont été définis comme suit :

Objectif de collecte de 45 % pour les biodéchets, au regard des performances actuelles et des objectifs (45 %) du Grenelle,

Hypothèse de 70 % de collecte pour les déchets verts.

6.3.1.3 Hypothèses

Les taux de mobilisation retenus pour les biodéchets et déchets verts sont donnés dans le ta-bleau suivant (cf. Tableau 58).

Taux de mobili-sation - gise-

ment




Biodéchets 93 % 45 % 42 % 68'111

Déchets verts 50 %35 70 % 35 % 46'504

Total 114'615

Tableau 58 : Synthèse de la mobilisation possible pour les biodéchets et déchets verts

6.3.2 Boues d'épuration urbaines

La démarche suivante a été mise en œuvre pour évaluer le potentiel méthanisable :

Le gisement considéré correspond à celui des STEP de plus de 20'000 EH qui ne mettent pas en œuvre de digestion des boues à l'heure actuelle (limite basse pour investissement dans un procédé de digestion),

L’évaluation du potentiel biogaz des STEP urbaines et industrielles est déterminée à partir de la composition en matières volatiles des boues et du pouvoir de réduction des matières vola-tiles transformables par la digestion (valeur comprise entre 25 et 50 % : valeur moyenne 45 %),

MVS/MS des boues : valeur moyenne 65 %,

Production de biogaz par kg de MV introduite : 0,4 Nm3/kg MV introduite,

PCI biogaz : 6,4 kWh/Nm3 biogaz,

Energie nette récupérable 65 % de la quantité d’énergie produite annuellement compte tenu que 35 % sont nécessaire en moyenne pour le chauffage de la digestion.

Les tonnages et taux retenus pour les boues d'épuration urbaines sont donnés dans le tableau suivant (cf. Tableau 59). En effet, au contraire des autres gisements, l'analyse a considéré chaque station au regard des critères précédents afin d'évaluer son potentiel. On ne peut donc

35 Ce taux inclut le fait de ne pas considérer le 50% de ligneux qui composent les déchets verts

125


pas déterminer un taux de gisement et un taux de collecte mais les calculer après avoir effectué l'analyse de l'ensemble des STEP.

Département Tonnage de boues ur-baines pro-duites (tMS/an)

Boues déjà traitées par méthanisation (tMS /an)

Boues méthani-sables économi-quement STEP > 20 000 EH (t MS/an)

Potentialité glo-bale supplémen-taire de méthani-sation si regrou-pement des boues de STEP de 2000 à 20 000 EH (t MS/an36 )37

67 29'24138 Environ 14'00039 soit 47,9 %

4'529 soit 15,5 % 10'712 soit 36,6 %

68 14'898 1'364 soit 9,1 % 11'980 soit 80,4 %

1'554 soit 10,5 %

Total 44'139 15'364 16'509 12'266

Taux de mobili-sation vis-à-vis du gisement de boues non mé-thanisées

57 % 42 %

Tableau 59 : Synthèse de la mobilisation possible pour les boues d'épuration urbaines

6.4 Industrie, commerce et services

6.4.1 Industries Agro-Alimentaires (IAA) et effluents vinicoles

6.4.1.1 Gisement : déchets d'IAA animales

Ces déchets ont en général un fort potentiel méthanogène, mais également de nombreuses con-traintes techniques (hygiénisation, taux d’azote élevé, pour les graisses : risques d’acidose), des contraintes réglementaires (plan d’épandage type boues). Une partie de ces déchets ne peut pas être méthanisée (exemple : matières de catégorie 1, os, etc.). Elles représentent environ 25 % du gisement total. Par ailleurs, une grande partie de ces déchets fait déjà l’objet d’une valorisation (produit à valeur ajouté, énergétique, alimentation animale, etc.). Aussi on retiendra un taux de mobilisation de 53 %, afin de ne pas déstabiliser les filières de valorisation déjà en place.

6.4.1.2 Collecte

Une hypothèse de taux de collecte de 75 % est retenue.

36 Sous réserve de conditions d’acceptation : contraintes réglementaires et économiques fortes

37 Ce gisement n'a pas été considéré dans le calcul du gisement mobilisable

38 Chiffre CG 67 - le chiffre Agence de l’eau est de 26'942 tMS/an

39 Comprend les boues de la STEP de la CUS mais la totalité est considérée comme méthanisée - les tonnages complémentaires correspondent aux boues des STEP de Haguenau et Meistratzheim

126


6.4.1.3 Gisement : déchets d’IAA végétales

Une partie du gisement ne peut pas être méthanisée (exemple : déchets souillés), une hypothèse de taux de mobilisation de 74 % est ainsi retenue.

6.4.1.4 Collecte

Les déchets d’IAA végétales ont souvent de faibles potentiels méthanogènes, liés à des taux de matières sèches faibles. Dans le cadre d'un projet de méthanisation territorial, seuls des effluents assez chargés en matières organiques avec un potentiel méthanogène correct auront un intérêt à être transportés. Environ 60 % du gisement total a un taux de matière sèche supérieur à 10 %. Seuls ceux-ci sont considérés comme étant mobilisables.

Pour les déchets inférieurs à 10 % de matière sèche, il peut être envisageable de les traiter sur site, et faire une unité de méthanisation dédiée. Cependant, il est très difficile d’estimer le poten-tiel de tels projets, en effet cela dépend de nombreux paramètres : mode de fonctionnement de l'entreprise, saisonnalité, gestion des effluents, qualité des effluents, etc.… Il s'agira ici d'aborder une faisabilité technique au cas par cas.

6.4.1.5 Gisement : effluents vinicoles (marcs et lies)

Il n’y a pas de contraintes techniques particulières sur ce type de déchets.

6.4.1.6 Collecte

Dans la perspective d’une évolution de la réglementation, une hypothèse de taux de mobilisation de 20 % est proposée. Cependant, ce gisement est sensible et devra faire l’objet d’une attention particulière afin de ne pas déstabiliser d'autres filières (distilleries).

6.4.1.7 Hypothèses

Les taux de mobilisation retenus pour chaque type de déchets de l’industrie agro-alimentaire sont donnés dans le tableau suivant (cf. Tableau 60).





Effluents vini-coles

100 % 20 % 20 % 7'000

IAA animales 53 % 75 % 39 % 10'434

IAA végétales 74 % 95 % 70 % 96'250

Total 113'684

Tableau 60 : Synthèse de la mobilisation possible pour les déchets des IAA

127


6.4.2 Restes de repas - Huiles Alimentaires Usagées (HAU) - Graisses - Commerce et arti-sanat (GMS, boulangeries)

6.4.2.1 Gisement

Ces gisements sont mal connus. Toutefois, au regard des obligations légales, on peut faire l'hy-pothèse d'un taux de 50 % du gisement disposant d'ores et déjà d'une filière de valorisation. Il a été considéré toutefois une disponibilité de 90 % des restes de repas et de 100 % des déchets des grandes surfaces et des boulangeries, du fait de l'application progressive de la législation biodéchets liée aux « gros producteurs ».

6.4.2.2 Collecte

Une hypothèse de 50 % de collecte a été prise en compte. Elle permet de prendre en compte :

Un taux de collecte en cohérence avec celui des biodéchets,

La concurrence de prestataires privés pour la collecte des gisements des GMS.

Les taux de mobilisation retenus pour chaque type de ces déchets sont donnés dans le tableau suivant (cf. Tableau 61).





Restes de repas 90 % 50 % 45 % 13'931

Huiles Alimen-taires Usagées

(HAU)

50 % 50 % 25 % 584

Graisses 50 % 50 % 25 % 1'557

Commerce et artisanat (GMS, boulangeries)

100 % 50 % 50 % 5'799

Total 21'871

Tableau 61 : Synthèse de la mobilisation possible pour les restes de repas, HAU, graisses, déchets du com-merces et de l'artisanat

6.4.3 Boues d'épuration industrielles

L'analyse réalisée (cf. Annexe 5) a mis en évidence plusieurs STEP à étudier de façon détaillée :

6 STEP pour le Bas-Rhin,

13 STEP pour le Haut-Rhin,

Soit 19 STEP pour l'Alsace.

En effet, au contraire des autres gisements, l'analyse a considéré chaque station au regard des critères précédents afin d'évaluer son potentiel. On ne peut donc pas déterminer un taux de gi-

128


sement et un taux de collecte mais les calculer après avoir effectué l'analyse de l'ensemble des STEP.

Pour déterminer précisément le potentiel biogaz des STEP industrielles, une caractérisation des effluents et des boues reste à conduire dans le cadre d’une étude de faisabilité.





Boues indus-trielles

38 % 100 % 38 % 24'625

Tableau 62 : Synthèse de la mobilisation possible pour les boues d'épuration industrielles

6.5 Gisement de biogaz valorisable

Une synthèse des gisements globaux de matière organique effectivement valorisables en métha-nisation au regard des critères appliqués précédemment (cf. 6.1), est donnée dans le graphique suivant en mètres cubes de méthane produits annuellement (cf. Figure 42).

Répartition du gisement mobilisable de biogaz en

alsace : gisement actuel et additionnel (86 millions

Nm3 méthane/an)

Fumiers

Lisiers

Résidus de récolte

CIVE

Biodéchets

Déchets verts

Boues urbaines

Déchets d'IAA végétales

Boues industrielles

Autres gisements

Figure 42 : Gisements globaux de matière organique disponibles pour la méthanisation en Alsace

On aboutit ainsi à un potentiel de production de méthane d'environ 86 millions Nm3 mé-thane pour les volets agricoles, collectivités et activités/industries. A titre de comparaison, les 3 projets agricoles d'unités de méthanisation identifiés à ce jour (cf. 2.5.1) représentent 1.2 millions Nm3 méthane/an, soit moins de 1.5 % de ce potentiel mobilisable.

129


La synthèse du gisement de biogaz par type d'acteur est donnée dans le tableau suivant (cf. Ta-bleau 63). Le détail se trouve en annexe (cf. Annexe 6).

Total hors cultures énergétiques tMB/an Nm3CH4/an

Agriculture 1'646'085 70'216'396

Collectivités 185'046 8'518'586

Industrie, activités 160'180 8'012'244

Total 1'991'311 86'747'226

Tableau 63 : Synthèse du gisement valorisable de biogaz par type d'acteur

Le taux de valorisation par type d'acteur est présenté dans les graphiques suivants (cf. Figure 43, Figure 44 et Figure 45).

Potentiel et fraction mobilisable par l'agriculture

250 706 000

70 216 396

-

50 000 000

100 000 000

150 000 000

200 000 000

250 000 000

300 000 000

Nm

3 m

éth

an

e/a

n

Potentiel biogaz Nm3 CH4/an

Potentiel Nm3 CH4 mobilisable

28 %

Figure 43 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par l'agriculture

Potentiel et fraction mobilisable par les collectivités

18 005 274

8 518 586

-

2 000 000

4 000 000

6 000 000

8 000 000

10 000 000

12 000 000

14 000 000

16 000 000

18 000 000

20 000 000

Nm

3 m

éth

an

e/a

n



47 %

Figure 44 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par les collectivités

130


Potentiel et fraction mobilisable par l'industrie

19 572 438

8 012 244

-

5 000 000

10 000 000

15 000 000

20 000 000

25 000 000

Nm

3 m

éth

an

e/a

n



41 %

Figure 45 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par l'industrie

Cette démarche conduit ainsi à un taux de mobilisation de 30 % du gisement potentiel de biogaz.

Les gisements les plus prometteurs sont donc par type d'acteur :

Agriculture : effluents d'élevage, résidus de récolte, CIVE,40

Collectivités : biodéchets, déchets verts et boues d'épuration,

Industrie, activités : déchets d'IAA, boues d'épuration.

La cartographie du gisement mobilisable est présentée dans la carte suivante, par canton, pour les gisements dont la localisation est possible (cf. Figure 46), c'est-à-dire :

Effluents d'élevage,

Résidus de culture,

Industrie agro-alimentaire,

Déchets verts,

Biodéchets,

CIVE.

40 Les cultures énergétiques ne sont pas considérées ici

131


Figure 46 : Cartographie du gisement actuel et additionnel valorisable de biogaz par canton en Alsace, pour les gisements localisés

132


6.6 Types de projets envisageables

Plusieurs types de projets sont envisageables, correspondant aux 3 types de porteurs de projets identifiés (cf. Tableau 64).

Acteurs \ Fiches Projets agricoles Projets collectifs / territoriaux

Projets industriels / STEP

Agriculture X X

Collectivités X X

Industrie / activités X X Tableau 64 : Fiches synthétiques par type de projets

133


7. Proposition d'une stratégie de développement de la méthanisation

7.1 Principes d'élaboration d'une stratégie pour la méthanisation en Alsace

Afin d'élaborer une stratégie cohérente, pérenne et efficiente de développement de la méthanisa-tion en Alsace, plusieurs principes ont été admis :

1. Ne pas déplacer les gisements pondéreux à faible pouvoir méthanogène (effluents agricoles, boues d'épuration),

2. Renforcer les installations existantes (STEP, etc.), à condition de ne pas mettre en cause les filières existantes (compostage en particulier…),

3. Veiller à ne pas "miter" le gisement de déchets méthanisables, le taux de mobilisation du po-tentiel global étant moyen (37 % du potentiel maximal). En effet, en fonction du développement de la méthanisation, certains gisements pourraient ainsi ne pas être méthanisés :

Risque de logique économique : les porteurs privés ciblant uniquement les gisements les plus intéressants,

Structurer le développement géographique de la méthanisation à l'aide des projets des col-lectivités et territoriaux,

Compléter ces projets avec des installations de plus petite taille (agricole, industrielle, etc.) pour couvrir le solde de gisement.

4. S'assurer de la valorisation maximale des produits générés (digestat, biogaz, électricité, cha-leur), en fonction de la taille de l'installation,

4. Réaliser des études de faisabilité pour des projets dans les zones favorables identifiées,

5. Cadrer le dispositif d'aides en fonction des objectifs à atteindre précités,

6. Organiser, animer la filière (former, structurer, donner de l'information,…),

7. Mener des actions pour mobiliser les gisements :

Agricole (CIVE, menues pailles,…),

Collectivités (biodéchets,…),

Industriels (déchets).

7.2 Zones favorables à la méthanisation

Afin de déterminer les zones à potentiel, l'ensemble des gisements de déchets méthanogènes, dont la répartition géographique est connue (cf. 6.5), a été superposé (cf. Figure 47). Cette ana-lyse a été menée à l'échelle des cantons.

134


Figure 47 : Zones favorables au développement de la méthanisation

On aboutit ainsi à 4 zones à fort potentiel à l'échelle de la région :

Alsace bossue,

Nord Alsace (Saverne Haguenau),

Sélestat Strasbourg Molsheim,

Mulhouse Altkirch Thann.

135


Toutefois, le potentiel de valorisation des sous-produits (énergie, digestat) peut jouer un rôle im-portant dans la localisation des futures unités de méthanisation. Une analyse a été menée dans les paragraphes suivants afin de déterminer les secteurs les plus favorables en fonction :

de la taille d'unité de méthanisation (projets collectifs / territoriaux),

du type de valorisation du biogaz.

Enfin, l'analyse ne montre pas que les autres zones ne sont pas favorables à la méthanisation car certains projets de taille plus réduite peuvent tout à fait être envisagés dans ces zones.

7.2.1 Identification des zones favorables au développement d’unités territoriales

Nous retenons la typologie suivante de projets de méthanisation :

Méthanisation collective territoriale (de type Méthavalor à Forbach (collectivité) ou Agrivalor à Ribeauvillé (territorial)) : puissance électrique équivalente ou supérieure à 1 MWe, investis-sement de l’ordre de la dizaine de millions d’euros,

Méthanisation à la ferme (individuel ou petits collectifs : entre 5 et 20 agriculteurs, puissance électrique équivalente comprise entre 250 et 750 kWe),

Méthanisation industrielle ou sur STEP.

Chaque type de projet se distingue par sa taille - qui est elle-même liée à une distance d’approvisionnement - et à la proportion de déchets urbains, industriels et agricoles qu’il traite.

La superposition des cartes permet d’identifier les secteurs qui disposent de suffisamment de ressources pour réaliser un projet collectif, de moyenne ou de grande puissance, et qui par ail-leurs disposent de débouchés énergétiques compatibles avec ces puissances potentielles (taux de valorisation supérieur à 65 % dans le cas d’un débouché cogénération).

9120

MWh PCi 400 kWe

800

MWh th

4000

MWh th

3200

MWh e

1920 MWh th

valorisés

1280 MWh th

excédentaires

20%

44%

35%

60%

Figure 48 : Bilan type d'une unité de méthanisation territoriale valorisant le biogaz en cogénération

Dans le cas de la cogénération, un seuil a été fixé à 400 kWe pour les installations territoriales (cf. Figure 49). Ce seuil fixe une taille de gisement minimale. La même démarche a été opérée pour la valorisation du biogaz par réinjection.

136


Débouché Puissance mi-nimale

Gisement orga-nique mobili-

sable

Production de biogaz

Débouché thermique

substituable

Cogénération 400 kWe 9'120 MWh 160 Nm3/h 4'000 MWh

Injection 500 kWe éq. 11'200 MWh 200 Nm3/h - Figure 49 : Seuil d'accès à la valorisation électrique et réinjection pour les installations territoriales

7.2.2 Valorisation du biogaz par cogénération

7.2.2.1 Détermination des débouchés thermiques sur le territoire

Une analyse a été menée afin de mettre en évidence les débouchés pour la valorisation de la chaleur produite par la cogénération.

Deux types de données ont été utilisés pour évaluer et cartographier les consommations de cha-leur sur le territoire alsacien :

les données issues d'un outil d’aide à la définition régionale des objectifs Chaleur renouve-lable secteurs collectif et tertiaire (source ADEME),

la liste des entreprises et leur nombre de salariés (source SESSI).

Ainsi, l’outil d’aide à la définition régionale des objectifs Chaleur renouvelable, a permis de quan-tifier et localiser les consommateurs de chaleur (par site) des secteurs suivants :

réseaux de chaleur,

hôpitaux,

maisons de retraites,

établissements scolaires (universités et établissements avec internat),

piscines,

gymnase,

centre thermal,

GMS,

Aéroports.

La base de données du Ministère de l’Industrie (SESSI), qui fournit les effectifs par établissement pour les établissements de plus de 100 salariés, a permis d’inventorier les établissements indus-triels. Nous avons ensuite affecté des ratios de consommation de combustible selon leur secteur d’activité (code NES). Ratios établis à partir de données nationales de consommations de cha-leur par secteur d’activité.

967 établissements ont été répertoriés sur la région Alsace, qui totalisent une consommation de chaleur de 3'980 GWh (cf. Tableau 65). Ces 3'980 GWh/an représentent presque 11 % de la consommation en chaleur des secteurs industrielles, résidentiel, tertiaire et agricole (36'450 GWh/an (Source : CREA ALSACE/ASPA)). Cette estimation ne représente donc pas l’intégralité

137


des consommateurs de chaleur alsaciens mais peut donner des pistes de valorisation énergé-tique sous forme de chaleur (utilisation directe ou cogénération).

Consommation thermique en MWh/an Nombre d’établissements

67 68 Alsace 67 68 Alsace

Aéroports 22% 78% 70'500 33% 67% 3

Centres hospitaliers 51% 49% 206'600 54% 46% 110

Centre thermal 100% 0% 7'900 100% 0% 2

Etab. Scolaires 70% 30% 70'000 55% 45% 20

GMS 62% 38% 39'600 46% 54% 13

Gymnases 70% 30% 56'400 70% 30% 210

Industries 41% 59% 2'708'500 60% 40% 277

Maisons de retraite 54% 46% 114'800 58% 42% 262

Piscines 54% 46% 83'500 55% 45% 60

Réseaux de chaleur 68% 32% 622'600 40% 60% 10

Total 48% 52% 3'980'400 60% 40% 967 Tableau 65 : Synthèse des besoins de chaleur identifiés

La carte suivante permet de localiser ces consommations de chaleur (cf. Figure 50).

138


Figure 50 : Cartographie des débouchés thermiques par type et par commune

139


Une superposition des gisements de matière organique géoréférencés et des débouchés ther-miques a été réalisée par canton. La carte suivante (cf. Figure 51) met en évidence :

Des zones vert foncé où le débouché thermique n’est pas limitant par rapport aux gros con-sommateurs de chaleur recensés,

Des zones rose pâle où l'on trouve peu de matière organique ou trop peu de débouchés thermiques.

140


Figure 51 : Superposition gisement de matière organique41 / débouchés thermiques42

41 Hors gisements non géoréférencés (restes de repas, HAU, graisses, boues, GMS, boulangeries)

141


7.2.2.2 Détermination des débouchés électriques sur le territoire

Dans le cadre d'une valorisation par cogénération, si la production électrique n'est pas autocon-sommée, l'unité doit pouvoir réaliser une réinjection de courant sur le réseau.

Une coordination doit être effectuée avec le Schéma Régional de Raccordement au Réseau des Energies renouvelables, qui détermine les possibilités de réinjection de courant d’origine renou-velable sur le réseau.

De même, l'évolution du réseau doit être considérée (cf. Figure 52).

42 Gros consommateurs thermiques

142


Figure 52 : Réserves de capacité par poste en Alsace (RTE)43

43 Carte donnée à titre indicatif

143


7.2.2.3 Synthèse sur la cogénération

En fixant les seuils d’accès précités à la méthanisation territoriale, nous sommes en mesure d’établir la cartographie croisée gisement/débouché énergétique (chaleur, électricité) sur l’Alsace. La carte suivante (cf. Figure 53) illustre la répartition géographique du potentiel favorable à la méthanisation territoriale en Alsace, par canton.

144


Figure 53 : Adéquation de la méthanisation à la valorisation par cogénération par canton pour l'Alsace44

44 Hors gisements non géoréférencés (restes de repas, HAU, graisses, boues, GMS, boulangeries)

145


Ainsi, on recense alors 24 cantons présentant un potentiel favorable à la méthanisation territo-riale avec une valorisation du biogaz par cogénération, c'est-à-dire ou le débouché est supérieur au gisement) (cf. Tableau 66).

Code Canton Nom Canton Analyse

6703 Bischwiller Débouché > Gisement

6704 Bouxwiller Débouché > Gisement

6705 Brumath Débouché > Gisement

6706 Drulingen Débouché / Gisement > 0,5

6707 Erstein Débouché / Gisement > 0,5

6708 Geispolsheim Débouché > Gisement

6709 Haguenau Débouché > Gisement

6714 Molsheim Débouché > Gisement

6715 Niederbronn-les-Bains

Débouché > Gisement

6716 Obernai Débouché > Gisement

6720 Sarre-Union Débouché > Gisement

6721 Saverne Débouché > Gisement

6724 Sélestat Débouché > Gisement

6725 Seltz Débouché > Gisement

6726 Soultz-Sous-Forêts Débouché / Gisement > 0,5

6734 Wissembourg Débouché > Gisement

6743 Mundolsheim Débouché / Gisement > 0,5

6799 Strasbourg Débouché / Gisement > 0,5

6801 Altkirch Débouché > Gisement

6802 Andolsheim Débouché > Gisement

6810 Hirsingue Débouché > Gisement

6813 Sierentz Débouché > Gisement

6814 Lapoutroie Débouché / Gisement > 0,5

6817 Mulhouse-Sud Débouché > Gisement

6818 Munster Débouché > Gisement

6819 Neuf-Brisach Débouché > Gisement

6824 Soultz-Haut-Rhin Débouché > Gisement

6827 Wittenheim Débouché > Gisement

6831 Illzach Débouché > Gisement

6899 Mulhouse Débouché > Gisement Tableau 66 : Cantons présentant un potentiel favorable à la méthanisation territoriale avec une valorisation du biogaz par cogénération

6 cantons présentent un débouché fortement supérieur au gisement mobilisable et sont donc également très favorables à la mise en place d'une unité territoriale (cf. Tableau 66).

15 cantons présentent un débouché thermique en-dessous du seuil nécessaire pour valoriser toute la chaleur qui pourrait être produite par cogénération, ce qui signifie que le débouché éner-gétique peut être limitant. Sur ces cantons, la méthanisation territoriale peut être envisagée mais

146


il s’agit de porter une attention sur la valorisation de la chaleur et l’adéquation entre les besoins de chaleur et la taille de l’installation de méthanisation.

Sur les 25 cantons restant, les quantités de biomasse et les débouchés de chaleur estimés sem-blent trop faibles pour qu’un projet puisse se développer. Pour autant, il est possible que des pro-jets territoriaux y voient tout de même le jour. En effet, d’une part les évaluations des quantités de biomasse et de débouchés de chaleur ne sont pas exactes (il s’agit d’estimations, qui ne pren-nent pas en compte tous les gisements ou les débouchés existants). D’autre part, il y a l’effet des frontières des cantons qui laisse apparaître d’un côté un territoire peu favorable et de l’autre un territoire à fort potentiel, or les matières peuvent être transportées sur quelques kilomètres pour finalement être traitées sur un canton qui présentait peu de gisement mais où en revanche un débouché (chaleur, digestat) pourra être trouvé.

7.2.3 Valorisation du biogaz par réinjection dans le réseau de gaz naturel

La réinjection du biogaz ne se limite pas au réseau de transport du gaz naturel (cf. Figure 54).

Figure 54 : Cartographie du réseau de transport du gaz naturel en Alsace

Une coordination doit être effectuée avec les distributeurs, dont certains ont réalisé une cartogra-phie des potentiels de réinjection par commune :

Gaz de Barr,

Gaz de Strasbourg,

GrDF,

147


Kaléo (Guebwiller),

Véolia (secteur Saint Louis),

Vialis (Colmar).

Cette analyse met en évidence une plus grande facilité de réinjection dans les zones les plus urbanisées.

Bien entendu, ces cartographies de réinjection sont évolutives en fonction des niveaux de con-sommation. Enfin, ces cartes présentent une vision macro qui peut différer à l’échelle commu-nale.

7.2.4 Valorisation du biogaz sous forme de carburant

On peut signaler en Alsace la présence de quelques flottes captives fonctionnant au gaz naturel :

Communauté d’Agglomération de Colmar,

Communauté urbaine de Strasbourg,

Ville de Haguenau,

Ville d’llkirch,

Etc.

Toutefois, ce facteur n'est pas limitant car cette valorisation peut en effet être mise en place en parallèle de la mise en œuvre d'une telle flotte.

Ainsi, une unité de méthanisation de 20'000 t/an de biodéchets, produisant environ 2'000'000 Nm3/an de biogaz, permet à un bus au gaz naturel de parcourir environ 26'700 km.

7.3 Conclusion de l’analyse croisée gisements / débouchés

Le croisement des gisements organiques mobilisables avec les débouchés énergétiques pour le biogaz définit une typologie des projets réalisables.

La cartographie croisée gisement/énergie permet ainsi de différencier :

des secteurs de la région où la méthanisation territoriale est envisageable, sous réserve d’une mobilisation des acteurs et d’une sécurisation des apports organiques, sur 24 territoires d’accueil,

des secteurs où, selon les configurations locales, des projets agricoles (petits collectifs, ou individuels) pourront se développer, en fonction d’opportunités qui n’ont pu être repérées à cette échelle d’analyse.

Il est toutefois difficile d'avancer un nombre de projets, du fait des associations entre gisements et des tailles différentes envisageables pour les projets.

7.4 Facteurs limitant liés au gisement

En dépit des potentiels précédemment présentés, certains facteurs limitants sont à signaler pour le développement de telles unités de méthanisation territoriales.

148


7.4.1 Mélanges de déchets

Le fait de mélanger des boues à d'autres déchets méthanisables comme les biodéchets induit au digestat un statut de déchet, et de ce fait les obligations qui s'y réfèrent (plans d'épandage, etc.).

De même, le mélange d'un déchet nécessitant des conditions spécifiques de traitement ou étant pollué posera des problèmes en aval pour le prétraitement ou la gestion du digestat. On peut ci-ter à titre d'exemple :

Boues d'épuration contaminées par des micropolluants,

Déchets d'abattoirs nécessitant une hygiénisation,

Etc.

7.4.2 Proportions de déchets

Le mélange de différents gisements doit s'opérer selon une recette respectant :

Le taux de MS de la technologie adéquate,

La quantité de NH4 pour éviter des inhibitions (en général environ 5 g/L maximum),

La quantité de graisse pour éviter le phénomène d’acidose (10 % en MS maximum).

7.4.3 Valorisation du digestat

7.4.3.1 Limitations sur les quantités d’azote

La directive nitrate fixe des seuils de limitation de l’apport d’azote organique d’origine animale sur les sols, on trouve ainsi :

170 kg N/ha/an en zone vulnérable,

210 kg N/ha/an en zone classique,

140 kg N/ha/an en zone d’excédent structurel.

Or les quantités estimées d’effluents d’élevage (1'570'594 tMB/an) contiennent environ 9 264 t N/an (en moyenne 0,5% tN / tMB), ce qui demande une mobilisation de 66 170 ha, si on retient une valeur de 140 kg N/ha/an (par précaution).

Or la SAU d’Alsace est de 336'450 ha, soit une Surface Potentielle Epandage (SPE) en Alsace d’environ 235 450 ha (SPE ≈ 70% SAU).

Ainsi, si on respecte la valeur de 140 kg N/ha/an, l’apport d’azote d’origine animale (effluents d’élevages) nécessite de mobiliser environ 30 % de la SPE.

La production d’azote par les autres matières non épandues actuellement, IAA (animales, végé-tales, silos, vinicole), déchets verts, biodéchets, est de 1'560 tN /an. Soit une mobilisation de 11'120 ha pour une valeur de 140 kg N/ha/an, ce qui représente 5 % de la SPE.

Ainsi, il n’y a pas de contrainte particulière sur les quantités d’azote produites par l’intégralité des déchets organiques.

149


7.4.3.2 Fenêtres d’épandage

Les périodes d’épandage des fertilisants azotés en zones vulnérables sont réglementées. Le ta-bleau suivant (cf. Tableau 67) présente les périodes pendant lesquelles il est interdit d’épandre du digestat solide ou liquide, ainsi que les périodes de besoin de fertilisation des cultures en fonc-tion des dates de semis et de récolte.

Tableau 67 : Périodes autorisées pour l'épandage de digestat liquide ou solide

On peut constater qu’il n’y a pas de contraintes fortes sur l’épandage du digestat solide avec un rapport C/N>8. Effectivement, il est possible d’épandre du digestat « type solide » quand les plantes en ont besoin, et par ailleurs si l’assolement est varié, il sera possible d’épandre du di-gestat solide tout au long de l’année.

Pour le digestat avec un rapport C/N<8, « type liquide », il n’y a pas de nécessité de stocker pen-dant une longue période, entre juillet et janvier. Réglementairement, il est obligatoire de prévoir un stockage de 6 mois du digestat liquide, donc les ouvrages sont quoiqu’il en soit dimensionnés pour 6 mois de stockage (ainsi les fenêtres d’épandage n’ajoutent pas tellement de contraintes). Il est par ailleurs possible d’épandre en octobre sur des CIVE non gélives (dans une optique de production de biomasse).

En conclusion, on peut dire que si l’assolement du plan d’épandage est varié, il n’y aura pas de problème particulier pour l’écoulement des digestats.

Toutefois, s'il s’agit d’une unité territoriale avec beaucoup d’apports extérieurs, alors il y a une « centralisation » de la production d’azote, ce qui nécessitera de trouver une gestion spécifique, et un plan d’épandage adapté.

Enfin, pour les digestats liquides, il n’est pas rentable de les transporter loin de l’unité de méthanisation. Ainsi, si la production de digestat liquide est importante, il peut y avoir une pression d’épandage importante sur un secteur.

150


7.4.4 Evolution de la législation

L'Union européenne a introduit une procédure dans sa Directive 2008/98/CE du 19 novembre 2008 relative aux déchets, permettant de définir des critères "end-of-waste" (EoW), c'est-à-dire permettant à un flux déterminé de déchets, pour peu qu'il respecte lesdits critères, de perdre son statut de déchet au profit de celui de produit. Le corollaire recherché étant une utilisation aval rendue possible sans condition.

C'est dans cette optique que la norme française NFU 44-095 (sur les Amendements organiques - Composts contenant des matières d'intérêt agronomique, issues du traitement des eaux) précise certains paramètres autorisant la production d’un compost de digestat normalisé, c’est-à-dire un compost ayant un statut de produit.

Or, la Commission européenne a confié au JRC (Joint Research Centre - IPTS), son service scientifique, la mission de définir une méthodologie globale de développement des critères EoW pour les déchets biodégradables, dans une logique d'harmonisation de ces critères, et dans une logique de développement durable. Le document de synthèse intermédiaire que le JRC a mis récemment en consultation45, modifie sensiblement certains des paramètres de la NFU 44-095, remettant en cause potentiellement le changement de statut précité.

Il est bien entendu que cette mise en consultation se faisant à l'échelle européenne, le contenu du rapport peut encore être amendé ; après cette version qui est donc la troisième, il apparaît tout de même peu probable que ces modifications puissent être sensibles.

Cette évolution réglementaire est à surveiller. Un risque est encouru à ce jour pour les ins-tallations de type TMB (Tri Mécano Biologique), afin que leur compost soit reconnu par la future législation européenne.

Ce point est à considérer attentivement dans la stratégie de développement de la méthani-sation en Alsace dans le choix de la technologie et des mélanges de gisements.

45 Technical report for End-of-waste criteria on Biodegradable waste subject to biological treatment - Third Working Document - August 2012

151


8. Conclusion

La présente étude permet donc de visualiser les zones à fort potentiel pour le développement de la méthanisation en Alsace.

On distingue ainsi une trentaine de cantons à fort potentiel.

La carte suivante présente la répartition des gisements méthanisables localisés. A ces gisements s'ajoutent les gisements suivants, non cartographiés : restes de repas, HAU, graisses, boues, Grandes et Moyennes Surfaces, boulangeries.

152


153


A ces gisements viennent s'ajouter différents gisements quantifiés à l'échelle de la région mais dont la répartition géographique n'a pas pu être déterminée (restes de repas, HAU, graisses, boues, GMS, boulangeries).

Le potentiel atteignable (86 millions Nm3/an de méthane), représente 74'400 TEP/an, soit 74 kTEP/an. A titre de comparaison :

la production de biogaz en Alsace était de 3'000 TEP en 2009, soit 3 kTEP/an (SRCAE),

la consommation énergétique en Alsace était de 5'400 kTEP en 2009 et la consommation de gaz 1'700 kTEP pour cette même année.

Ce développement de la méthanisation en Alsace passe donc par différentes actions à mettre en œuvre :

Communiquer les informations relatives au potentiel aux élus et aux porteurs de projets,

Mettre en place un système d'aides financières favorisant les projets qui suivent les recom-mandations de la présente étude visant un développement optimal de la méthanisation,

Mettre en place un suivi du développement de la méthanisation (cellule biogaz régionale),

Imposer le passage par une étude de faisabilité dans les zones identifiées, certaines particu-larités locales ne pouvant pas être mises en évidence à l'échelle de la présente étude.

La présente étude, qui fait suite à celle réalisée en 2004, va ainsi permettre au Comité de Pilo-tage :

De communiquer un certain nombre d'informations sur les gisements aux porteurs de projets,

D'orienter le développement de la méthanisation en Alsace.

Elle ne constitue donc qu'un début au soutien du développement de la méthanisation en Alsace.

154


9. Glossaire

ACV : Analyse du Cycle de Vie

ADEME : Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie

ADIT : Agence pour la Diffusion de l'Information Technologique

ANSES : Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail

APE : Code Activité Principale Exercée

ARIA : Association Régionale des Industries Alimentaires

BAG : Bac à Graisses

CA : Chambre d'Agriculture

CCI : Chambre de Commerce et d'Industrie

CDC : Caisse des Dépôts et Consignations

CE : Code de l'Environnement

CEE : Coefficient d'Equivalent Engrais

CGCT : Code général des collectivités territoriales

CIPAN : Culture Intermédiaire Piège A Nitrates

CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique

CSD : Centre de Stockage de Déchets

CUS : Communauté Urbaine de Strasbourg

DCO : Demande Chimique en Oxygène

DDT : Direction Départementale des Territoires

DLC : Date Limite de Consommation

DRAAF : Direction Régionale de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Forêt

DREAL : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement

EDF : Electricité De France

EH : Equivalent habitant

EoW : End of Waste

EPCI : Etablissement Public de Coopération Intercommunale

EPIC : Etablissement Public à Caractère Industriel et Commercial

ETM : Eléments Traces Métalliques

FFOM : Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères

FRCA : Fédération Régionale des Coopératives Agricoles

GAEC : Groupement Agricole d'Exploitation en Commun

http://www.legifrance.gouv.fr/affichCode.do?cidTexte=LEGITEXT000006070633&dateTexte=20130125

155


GES : Gaz à Effet de Serre

GMS : Grandes et Moyennes Surfaces

GNV : Gaz Naturel Véhicule

HAP : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques

HAU : Huiles Alimentaires Usagées

HT : Hors Taxes

IAA : Industries Agro-Alimentaires

ICPE : Installation Classée pour la Protection de l'Environnement

INSEE : Institut National de la Statistique et des Études Économiques

ISDND : Installation de Stockage de Déchets Non Dangereux

ISO : International Organization for Standardization

JRC : Joint Research Centre

LAT : Loi sur l'aménagement du territoire

LEne : Loi sur l'énergie

LGD : Loi sur la Gestion des Déchets

Limpmin : Loi sur l'imposition des huiles minérales

MAAP : Ministère de l'Alimentation, de l'Agriculture et de la Pêche

MB : Matière Brute

MS : Matière Sèche

MO : Matière Organique

NFU : Norme Française Unifiée

Nm3 : Normal mètre cube

NOx : Oxydes d'Azote

OCDE : Organisation pour la Coopération et le Développement Economique

OEng : Ordonnance sur les engrais

OESPA : Ordonnance sur l'élimination des sous-produits animaux

OMR : Ordures Ménagères Résiduelles

ORRChim : Ordonnance sur la Réduction des Risques liés aux produits Chimiques

OTD : Ordonnance sur le Traitement des Déchets

PAC : Politique Agricole Commune

PCB : Polychlorobiphényles

PCI Pouvoir Calorifique Inférieur : Paramètre caractéristique de chaque combustible ou carbu-rant, cette grandeur exprimée en kJ/l (PCI volumique) ou en kj/kg (PCI massique) –, caractérise la quantité d’énergie fournie par le combustible ou carburant considéré.

http://ec.europa.eu/dgs/jrc/redirect.cfm?original=/

156


PLU : Plan Local d’Urbanisme

POPE : Loi de Programmation fixant les Orientations de la Politique Énergétique

POS : Plan d’Occupation des Sols

PPE : Plan de Performance Energétique

PPGDND : Plan de Prévention et de Gestion des Déchets Non Dangereux

RA2000 : Recensement Agricole de l'année 2000

R&D : Recherche et Développement

RITTMO : Centre de recherche appliquée, d’expertises et de prestations techniques sur la fertili-sation organique et l’agroenvironnement

RPC : Rétribution à Prix Coûtant

SAU : Surface Agricole Utile

SCOT : Schéma de Cohérence et d’Orientation Territorial

SESSI : Service des Etudes et des Statistiques Industrielles de l'INSEE

SINOE : Base de Donnée gérée par l'ADEME sur les installations de traitement des déchets en France

SMRA : Syndicat Mixte pour le Recyclage Agricole

SRCAE : Schéma Régional Climat Air Energie

STEP : Station d'Epuration

TEP : Tonne Equivalent Pétrole

TMB : Tri Mécano Biologique

TTCR : Taillis à Très Courte Rotation

TVA : Taxe sur la Valeur Ajoutée

UASB : Réacteur anaérobie à lit de boues à flux ascendant (Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor)

UE : Union Européenne

ZNIEFF: Zones Naturelles d’Intérêt Ecologique, Faunistique et Floristique

157


10. Table des illustrations

10.1 Figures Figure 1 : Synthèse de la méthodologie d'évaluation du gisement de matière organique méthanisable en Alsace ................................................................................................................. 4

Figure 2 : Répartition de la population en Alsace (2010, INSEE) ................................................... 6

Figure 3 : EPCI et pays en Alsace (Région Alsace, 2007) ............................................................. 7

Figure 4 : Tarifs de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz en France (www.bioenergie-promotion.fr) ................................................................................................................................ 10

Figure 5 : Répartition des installations existantes et en projet de méthanisation en Alsace (2012) ..................................................................................................................................................... 18

Figure 6 : Cartographie des puissances installées dans le Bade-Würtemberg en 2011 (Source : Staatliche Biogasberatung Baden-Württemberg 2010) ................................................................ 22

Figure 7 : Vue des différentes possibilités de valorisation du biogaz (ADEME, 2005) ................. 29

Figure 8 : Rendement comparé de deux types de chaudières à gaz ........................................... 31

Figure 9 : Principe d'une turbine à gaz ......................................................................................... 32

Figure 10 : Principe de la cogénération ....................................................................................... 33

Figure 11 : Rendement d'une cogénération ................................................................................. 33

Figure 12 : Bus fonctionnant au biogaz à Lille Métropole (STEP de Marquette) .......................... 34

Figure 13 : Principe de l'injection de biogaz dans le réseau de gaz naturel ................................. 34

Figure 14 : Acteurs et rôles de chacun dans le cas de l'injection du biogaz (Source : GrDF) ...... 35

Figure 15 : Modes de stockage et d'épandage du digestat .......................................................... 39

Figure 16 : Déroulement de la procédure de mise en œuvre d'une unité de méthanisation ........ 40

Figure 17 . Cartographie du gisement des effluents d'élevage en Alsace (2010) ........................ 47

Figure 18 : Méthodologie d'évaluation du gisement des résidus de cultures ............................... 49

Figure 19 . Cartographie du gisement des résidus de cultures en Alsace (2010) ........................ 52

Figure 20 : Méthodologie d'évaluation du gisement des issues de silos ...................................... 54

Figure 21 . Cartographie du gisement des issues de silos en Alsace (2010) ............................... 56

Figure 22 : Cartographie du gisement des biodéchets des ménages collectés en Alsace (2010) 63

Figure 23 : Cartographie du gisement actuel des déchets verts collectés en Alsace (2010) ....... 66

Figure 24 : Cartographie des stations d'épuration urbaines en Alsace (Source : Agence de l'Eau) ..................................................................................................................................................... 70

Figure 25 : Répartition de la production de déchets organiques par secteurs d’activités pour l'industrie agro-alimentaire alsacienne - en tonnes de matières brutes ........................................ 75

Figure 26 . Cartographie du gisement des industries agro-alimentaires en Alsace (2010) .......... 78

Figure 27 . Cartographie du gisement de la vitiviniculture en Alsace (2010) ................................ 79

Figure 28 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace .................................................................................................................... 91

Figure 29 : Origine des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace .................................................................................................................... 92

Figure 30 : Cartographie des gisements actuels de matière organique méthanisable en Alsace 94

Figure 31 . Cartographie du gisement additionnel des CIVE en Alsace ....................................... 98

Figure 32 . Cartographie du gisement additionnel de biodéchets et de déchets verts en Alsace ................................................................................................................................................... 103

158


Figure 33 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière organique en Alsace ..................................................................................................... 107

Figure 34 : Origine des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière organique en Alsace ..................................................................................................... 109

Figure 35 : Synthèse des gisements actuels et additionnels disponibles pour la méthanisation en Alsace ........................................................................................................................................ 110

Figure 36 : Potentiel méthanogène moyen des différents substrats .......................................... 112

Figure 37 : Synthèse du gisement potentiel de biogaz .............................................................. 112

Figure 38 : Saisonnalité des gisements agricoles ...................................................................... 113

Figure 39 : Gisement potentiel de biogaz lié aux effluents d'élevage en Alsace ........................ 115

Figure 40 : Gisement potentiel de biogaz lié aux résidus de culture en Alsace ......................... 117

Figure 41 : Synthèse des gisements additionnels localisés de biogaz en Alsace ...................... 119

Figure 42 : Gisements globaux de matière organique disponibles pour la méthanisation en Alsace ................................................................................................................................................... 128

Figure 43 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par l'agriculture ................................... 129

Figure 44 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par les collectivités ............................. 129

Figure 45 : Taux de valorisation du gisement de biogaz par l'industrie ...................................... 130

Figure 46 : Cartographie du gisement actuel et additionnel valorisable de biogaz par canton en Alsace, pour les gisements localisés ......................................................................................... 131

Figure 47 : Zones favorables au développement de la méthanisation ....................................... 134

Figure 48 : Bilan type d'une unité de méthanisation territoriale valorisant le biogaz en cogénération .............................................................................................................................. 135

Figure 49 : Seuil d'accès à la valorisation électrique et réinjection pour les installations territoriales ................................................................................................................................. 136

Figure 50 : Cartographie des débouchés thermiques par type et par commune ........................ 138

Figure 51 : Superposition gisement de matière organique / débouchés thermiques .................. 140

Figure 52 : Réserves de capacité par poste en Alsace (RTE) ................................................... 142

Figure 53 : Adéquation de la méthanisation à la valorisation par cogénération par canton pour l'Alsace....................................................................................................................................... 144

Figure 54 : Cartographie du réseau de transport du gaz naturel en Alsace ............................... 146

10.2 Tableaux

Tableau 1 : Répartition des effectifs salariaux par secteurs d’activités pour l'industrie agro-alimentaire alsacienne ................................................................................................................... 9

Tableau 2 : Installations de compostage de déchets organiques en Alsace (SINOE, Chambres d'Agriculture du Bas Rhin et du Haut Rhin, ADEME Alsace) ....................................................... 14

Tableau 3 : Installations de compostage de boues d'épuration en Alsace ................................... 14

Tableau 4 : Installations de méthanisation en Alsace .................................................................. 16

Tableau 5 : Installations de compostage et de méthanisation de déchets dans les départements limitrophes de l'Alsace ................................................................................................................. 19

Tableau 6 : Installations de compostage de boues d'épuration dans les départements limitrophes de l'Alsace .................................................................................................................................... 19

Tableau 7 : Détail des prix de rachat du biogaz en Allemagne (EEG) ......................................... 20

Tableau 8 : Prix de rachat de l'électricité produite à partir de biogaz en Suisse (Club Biogaz, conversion en euros sur la base 1 € = 1.25 CHF) ........................................................................ 25

159


Tableau 9 : Synthèse du contexte suisse et allemand ................................................................. 26

Tableau 10 : Synthèse des technologies envisageables en fonction du type de gisement .......... 28

Tableau 11 . Synthèse des différents modes de valorisation du biogaz ...................................... 30

Tableau 12 : Typologie des digestats .......................................................................................... 36

Tableau 13 : Caractéristiques moyennes des différents effluents d'élevage (Solagro) ................ 42

Tableau 14 : Production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010 ............................................... 43

Tableau 15 : Hypothèses utilisées pour l'évaluation de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010 ............................................................................................................................ 43

Tableau 16 : Hypothèses utilisées pour l'évaluation de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010 ............................................................................................................................ 44

Tableau 17 : Synthèse de la production d'effluents d'élevage en Alsace en 2010 ....................... 44

Tableau 18 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage bovins avec l'étude réalisée en 2004 .......................................................................................................................... 45

Tableau 19 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage porcins avec l'étude réalisée en 2004 .......................................................................................................................... 45

Tableau 20 : Analyse des différences de tonnages d'effluents d'élevage avec l'étude réalisée en 2004 ............................................................................................................................................. 46

Tableau 21 : Saisonnalité du gisement "Effluents d'élevage" ...................................................... 46

Tableau 22 : Caractéristiques des résidus de cultures ................................................................ 49

Tableau 23 : Synthèse de la production de résidus de culture en Alsace en 2010 ...................... 50

Tableau 24 : Caractéristiques des issues de silos ....................................................................... 53

Tableau 25 : Données utilisées pour l'évaluation de la production d'issues de silos en Alsace en 2010 ............................................................................................................................................. 54

Tableau 26 : Caractéristiques des cultures dédiées .................................................................... 59

Tableau 27 : Synthèse de la production de biodéchets (tonnages de production théorique et tonnages collectés) en 2010 ........................................................................................................ 62

Tableau 28 : Gisement de déchets verts en Alsace en 2010 ....................................................... 65

Tableau 29 : Synthèse de la production de boues d'épuration des STEP urbaines alsaciennes . 72

Tableau 30 : Répartition de la production de déchets organiques par secteurs d’activités pour l'industrie agro-alimentaire alsacienne ......................................................................................... 76

Tableau 31 : Répartition des productions de déchets organiques pour la viti-viniculture alsacienne ..................................................................................................................................................... 76

Tableau 32 : Répartition constatée des différentes filières de traitement pour les grandes catégories d’IAA au niveau national ............................................................................................. 81

Tableau 33 : Seuils établis pour les biodéchets ........................................................................... 82

Tableau 34 : Seuils établis pour les huiles végétales ................................................................... 82

Tableau 35 : Gisement d'HAU en Alsace en 2010 ....................................................................... 84

Tableau 37 : Synthèse de la production de boues d'épuration des STEP industrielles alsaciennes ..................................................................................................................................................... 91

Tableau 38 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements actuels de matière organique en Alsace ....................................................................................................... 92

Tableau 39 : Cultures de printemps pouvant être précédées de CIVE ........................................ 96

Tableau 40 : Surfaces potentielles pour l'implantation de CIVE ................................................... 97

Tableau 41 : Potentiel de production des CIVE en Alsace ........................................................... 97

Tableau 42 : Hypothèses de rendement des cultures énergétiques ............................................ 99

Tableau 43 : Potentiel de production des cultures énergétiques dédiées en Alsace ................... 99

160


Tableau 44 : Synthèse de la production de biodéchets (tonnages de production théorique et tonnages collectés) .................................................................................................................... 101

Tableau 45 : Calcul du potentiel de déchets verts en Alsace en 2010 ....................................... 102

Tableau 46 : Ratios de production de restes de repas (Région Champagne Ardennes, 2003) . 104

Tableau 47 : Gisement potentiel de restes de repas en Alsace en 2010 ................................... 104

Tableau 48 : Ratios de production d'Huiles Alimentaires Usagées ............................................ 105

Tableau 49 : Gisement potentiel d'HAU en Alsace pour les restaurateurs en 2010 .................. 105

Tableau 50 : Gisement potentiel d'HAU en Alsace pour les particuliers en 2010 ...................... 105

Tableau 51 : Gisement potentiel de graisses en Alsace en 2010 .............................................. 106

Tableau 52 : Gisement potentiel de déchets des grandes surfaces en Alsace en 2010 ............ 107

Tableau 53 : Gisement potentiel de déchets des boulangeries en Alsace en 2010 ................... 107

Tableau 54 : Synthèse des tonnages de matière brute des différents gisements additionnels de matière organique en Alsace ..................................................................................................... 108

Tableau 55 : Détail des gisements actuels et additionnels disponibles pour la méthanisation en Alsace ........................................................................................................................................ 111

Tableau 56 : Synthèse du gisement potentiel de biogaz par type d'acteur ................................ 113

Tableau 57 : Synthèse de la mobilisation possible pour les effluents agricoles ......................... 121

Tableau 58 : Synthèse de la mobilisation possible pour les résidus de culture .......................... 123

Tableau 59 : Synthèse de la mobilisation possible pour les biodéchets et déchets verts .......... 124

Tableau 60 : Synthèse de la mobilisation possible pour les boues d'épuration urbaines ........... 125

Tableau 61 : Synthèse de la mobilisation possible pour les déchets des IAA ............................ 126

Tableau 62 : Synthèse de la mobilisation possible pour les restes de repas, HAU, graisses, déchets du commerces et de l'artisanat ..................................................................................... 127

Tableau 63 : Synthèse de la mobilisation possible pour les boues d'épuration industrielles ...... 128

Tableau 64 : Synthèse du gisement valorisable de biogaz par type d'acteur ............................. 129

Tableau 65 : Fiches synthétiques par type de projets ................................................................ 132

Tableau 66 : Synthèse des besoins de chaleur identifiés .......................................................... 137

Tableau 67 : Cantons présentant un potentiel favorable à la méthanisation territoriale avec une valorisation du biogaz par cogénération .................................................................................... 145

Tableau 68 : Périodes autorisées pour l'épandage de digestat liquide ou solide ....................... 149

etat des lieux des gisements et de la gestion de la ... · 3.3.6 boues d'épuration...

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