La méthanisation permet de produire du biogaz à partir de matières organiques agricoles, agroalimentaires ou végétales. Mais pour chaque unité de méthanisation se pose également une autre question : que faire du digestat produit en quantité importante à la sortie du méthaniseur ?
Utilisé comme fertilisant, le digestat présente un réel intérêt agronomique puisqu’il conserve une part importante des éléments nutritifs contenus dans les matières entrantes. Mais sa teneur élevée en eau peut compliquer son stockage, son transport et son épandage, particulièrement lorsque les volumes produits sont importants ou que les surfaces agricoles disponibles se trouvent à distance.
La séparation de phase, le séchage puis la granulation du digestat constituent alors une piste intéressante pour concentrer la matière sèche, réduire les volumes à transporter et obtenir un produit plus simple à stocker, manutentionner et épandre.
Mais peut-on réellement fabriquer des granulés à partir de digestat ? Quelle humidité faut-il atteindre ? Le digestat conserve-t-il sa valeur fertilisante après séchage ? Et dans quelles situations cette transformation peut-elle présenter un intérêt économique ?
Qu’est-ce que le digestat de méthanisation ?
Le digestat est la matière résiduelle obtenue après la digestion anaérobie de matières organiques dans un méthaniseur.
Pendant la méthanisation, des micro-organismes dégradent une partie de la matière organique en absence d’oxygène. Cette transformation produit principalement du biogaz, composé notamment de méthane et de dioxyde de carbone.
Tout ce qui entre dans le méthaniseur n’est cependant pas transformé en gaz. Il reste à la sortie une matière contenant :
- de l’eau ;
- de la matière organique non dégradée ;
- de l’azote ;
- du phosphore ;
- du potassium ;
- différents éléments minéraux.
Ce produit est appelé digestat.
La méthanisation conserve donc une part importante des éléments fertilisants contenus dans les matières initiales. INRAE souligne notamment que le retour au sol des digestats permet de restituer une partie des nutriments et de la matière organique prélevés avec les biomasses introduites dans le méthaniseur.
Le digestat brut
Le digestat brut correspond au produit tel qu’il sort du méthaniseur. Dans une installation fonctionnant en voie liquide, il contient généralement autour de 90 % d’eau, soit environ 10 % de matière sèche, ce qui lui donne une consistance proche de celle d’un lisier. Il peut être directement stocké puis épandu, sous réserve du respect des règles applicables à l’installation et à la fertilisation. Toutefois, lorsque les volumes deviennent importants, cette forte teneur en eau constitue son principal handicap.
Pourquoi le digestat peut-il devenir difficile à gérer ?
La valorisation agricole directe du digestat reste une solution logique lorsque les surfaces d’épandage sont disponibles à proximité. Mais plusieurs difficultés peuvent apparaître lorsque la taille de l’installation augmente.
Des volumes importants à stocker
Une grande partie de l’eau contenue dans les intrants reste présente après méthanisation.
Le volume de digestat produit représente en moyenne 93% de la masse des matières méthanisées. Autrement dit, pour 1 tonne de matières entrantes, on obtient 930 kg de digestat. Or le calendrier d’épandage ne permet pas nécessairement d’évacuer le digestat au fur et à mesure de sa production. Les installations doivent donc disposer de capacités de stockage suffisantes pour traverser les périodes pendant lesquelles l’épandage n’est pas possible.
Un produit coûteux à transporter
Lorsque le digestat contient 80 ou 90 % d’eau, une part importante du poids transporté correspond tout simplement à de l’eau. Cela ne pose pas nécessairement de problème lorsque les parcelles se trouvent à proximité immédiate du méthaniseur.
En revanche, plus les distances augmentent, plus le coût de transport par tonne de matière sèche ou par unité fertilisante devient pénalisant. Le rayon économiquement acceptable pour l’épandage peut alors devenir un facteur limitant.
Des périodes d’épandage contraintes
Le digestat ne peut pas être épandu n’importe quand ni dans n’importe quelles conditions.
Les apports doivent notamment être adaptés :
- aux besoins des cultures ;
- aux teneurs en éléments fertilisants ;
- aux plans de fertilisation ;
- aux programmes d’actions applicables dans les zones vulnérables aux nitrates ;
- aux conditions météorologiques et à l’état des sols.
Ces contraintes peuvent conduire à devoir stocker pendant plusieurs mois une matière produite continuellement.
La première solution, indispensable, pour réduire ces inconvénients est d’opérer une séparation de phase.
La séparation de phase du digestat
La séparation de phase du digestat consiste à diviser le résidu de la méthanisation (le digestat brut) en deux fractions distinctes : une fraction solide et une fraction liquide.
Cette opération mécanique sert principalement à optimiser la gestion, le transport et la valorisation de ce fertilisant.
Quels sont les avantages de la séparation de phase ?
La séparation de phase répond à plusieurs enjeux agronomiques, logistiques et économiques :
- Réduction des coûts de transport : Le digestat brut est composé à plus de 90 % d’eau. Séparer les phases permet de concentrer la matière organique dans la fraction solide (plus légère et moins volumineuse), réduisant ainsi les volumes à transporter vers les parcelles éloignées.
Fraction liquide et fraction solide : quelles différences ?
- Spécification du pouvoir fertilisant : Chaque fraction possède des propriétés distinctes adaptées à des besoins précis :
- La fraction liquide est riche en azote ammoniacal (action rapide). Elle s’infiltre rapidement dans le sol, ce qui limite les pertes par volatilisation de l’ammoniac.
- La fraction solide est riche en matière organique stable (carbone) et en phosphore. Elle agit comme un amendement organique pour améliorer la structure du sol à long terme.
- Facilité de stockage et d’épandage :
- Le liquide se stocke facilement, ne crée pas de croûte en surface et s’épand avec du matériel classique (buses sans risque de bouchage).
- Le solide peut être stocké en tas étanches sous hangar sans nécessiter de cuves %volumineuses.
- Opportunités de transformation : La fraction solide qui contient encore 70 à 80% d’humidité peut être compostée ou séchée pour être vendue sous forme de granulés (pellets) à l’extérieur du monde agricole (jardineries, maraîchage).
Comment sécher le digestat ?
Le compostage
Pour composter correctement le digestat, on la mélange généralement avec une matière structurante plus sèche et plus fibreuse, par exemple des déchets verts broyés, de la paille, des copeaux ou du broyat de bois. Cela améliore la porosité du tas et permet à l’air de circuler.
Le compostage entraîne plusieurs effets intéressants : il stabilise la matière organique, réduit les odeurs, peut contribuer à l’hygiénisation et provoque une évaporation d’une partie de l’eau. Il peut donc servir de préséchage naturel avant une étape ultérieure de granulation.
Le séchage : technologies les plus courantes
Plusieurs technologies sont aujourd’hui utilisées afin d’éliminer une partie de l’eau afin d’obtenir un produit plus concentré en matière sèche :
- Le sécheur à bandes
- Le sécheur à tambour
- Le séchage solaire sous serre
- Utilisation de chaleur fatale
- Récupération de chaleur issue d’une cogénération
L’intérêt énergétique du procédé dépend fortement de la source de chaleur disponible.
Peut-on granuler du digestat ?
À quelle humidité peut-on granuler le digestat ?
Quelque soit le procédé de séchage utilisé, l’objectif est de réduire le taux d’humidité avant de pouvoir l’introduire dans une presse à granulé. En effet, la matière doit présenter une humidité de l’ordre de 15% pour pouvoir être granulée dans de bonnes conditions.
Le cas de PROXIFLEX avec séchage intégré
Cependant, l’usine de granulation mobile de Proxipel offre plus de flexibilité et permet de granuler les digestats solides contenant une humidité inférieure ou égale à 50%. De plus, son séchoir à biomasse intégré utilise une partie des pellets produits pour générer la chaleur nécessaire au séchage ce qui élimine le besoin de combustibles supplémentaires.
Les tests de granulation réalisés par Proxipel avec des digestats solides préséchés on aboutit à des résultats concluants.La matière, une fois séchée, se granule facilement. On obtient des granulés de bonne qualité présentant une masse volumique de 600 kg/m3.
Granulé de digestat solide
Quels sont les avantages de la granulation du digestat ?
Le séchage permet d’éliminer une grande partie de l’eau contenue dans la fraction solide du digestat. La granulation apporte ensuite une étape supplémentaire en densifiant la matière sèche obtenue. La combinaison de ces deux opérations transforme ainsi un produit encore relativement humide, léger et parfois fibreux en un matériau plus compact, homogène et facile à manipuler.
L’un des premiers bénéfices concerne le transport. En retirant l’eau, le séchage réduit fortement la masse à déplacer. La granulation diminue ensuite le volume occupé par la matière grâce à sa densification. Cette double réduction peut améliorer sensiblement l’économie du transport, en particulier lorsque le digestat doit être valorisé à plusieurs dizaines de kilomètres de son lieu de production.
La granulation facilite également le stockage. Un produit sec et stabilisé est plus simple à conserver qu’un digestat brut ou qu’une fraction solide encore humide. Les granulés peuvent notamment être stockés en silo, en big bag, en benne ou dans des bâtiments adaptés. Leur forme régulière facilite également la manutention, le chargement, le dosage et, lorsque la réglementation le permet, le conditionnement.
Cette homogénéité peut aussi présenter un intérêt lors de l’épandage. Un fertilisant sous forme de granulés peut être distribué avec des épandeurs à engrais classiques, avec une maîtrise plus précise des quantités appliquées. La régularité du diamètre et de la densité des granulés contribue également à obtenir une répartition plus homogène sur les parcelles.
Granuler du digestat avec une usine mobile Proxipel
Proxipel développe des unités mobiles permettant de transformer directement des biomasses en granulés sur leur lieu de production.
Une unité intégrée de séchage et de granulation
L’unité Proxiflex réunit sur une semi-remorque toutes les organes nécessaires à la fabrication du pellet : broyage, séchage, granulation, refroidissement et criblage. Le process, entièrement automatisé, se déroule en un seul flux et peut être piloté par un seul opérateur.
Transformer directement sur le site de méthanisation
La mobilité permet de transformer les biomasses directement sur site et ainsi éviter les transports d’une matière très humides et volumineuse. Cette approche est particulièrement intéressante pour le digestat.
Après séparation de phase et, un éventuel préséchage, la fraction solide peut être regroupée sur le site de méthanisation. L’unité mobile vient périodiquement transformer le stock accumulé. Le pellet obtenu peut ensuite être transporté à sa destination finale.
La chaîne de granulation avec Proxipel est simplifiée et peut s’illustrer ainsi :
Mutualiser une unité mobile entre plusieurs méthaniseurs
La mobilité ouvre également la possibilité de mutualiser l’exploitation d’une même unité mobile sur plusieurs sites afin de maximiser son utilisation.
Vous souhaitez valoriser votre digestat ?
Vous exploitez des méthaniseurs, vous manquez d’espace de stockage ou de terres agricoles pour pouvoir épandre votre digestat ? La granulation avec Proxipel peut vous apporter la solution.
