Le biogaz, l’énergie des bactéries

Face à l’augmentation croissante du volume des déchets rejetés par nos sociétés, il devient de plus en plus nécessaire de recycler ou de réutiliser les ordures. La question est d’autant plus importante que l’on sait que les stocks d’énergies fossiles s’épuisent et que les déchets peuvent apporter des solutions concernant la production d’énergies renouvelables. C’est le cas par exemple avec l’utilisation du biogaz, qui s’inscrit dans le cadre de la valorisation de la biomasse et du développement durable.

Le biogaz est un gaz naturel renouvelable (G.N.R.) produit par des bactéries qui vont déclencher une fermentation des matières organiques animales ou végétales. Ce phénomène n’apparaît qu’en l’absence d’oxygène, c’est pourquoi on parle de digestion « anaérobie ». Cette fermentation spécifique est aussi appelée méthanisation, car le gaz produit est majoritairement constitué de méthane. La production de biogaz peut se faire naturellement ou spontanément (dans les décharges) ou bien être provoquée artificiellement (dans des digesteurs).

La récupération du biogaz est intéressante car celui-ci peut être utilisé comme source d’énergie. C’est en fait le méthane qu’il contient qui est utilisé, et l’on parle parfois de biométhane. Il est particulièrement important de récupérer et d’utiliser le biogaz produit spontanément, car le méthane est un gaz à effet de serre particulièrement puissant. Plutôt que de le laisser s’échapper, il serait donc plus écologique de s’en servir comme combustible ; son utilisation libère alors du dioxyde de carbone, nettement moins dommageable pour la couche d’ozone. La question du bilan écologique se pose par contre quand il s’agit de produire du biogaz artificiellement.

Les différentes sources de biogaz

Les sources essentielles de production de biogaz proviennent du stockage des déchets contenant des matières organiques. Il s’agit principalement des décharges. En France, la récupération du biogaz est obligatoire depuis longtemps, mais sa valorisation énergétique n’est pas obligatoire. La plupart du temps, le biogaz est simplement brûlé sur place pour réduire son impact environnemental. Cependant, dans des politiques d’utilisation du biogaz comme source d’énergie, il vaut mieux privilégier la collecte sélective des déchets putrescibles qui vont être dirigés directement vers des digesteurs pour permettre une méthanisation plus rapide.

Dans un autre domaine, l’activité des stations d’épuration (« nettoyage » des eaux usées) produit ce que l’on appelle des boues d’épuration, c’est-à-dire des boues contenant toutes les particules, tous les organismes et autres déchets retirés de l’eau. Ces boues peuvent produire du biogaz et servir de source d’énergie pour alimenter la station d’épuration ; la méthanisation aura d’autre part l’avantage d’assainir les boues en décomposant les éléments organiques.

Il y a surtout la question des effluents (les eaux usées) issus des élevages et des industries agroalimentaires. Dans les élevages, les effluents et les engrais de ferme (fumier, lisier) doivent être stockées pour une durée minimale de quatre mois ; ce temps de stockage pourrait servir à la production de biogaz et apporter ainsi une ressource d’énergie complémentaire à l’exploitation. Les industries agroalimentaires pourraient aussi être incitées à méthaniser leurs effluents, afin d’éviter le rejet de matières organiques trop riches dans le réseau de traitement des eaux usées.

Enfin, la plus vieille source de production du biogaz, c’est bien évidemment la nature. Le plus souvent, il s’agit de zones de marais ou de lacs dans lesquels s’accumulent des particules organiques, dans des conditions d’anaérobie (dans l’eau). Ce biogaz est parfois récupéré pour être utilisé comme combustible, comme par exemple au lac Kivu en Afrique, depuis 40 ans déjà.

Les avantages de la méthanisation

En dehors de la production du biogaz, la méthanisation des déchets organiques va améliorer les caractéristiques des effluents résidus. En clair, la matière organique est transformée par les bactéries et peut par exemple servir à l’épandage dans le domaine agricole (engrais naturel). En France, l’installation de systèmes de biogaz à la ferme reste encore marginale, mais ce n’est pas le cas chez nos voisins européens. La valorisation du biogaz en carburant permet d’autre part de réduire l’émission de méthane dans l’atmosphère, phénomène particulièrement important au niveau des élevages.

Bien évidemment, le biogaz est avant tout une énergie renouvelable qui peut sensiblement diminuer les besoins en énergies fossiles. On peut l’utiliser en combustion directe ou dans une chaudière, afin de produire de la chaleur. Il peut aussi servir à alimenter une turbine génératrice pour produire de l’électricité. Mais on peut encore l’épurer pour l’injecter dans le réseau du gaz naturel ou le transformer en carburant automobile (carburant vert).

Le saviez-vous ?

Les bactéries méthanogènes, responsables de la méthanisation, font partie du groupe des Archées. Selon les théories scientifiques, ces bactéries constitueraient les premiers organismes vivants apparus sur Terre, il y a plus de 3 milliards d’années, à une époque où l’oxygène n’existait pas encore dans l’atmosphère. Elles se nourrissaient comme aujourd’hui de molécules organiques présentes dans leur environnement et transformaient le gaz carbonique et l’hydrogène contenus dans ces molécules en méthane et en oxygène. C’est donc grâce aux bactéries productrices du biogaz que nous sommes là aujourd’hui, puisque c’est à elles que nous devons l’apparition de l’oxygène sur Terre.