Éliminer ses déchets organiques tout en produisant de l'énergie et en réduisant les émissions de polluants. La prometteuse mais exigeante voie de la valorisation énergétique par biométhanisation est de plus en plus explorée, en particulier par les industriels. Cette filière est, en effet, particulièrement bien adaptée aux grands consommateurs de chaleur. A l'image de ce que vient de réussir l'Oréal à Libramont. Alors, 2009, l'année de la méthanisation? Sans doute!

De la matière organique, un digesteur, une flore microbiologique adaptée, pas d'oxygène, beaucoup de doigté et de la patience. Collectivités, industriels ou agriculteurs sont de plus en plus nombreux à se laisser séduire par la subtile recette du biogaz. Avec ce précieux ingrédient, ils produisent ensuite électricité, chaleur ou les deux. Boues de station d'épuration (Step), effluents et déchets industriels, déchets organiques issus de collecte sélective, déchets agricoles et végétaux, fumier, lisier, plantes énergétiques... Tous les gisements de matières organiques sont potentiellement utilisables. Et partout en Belgique, les projets se multiplient.

Un procédé en vogue

Le phénomène est notamment perceptible dans le traitement des déchets ménagers. Depuis la directive européenne qui tend à limiter la mise en décharge des ordures ménagères, de nouvelles unités de méthanisation sortent ainsi de terre, comme à Tenneville, en Région Wallonne. C'est que la technologie offre de nombreux avantages: elle permet de se substituer à l'incinération, plus coûteuse et polluante. De plus, par rapport à l'enfouissement, elle limite les odeurs et demande moins d'espace. Et même si le coût est plus élevé, les certificats verts compensent largement la donne. Ainsi, depuis son lancement fin septembre, l'unité de méthanisation de Tenneville accueille les déchets organiques d'un ménage wallon sur quatre. Elle traitera 30.000 tonnes d'ordures ménagères par an, collectées en tri sélectif auprès de 850.000 ménages des provinces de Namur et du Luxembourg. Construite par l'entreprise flamande Organic Waste Systems (OWS), la centrale produira 3,6 millions de m3 de biogaz par an qui seront brûlés dans deux moteurs de cogénération biogaz d'une capacité nominale de 830 kWé. La production annuelle attendue est de 5.3 GWh d'électricité et 9 GWh de chaleur. Une partie de l'électricité sera réutilisée sur le site, l'excédent (3.7 GWh) étant injecté sur le réseau. L'énergie thermique quant à elle trouve usage: elle servira d'une part au séchage des boues de la station d'épuration (STEP) présente sur le site ainsi qu'au chauffage des bureaux et des ateliers. Cet investissement de 17 millions € est à mettre à l'actif de deux intercommunales, la luxembourgeoise Idelux et BEP, le Bureau économique de la province de Namur. Il devrait être amorti en 15 ans. La vente des certificats verts générés par la production énergétique rapportera 1,4 millions € par an. Auxquels il faut encore ajouter les 18.000 tonnes annuelles de compost valorisable dans l'agriculture à hauteur de 120.000 €. Signalons par ailleurs que les communes verseront environ 100 € par tonne de déchets traités (contre 120 € en cas d'incinération), ce qui apportera un gain supplémentaire de 2 millions € par an. Avec pareille rendement, la filière est assurée d'un avenir. Trois autres projets devraient ainsi voir le jour dans le sud du pays, à Assesse, Liège et Charleroi. En Flandre, l'incinération des ordures ménagères avec récupération d'énergie reste encore largement de mise. On trouve cependant deux installations de méthanisation comparables à celle de Tenneville, développée par l'IGEAN à Brecht et l'IVVO à Ypres. Celles-ci traitent des déchets ménagers, essentiellement végétaux, mélangés à d'autres déchets organiques. Leur taille est plus imposante: à elle deux, elles traitent 97.000 tonnes de déchets par an pour une capacité électrique installée de 2.770 kWé. Il s'agit ici de cogénération.

Des boues électriques

Un autre domaine où la méthanisation trouve à s'appliquer est le traitement des eaux usées (STEP). En faisant fermenter les boues d'épuration, on produit ainsi du biogaz. Un digesteur anaérobique n'est installé que dans les grosses stations d'épuration car il faut une production de boues importante pour rentabiliser cette installation complexe et coûteuse. Les boues épaissies, envoyées dans le digesteur, sont chauffées et brassées au moyen des gaz produits dans ce réacteur. La fermentation anaérobique permet ainsi de transformer en méthane une partie de la matière biologique présente dans les boues. Ici, la valorisation du biogaz est essentiellement thermique, la chaleur étant utilisée pour le réchauffage des boues et le chauffage des bâtiments. Mais de nombreux projets de cogénération ont éclos ces dernières années. Dans ce domaine, c'est la Flandre qui est à l'avant-plan. Aquafin, la société publique flamande de traitement des eaux, compte 15 unités de cogénération biogaz, pour une capacité électrique totale de 4.276 kWé. Aquafin s'est vue imposer par les autorités flamandes l'objectif de méthaniser et valoriser 50% de ses boues. Cet objectif est largement atteint puisqu'en 2006, elle en traitait déjà 46% avant la mise en service de deux nouvelles unités en 2007. Avec seulement 8 stations d'épuration valorisant leur biogaz, dont seulement deux par cogénération, la Wallonie est encore à la traîne, mais cela devrait changer à l'avenir vu les projets en cours. L'intercommunale brabançonne IBW par exemple investit 30 millions € dans la modernisation de sa station de Basse-Wavre, le projet prévoyant le déploiement d'un digesteur et d'un moteur de cogénération.

Valoriser les effluents industriels

Le secteur agro-alimentaire, l'industrie du papier et du textile produisent aussi de grandes quantités d'effluents potentiellement méthanisables. Dans l'industrie du papier, ce biogaz est récupéré depuis la fin des années 80 et était, jusqu'il y a peu, valorisé énergétiquement pour la production de vapeur sur site. Le biogaz de Sappi, par exemple, est produit par digestion anaérobique des eaux usées générées lors de la production de la pâte à papier via le procédé CTMP (Chemi-Thermo-Mechanical Process). Ce procédé moderne est hautement efficace (95%) et moins consommateur d'eau, mais il nécessite plus d'énergie pour produire la pâte à papier. D'où tout l'intérêt de valoriser les effluents de production. Jusqu'en 2005, le biogaz servait comme combustible pour la production de vapeur. Mais depuis, étant donné l'excédent de vapeur sur le site, Sappi Lanaken a investi dans un moteur à biogaz. Après désulfuration, celui-ci est utilisé pour produire en permanence 1MW d'électricité verte. A Dendermonde, le producteur d'emballage VPK a lui aussi installé des réacteurs de digestion anaérobie pour l'épuration de ses eaux de process. L'installation y produit 500 m3 de biogaz par heure d'une teneur en méthane de 82%. En partenariat avec le développeur renouvelable Thenergo, VPK a créé en 2005 la société Biocogen qui valorise ce biogaz dans un moteur de cogénération Jenbacher de 1.416 kWé. La chaleur du bloc de refroidissement est utilisée pour le réchauffement des eaux de process tandis que la chaleur des gaz d'échappement du moteur est récupérée pour le préchauffage de l'air de combustion de la chaudière vapeur. Le rendement énergétique global atteint ici 97%!

Une douzaine d'installations industrielles

Dans l'industrie alimentaire, plusieurs sociétés produisent également du biogaz au départ de leurs eaux usées et le valorise depuis quelques années en cogénération. C'est ainsi que Lutosa, producteur de frites surgelées, franchissait le pas en 2002 avec Electrabel. La première et, à l'époque, la plus grande installation de cogénération alimentée au biogaz, était construite sur le site wallon de l'entreprise à Leuze-en-Hainaut. Depuis 1986, l'usine traite en effet les eaux de fabrication et les boues par fermentation anaérobique. Jusqu'alors, le biogaz produit était consommé pour chauffer les fermenteurs et le surplus brûlé en torchère. Depuis 2002, il est injecté à 100 % dans deux moteurs de cogénération de 1.250 kWé produisant électricité, eau chaude (sur le refroidissement du bloc-moteur) et vapeur (sur les gaz d'échappement). La production électrique annuelle est de 5,9 GWh, dont la toute grande partie est réinjectée sur le réseau. L'expérience est si concluante qu'une deuxième unité de cogénération alimentée au biogaz a été installée en 2005 sur le site Lutosa de St-Eloois-Vijve. Il existe ainsi à ce jour une grosse douzaine d'installations de cogénération par biométhanisation des effluents industriels. Elles sont pour l'essentiel concentrées en Flandre. On citera ainsi Inbev à Hoegaarden (165 kWé) et Leuven (944 kWé), Unifrost à Ardooie (291 kWé), Alpro à Wevelgem (220 kWé), Westfro à Staden (291 kWé), Oudegem Papier à Dendermonde (540 kWé) et la raffinerie Tirlemontoise à Tirlemont (593 kWé).

Le potentiel agro-alimentaire

Mais c'est surtout dans le domaine des déchets industriels et agricoles que le boom est attendu. La biométhanisation des déchets de l'industrie agroalimentaire intéresse aujourd'hui bon nombre de filières telles les producteurs d'endives, de pommes de terre, de fruits, les entreprises de préparation et/ou de transformation de légumes, jusqu'au circuit des produits invendus et périmés. Un exemple de ce type est celui de Sodecom. Installée à Quévy, dans le Hainaut, cette filiale du Groupe Van Heede, est le plus gros centre de traitement européen de matières compostées et de déchets en provenance de l'industrie alimentaire, des grandes surfaces, des sites de stockage, du commerce de gros ou des criées et qui n'entrent plus en ligne de compte pour la commercialisation. Ces matières et déchets sont mis en valeur de trois manières: le compostage, l'alimentation animale et depuis 2005 la biométhanisation. Ce sont les produits issus de la deuxième ligne de déballage (produits périmés) qui sont majoritairement orientés vers l'unité de biométhanisation. Ils proviennent pour l'essentiel du groupe Colruyt (15.400 tonnes en 2008). Ils sont mélangés à des déchets agro-alimentaires en vrac et du maïs acheté à des agriculteurs de la région. L'entreprise a investi six millions € dans son installation qui comprend trois fermenteurs et trois moteurs de cogénération pour une puissance totale de 2.328 kWé. Et elle tourne aujourd'hui à pleine capacité. Le projet germe à présent au sein du groupe Colruyt de développer ses propres unités de biométhanisation dans ces centres de distribution de Halle et Ghislenghien.

Un autre exemple du potentiel de la filière agro-alimentaire est celui de BioEnergy (Lommel) réalisé conjointement par la société FarmFrites et le groupe Machiels. Les deux partenaires ont investi 12 millions € dans la construction d'une centrale de biométhanisation qui tourne depuis l'an dernier. Ici, ce sont quelque 100.000 tonnes d'épluchures et de fécules de pomme de terres qui sont fermentés avec 50.000 tonnes de déchets végétaux collectés auprès d'industries agro-alimentaires locales, dont une filiale de FarmFrites. C'est la plus grosse installation de cogénération par biométhanisation à ce jour (en Belgique): 4.026 MW de puissance électrique. La centrale permet ainsi de produire jusqu'à 46 GWh d'électricité et 50 GWh de chaleur par an, dont 40% sous forme de vapeur. La quasi totalité de la chaleur est réutilisée sur le site. Les revenus de l'installation tourneraient aux alentours des 3 millions € par an. Dans le même registre, épinglons aussi la centrale Valmass (Westvleteren), fruit d'une joint venture entre Thenergo et le groupe Lamaire. Construite sur le site de Lamaire, l'installation qui draine par pipe line souterrain épluchures et fécules de pommes de terre produit 800 m3/h de biogaz qui sont brûlés dans deux moteurs de cogénération de 836 kWé chacun. La production annuelle d'électricité est de 13 GWh et ici aussi la chaleur est réutilisée sur site.

Méthanisation agricole

Reste la filière agricole et en particulier les effluents d'élevage. Le potentiel de la biomasse humide d'origine agricole est de loin le plus important, il représente la plus grande partie des gisements en matières organiques. On a vu ainsi éclore plusieurs projets de biométhanisation à la ferme ces dernières années, tant en Flandre qu'en Wallonie. On en compte 4 en Wallonie et un peu plus de 10 en Flandre. L'installation agricole la plus importante à ce jour est celle de Bio Electric à Beernem, qui traite 60.000 tonnes de lisier et de co-produits agricoles dans une centrale de cogénération de 2.461 kWé. Il semblerait qu'une trentaine de projets de méthanisation agricole soit aujourd'hui en développement en Belgique. Ils sont portés par des collectivités d'agriculteurs ou des développeurs renouvelables. Toutefois, le pouvoir méthanogène intrinsèque des effluents agricoles comme le lisier et le fumier est assez faible, ce qui nécessite de grandes quantités à biométhaniser et donc des volumes de stockage importants. Cela freine encore le développement des projets. En outre, le secteur offre peu de débouchés pour valoriser la chaleur, un écueil essentiel dès lors que la rentabilité des projets en dépend.

La voie d'avenir: la co-digestion

La filière qui semble aujourd'hui la plus prometteuse est ainsi la co-digestion. L'idée derrière: pour accroître la faisabilité économique des projets, il est nécessaire d'augmenter leur taille. On vise ainsi un meilleur rendement, à la fois technique et financier. Ce qui suppose deux conditions: pouvoir mobiliser la ressource organique nécessaire et maximiser l'usage de la chaleur. Pour contourner la première difficulté, le concept de co-digestion s'impose: on combine diverses sources de matières organiques que l'on collecte localement là où elles sont disponibles, essentiellement dans les filières agricoles et agro-alimentaires. La deuxième condition requiert de gros consommateurs de chaleur. C'est principalement dans l'industrie qu'on les trouve. C'est ce qu'a fait l'Oréal à Libramont en partenariat avec le développeur Bio Energie Europa. Celui-ci finance, développe et exploite des installations de biométhanisation destinées à l'industrie et au secteur agricole. Son concept "d'îlots énergétiques" est basé sur la co-digestion dont il organise la filière pour le compte de ses clients via ses filiales Agri Energie (approvisionnement en matières organiques et développement de cultures énergétiques), BioTrans (transport des matières organiques) et EVS (entretien et maintenance des installations de biométhanisation). Le client bénéficie d'une installation clé en main qui lui permet sans investir de "verdir" sa production d'énergie tout en bénéficiant d'une réduction de ses coûts énergétiques (12% dans le cas de l'Oréal). Derrière le développeur, se cache surtout l'électricien belgo-néerlandais Eneco qui a bâti une stratégie de pénétration du marché belge sur le renouvelable et en particulier sur la biométhanisation. Celui-ci a racheté coup sur coup les développeurs Eco-Projects et Bio Energie Europa, auxquels il apporte son assise financière et sa propre expertise du biogaz acquise aux Pays-Bas depuis 10 ans. Eneco entend ainsi développer 100 MW de projets biogaz en Belgique en partenariat avec des industriels. Selon Michel Coerten, directeur d'Eneco Belgique, l'électricien disposerait déjà d'un portefeuille d'une vingtaine de projets, dont 18 sont en cours de développement, au nord comme au sud du pays. Le tout prochain à venir est Bio Energie Harmignies, une installation de biométhanisation de 5,3 MWé sur le site de Omya, producteur de carbonate de calcium , en Région Wallonne.