ESTIMATION DES GISEMENTS POTENTIELS DE

SUBSTRATS UTILISABLES EN METHANISATION








Avril 2013











Étude réalisée pour le compte de l’ADEME par SOLAGRO et INDDIGO


Coordination technique : Guillaume BASTIDE – Service Prévention et gestion des déchets -
Direction Consommation Durable et Déchets – ADEME Angers









RAPPORT FINAL





Avril 2013























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Avril 2013

SOMMAIRE

1. Contexte de l’étude .................................................................................................................... 8
1.1 Enjeux .................................. 8
1.2 Objectif : mettre en place une méthodologie d’étude de gisement/ressource 8
2 Méthode globale d’évaluation .................................................................... 9
2.1 Terminologie et méthodologie ............................. 9
2.2 Périmètre de l’étude ........................................... 10
2.2.1 Périmètre géographique 10
2.2.2 Echéance des prospectives d’évaluation des gisements ........... 10
2.2.3 Champs des matières méthanisables ........................................ 10
2.2.4 Les ressources hors périmètre d’étude ...................................... 12
2.3 Les conditions de mobilisation des ressources étudiées .................. 14
3 Les ressources agricoles .......................................... 16
3.1 Ressources issues d’élevage ............................................................ 16
3.1.1 Définition et caractérisation physiques ....................................... 16
3.1.2 Données structurelles . 17
3.1.3 Evaluation du gisement brut de production 17
3.1.4 Les ratios de mobilisation ........................................................................................... 18
3.1.5 Les résultats ............................................... 19
3.2 Ressources végétales ....................................... 20
3.2.1 Définition et caractérisation physiques ....................................... 20
3.2.2 Données structurelles ................................. 22
3.2.3 Evaluation des résidus de cultures ............ 22
3.2.4 CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique ................................................ 29
3.2.5 Les résultats ............................................................................... 31
3.3 Synthèse sur les ressources agricoles .............. 32
3.3.1 Ratio de production .................................... 32
3.3.2 Résultats et mobilisation ............................................................................................ 32
4 Les ressources issues d’IAA .... 33
4.1 Définition et caractérisation physiques .............................................................................. 33
4.2 Données structurelles ........................................ 35
4.2.1 Les filières de destination des matières organiques .................. 36
4.3 Evaluation du gisement brut de production ....... 36
4.4 Les ratios de mobilisation .................................................................. 38
4.5 Les résultats ...................................................................................... 39
5 Les ressources de l’assainissement ........................ 39
5.1 Définition et caractérisation physique ................................................ 39
5.1.1 Les boues urbaines .................................................................... 39
5.1.2 Les graisses ............... 40
5.1.3 Les matières de vidange issues de l’assainissement non collectif ............................ 41
5.2 Données structurelles ........................................ 41
5.3 Evaluation du gisement brut de production ....................................... 42
5.3.1 Boues urbaines et graisses ........................................................ 42
5.3.2 Matières de vidange ... 42
5.4 Evaluation du Gisement Brut disponible ............................................ 42
5.5 Evaluation du Gisement net disponible ............................................. 42
5.5.1 Boues urbaines .......................................... 42
5.5.2 Matière de vidange ..... 42
5.6 Les ratios de mobilisation .................................................................. 42
5.6.1 Boues urbaines .......... 42
5.6.2 Matières de vidange ................................... 43
5.7 Les résultats ...................................................................................... 43
6 Les biodéchets des ménages................................... 44
6.1 Définition et caractérisation de la ressource...................................... 44
6.1.1 Définition et points de repères.................... 44
6.1.2 Organisation pratique ................................. 45
6.1.3 Facteurs d’influence ................................... 46
6.2 Méthodologie appliquée..................................... 49
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6.2.1 Ratio de production .................................................................................................... 49
6.2.2 Matrice de mobilisation ............................... 50
6.3 Les résultats ...................................................................................................................... 51
7 Les biodéchets des marchés.... 51
7.1 Définition et caractérisation de la ressource...................................................................... 51
7.2 Méthodologie appliquée..................................... 52
8 Les biodéchets de la restauration ............................ 54
8.1 Définition et caractérisation de la ressource...... 54
8.1.1 Généralités ................................................................................................................. 54
8.1.2 L’organisation de la gestion des déchets ... 54
8.2 Les ratios retenus .............. 57
8.2.1 Pour la restauration commerciale 57
8.2.2 Pour la restauration collective .................................................................................... 58
8.2.3 Pour les huiles usagées ............................. 60
8.3 Méthodologie appliquée..................................................................................................... 61
8.4 Résultats ............................................................ 62
9 Ressources des biodéchets de la distribution .......... 63
9.1 Définition et caractérisation de la ressource...... 63
9.1.1 Généralités ................................................................................................................. 63
9.1.2 Organisation de la gestion des déchets ..... 64
9.1.3 L’organisation de la gestion des déchets ................................................................... 64
9.1.4 La position de la filière vis-à-vis des déchets organiques .......... 65
9.2 Méthodologie appliquée..................................... 65
9.3 Résultats ............................................................ 67
10 Les biodéchets des petits commerces ..................................................................................... 68
10.1 Définition et caractérisation de la ressource.................................... 68
10.1.1 Généralités ............................................... 68
10.1.2 Organisation de la gestion des déchets ................................... 68
10.2 Méthodologie appliquée... 69
10.3 Résultats .......................................................................................... 70
11 Ressources des déchets verts ................................. 71
11.1 Définition et caractérisation de la ressource.................................... 71
11.1.1 Saisonnalité de la production ................................................... 71
11.1.2 Incidence du climat et répartition géographique ...................... 71
11.1.3 Producteurs .............................................................................. 72
11.2 Les ratios disponibles ...................................... 73
11.3 Méthodologie appliquée... 74
11.4 Les résultats .................................................... 75
12 Synthèse des résultats ............................................................................. 76
12.1 Tableaux récapitulatifs ..................................... 76
12.2 Répartition physique des ressources .............. 77
13 Conclusions .............................................................................................................................. 80

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ANNEXES

14 ANNEXES 1 : Méthodologie et résultats d’évaluation des CIVE d’été .................................... 81
14.1 Gisement Potentiel .......................................................................... 81
14.2 Gisement disponible ........ 82
14.3 Résultats .......................................................................................................................... 83
15 ANNEXES 2 : les données structurelles sources et bibliographie ........... 83
15.1 Pour les ressources agricoles ......................... 83
15.2 Pour les ressources issues d’IAA .................... 83
15.2.1 Les études générales ............................................................................................... 83
15.2.2 Les études régionales .............................. 84
15.2.3 Les études de filières 84
15.2.4 Les sources statistiques et bases de données ........................ 84
15.2.5 Synthèse................................................................................................................... 86
15.3 Pour les ressources de l’assainissement ........ 86
15.3.1 Les données structurelles ........................ 86
15.3.2 La bibliographie ........................................................................................................ 87
15.4 Pour les biodéchets des ménages .................. 87
15.4.1 Modecom 2007 ......... 87
15.4.2 INSEE ....................................................................................................................... 88
15.4.3 Caractérisations des syndicats de traitements......................... 89
15.4.4 La bibliographie ........................................................................................................ 89
15.5 Pour les biodéchets des marchés ................... 89
15.5.1 Les sources statistiques et les ratios disponibles .................... 89
15.5.2 La bibliographie ........ 90
15.6 Pour les déchets de restauration ..................................................................................... 90
15.6.1 La circulaire du 10 janvier 2012 ............... 90
15.6.2 La restauration collective.......................... 90
15.7 Pour les biodéchets de la distribution .............. 94
15.7.1 Ratios de production ADEME .................................................................................. 94
15.7.2 Ratio de production PERIFEM ................. 95
15.7.3 Sources statistiques ................................................................................................. 95
15.7.4 La bibliographie ........ 95
15.8 Pour les biodéchets des petits commerces ..... 96
15.8.1 Les sources statistiques et les ratios disponibles .................................................... 96
15.8.2 La bibliographie ........................................................................ 96
15.9 Pour les déchets verts : bibliographie .............. 96
16 ANNEXES 3 : résultats régionaux ............................ 97
17 ANNEXE 4 : base de données des résultats ........................................... 98
18 ANNEXES 5 : Note méthodologique pour un territoire ................................ 99
18.1 Note méthodologique et recommandations ..... 99
18.2 Eléments pour le développement d’une filière méthanisation locale ............................ 101
18.2.1 Vue d’ensemble du développement ....................................................................... 101
18.2.2 Eléments méthodologiques pour consolider l’évaluation des gisements de matières
méthanisable au niveau local ............................................................... 102
19 ANNEXES 6 : cartographie nationale et régionale 105

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RÉSUMÉ

Cette étude porte sur la mise en place d’une méthode d’estimation des gisements potentiels de
substrats utilisables en méthanisation. Elle a pour but d’afficher des résultats globaux au niveau
national tout en proposant des chiffres à un niveau départemental qui pourront être intégrés à des
documents d’objectifs régionaux. Cette étude définit 4 types de gisements : le gisement brut de
production, le gisement brut disponible, le gisement net disponible et le gisement mobilisable à
2030 inscrit dans un exercice prospectif.

Les ressources prises en compte sont :
 Les ressources agricoles : effluents d’élevage, résidus de cultures, cultures
intermédiaire à vocation énergétique ;
 Les ressources d’industries agro-alimentaires (IAA) par secteurs d’activités ;
 Les ressources de l’assainissement ;
 Les déchets verts ;
 Les biodéchets des ménages ;
 Les biodéchets de la restauration, des petits commerces, de la distribution, des
marchés.
Les ressources ci-après ont été identifiées comme utilisables en méthanisation mais en phase
d’expérimentation ou difficile à estimer, elles n’ont pas fait l’objet d’une évaluation quantitative à
l’horizon 2030 :
 Les algues vertes
 Les micro-algues
 L’herbe de bord de routes
 Les prairies
 Les productions agricoles de fruits et légumes

Le gisement mobilisable à 2030 (GM) intègre la hiérarchisation des valorisations par grand type de
ressources, les contraintes techniques, économiques et législatives de mobilisation (à travers le
calcul du Gisement net Disponible GND estimé à 85% du GBP) ainsi que la vitesse de
développement de la filière de méthanisation (à travers le taux de mobilisation du GND fixé pour
chaque type de ressource).
Le gisement global mobilisable à 2030 pour la méthanisation a ainsi été évalué à 130 millions de
tonnes de Matière Brute soit 56 TWh d’énergie primaire en production de biogaz. Il est composé à
90% de matières agricoles. Ce gisement représente 30 % du gisement net disponible, le potentiel
de production de biogaz à partir des ressources considérées dans cette étude s’élève à 185 TWh.
Ces ordres de grandeurs sur le gisement net disponible semblent cohérents avec d’autres
approches prospectives qui peuvent être plus volontaristes ou intégrer d’autres ressources.

Ce travail peut donc servir de référence dans des démarches prospectives de territoire et une
logique d’études ressources. Néanmoins, dans un objectif de développement de projets, il
convient de sortir de la logique d’études ressources mais de mettre en place un accompagnement
sur des territoires ciblés en termes de ressources mais aussi de débouchés énergétiques (chaleur
ou réseau gaz). Cet accompagnement vise à définir une typologie de projet et intégrer les acteurs
moteurs. Des chantiers expérimentaux sont également à mener sur les ressources telles que les
CIVE d’été, l’herbe de fauche de bords de routes aux vues des volumes que celles-ci peuvent
représenter dans un disponible supplémentaire. En intégrant ces ressources, le mobilisable
pourrait alors dépasser les 70 TWh.



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Introduction

L’estimation des gisements potentiels de substrats utilisables en méthanisation est un exercice
non sans difficultés, mais pour autant nécessaire dans la planification. Le principal objectif de cette
étude est de poser une méthodologie commune à l’ensemble des substrats et dont les hypothèses
pourront évoluer au rythme des exercices de prospectives. Il s’agit alors de définir un cadre
méthodologique.

L’approche employée se base sur une définition d’une terminologie sur le niveau des gisements à
évaluer, gisement brut de production, brut disponible, net disponible. Une estimation des volumes
des ressources mobilisables à 2030 est réalisée en posant des taux de mobilisation sur le
gisement net disponible (qui reste à priori valable à une échéance de moyen terme). Ces taux de
mobilisation reposent sur l’état des connaissances actuelles (bibliographie et dires d’experts) et du
développement des unités de méthanisation.

Chaque ressource fait l’objet d’une présentation de la méthodologie appliquée avec les résultats
associés.

La démarche prospective ici proposée a été menée en parallèle des autres démarches
prospectives en cours (par exemple le scenario Afterres 2050), elle ne repose pas sur le même
jeu d’hypothèses notamment au regard de l’évolution des pratiques agricoles et alimentaires. Les
résultats globaux présentés peuvent donc différer selon le niveau d’hypothèses.





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1. Contexte de l’étude
1.1 Enjeux
La méthanisation se situe au carrefour de plusieurs réflexions : une gestion territoriale de la
matière organique d’une part, une dynamique de territoire qui permet d’associer différents acteurs
d’autre part. Elle est simultanément une filière de production d’énergie renouvelable et une filière
alternative de traitement de déchets.
Dans le cadre de réflexions croisées sur ces différentes problématiques, le développement de la
méthanisation est récemment apparu comme un enjeu prioritaire au niveau national. Des objectifs
ambitieux ont été adoptés : multiplication par 10 de la production de chaleur et par 4 de la
production d’électricité issue du biogaz, etc.
La connaissance et l’évaluation des gisements de substrats utilisables en méthanisation
constituent, pour l’ADEME, un préalable à l’adaptation de la stratégie de développement de filières
de production de biogaz et de valorisation de déchets organiques, dans le cadre de la
programmation pluriannuelle des investissements à l’horizon 2030.
1.2 Objectif : mettre en place une méthodologie d’étude de
gisement/ressource
Le gisement potentiel théorique de matières méthanisables en France n’a à ce jour jamais été
estimé de façon complète. Certaines études abordant soit un secteur professionnel en particulier
soit un territoire donné, ont néanmoins déjà été menées. Chaque étude affiche sa propre méthode
plus ou moins détaillée.

Il s’agit donc, dans le cadre de cette étude et à travers la mise en place d’une méthodologie
consolidée, d’établir un panorama national, le plus exhaustif possible, des gisements potentiels
de substrats utilisables en méthanisation.
Le premier objectif de cette mission est donc de décrire une méthodologie d’évaluation d’un
potentiel théorique de production d’énergie à partir de biogaz issu d’unités de méthanisation. Les
substrats utilisables feront l’objet d’une classification à travers une description quantitative et
qualitative.
Cette étude fait un état des lieux des données disponibles selon les matières (tonnage produit,
caractéristiques physiques, potentiel méthanogène, etc.), afin d’établir des « ratios références »
dans le calcul de gisement.
Une première analyse globale des conditions de mobilisations de ces gisements est fournie selon
une matrice de mobilisation.
Cette mission pourra alors servir à l’accompagnement des politiques régionales et locales au sujet
de la méthanisation, mais ne se substituera pas à une étude action sur de projets territoriaux (voir
note en annexe)
Le périmètre de la mission est limité à un niveau macroscopique tout en donnant des éléments de
diffusion de la méthode à une échelle territoriale plus fine. L’ADEME a effectivement exprimé le
besoin de données globales afin de fixer et évaluer les objectifs des différents plans nationaux.

Le présent rapport expose une synthèse de la méthodologie globale (ratio de références, données
de bases, hypothèses). Cette synthèse reprend les principaux résultats d’un travail développé
pour chaque type de ressources. C’est dans ce sens que nous proposons le terme de ressource
plutôt que de gisement. Un gisement est limité et figé, une ressource est présente à un
instant t et doit entrer dans une logique de mobilisation et de filière, elle est soumise à des
flux.


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2 Méthode globale d’évaluation
Nous avons défini une méthode globale d’évaluation des ressources méthanisables basée sur une
terminologie détaillée de « gisement ». Cette approche a ensuite été déclinée selon les types de
matières évaluées : agricoles, issues des industries agro-alimentaires, issus des ménages, des
collectivités et gros producteurs.
2.1 Terminologie et méthodologie
La méthode proposée pour l’ensemble des substrats est dans un premier temps d’évaluer un
gisement brut de production à partir des données structurelles du domaine d’activité (cheptel,
assolement, nombre de salarié nombre d’habitants, etc.) en appliquant un ratio de production de
matières. Une fois le gisement brut de production évalué, il s’agit d’appliquer dans un premier
temps un taux de réduction et un taux de valorisation produit pour obtenir le gisement brut
disponible. Le gisement net disponible est ensuite évalué à partir d’un taux de mobilisation estimé
selon des critères technico, socio-économiques.

Le gisement mobilisable est un gisement d’objectif qui peut être fixé selon les enjeux de
développement de la filière méthanisation au regard des autres filières de traitement
envisageables et des avantages offerts par la méthanisation. Un taux de pénétration de la
méthanisation est alors précisé en terme d’objectif prospectif.

Données
sources
structurelles
Ratios de
production Légende:
Gisement
brut de
Données production
clés/
GBP Taux de hypothèses
réduction,
taux de
valorisation Résultat
produi t
Gisement
méthanisable à
traiter: gisement
brut disponible
GBD Taux de
mobilisation:
accessibilité
technique,
économique Gisement
et sociale net
disponible
GND
Taux de
pénétration
de la
méthanisation
Gisement
mobilisable
GM

GBP : gisement brut de production
GBD : gisement brut disponible
GND : gisement net disponible
GM : gisement mobilisable
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2.2 Périmètre de l’étude
2.2.1 Périmètre géographique
L’objet de l’étude est de fournir des données nationales sur l’ensemble des matières et d’afficher
une régionalisation de ces données. Il s’agit en premier lieu d’établir une méthode d’estimation
valable à l’échelle nationale et de présenter des données à l’échelle régionale voir départementale
quand les données sources de calculs sont disponibles.
Pour compléter et affiner les résultats régionaux dans le cadre d’une démarche de développement
de projets, une note de cadrage est proposée en annexe.
2.2.2 Echéance des prospectives d’évaluation des gisements
Le contexte réglementaire et technique de la gestion des déchets fermentescibles en France est
en forte évolution et l’évaluation des gisements dépend fortement de l’échéance à laquelle on se
positionne, pour notamment tenir compte :
 de l’évolution de la réglementation pour le tri, la collecte et le traitement des déchets ou
sous-produits,
 de l’évolution de la fiscalité appliquée aux autres modes de traitement,
 de l’évolution de la nature des produits et emballages manufacturés (produits
« biosourcés »),
 de l’évolution du comportement et de la sensibilisation des acteurs (dans un premier
temps en terme de prévention de la production de déchets, puis dans la volonté et
l’implication pour leur tri et valorisation),
 de l’évolution des propositions de services pour la collecte et le traitement
(développement de nouvelles offres commerciales adaptées à la nature du flux)
 de la structuration du parc des installations de traitement.
Comme tout exercice de prospective, de nombreuses hypothèses entrent en jeu. Nous n’avons
pas ici intégrer des scenarios d’évolution structurelle (population, cheptels, production des
industries,…)
Dans le cadre de cette étude, une prospective à échéance 2030 sera proposée en conclusion au
travail d’évaluation des gisements bruts et disponibles.
2.2.3 Champs des matières méthanisables
Nous nous basons, pour cette étude d’évaluation de gisement, sur les matières alimentant
aujourd’hui des unités de méthanisation (matières principales : substrats, ou matières
secondaires : co-substrats).

La charge organique de la matière et ses débouchés actuels en filières de traitement ou de
valorisation constituent les éléments clés de prise en compte de cette dernière dans un projet de
méthanisation.
Ainsi nous nous concentrerons sur les matières des domaines suivants :
 Industries agroalimentaires (coproduits et déchets)
 Agriculture (effluents d’élevage, résidus de cultures, cultures intermédiaires)
 Déchets organiques domestiques et des gros producteurs
 Déchets verts
 Assainissement

La nomenclature suivante est proposée :
Nous proposons une classification des matières méthanisables (ou substrats) en fonction du
secteur de production. L’approche par secteur ou domaine est la plus pertinente notamment pour
l’exploitation des sources statistiques existantes.
Nous employons, à ce stade, le terme de matières afin de ne pas se limiter à la logique déchets. Il
est important d’intégrer l’ensemble des matières méthanisables produites quelle que soit la
logique actuelle de destination (logique déchets/traitement, logiques produits/valorisation, logiques
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