Projet MétaMétha : impact de l'insertion de la méthanisation sur le bilan Carbone et Azote en exploitation polyculture-élevage

La méthanisation est un processus biologique de dégradation de la matière organique permettant le traitement de déchets organiques tels que les effluents d’élevage (fumiers, lisiers), les boues de stations d’épuration, les déchets verts et les déchets agroindustriels. Cette dégradation conduit à la production de biogaz (méthane) valorisé comme énergie renouvelable : le gaz est soit utilisé directement, soit brulé pour produire de l’électricité. La méthanisation produit aussi un résidu (boue), appelé digestat. Ce produit, valorisable en agriculture, est riche car il est constitué de la plupart des nutriments provenant des déchets entrant dans le méthaniseur. Il possède notamment beaucoup d’azote (N), qui est le principal élément dont ont besoin les plantes et qui est le principal engrais de synthèse appliqué dans les champs. Le digestat apporte aussi de la matière organique au sol, ce qui garantit la fertilité et favorise la vie du sol. Cette technologie permet donc de participer à l'autonomie énergétique des territoires (électricité et fertilisants produits localement).

En introduisant la méthanisation dans les exploitations polyculture-élevage, on remplace les effluents d’élevage comme le fumier et le lisier, et une partie des fertilisants de synthèse par les digestats.

Le projet MétaMétha a donc pour but de savoir comment utiliser les digestats par rapport aux autres produits et de préciser quel est le pouvoir fertilisant du digestat pour les cultures. La capacité à maintenir ou augmenter la teneur des sols en humus stable est aussi étudiée, tout comme les impacts des digestats sur l’environnement (nitrates, ammoniac, gaz à effet de serre), toujours en comparaison des autres engrais.

Les partenaires du projet MétaMétha, porté par Antoine Savoie de l’UE PAO (Val de Loire/Nouzilly), sont l’UMR ÉcoSys (Versailles-Grignon) avec Sabine Houot et Victor Moinard en thèse, ainsi que l’UR Sols (Val de Loire/Orléans) avec Catherine Pasquier et Isabelle Cousin.

Le projet MétaMétha

Le projet MétaMétha a consisté à épandre sur des parcelles agricoles cultivées en colza ou en blé, différents produits (effluents d’élevage ; digestats ; fertilisants de synthèse) pour comparer les effets de chacun. Travailler en « grandeur nature » permet d’étudier le système dans son ensemble et d’appréhender des phénomènes comme les émissions de gaz à effet de serre et le lessivage des nitrates, et de tenir compte des contraintes agricoles. On s’intéresse ici au maximum de facteurs à la fois. Cette démarche est complémentaire d’autres études à différentes échelles qui portent sur un nombre limité de facteurs étudiés. Sur le terrain, on effectue à la fois des mesures à l’aide d’équipements scientifiques (ex : sondes mesurant l’humidité du sol) et des prélèvements d’échantillons d’eau, de terre ou de gaz qui sont ensuite analysés en laboratoire.

Les résultats obtenus, complétés par des résultats simulés par modélisation, ont permis d’aboutir au bilan azoté pour chaque parcelle afin d’évaluer la quantité d’azote apportée par les produits que l’on retrouve dans le sol et dans l’eau sous forme de nitrates, dans l’air sous forme de gaz ou encore dans la plante cultivée.

Le projet MétaMétha montre l’intérêt agronomique des digestats issus de méthanisation qui ont permis des rendements similaires à ceux obtenus par une fertilisation minérale en blé et colza. Cependant, la filière blé panifiable demande des taux de protéines dans le grain qui n’ont pu être atteints en fertilisant seulement avec les digestats. Pour atteindre un taux de protéine suffisant il est préconisé de réaliser un apport tardif (sur culture plus haute) en azote minéral.

En utilisant les digestats (déchets présents sur l’exploitation), l’agriculteur réalise des économies en achetant moins de fertilisants. Les surcoûts liés à l’épandage contraignant des digestats sont compensés lorsque le méthaniseur est proche de l’exploitation (comme dans notre étude). Dans le cas contraire, l’utilisation de produits organiques est défavorable car les contraintes logistiques et le temps de travail augmentent fortement.

En suivant les bonnes pratiques (fractionner les apports de digestats à doses raisonnées, utiliser un matériel adapté, travailler aux bonnes dates), on peut limiter les risques environnementaux (gaz à effet de serre, tassement du sol, nitrates) inhérents à l’utilisation des produits organiques. Les conséquences sur la biodiversité (vers de terre) encore à l’étude semblent limitées.

Projet soutenu par la région Centre-Val de Loire dans le cadre de son Appel à projets de recherche d’intérêt régional annuel.