Projet d'animation et de développement des territoires des établissements publics de l'enseignement agricole

La méthanisation à la Motte-Servolex : un pilotage plus fin

 

Mai 2017 – Patrice Cayre et Claire Durox (animateurs réseaux "Certifications Environnementales" et "Energie" DGER/BDAPI)

 

Le projet de transition agro-écologique, démarré fin 2015, est centré sur le pilotage du méthaniseur, installé sur l’exploitation de l’établissement en septembre 2011. S’il a permis d’améliorer la conduite technique de l’unité de méthanisation, ce projet a également amené un questionnement sur la place de cet objet technique dans la transition agro-écologique de l’exploitation et son rôle dans la formation.

 

 

Les origines du projet d’instrumentation du méthaniseur

 

 

Un bâtiment d'élevage créé en 2006, et une "conversion" à la race Tarine terminée vers 2012. Photo C. Durox

L’exploitation de l’EPLEFPA, à 15 minutes de Chambéry compte plusieurs ateliers, le principal étant l’élevage bovin avec production fromagère, auquel s’ajoutent l’horticulture, un élevage ovin et un élevage d’escargots transformés sur place. Le choix de la race Tarine dans cette zone périurbaine où le foncier est très contraint amène à une conduite assez productive des surfaces fourragères. En 2011, l’exploitation agricole se dote d’une unité de méthanisation (voir ses caractéristiques en encart) pour répondre à un double enjeu : devenir plus autonome d’un point de vue énergétique sur l’exploitation et réduire les nuisances liées à l’épandage des effluents d’élevage.

Cependant, Thomas Renaudin, directeur d’exploitation depuis 2013 et Loic Deplaude, chargé de mission depuis 2012, ont rapidement été confrontés à des difficultés techniques et de pilotage de cette unité :

  • sous production ou surproduction aléatoire de méthane,

  • surconsommation d’électricité par rapport aux normes du constructeur,

  • incertitudes sur les effets de la composition de la ration alimentant le digesteur,

  • questionnement sur la qualité et les effets du digestat épandu sur les prairies …

Initialement, ils ont dû prendre en charge de façon assez empirique les dysfonctionnements qu’ils repéraient : soit directement, selon le gonflement de la bâche (traduisant les variations de production de biogaz et donc d’électricité), ou selon le niveau de remplissage du digesteur, soit indirectement, par le biais de mesure du pH, de la température…

 

Toutefois, outre le temps de travail supplémentaire généré, leurs interventions et ajustements dans la conduite de cette presque « boîte noire » (au début) ne suffisent pas à régler tous les problèmes.

L’appel à projet Casdar a donc été une opportunité pour mieux comprendre et objectiver le pilotage de ce nouvel outil technique dans un système d’exploitation. En collaboration avec l’IRSTEA de Montoldre (03) et Polytech Annecy Chambéry (73) l’établissement a déposé un projet visant « à développer des outils de prédiction de la qualité du digestat et des performances du procédé de méthanisation en fonction des caractéristiques des intrants » (Fiche descriptive).  

Caractéristiques de l’unité de méthanisation démarrée en septembre 2011
Substrats : environ 3 000 tonnes : à 70 % du fumier et lisier de la ferme du lycée agricole (75 vaches), lactosérum et eaux blanches de la fromagerie, déchets de cantine... ; 30 % de sources locales diverses : huiles et déchets de restauration ou d'industrie agro-alimentaire, déchets de céréales, rebut d’aliments du bétail, tontes de pelouse…
Dimensions : Digesteur 450 m3, post digesteur 1250 m3 semi-enterrés, avec membrane souple (système d’AEB Méthafrance) et avec un bol incorporateur
Puissance : 45 kWh, (augmenté à 55 kWh en février 2016)
Investissement : environ 730 000 € dont 56 % de subvention (sans compter les travaux d'amélioration ultérieurs)
Valorisation de l'énergie : électricité vendue à EDF et réseau de chaleur pour la fromagerie, les serres, les bureaux d'exploitation, le digesteur.
Traitement de déchets : prestation traitement de déchets auprès d'industriels et de collecteurs de déchets organiques (CA : 15 000 €)
Voir un schéma de fonctionnement sur le site de l’établissement.

Des avancées techniques et un renforcement des partenariats

 

 

Initié à l’occasion de la mise en place d’une licence professionnelle «  « conseiller en maitrise de l’énergie dans le secteur agricole » (qui a fonctionné de 2011 à 2014), le partenariat avec l’école Polytech Annecy Chambéry a été prolongé avec la mise en place du méthaniseur sur l’exploitation agricole. Depuis 2012, les problèmes rencontrés ont été l’occasion de proposer aux étudiants de cette école d’ingénieur des supports pour des projets de fin d’étude. Ils ont investis au début, les problèmes liés à la composition de l’approvisionnement en divers substrats. Avec ce projet, les questions se sont redéployées sur le fonctionnement du méthaniseur qu’il faut considérer, nous disent Hervé Boileau et Gérard Merlin, enseignants chercheurs à Polytech, « comme un bâtiment durable » à optimiser. Les travaux ont en effet porté sur l’isolation thermique et la maitrise des consommations énergétiques, puis sur les flux et les mélanges à l’intérieur du digesteur.

Le sujet, conduit par les étudiants Sarah et Geoffrey en 2016, a porté justement sur de la modélisation en vue d’améliorer l’homogénéité du mélange et de gagner en régularité de production d’énergie. Ces études sont essentielles car les projets de méthanisation négligent souvent, nous dit Hervé, les questions « de génie civil et de mécanique des flux » qui assurent la « robustesse du dispositif ». En outre ces modélisations du fonctionnement du méthaniseur ont permis de mieux comprendre certaines causes de difficultés : problèmes de conception et de compétences du constructeur à l’origine de malfaçons. Des pistes de solutions techniques ont été proposées et sont testées pour améliorer les turbulences indispensables au bon fonctionnement de l’outil. Aujourd’hui pour Thomas et Loïc, la situation s’est nettement améliorée et les rendements obtenus sont satisfaisants. 

Le digesteur (à gauche) à 38 °C et le post digesteur (à droite), semi-enterrés et bardés de bois. Photo EPL La Motte Servolex
Les capteurs de température pour tester l'effet d'une isolation à bas coût du digesteur par de la paille de lin - Essai avec l'université de Savoie. Photo C. Durox

Un projet qui alimente les initiatives en matière de formation

 

 

Si ce projet sur l’établissement a permis de réduire un certain nombre de dysfonctionnements du méthaniseur, il a aussi contribué à enrichir les formations existantes sur les questions de maitrise de l’énergie dans les systèmes agricoles. Il y a déjà les situations à « problèmes » du digesteur comme situation concrète d’apprentissage et de projet pour les étudiants de Polytech. Mais l’établissement a également développé une offre de formations continues sur ce thème à l’initiative du chef de projet et animées aujourd’hui par le Centre de Formation Professionnelle et de Promotion Agricole (CFPPA). Anne-Marie Lagoutte, référente développement durable de l’établissement et responsable du pôle « territoire et développement durable » au CFPPA, présente quelques exemples de formations « à la carte » en trois niveaux :

Toutefois, de l’avis même de la directrice de l’EPL et d’Anne-Marie Lagoutte, ces formations à la carte peinent encore à trouver leurs publics (les projets de méthanisation sont lourds d’où peu de candidats agriculteurs, et d’autres centres de formation / accompagnement existent).

D’autres classes, en formation initiale, s’appuyant sur la méthanisation, ont pu bénéficier des avancées de connaissances et références permises par ce projet : par exemple en BTS « Génie Des Equipements Agricoles » ou en BTS « Analyse, Conduite et Stratégie de l’Entreprise Agricole ».

 

 

Un établissement volontairement engagé vers l’agro-écologie

 

 

Les tarines dans une pâture fertilisée désormais avec du digestat depuis 2012, photo C. Durox

Hormis ces formations et ce casdar TAE, les ambitions de développement d’activités sur le thème de l’agriculture et de l’énergie de l’établissement vers les acteurs du territoire se concrétisent par d’autres implications.

  • Dans le projet de recherche-développement « Meterri » (2014 - 2017), porté par l’IFIP, l’exploitation fournit des données concernant la méthanisation et contribue à la réflexion sur une méthode d’évaluation de la qualité des digestats.

  • L’exploitation est également engagée dans le programme « MethaLAE » porté par l’association Solagro (2015 - 2018) et fait partie du réseau des 45 fermes qui sont suivies pendant trois années. Ce projet vise à évaluer dans quelles conditions, un engagement dans la méthanisation sur les exploitations agricoles relève d’une transition vers l’agro-écologie.

  • Cette préoccupation du DEA, du chargé de mission et de la directrice de l’établissement est explorée également dans un troisième projet de recherche-développement « agro-écologie » porté par le Parc Naturel Régional du Massif des Bauges. Dans ce dernier il s’agit en particulier de participer à une série de mesures de l’impact de l’épandage des digestats sur des parcelles de prairies permanentes, sur la biodiversité et les sols. Ce projet, en collaboration avec la chambre d’agriculture de Savoie, alimente les réflexions actuellement engagées dans le massif des Bauges par les collectivités sur la mise en place d’un territoire à énergie positive (TEPOS).


Malgré les difficultés concernant la méthanisation, l’établissement se trouve au cœur d’un ensemble d’initiatives dont il est à l’origine ou bien dont il se saisit pour cheminer vers l’agro-écologie. Ses expériences, ses différentes implications sur l’énergie en agriculture et la place de la méthanisation, ainsi que les questions et les objets qui y sont explorés, marquent aussi une réflexion émergeante : il y a des conditions pour que la méthanisation relève bien d’une transition agro-écologique.

Chiffres clés de l'exploitation

  • SAU : 85 ha dont 7 ha d'alpage, 5 ha de maïs, 47 ha de prairies temporaires, 40 ha de prairies permanentes
  • Ateliers : bovin : 75 vaches laitières tarines ; ovin : 60 brebis Thônes et Marthod ; 150 000 escargots dont 30 000 reproducteurs ; 2500 m2 de serres florales ; unité de méthanisation
  • CA (2016): 550 000 €
  • ETP : 6
  • Avec un Laboratoire de transformation fromagère (300 000 L environ), un laboratoire de transformation des escargots, et une ferme pédagogique.

Contacts utiles : EPLEFPA de Chambéry

MAA - DGER - SDRICI - BDAPI

1 ter avenue de Lowendal, 75700 Paris 07 SP