Biogaz de décharge : comment il se forme, de quoi il se compose et qui doit dégazer la décharge

Le biogaz de décharge est un mélange de gaz formé en conditions anaérobies par la décomposition des déchets biodégradables déposés en décharge ; ses principaux constituants sont le méthane (CH₄) et le dioxyde de carbone (CO₂). La directive 1999/31/CE impose l’obligation de le maîtriser : le collecter, l’épurer, puis le valoriser énergétiquement — ou le brûler à la torchère si cette valorisation n’est pas possible.

Comment il se forme

La décomposition des déchets en décharge se déroule en plusieurs phases :

1. Phase aérobie — peu après le dépôt des déchets, les micro-organismes consomment l’oxygène résiduel ; il se forme principalement du CO₂ et de la chaleur.
2. Phase acide — en l’absence d’oxygène, les bactéries hydrolysent et fermentent les composés organiques en acides, alcools, CO₂ et hydrogène.
3. Phase méthanogène instable — les méthanogènes se développent et la part de méthane augmente.
4. Phase méthanogène stable — la part de méthane atteint généralement quelques dizaines de pour cent et se maintient pendant des années.
5. Phase d’extinction — la matière organique disponible diminue et la production de gaz décroît.

Le rythme dépend de la composition des déchets, de l’humidité, de la température, du compactage et du mode de couverture. Les déchets riches en matière organique, par exemple les déchets de cuisine, les déchets verts et le papier, produisent davantage de gaz que les déchets inertes. Le maximum de dégagement survient généralement durant les premières années après la fin de l’exploitation, et sur l’ensemble du cycle la production dure jusqu’à plusieurs dizaines d’années.

Composition et propriétés

Un biogaz de décharge typique contient :

Le pouvoir calorifique du biogaz de décharge est inférieur à celui du gaz naturel et dépend nettement de la teneur en CO₂ et en azote. Il ne faut pas l’assimiler au biogaz agricole — il est plus pollué et plus variable.

Pourquoi le dégazage est obligatoire

Il y a trois raisons. Premièrement, le climat : le méthane est un gaz à effet de serre dont l’effet est plusieurs fois supérieur à celui du CO₂ sur un horizon de quelques dizaines d’années, et les décharges constituent une source importante d’émissions anthropiques de méthane dans les inventaires nationaux. Deuxièmement, la sécurité : le gaz qui migre dans le sol peut s’accumuler dans des espaces clos et former un mélange explosif. Troisièmement, les nuisances : odeurs et dommages à la végétation sur le site réhabilité.

La directive 1999/31/CE, dans son annexe I, exige des mesures de contrôle de l’accumulation et de la migration du gaz : le biogaz de décharge doit être collecté, épuré et valorisé, et s’il ne peut pas servir à produire de l’énergie, il doit être brûlé. En Pologne, ces exigences ont été transposées dans l’arrêté du ministre de l’Environnement du 30 avril 2013 relatif aux décharges de déchets, qui prévoit que toute décharge recevant des déchets biodégradables doit être équipée d’une installation d’évacuation du gaz, et que le gaz lui-même doit être traité — épuré et valorisé énergétiquement, ou, si cela est impossible, brûlé à la torchère. Les détails relatifs à la surveillance du biogaz de décharge sont également fixés par l’arrêté et par les autorisations délivrées pour chaque décharge.

De quoi se compose une installation de dégazage

• Puits de gaz (verticaux) ou collecteurs horizontaux dans le massif de déchets.
• Réseau de canalisations collectrices avec évacuation des condensats et drainage.
• Station d’aspiration (soufflantes) maintenant la dépression.
• Torchère — dispositif de combustion contrôlée du gaz à haute température.
• Système de valorisation — moteur à gaz, chaudière ou système de cogénération (traité dans un article distinct).
• Surveillance — mesures de la composition du gaz, des pressions et des concentrations aux abords de la décharge.

L’efficacité du captage n’atteint jamais 100 % : une partie du gaz s’échappe à travers la couverture, surtout tant que la décharge est en exploitation et ne dispose pas encore d’une couverture étanche. C’est pourquoi comptent la bonne qualité de l’étanchéité, le contrôle de la dépression (trop forte, elle aspire de l’air ; trop faible, elle laisse du gaz) et l’extension rapide du système au fur et à mesure des nouvelles alvéoles.

Erreurs fréquentes

• Reporter la construction de l’installation de dégazage jusqu’à la fermeture de la décharge.
• Une aspiration trop forte, qui introduit de l’air dans le massif, abaisse la concentration de méthane et peut provoquer des incendies souterrains.
• L’absence de contrôles périodiques des puits et du drainage, entraînant une baisse de rendement.
• Planifier la valorisation du gaz sans vérifier si sa quantité et sa qualité suffiront pendant toute la durée de vie du moteur.

Que faire en premier

1. Rassemblez les données sur la quantité et la composition des déchets déposés ainsi que sur leur âge.
2. Établissez une prévision de production de gaz (modèles du premier ordre) et vérifiez-la par des mesures.
3. Veillez à la conformité formelle : autorisations, plan de surveillance, consignes d’exploitation.
4. Ce n’est qu’ensuite qu’il convient d’évaluer la rentabilité de la valorisation énergétique.

Que se passe-t-il après la fermeture de la décharge

La fermeture et la réhabilitation ne mettent pas fin aux obligations. Le gaz continue d’être produit pendant de nombreuses années, de sorte que le système de dégazage doit fonctionner pendant la période de post-exploitation, et la surveillance du gaz et des eaux reste à la charge du gestionnaire du site. Avec le temps, il y a de moins en moins de méthane et sa part dans le mélange diminue, ce qui complique la combustion à la torchère et nécessite des torchères à faible concentration ou des méthodes biologiques d’oxydation du méthane dans la couverture. Pour les communes et les sociétés municipales, cela représente un coût qu’il faut intégrer aux plans financiers dès la période d’exploitation de la décharge.

Ce texte est fourni à titre informatif et ne constitue pas un conseil juridique ; avant toute décision d’investissement ou démarche formelle, vérifiez la rédaction en vigueur des textes et consultez un juriste ou l’autorité compétente.