Les recherches sur la biométhanisation portent notamment sur la valorisation du digestat et sur les cultures énergétiques dédiées à compléter l’approvisionnement des méthaniseurs. Ce sont des voies de recherche prometteuses pour rendre la filière plus efficiente et plus rentable, selon Nicolas Bernet d’INRAE. 

 « La méthanisation ne transforme qu’environ 20 % de la matière organique en biométhane. Aussi, 80 % du gisement ingéré est transformé en digestat, un concentré de minéraux (azote, phosphore) et de matière organique en voie d’humification », explique Nicolas Bernet, directeur de recherche à INRAE, l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement et chercheur au Laboratoire de biotechnologie de l’environnement de Narbonne. 

Le processus de décomposition de la matière organique et la biométhanisation sont étudiés depuis plus de 20 ans à l’INRAE. Mais les programmes de recherche portaient alors essentiellement sur le traitement des effluents des industries agroalimentaires avec un objectif de dépollution. Aujourd’hui, la biomasse a remplacé les effluents et l’objectif est de produire du biogaz, un produit valorisable. Désormais, deux pistes de recherche importantes sur la biométhanisation ciblent les cultures intermédiaires à vocation énergétique (Cive) pour fournir du gisement et la gestion et la valorisation des digestats. 
Pour développer la biométhanisation, la France n’a pas fait le choix des cultures énergétiques dédiées comme l’Allemagne. Le gouvernement ne souhaite pas que les surfaces allouées à la production de substrats pour la méthanisation concurrencent celles réservées aux cultures dédiées à l’alimentation humaine et animale. Aussi, la part des cultures dédiées dans la constitution d’un gisement ne doit pas excéder 15 %. 

Le choix de la France tient donc plus de l’opinion que de l’économie, mais le process de biométhanisation est plus compliqué, car les méthaniseurs ont souvent une grande variété de substrats à méthaniser. Aussi, la rentabilité des projets de biométhanisation peut reposer sur les Cive. 

INRAE travaille justement sur les pratiques culturales les plus favorables et sur leurs rendements. Ces cultures ne sont pas en concurrence avec les cultures principales dédiées à l’alimentation parce qu’elles sont réalisées entre ces cultures, lorsque le sol n’est pas utilisé. 

« Les premières études réalisées semblent indiquer que leur production et leur récolte n’appauvrissent pas la teneur en carbone organique des sols, car l’épandage des digestats issus en partie des Cive ramène de la matière organique au sol », défend Nicolas Bernet d’INRAE. 

Les conditions de stockage des récoltes des Cive sont aussi un thème de recherche de l’Institut de recherche car les méthaniseurs doivent pouvoir disposer en permanence d’un gisement de biomasse en grande quantité et de bonne qualité. Les récoltes de ces Cive doivent en effet être effectuées en conservant leur potentiel méthanogène. 

Par ailleurs, une piste de recherche pour renforcer la performance de la biométhanisation et pour diminuer les coûts de production est la standardisation des méthaniseurs. Réaliser des économies d’échelle est une priorité. Aujourd’hui, les sites de production de biogaz sont du « cousu main », ce qui accroît les coûts de leur construction. 

Enfin, donner une valeur économique aux digestats est une priorité pour rendre la biométhanisation rentable. Il faut pour cela améliorer leur qualité en opérant le procédé de méthanisation selon un cahier des charges sur l’origine du digestat à définir et à respecter. Les digestats épandus devront couvrir les besoins des plantes en nutriments tout en enrichissant le sol en matières organiques. 
Parallèlement, le stockage et l’épandage de digestats doivent être mieux réglementés et reposer sur de bonnes pratiques environnementales pour ne plus susciter la méfiance du voisinage lorsqu’un projet de méthanisation est programmé. 
En fait, leurs épandages sont raisonnés comme n’importe quel effluent d’élevage, avec des doses d’azote et de phosphates à ne pas dépasser dans les zones sensibles et les zones vulnérables. Mais ce qui différencie les digestats du fumier est leur composition en matières organiques plus stable. Celles-ci n’émettent plus de gaz à effet de serre et elles augmentent durablement le taux de matière organique dans le sol, ce qui rend l’objectif de l’initiative 4/1000 facilité (adoptée lors de la conférence sur le climat Cop21 en 2015 pour capter du carbone atmosphérique tout en augmentant de 0,4 % par an le taux de matières organiques dans les sols). Les éléments minéraux sont aussi mieux captés. Le risque de lessivage est donc réduit.