Cette étude avait pour objectif de réaliser le bilan environnemental de différentes filières de traitements de digestats : de la séparation de phase à l’épandage. Deux scénarios avec séchage (S1 et S2) et granulation
(S2) ont été comparés à un scénario de référence sans étapes de post-traitements (Sréf). Des inventaires
complets de ces scénarios ont été réalisés grâce notamment aux données fournies par les autres tâches de ce projet. Ces filières pouvant avoir plusieurs fonctions, deux unités fonctionnelles (UF) ont été définies : « Traiter 1 kilogramme de digestat de méthanisation » (UF1) et « Epandre un digestat de méthanisation
post-traité sur 1 hectare avec pour objectif d’appliquer 170 kilogrammes d’azote par hectare » (UF2).
Quel que soit l’UF choisie, les résultats ont montré que pour huit des onze catégories d’impacts étudiées, le S2 est le plus impactant avant le S1 et le Sréf. Cela s’explique principalement par la quantité d’électricité
nécessaire au fonctionnement de la granulation. Pour l’eutrophisation et le changement climatique, c’est le Sréf qui est le plus impactant. Enfin, pour l’acidification les conclusions dépendent de l’UF : pour l’UF1, le S2
est plus impactant avant le Sréf et le S1, pour l’UF2, le Sréf est le plus impactant avant le S2 et le S1. Pour
ces trois catégories, les émissions à l’épandage et au stockage (pour le Sréf) et au niveau des étapes de
Une analyse de sensibilité sur des choix méthodologiques (allocation de la centrifugation, choix de l’UF) et les paramètres opératoires les plus impactants (énergie en granulation, temps de stockage, facteurs d’émissions à l’épandage) a été réalisée. Elle a permis de montrer que seule la diminution de l’énergie consommée en granulation pourrait avoir une influence sur les tendances générales de l’étude. Pour les autres paramètres, la hiérarchie des scénarios ne changent pas, même s’il peut y avoir une évolution quantitative des impacts.
Afin de généraliser les résultats de cette étude, il serait intéressant d’englober un plus grand nombre de filières de post-traitements. Le boulettage avait, un temps, été envisagé pour cette étude mais les expérimentations ont été difficiles à réaliser. Le modèle créé pour les trois scénarios étudiés étant facilement adaptable, une intégration d’autres filières serait simple et rapide une fois les données expérimentales acquises.
Certaines données mériteraient également des études complémentaires pour en préciser les valeurs. L’analyse de sensibilité a montré que l’énergie en granulation peut avoir une influence importante, mais une meilleure connaissance d’autres paramètres, comme la nature du polymère ou une modélisation plus fine des émissions de nitrates, aiderait à rendre les résultats plus précis.
Enfin, il faut rappeler que les résultats de cette étude sont dépendants des hypothèses formulées et notamment du choix des frontières du système. En élargissant celles-ci au procédé de méthanisation dans son entier, la fonction du système changerait mais certaines hypothèses évolueraient également. L’énergie à apporter au séchage serait, par exemple, directement fournie par le digesteur. Etant directement de l’énergie primaire utilisée sur site, sans transport ni perte de charge, la quantité d’électricité utilisée et son impact environnemental seraient différents (comparés aux données de la présente l’étude) et apporteraient en conséquence des résultats différents.
BILAN ENVIRONNEMENTAL DES FILIERES PRENANT EN COMPTE L’ENSEMBLE DES ETAPES DE POST-
Références bibliographiques
[1] AFNOR, 2006. Management Environnemental - Analyse du cycle de Vie - Principes et cadre
[2] AFNOR, 2006. Management Environnemental - Analyse du cycle de Vie - Exigences et lignes
directrices
[3] Pradel, M. et Déchaux, C. 2017. Proposition d’une méthode robuste pour traiter la substitution en
Analyse du Cycle de Vie appliquée aux digestats de méthanisation – Rapport intermédiaire. ADEME. 46 pages
[4] GIEC, 2006 : Ligne directrices pour 2006, Inventaire national des gaz à effet de serre, Vol. 4, Agriculture,
Sigles et acronymes
ACV Analyse du Cycle de Vie
AD Déplétion des ressources
ADEME Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie
ECODEFI Eco-conception et développement de méthodologies de fabrication innovante de
machines d'épandage
FAET Toxicité d’eau douce
GIEC Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat GW Changement climatique
HT Toxicité humaine
INRA Institut National de la Recherche Agronomique
MAET Toxicité marine
MAFOR MAtière Fertilisante d’Origine Résiduaire MS Matière sèche
NTK Azote total Kjeldahl
OD Destruction de la couche d’ozone POC Création d’ozone photochimique UF Unité fonctionnelle
BILAN ENVIRONNEMENTAL DES FILIERES PRENANT EN COMPTE L’ENSEMBLE DES ETAPES DE POST-
Tables des illustrations
Table des figures
FIGURE 1 :FRONTIERES, SCENARIOS ET EMISSIONS DU SYSTEME ETUDIE (* : EMISSIONS PRISES EN COMPTE MAIS NON MESUREES) ... 8
FIGURE 2 :COMPARAISON DES IMPACTS DES SCENARIOS POUR L’UF1 ET POUR TOUTES LES CATEGORIES... 16
FIGURE 3 :CONTRIBUTION DES PROCEDES AUX IMPACTS DE CHAQUE SCENARIO (DE GAUCHE A DROITE SREF,S1 ET S2) DE L’UF1, POUR TOUTES LES CI ... 17
FIGURE 4 :CONTRIBUTION DES SUBSTANCES EMISES AUX IMPACTS DE CHAQUE SCENARIO POUR LE CHANGEMENT CLIMATIQUE... 18
FIGURE 5 :CONTRIBUTION DES SUBSTANCES EMISES AUX IMPACTS DE CHAQUE SCENARIO POUR L’EUTROPHISATION ... 19
FIGURE 6 :COMPARAISON DES IMPACTS DES SCENARIOS POUR L’UF2 ET POUR TOUTES LES CATEGORIES... 20
FIGURE 7 :CONTRIBUTION DES PROCEDES AUX IMPACTS DE CHAQUE SCENARIO (DE GAUCHE A DROITE SREF,S1 ET S2) DE L’UF2, POUR TOUTES LES CI ... 21
FIGURE 8 :COMPARAISON DES IMPACTS POUR CHAQUE SCENARIO EN FONCTION DE L’UNITE FONCTIONNELLE (UF) CHOISIE (> : IMPACTS SUPERIEURS A) ... 24
FIGURE 9 :COMPARAISON DES IMPACTS POUR LES SCENARIOS INITIAUX (SREF,S1,S2) ET CEUX PRENANT EN COMPTE L’ALLOCATION SUR LE TAUX DE CAPTURE DE LA MS(SREF77%,S177%,S277%) ... 26
FIGURE 10 :CONTRIBUTION DES PROCEDES AUX IMPACTS DE CHAQUE SCENARIO (DE GAUCHE A DROITE SREF,S1,S2 ET S2,X=0,12) DE L’UF2, POUR 8CI ... 28
FIGURE 11 :COMPARAISON DES IMPACTS DES SCENARIOS POUR L’UF2 ET POUR TOUTES LES CATEGORIES... 29
FIGURE 12 :EVOLUTION DES IMPACTS DES SCENARIOS, POUR L’EUTROPHISATION ET LE CHANGEMENT CLIMATIQUE, AVEC L’EVOLUTION DES FACTEURS D’EMISSIONS DE NO3- ET N2O ... 31
Table des tableaux TABLEAU 1 :ORIGINE DES DONNEES UTILISEES DANS LA TACHE 1 ... 9
TABLEAU 2 :INVENTAIRE DE TOUS LES FLUX ET EMISSIONS DES ETAPES DE POST-TRAITEMENT POUR TOUS LES SCENARIOS (PAR RAPPORT A 1KG DE DIGESTAT ENTRANT EN CENTRIFUGATION) ... 9
TABLEAU 3 :QUANTITE DE DIGESTAT A EPANDRE POUR REPONDRE A L’UF2 ... 10
TABLEAU 4 :CALCULS EFFECTUES POUR LES ETAPES DE TRAITEMENT DU DIGESTAT ... 11
TABLEAU 5 :INVENTAIRE DE TOUS LES FLUX ET EMISSIONS DE L’EPANDAGE POUR TOUS LES SCENARIOS (PAR RAPPORT A 1KG DE DIGESTAT ENTRANT EN CENTRIFUGATION) ... 12
TABLEAU 6 :CALCULS EFFECTUES POUR L’EPANDAGE ... 14
TABLEAU 7 :CATEGORIES D’IMPACTS DE LA METHODE CML2001(EQ : EQUIVALENT) ... 15
TABLEAU 8 :OBJECTIFS DES ANALYSES DE SENSIBILITE ET PARAMETRES ANALYSES CORRESPONDANTS ... 23
TABLEAU 9 :BILANS MASSIQUES EN ENTREE D’EPANDAGE ... 24
TABLEAU 10 :EVOLUTION DE LA PART DES IMPACTS DE LA CENTRIFUGATION PAR RAPPORT AUX IMPACTS TOTAUX DES SCENARIOS ... 25
TABLEAU 11 :PROCEDES SUBISSANT UNE ANALYSE D’INCERTITUDES ET PARAMETRES TESTES ASSOCIES... 27
TABLEAU 12 :RESULTATS BRUTS DES ANALYSES D’EMISSIONS AU STOCKAGE ... 30
TABLEAU 13 :EVOLUTION DE LA PART DU STOCKAGE DANS LES IMPACTS TOTAUX DE SREF EN AUGMENTANT LE TEMPS DE STOCKAGE ... 30
Annexe 1 : Méthode utilisée pour la simulation de l’épandage
Les données utilisées dans le modèle ACV de cette étude sont issues de simulations réalisées par Jean- Christophe Roux dans le cadre de la tâche 3 du projet RéMiProPHYTE. En fixant des paramètres entrants (taux d’azote dans le produit, capacité volumique d’un épandeur, vitesse…), l’épandage est simulé sur une parcelle type de 3,29 hectares. Différents résultats sont alors disponibles : distance parcourue par l’épandeur, nombre de chargements, sur et sous-dosages... Ce sont ces données qui sont ensuite intégrées dans le modèle ACV.
Sous- dosage
Sur-
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Annexe 2 : Modèle de répartition des émissions azotées et phosphorées en
fonction de la quantité en élément initial
L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie (ADEME) participe à la mise en œuvre des
politiques publiques dans les domaines de
l'environnement, de l'énergie et du développement durable. Afin de leur permettre de progresser dans leur démarche environnementale, l'agence met à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public, ses capacités d'expertise et de conseil. Elle aide en outre au financement de projets, de la recherche à la mise en œuvre et ce, dans les domaines suivants : la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, la qualité de l'air et la lutte contre le bruit.
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conjointe du ministère de l'Écologie, du
Développement durable et de l'Énergie et du ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche.
The French Environment and Energy Management Agency (ADEME) is a public agency under the joint authority of the Ministry of Ecology, Sustainable Development and Energy, and the Ministry for Higher Education and Research. The agency is active in the implementation of public policy in the areas of the environment, energy and sustainable development.
ADEME provides expertise and advisory services to businesses, local authorities and communities, government bodies and the public at large, to enable them to establish and consolidate their environmental action. As part of this work the agency helps finance projects, from research to implementation, in the areas of waste management, soil conservation, energy efficiency and renewable energy, air quality and noise abatement.