Stockage du digestat : cuves, lagunes, couvertures et capacité requise

Le digestat est stocké pour pouvoir être épandu sur les champs au bon moment, et non lorsque la cuve est pleine. La meilleure solution en termes d’émissions et d’énergie est une cuve fermée à toit étanche au gaz, raccordée à l’installation gaz, car elle capte le méthane dégagé par le potentiel résiduel du digestat. La capacité doit couvrir toute la production pendant la période où l’épandage est interdit, impossible (sol gelé, absence de végétation) ou non rentable.

Pourquoi une telle réserve

Le flux de digestat se forme toute l’année, alors que les besoins des parcelles sont saisonniers. De plus, les dispositions sur la protection des eaux contre les nitrates fixent des périodes durant lesquelles l’épandage des effluents d’élevage est interdit. Il en résulte la nécessité d’un stockage de plusieurs mois ; en pratique, on planifie une capacité exprimée en mois de production, en général au moins six, et souvent davantage. L’exigence précise pour une installation donnée est établie sur la base des dispositions nationales en vigueur et des conditions de l’autorisation — ne retenez pas de valeur « au pif ».

Types de stockage

Émissions du stockage

Du digestat se volatilisent l’ammoniac (selon le pH, la température, la surface de contact avec l’air) et le méthane, qui se forme à partir de la matière organique incomplètement décomposée. Le potentiel méthanogène résiduel du digestat dépend du TSH (HRT), de la température et des substrats ; plus le temps de séjour est court, plus il peut se former de gaz dans le stockage. C’est la raison pour laquelle la cuve de post-digestion (deuxième ou troisième cuve) est souvent conçue comme un digesteur avec récupération du biogaz. Le potentiel résiduel peut être mesuré par un test (en général une incubation de plusieurs dizaines de jours d’un échantillon de digestat à la température de stockage).

Pour les cuves ouvertes, le méthane et l’ammoniac dépendent aussi de la température : en été, les émissions augmentent de plusieurs fois par rapport à l’hiver.

Comment calculer la capacité — exemple

Hypothèses (illustratives) : l’installation reçoit 65 t/j de substrats, et la perte de masse due au dégazage est d’environ 5 % (une partie de la MOS convertie en gaz), de sorte que le digestat se forme à raison d’environ 62 t/j, soit environ 62 m³/j (densité d’environ 1 t/m³). Nous supposons une période de stockage de 6 mois (180 jours) et 10 % de marge de sécurité :

• 62 m³/j × 180 j = 11 160 m³,
• après ajout de 10 % de marge ≈ 12 300 m³.

Si une partie du digestat est séparée en fraction solide et liquide (séparation), le volume de la cuve pour la partie liquide est plus faible, mais il faut de la place pour la fraction solide (dalle, abri). Pour une cuve ouverte, on ajoute les précipitations nettes sur la surface (mm × surface), ainsi que la hauteur libre (marge pour la mousse et le clapot). Pour la recirculation vers le mix, on déduit le volume renvoyé dans la cuve.

Bonnes pratiques

1. Concevez deux cuves ou plus, afin de pouvoir réaliser des réparations et de disposer de souplesse lors de la vidange.
2. Prévoyez des mélangeurs ou des systèmes d’évacuation des dépôts, car, sans brassage, des dépôts se forment au fond (sable, struvite, carbonates).
3. Prévoyez un poste sûr de chargement des citernes et d’épandage, avec évacuation des fuites vers une cuve étanche.
4. Réalisez un essai d’étanchéité et planifiez des contrôles périodiques (visuels, détecteurs de fuites, drainage de contrôle).
5. Les cuves étanches au gaz exigent une protection contre la surpression et la dépression ainsi que toujours un classement des zones à risque d’explosion.
6. Équipez-les d’une mesure de niveau et d’une alarme de débordement.

Erreurs les plus fréquentes

• capacité sous-estimée conduisant à une évacuation à une période inadaptée,
• absence de couverture et émissions élevées, conflits dans les relations avec les voisins,
• cuve sans possibilité de brassage et de reprise des dépôts,
• omission des précipitations dans le bilan des stockages ouverts,
• absence de mesure de niveau et de protection contre le débordement.

Le stockage du digestat fait partie de l’installation, et non d’un à-côté : il influe sur le bilan énergétique, les émissions, les relations avec l’environnement et la valeur fertilisante du produit. Il convient de le planifier en même temps que le digesteur.

Potentiel méthanogène résiduel — comment l’évaluer

Une bonne pratique consiste à prélever un échantillon de digestat à la sortie de la dernière cuve et à l’incuber à une température proche de celle du stockage pendant plusieurs dizaines de jours, en mesurant le volume et la composition du gaz. Le résultat, exprimé en m³ de CH₄ par tonne de digestat, permet de calculer la perte d’énergie et l’émission en cas de stockage ouvert. Exemple illustratif : si le test révélait 5 m³ CH₄/t, alors, pour 22 000 t de digestat par an, un stockage ouvert pourrait émettre jusqu’à 110 000 m³ de méthane par an. Un tel chiffre justifie une analyse détaillée des coûts et avantages d’une couverture étanche au gaz ; l’ampleur de l’émission ne tranche toutefois pas à elle seule la rentabilité de l’investissement. Dans les calculs climatiques, le méthane a un potentiel de réchauffement plusieurs fois supérieur à celui du CO₂, de sorte que même un faible pourcentage de pertes compte.

Sécurité

Une cuve étanche au gaz est un élément de l’installation gaz : elle exige une protection contre la surpression et la dépression, le classement des zones d’explosion, le contrôle d’étanchéité et des procédures d’entrée. Une cuve ouverte exige une clôture et une protection contre les chutes de personnes et d’animaux, ainsi que la prise en compte du risque de H₂S lors du brassage.