Bilan de fonctionnement de l unité de méthanisation agricole discontinue en voie sèche du GAEC du Bois Joly

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1 Bilan de fonctionnement de l unité de méthanisation agricole discontinue en voie sèche du GAEC du Bois Joly Pouech P APESA Guillet M, Banville S BIOMASSE NORMANDIE Brosset D GAEC du Bois Joly Guillaume B, Thual J - ADEME

2 Contexte & objectifs Au niveau national Première installation de ce type : discontinue «voie sèche» Méconnaissance du fonctionnement et des performances (matière, énergie, économie ) Analyse de la reproductibilité Volonté de mettre en place des suivis de fonctionnement d installations (instrumentation et méthode) GAEC du Bois Joly (85) Mise aux normes l exploitation Volonté de réduire sa dépendance énergétique vis-à-vis de l extérieur Mettre en place un système respectueux de l environnement Diversifier les revenus de l exploitation Obtenir des performances correctes Mise en place d un suivi complet de fonctionnement de l installation sur 2 ans,

3 L exploitation agricole Exploitant Denis Brosset depuis ha de SAU - fourrages Production de bovin viande 150 têtes Elevage de lapin hors-sol Unité méthanisation en 2007 concepteur ARIA énergies Local technique et stockage jus Vue des digesteurs

4 L installation de méthanisation Stockage biogaz Digesteur Collecte biogaz Recirculation jus 4 réacteurs couloirs de 185m3 de volume utile, soit 740m3 module de cogénération de30kwe

5 Alimentation des digesteurs Stockage des matières : 12 jours en moyenne Chargement tous les 18 jours 4 à 5 chargements/digesteur/an 55 t à 30% de MS / chargement 40 m 3 d effluent / chargement Tx moyen en MSi : 21% Vidange et chargement au télescopique 94 t MB / chargement soit t MB/an

6 Gisement de matières premières Des effluents agricoles majoritaires Fumier volailles (Extérieur) 4% Fumiers lapins (GAEC Bois Joly) 6% Digestat 6% Fumier divers (Puy du Fou) 4% Tontes 3% Déchets de céréales 2% Fumier bovins allaitants 36% 57 % des substrats Fumiers bovins laitiers 7% 6 Une dépendance vis-à-vis de l extérieur 70 % de flux exogènes Fruits et légumes 52% Part des déchets extérieurs Fruits et légumes 32% Fumier volailles (Extérieur) 5% Fumier divers (Puy du Fou) Tontes 5% Fumier VA (Extérieur) 20% 5% Déchets de céréales 2% Fumiers VL (Extérieur) 11%

7 Connaissance des substrats Nm3 CH4/ tmo 500 Des potentiels méthanogènes variés % CH Tontes (Extérieur) Déchets de céréales (Extérieur) Invendus de fruits et légumes (Extérieur) Fumier bovins (GAEC) Fumier bovins allaitants 2 (Extérieur) Fumier bovins allaitants 1 (Extérieur) Fumier bovins laitiers (Extérieur) Fumier de volailles (Extérieur) Déjections lapins (GAEC) 7

8 Maîtrise de l alimentation Jours Temps de stockage : 11,5 jours en moyenne optimisation PM Préparation des mélanges = dosage Attention aux nuisances olfactives 100% Saisonnalité de production des fumiers de bovins compensée par des substrats exogènes en % du tonnage total 90% 80% 38% % 60% 50% 40% 69% - Fruits et légumes Fumier GAEC Bois Joly Tontes Fumiers lapins (GAEC Bois Joly) Fumier volailles (Extérieur) Déchets de céréales Fumier VA (Extérieur) Fumier divers (Puy du Fou) Fumiers VL (Extérieur) 30% 20% 10% 31% 62% 0% Printemps/Eté* Automne/hiver Effluents d'élevage Autres déchets 8

9 Résultats de fonctionnement Température : 48 C [43-53] forte amplitude/isolation Temps de séjour : 70 jours [42-119] mélange Charge organique : 106 kgmo/m 3 de réacteur Production biogaz par réacteur : 6730 Nm 3 ±1800 Taux de méthane : 56% ±4 Production méthane : 246 ± 40 Nm 3 CH 4 /tmo Biodégradabilité : 56% ±11 Rendement /potentiel méthanogène : 90% ±15

10 Part des substrats dans la production 60% Part des substrats dans la production de biogaz Importance des retraits de légumes & fruits dans la production d énergie 55,2% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 7,9% 5,4% 0,9% 0,1% 8,9% 4,4% 0,5% 3,1% 7,4% 1,4% 3,3% 1,6%

11 Composition du digestat Paramètres Entrant Digestat % Matière sèche sur brut 30% 18% Azote Kjeldahl (en kg/tms) 29,10 46,70 Azote ammoniacal (en kg/tms) 5,27 18,10 Phosphore (en kg/tms) 19,60 23,10 Potassium (en kg/tms) 27,00 44,30 ISB - 60% E.coli (/g MB) < 100 Entérocoques (/g MB) * Clostridium perfrengens (/g MB) < * Salmonelles absence absence Listéria monocytogenes présence absence Œufs d'helminthes viables absence absence

12 La valorisation énergétique Période de mai 2009 à avril 2010 Durée fonctionnement 1 an Production de biogaz (Nm 3 ) Taux méthane 55% Production de méthane (Nm 3 ) Production énergie 1aire (kwhpci) Production électricité (kwh) Production thermique (kwh) Production énergie utile (kwh) Utilisation de la chaleur Bâtiments d'élevage 3% Habitation 14% Aérotherme 4% Rendement énergétique global 73% Procédé 79%

13 Le suivi d exploitation Suivi quotidien : 15 à 20 min/jour Réception et préparation du mélange : 1h30 toutes les semaines Entretien et petites réparations : 50h00 Alimentation des digesteurs : 8h00, vidange et chargement Global : 380 h/an (0,23 ETP) Activité non négligeable mais absorbable sur exploitation agricole 13

14 Investissements Des investissements échelonnés En 2008 : HT Investissements supplémentaires en cours d exploitation : HT soit HT/kW élec. Postes Global Mise aux normes Méthanisation Infrastructures Matériels Divers Total Des aides importantes : ADEME, Conseil Général 85, PMPOA (Mise aux normes) Taux de subvention : 44% Autofinancement : soit HT/kWélec.

15 Résultats économiques Charges : HT/an Recettes : HT/an Assurances 5% Analyses (digestat et huile) 14% Divers et imprévus 4% Main d'œuvre 34% Economie d'achat de propane 18% Echange paille/digestat 1% Location 20% Maintenance et réparation 23% Redevance de traitement des fruits et légume 21% Prime efficacité énergétique 13% Vente électricité 47% TRB : 7ans TRI : 11%

16 Atouts et faiblesses de l installation ATOUTS Relative simplicité et rusticité. Performances énergétique et technique honorables. Envisageable sur de petites exploitation agricoles. Adaptée à des fumiers mélangés à de petits gisements agroalimentaires (milieu rural). Diversification et source de revenu complémentaire. FAIBLESSES N accepte pas d importantes variations dans l alimentation. Maîtrise du gisement exogène. Intervention limitée si problème de fonctionnement. Demande une implication importante de l exploitant. Rentabilité faible si absence de subvention et possibilité de valorisation chaleur

17 MERCI DE VOTRE ATTENTION Philippe Pouech philippe.pouech@apesa.fr