BMP en Éthiopie : coques, pulpe et mucilage de café ainsi que la jacinthe d'eau comme substrats pour la méthanisation

Les résidus de transformation du café en Éthiopie présentent un potentiel méthanogène varié : dans une étude de 2018, le rendement moyen variait d'environ 31 NmL CH₄/g VS pour le pergamine à environ 295 pour le mucilage, tandis que la pulpe atteignait environ 245. Les résultats montrent que les fractions diffèrent significativement entre elles, déterminant ainsi leur utilité selon la partie des résidus disponible.

Ce qui a été étudié

Chala et ses coauteurs ont publié dans la revue Sustainability (2018) les résultats de tests BMP sur des résidus issus de la transformation primaire du café : les coques (produites par la méthode sèche) ainsi que la pulpe, le pergamine et le mucilage (issus de la méthode humide). Les tests ont été réalisés à 37 °C, soit dans des conditions mésofiles. Les rendements moyens en méthane étaient de 159,4 ± 1,8 (coques), 244,7 ± 6,4 (pulpe), 31,1 ± 2,0 (pergamine) et 294,5 ± 9,6 (mucilage) L/kg VS. Ces différences reflètent la composition : le mucilage contenait le moins d'hémicellulose (0,8 %) et de lignine (5 %), tandis que le pergamine en présentait le plus (32 % de lignine et 96 % de fibres neutres), ce qui explique sa très faible dégradation. Les auteurs l'ont jugé inapproprié pour la méthanisation. Ils ont également estimé qu'à l'échelle de l'Éthiopie, la méthanisation des coques, de la pulpe et du mucilage pourrait produire jusqu'à 68 millions de m³ de méthane par an, ce qui, converti en cogénération, correspondrait à 238 000 MWh d'énergie électrique et 273 000 MWh de chaleur. Il s'agit d'un potentiel théorique, et non d'une prévision de production.

Comment interpréter ces résultats

Les valeurs de BMP obtenues en laboratoire ne se transposent pas directement à une unité de méthanisation. Le résultat est influencé par la variété, le mode de transformation (humide ou sec), la durée de stockage des résidus, le broyage et l'inoculum. Nous abordons ces principes dans les articles La variabilité des résultats BMP entre laboratoires et BMP et rendement à l'échelle technique. De plus, les déchets issus de la transformation humide du café sont acides et peuvent contenir des composés phénoliques ainsi que de la caféine et des tanins, qui, à des concentrations élevées, inhibent la méthanisation. En pratique, ils sont donc utilisés en mélanges (codigestion) plutôt qu'en tant que substrat unique.

La jacinthe d'eau : une seconde ressource éthiopienne et est-africaine

La jacinthe d'eau est une plante aquatique invasive qui envahit les lacs d'Afrique de l'Est. En tant que biomasse, elle est attractive car elle « pousse » gratuitement, mais elle présente une humidité élevée et une forte teneur en fibres. Keche et ses collaborateurs (RSC Advances, 2022) ont étudié la jacinthe du lac Abaya en Éthiopie. Selon le résumé, un prétraitement à l'urée a augmenté le potentiel biométhanogène et amélioré la qualité du digestat en tant qu'engrais organique. Oduor et al. (Heliyon, 2022) ont étudié au Kenya la cofermentation des déchets alimentaires (qui représentent, selon les auteurs, 57 % des déchets municipaux dans ce pays) avec la jacinthe d'eau dans des conditions mésofiles (37 °C), afin d'atténuer l'acidification typique de la fermentation des seuls déchets alimentaires.

Autres déchets tropicaux de la région

Un résumé de conférence de Tropentag 2017 (Awiszus, Latif, Müller) a évalué les écorces de manioc de Tanzanie et la pulpe de manioc : le rendement en méthane était d'environ 0,225 m³ₙ par kg de matière sèche (MS) pour les écorces et 0,224 pour la pulpe. Les auteurs soulignaient que la teneur en oligo-éléments était faible et qu'un apport complémentaire, par exemple par mélange avec du fumier, était nécessaire pour un processus stable. Il ne s'agit que d'un résumé et non d'une étude complète revue par les pairs, ces valeurs sont donc à considérer à titre indicatif.

Conclusions pratiques

1. Les résidus de transformation du café présentent un potentiel significatif, mais ils sont plus efficaces en mélange avec un substrat tampon (par exemple, du fumier).
2. Tout projet de méthanisation basé sur une telle ressource nécessite des tests BMP spécifiques sur des échantillons provenant de l'installation, et non des valeurs issues de la littérature.
3. La biomasse à forte humidité (jacinthe d'eau) doit être déshydratée ou séchée, et le coût de la récolte et du transport peut dépasser le gain énergétique.
4. Les résultats doivent être présentés avec leur unité (NmL CH₄/g VS) et une description des conditions du test, afin de permettre leur comparaison. Pour un contexte plus large : Qu'est-ce que le BMP.

Analogies pour la Pologne

En Pologne, un rôle similaire à celui des résidus de transformation du café en Éthiopie est joué par les résidus de transformation des fruits : les marcs de pommes, la pulpe ou les vinasses. Leurs caractéristiques incluent la saisonnalité (production lors de courtes campagnes), un pH acide et une biodégradation rapide. La pratique d'exploitation est similaire : stockage ou ensilage, dosage progressif et contrôle du pH ainsi que du ratio FOS/TAC.

Remarque sur la comparabilité

Les résultats issus de différentes publications ne peuvent être comparés que si la température, la durée du test, le ratio inoculum/substrat et la méthode de conversion aux conditions normales sont précisés. Par conséquent, lors de l'utilisation de données bibliographiques, il est toujours recommandé de revenir à l'article original pour vérifier ces paramètres.