Le digestat au Japon : le lisier issu des unités de méthanisation à Hokkaido comme engrais liquide

Hokkaido est la principale région d'élevage laitier au Japon – selon le gouvernement cité par Agriland, plus de 800 000 vaches laitières y vivent, et l'île représente 50 % de la production nationale de lait. Le développement des unités de méthanisation dans cette région signifie qu'en plus de l'énergie, un important flux de digestat est produit, qu'il faut valoriser.

Échelle : fumier et biogaz

Selon la Dr Shiho Ishikawa du Département d'Ingénierie de l'Université de Hokkaido, une vache laitière produit environ 65 kg de fumier par jour, et une tonne de fumier permet d'obtenir environ 30–35 m³ de biogaz, dont environ 55 % est constitué de méthane. Selon une estimation du même auteur (sans hypothèses précisées), environ 800 000 vaches génèrent environ 1,2 million de kWh d'électricité par jour, ce qui correspond aux besoins d'environ 130 000 ménages (Hokkaido comptait 2,5 millions de ménages en 2020). Les premières unités de méthanisation expérimentales à Hokkaido ont été créées à l'Université Rakuno Gakuen, puis à l'Université de Hokkaido ; actuellement, selon la même auteure, environ 140 unités de méthanisation sont en activité – des petites installations individuelles aux grandes unités gérées par les collectivités locales, comme celle de Shikaoi.

Défis : grandes quantités de digestat liquide

Une étude japonaise publiée en 2025 dans le Japanese Journal of Farm Management (Ashida et al., NARO) souligne que la gestion des grandes quantités de digestat issues des unités de méthanisation constitue un défi majeur. L'une des réponses consiste à encourager son utilisation comme engrais liquide sur les champs cultivés à proximité. Les auteurs analysent les apports en compost, lisier, digestat et engrais minéraux dans les exploitations végétales de la région de Tokachi (une commune désignée dans la publication par la lettre « A »), où les éleveurs laitiers fournissent depuis longtemps aux agriculteurs du compost et du lisier. L'évaluation du digestat comme substitut aux engrais minéraux nécessite de prendre en compte ces engrais organiques traditionnels, et la fertilisation a jusqu'à présent été limitée à l'apport en azote.

Le digestat comme engrais

Agriland décrit que l'installation de Shikaoi transforme le fumier en engrais liquide inodore (digestat) et en biogaz. Selon la Pr Ishikawa, la base repose sur une « agriculture circulaire » (circulation farming) : un sol sain, une bonne alimentation pour les vaches et le retour des déchets aux champs, tandis que la transformation du fumier réduit la charge de travail et les coûts de sa gestion. Agriland ajoute que l'énergie issue du biogaz alimente les tâches quotidiennes des fermes – alimentation, abreuvement, traite, refroidissement du lait et nettoyage – ce qui diminue les factures d'électricité.

Le fumier comme matière première pour l'hydrogène

Agriland rappelle que le ministère japonais de l'Environnement a, en 2015, étendu les installations de biogaz existantes à Shikaoi et commandé la construction de la Shikaoi Hydrogen Farm, où l'hydrogène est produit à partir du méthane issu du fumier. L'hydrogène est conditionné en bouteilles, qui sont livrées aux exploitations ou vendues à des entreprises énergétiques. Tomohiro Inoue, représentant du projet, évoque l'objectif de créer une « ville qui produit et consomme de l'hydrogène sans émission de CO₂ ». Une publication distincte décrit ce centre en détail.

Défis des producteurs de biogaz et axes de recherche

Ishikawa souligne qu'une centrale électrique doit à tout moment fournir autant d'énergie que consommée, donc la part croissante des énergies renouvelables nécessite une gestion flexible. Les moteurs alimentés au biogaz atteignent leur puissance nominale relativement lentement, c'est pourquoi son équipe a étudié la rapidité avec laquelle les générateurs de différents fabricants, alimentés par du biogaz de composition variable, atteignent la puissance demandée après une commande, et a publié les résultats. En collaboration avec des chercheurs allemands, l'équipe analyse également une utilisation plus efficace du biogaz – au-delà de la production d'électricité et de chaleur, la production d'hydrogène à partir du biogaz, qui peut être stocké et transporté comme vecteur énergétique issu de la biomasse. Un deuxième axe de recherche concerne la mesure du méthane dans l'haleine du bétail : au lieu d'utiliser des chambres respiratoires coûteuses et stressantes, des détecteurs laser de méthane sont employés, qui ne mesurent pas le volume des émissions, mais permettent de suivre simplement la concentration de méthane chez les animaux et d'étudier son lien avec leur comportement. Un troisième axe porte sur des systèmes intelligents pour les fermes laitières, basés sur des capteurs et caméras peu coûteux, visant à évaluer le confort des animaux et le travail de l'éleveur, ainsi qu'à couper automatiquement les ventilateurs en surrégime, par exemple.

Conclusions pour la Pologne

Les expériences d'Hokkaido montrent que dans les régions à forte concentration d'élevage, la seule production de biogaz ne suffit pas : il est tout aussi important de planifier la valorisation et la logistique du digestat, et les résultats de recherches comparant le digestat aux engrais organiques et minéraux traditionnels sur des cultures spécifiques sont utiles. En Pologne, comme au Japon, l'adaptation des doses aux besoins des plantes et aux limites d'azote est également cruciale.