Gaz vert, le biogaz est produit à partir de déchets organiques, comme le fumier d’élevage, les déchets ménagers issus des décharges, mais aussi les boues des stations d’épuration. C’est leur méthanisation, ou leur dégradation dans un environnement privé d’oxygène, qui génère du biogaz (à ne pas confondre avec la méthanisation, qui consiste à produire de l’hydrogène vert à partir d’énergie renouvelable).
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Méthanisation
Même si la plupart sont méthanisables, deux types de boues sont privilégiées : les boues primaires, issues de la décantation des eaux usées, dont les graisses et débris solides ont été éliminés, et les boues secondaires, issues de la clarification des eaux déjà décantées. Ces deux types de boues sont souvent mélangées pour obtenir des boues mixtes, prêtes à être digérées.
Les boues sont ensuite enfermées pendant 20 jours dans un digesteur à 37°C. Un milieu anaérobie (sans oxygène) qui permettra aux bactéries de transformer les boues en un gaz de fermentation riche à 65% de méthane, le biogaz. Cette proportion de méthane lui confère des propriétés énergétiques suffisantes pour être utilisée pour l’autoconsommation. Ainsi, le biogaz servira à alimenter le site de la station d’épuration, sa chaufferie et ses séchoirs par exemple.
Mais pour être transporté dans les réseaux de gaz de ville et consommé dans les foyers, le biogaz doit atteindre une proportion de méthane supérieure à 97 %, et devenir du biométhane. Certaines stations d’épuration sont équipées d’unités de production de biométhane pour purifier leur biogaz.
Du biogaz au biométhane
C’est le cas du SIAAP (Syndicat Interdépartemental de l’Assainissement de la Métropole Parisienne), qui a ouvert la première unité sur le site de Seine Valenton en novembre 2024, Veolia. Il existe aujourd’hui 695 méthaniseurs et 580 en développement en France, et 597 sites d’injection connectés au réseau GRDF.
Il existe plusieurs procédés pour transformer le biogaz en biométhane. L’usine de Seine Valenton utilise des membranes pour séparer le méthane du CO2.
Dans un premier temps, le biogaz est séché puis filtré sur charbon actif afin d’éliminer l’eau et les polluants tels que le H.2S (sulfure d’hydrogène), issu de la décomposition de la matière organique. Il est ensuite comprimé et passé à travers des membranes.
C’est cette étape qui purifie le gaz, et sépare le dioxyde de carbone du méthane. Une fois épuré, le gaz contient entre 97 et 99 % de méthane, et devient du biométhane, prêt à être injecté dans les réseaux.
Et le CO2 ? Une fois séparé du méthane, le dioxyde de carbone extrait du biogaz est rejeté dans l’atmosphère. Seule une petite partie (à Seine Valenton, à 150m3) est stocké dans un gazomètre, destiné principalement aux opérations de maintenance.
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10 fois moins de gaz à effet de serre
Le biométhane rejetterait 10 fois moins de gaz à effet de serre que le gaz fossile. « Tout le biogaz issu de la méthanisation était brûlé et rejeté directement dans l’atmosphère, explains Claire Collignon, technical director of the Seine Valenton unit. Aujourd’hui, nous le recyclons en le transformant en biométhane. Oui, il y a quand même une partie du CO2 rejetée dans l’atmosphère, mais en moindre quantité, et c’est bien moins polluant que le torchage, qui pourrait laisser s’échapper une infime partie de méthane si la combustion n’était pas complète, un gaz bien plus polluant. .»
Une production de gaz locale et durable ?
En Seine Valenton, la production annuelle de biométhane représentera la consommation d’environ 10 000 foyers environnants. En France, la production de biométhane est en grande partie injectée dans les réseaux, ou dans des points de ravitaillement pour les véhicules fonctionnant au biogaz.
Une production locale qui réduit le recours au gaz fossile issu de l’extraction, mais qui pour l’instant ne le compense pas. En 2024, la capacité d’injection de biométhane sur le réseau français était de 12,1 TWh, soit environ 2,6 millions de foyers, pour un objectif fixé entre 24 et 32 TWh de biogaz produit en 2028. De plus, ces installations sont coûteuses, l’unité de Seine Valenton représente un investissement total de 30 millions d’euros.
