bioCNG comme carburant : ravitaillement, réservoirs du véhicule, autonomie et exigences des stations

Le bioCNG est du biométhane comprimé à une pression d’environ 200 bar (nominale dans le véhicule) et fourni dans les stations de ravitaillement comme carburant pour les voitures, les autobus et les véhicules utilitaires légers. Techniquement, il ne diffère pas du gaz naturel comprimé (CNG), de sorte que les véhicules au CNG peuvent être alimentés en bioCNG sans aucune modification. La différence réside dans l’origine et l’empreinte carbone, qui se confirment par des documents (certification de durabilité, garanties d’origine ou autres systèmes). Dans les transports, le bioCNG convient aux flottes urbaines et à la distribution locale, tandis que pour le transport longue distance, on envisage plus souvent le GNL.

Pressions et réservoirs

Les réservoirs des véhicules ont généralement une pression nominale de 200 bar (à une température de 15 °C). La station comprime le gaz à une pression plus élevée (de l’ordre de 250 bar), car le gaz s’échauffe après le remplissage et, une fois refroidi, la pression baisse. Les réservoirs sont réalisés en :

Des réservoirs plus légers permettent de réduire la masse à vide du véhicule ou d’augmenter l’autonomie, mais renchérissent le prix. Les réservoirs sont soumis à des contrôles périodiques et ont une durée d’utilisation limitée.

Combien d’énergie et combien de kilomètres

Le méthane a un pouvoir calorifique d’environ 50 MJ/kg, soit environ 13,9 kWh/kg. La masse volumique du méthane dans les conditions normales est d’environ 0,717 kg/m³, de sorte que 1 kg de CNG correspond à environ 1,39 m³ de gaz. Dans les voitures particulières, la consommation est de l’ordre de 3–5 kg/100 km, dans les autobus urbains de plusieurs dizaines de kg/100 km, selon la masse, le trajet et le style de conduite. À titre indicatif : une voiture particulière avec un réservoir de 15 kg de gaz et une consommation de 4 kg/100 km a une autonomie théorique d’environ 375 km ; un autobus avec une réserve de, par exemple, 200 kg et une consommation de 45 kg/100 km – d’environ 440 km (valeurs données à titre d’exemple).

Construction de la station

1. Raccordement au réseau de gaz ou livraison de gaz depuis l’unité de méthanisation.
2. Séchage du gaz – l’eau dans le gaz comprimé expose à la corrosion et au gel.
3. Compresseurs – multi-étagés, refroidis.
4. Stockage tampon – cascade de réservoirs à pressions échelonnées, qui accélère le ravitaillement et réduit la charge des compresseurs.
5. Distributeur – avec un système de mesure (massique), un refroidissement du gaz et des protections.
6. Système de sécurité – détection de gaz, coupures d’urgence, zones ATEX.

Les stations à ravitaillement rapide (remplissage en quelques minutes) diffèrent des stations à ravitaillement lent (plusieurs heures, pour les flottes stationnant au dépôt la nuit).

Exigences de qualité

Le carburant doit répondre à la spécification du gaz automobile, portant notamment sur l’indice de méthane, la teneur en siloxanes, en oxygène, en soufre et en humidité. En Europe, le point de référence est l’EN 16723-2. Les siloxanes et le soufre sont nocifs pour les systèmes catalytiques des moteurs à gaz, et l’eau pour les réservoirs et la robinetterie.

D’où vient le gaz

La station peut prélever du gaz sur le réseau, l’origine biologique étant confirmée par des documents (par exemple des garanties d’origine), ou être alimentée directement depuis une unité de méthanisation. La comptabilisation du caractère « vert » du carburant exige un système de documentation cohérent, afin d’éviter le double comptage de la même énergie.

Exemple : une flotte d’autobus

Hypothèses : 20 autobus, chacun parcourant 60 000 km par an avec une consommation de 45 kg/100 km. Consommation de gaz : 20 × 60 000 × 0,45 = 540 000 kg par an ≈ 750 000 m³. Énergie : 540 000 × 13,9 = 7,5 GWh. Puissance de l’installation de biométhane correspondant à cette consommation : 750 000 m³ / 8000 h ≈ 94 m³/h. C’est une valeur typique pour une petite ou moyenne unité de production de biométhane, ce qui montre qu’une seule installation peut alimenter une flotte de plusieurs dizaines d’autobus. Les chiffres sont des estimations.

Avantages et inconvénients

Avantages : technologie de véhicules mature, faible niveau de bruit et d’émissions locales (NOₓ, particules) par rapport au diesel, possibilité de réduire les émissions de GES grâce au bioCNG, infrastructure dans de nombreuses villes.

Inconvénients : densité énergétique inférieure à celle du GNL et du diesel, masse des réservoirs, réseau de stations plus restreint dans certaines régions, nécessité de contrôles et d’entretien des réservoirs.

Comptabilisation comme carburant renouvelable

Pour que le bioCNG soit comptabilisé dans les objectifs de réduction des émissions dans les transports, il faut documenter son origine et le respect des critères de durabilité. Selon les pays, on utilise des registres de garanties d’origine, des systèmes de bilan massique ou des livraisons directes depuis une seule unité de méthanisation. Il importe que le même lot de gaz ne soit pas attribué simultanément aux transports et à une autre utilisation, car cela conduirait à un double comptage.

Synthèse

Le bioCNG est un carburant pratique pour les flottes urbaines et régionales, pour autant qu’une station soit disponible ainsi qu’une preuve fiable de l’origine du gaz. Lors de la planification, il convient de mettre en regard les coûts des véhicules, du carburant et de l’infrastructure avec les exigences réglementaires relatives aux transports propres.