Potentiel du biogaz issu des effluents laitiers en Nouvelle-Zélande : étude de l'Université de Waikato (2023)

L’article « Anaerobic Digestion of Dairy Effluent in New Zealand, Time to Revisit the Idea ? » (Marianne Hull-Cantillo, Mark Lay, Peter Kovalsky), publié le 20 mars 2023 dans la revue Energies (volume 16, numéro 6, article 2859), analyse le potentiel de production de biogaz à partir des effluents des exploitations laitières néo-zélandaises. Les auteurs, affiliés à la School of Engineering de l’Université de Waikato, expliquent que les travaux antérieurs concernaient des exploitations à faible intrant, alors qu’aujourd’hui, les fermes utilisent davantage d’aliments complémentaires. Ils ont donc étudié l’impact de cette évolution sur les besoins énergétiques pour le chauffage de l’eau. Leur approche a combiné une revue de la littérature, des enquêtes auprès des éleveurs, des analyses chimiques des effluents et des tests de potentiel méthanogène (BMP). La conclusion principale est pratique : le biogaz produit suffirait à couvrir les besoins en chauffage de l’eau de l’exploitation.

Spécificités de l’élevage laitier néo-zélandais

La Nouvelle-Zélande base sa production laitière sur le pâturage. Les animaux passent la majeure partie de l’année dans les pâturages, ce qui entraîne une dispersion des effluents, dont la collecte se concentre principalement dans les salles de traite et les zones de stabulation. Cela limite la quantité de substrat disponible pour la méthanisation par rapport aux systèmes intensifs européens ou américains. L’étude de Waikato prend en compte cette spécificité en décrivant séparément les fractions solide et liquide.

Ce qui a été mesuré

Les chercheurs ont compilé des données issues de la littérature, mené des enquêtes sur les pratiques agricoles, réalisé des analyses chimiques des effluents et effectué des tests BMP. Pour une exploitation modèle, ils ont estimé la quantité quotidienne d’énergie contenue dans le biogaz : 558 MJ par jour pour la fraction solide et entre 176 et 861 MJ par jour pour la fraction liquide, selon le scénario considéré.

Conclusion pratique

Dans l’exploitation étudiée, le biogaz produit suffirait à couvrir les besoins en chauffage de l’eau à l’aide d’un chauffe-eau instantané. Il s’agit d’une échelle modeste, mais réaliste : l’objectif n’est pas d’injecter le gaz dans le réseau, mais de remplacer l’énergie achetée sur place. À l’échelle nationale, les installations de plus grande envergure, comme celles décrites dans les rapports de Beca et Firstgas, jouent un rôle plus significatif. Dans ces cas, les principales sources de substrat sont le fumier laitier et les effluents des industries de transformation.

Limites

Les résultats des tests BMP sont des données de laboratoire et, dans une unité de méthanisation réelle, dépendent de la température, du temps de séjour hydraulique (TSH) et de la stabilité du processus. Cette étude se concentre sur une seule exploitation (étude de cas), et une généralisation à l’ensemble du secteur nécessiterait davantage de données.

Implications pour la Pologne

Pour les exploitations laitières polonaises, la question clé reste la même : quelle part des effluents est collectée sous une forme adaptée à la méthanisation ? Dans les systèmes en stabulation permanente ou sans litière, la réponse est « presque la totalité » ; dans les systèmes avec pâturage, « seulement une partie ». Compte tenu de ces différences, il est pertinent de calculer l’énergie au niveau de l’exploitation, plutôt qu’en se basant sur des moyennes nationales.