Améliorer la qualité du fumier tout en réduisant les émissions
Riche en nutriments tels que le carbone, l’azote et le soufre, le lisier ou fumier de vaches laitières est une source précieuse d’engrais organique et de matière première pour les énergies renouvelables. Cependant, pendant le stockage, il est rapidement dégradé par des micro-organismes qui produisent des gaz à effet de serre (GES), tels que le méthane et l’oxyde nitreux, ainsi que d’autres gaz, notamment l’ammoniac et le sulfure d’hydrogène. Toutes ces substances sont nocives pour l’environnement et la santé humaine. La réduction du méthane serait le moyen le plus rapide de lutter contre le changement climatique. Selon Aoife McCarthy, coordinatrice du projet GasAbate N-plus financé par l’UE, les solutions actuelles telles que l’acidification sont à la fois potentiellement dangereuses et souvent gourmandes en énergie. Avec son équipe, la chercheuse a mis au point une solution utilisant un ingrédient chimique bien étudié, dont l’innocuité pour les humains, les animaux et l’environnement a été démontrée. L’additif GasAbate est parvenu à réduire systématiquement de plus de 80 % les émissions de méthane du fumier stocké, avec également des réductions de plus de 50 % pour l’ammoniac et de 80 % pour le sulfure d’hydrogène. «Nous avons démontré sa rentabilité et la faisabilité de sa fabrication à grande échelle. Après avoir satisfait aux exigences réglementaires, le produit est déjà en vente en Irlande. Nous sommes actuellement en phase finale de discussion avec plusieurs entreprises partenaires en vue d’une commercialisation internationale», déclare Aoife McCarthy.
Du laboratoire à l’hôpital
GasAbate, qui inhibe les micro-organismes méthanogènes, est dosé sous forme liquide dans les fosses de stockage du fumier/cuves à lisier à des intervalles de temps spécifiques et adaptés à chaque exploitation, grâce à des pompes de dosage automatisées. En ciblant uniquement les méthanogènes, le reste du microbiome n’est pas affecté, ce qui laisse un engrais organique de haute qualité et une matière première pour la digestion anaérobie afin de produire du biogaz pour l’énergie. Des essais ont d’abord été réalisés sur son utilisation dans des réservoirs de stockage contenant jusqu’à 600 litres de lisier et équipés de débitmètres pour surveiller la production de biogaz, la composition de celui-ci étant par ailleurs contrôlée. En expérimentant différentes variables, telles que le dosage et les méthodes d’application, l’équipe a obtenu des réductions d’émissions de 73 % pour le biogaz, de 100 % pour l’ammoniac et de 98 % pour le sulfure d’hydrogène. Des essais à grande échelle dans des exploitations laitières commerciales ont ensuite été réalisés avec des chambres flottantes à la surface du lisier d’une cuve, et l’accumulation des émissions a été mesurée sur trois points d’échantillonnage. «Avec 220 vaches, trois réservoirs à lisier et 485 à 590 mètres cubes de lisier, nous avons réduit la production de méthane de 80 %», explique Aoife McCarthy.
Booster le biogaz
En ce qui concerne l’amélioration de la digestion anaérobie pour la production de biogaz, le projet a permis de passer d’un réacteur de cinq litres à un réacteur à l’échelle commerciale de 270 000 litres. L’équipe a obtenu une augmentation de 38 % de la production de biogaz à partir de lisier de bovins traité avec GasAbate, et une augmentation de 100 % du rendement avec du lisier de porc à l’échelle commerciale. «Lors d’essais en pots à petite échelle, nous avons également constaté que GasAbate améliorait la qualité du fumier, en augmentant la matière sèche des plantes de 15 %», ajoute Aoife McCarthy. Pour satisfaire aux normes VERA Verification et VDI 4360 relatives au biogaz pour le marché européen, des essais indépendants ont été menés avec le Danish Technological Institute puis, pour le marché américain, avec l’Université d’État de Pennsylvanie.
Les objectifs climatiques de l’UE en ligne de mire
Étant donné que les émissions de GES du fumier stocké représentent environ 15 % de toutes les émissions de GES agricoles de l’Union européenne, soit près de 1,5 % du total des émissions, GasAbate pourrait contribuer de manière significative à l’objectif de l’UE de réduire ces émissions d’au moins 55 % d’ici 2030, et d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. En outre, l’UE est signataire de l’engagement mondial concernant le méthane, un accord volontaire auquel participent plus de 150 pays et qui vise à réduire les émissions de méthane de 30 % d’ici à 2030 par rapport aux niveaux de 2020. «Une analyse d’impact indépendante du projet, réalisée à l’aide de la base de données IdeMat, a modélisé une exploitation de 2 000 têtes de bétail et a conclu que GasAbate permettrait d’éviter le rejet de 15 000 tonnes d’équivalent dioxyde de carbone», explique Aoife McCarthy.
Mots‑clés
GasAbate N-plus, fumier, lisier, méthane, carbone, émissions, gaz à effet de serre, exploitation agricole, biogaz, produits laitiers, ammoniac
