Biogaz et biométhane : quelles sont les différences ?
Le biogaz est un combustible gazeux naturel composé de 50 à 70 % de méthane, produit par la digestion anaérobie de résidus organiques. Le biométhane est le résultat de sa purification par un procédé d’upgrading : un gaz contenant 94 % de méthane, équivalent au gaz naturel fossile et pouvant être injecté directement dans le réseau de distribution. Deux ressources renouvelables qui partagent la même origine biologique, mais qui se distinguent par leur composition, leurs usages et leur potentiel d’application.
Qu'est-ce que le biogaz ?
Le biogaz se forme lorsque des bactéries spécialisées digèrent de la matière organique en l'absence d'oxygène. Ce processus se déroule dans des cuves fermées appelées digesteurs, à une température d’environ 35 °C. Le processus se déroule en trois étapes : d’abord, les bactéries décomposent la matière organique en éléments plus petits ; ensuite, une fermentation acide produit des acides et du CO₂ ; enfin, les archées transforment ce CO₂ en méthane.
Que peut-on introduire dans un digesteur ? Pratiquement tous les résidus organiques :
Lisiers et déjections d’élevage
Déchets de l’industrie agroalimentaire (lactosérum, marcs de raisin, déchets de fruits, etc.)
Paille, tiges de maïs et autres résidus agricoles
Fraction organique des déchets ménagers (FODM)
Boues d’épuration
En plus du biogaz, le digesteur produit également du digestat : une matière riche en azote qui agit comme un engrais naturel en remplacement des engrais chimiques.
Le biogaz ainsi obtenu est généralement envoyé vers une installation de cogénération. Là, un moteur à combustion interne le brûle pour produire simultanément de l’électricité et de la chaleur. Une énergie renouvelable produite à partir de déchets.
Qu'est-ce que le biométhane et en quoi est-il différent ?
Le biométhane est un gaz dérivé du biogaz ayant subi un procédé de purification appelé upgrading. Grâce à ce traitement, le CO₂ et les impuretés sont séparés du méthane, ce qui permet d’obtenir un combustible propre dont l’utilisation réduit considérablement les émissions de CO₂.
La différence fondamentale avec le gaz naturel réside dans son origine : le méthane fossile s’est formé pendant des millions d’années sous la surface terrestre et constitue une ressource épuisable ; le biométhane est produit à partir de biomasses résiduelles (déchets biogènes ou matières résiduelles), qui ont poussé en captant le CO₂ présent dans l’atmosphère grâce à l’énergie solaire via la photosynthèse. Il s’agit donc d’une énergie renouvelable.
Le biométhane est également considéré comme neutre en carbone : son utilisation n’entraîne pas d’émissions nettes positives de CO₂ dans l’atmosphère, ce qui le rend beaucoup plus durable que le gaz fossile. En outre, son processus de production contribue au retour de la matière organique dans les sols.
Les principales applications comprennent :
Injection dans le réseau de gaz, en utilisant les infrastructures de transport et de distribution existantes
Carburant pour véhicules (Bio-GNC), destiné aux véhicules fonctionnant au gaz naturel
Transport lourd (Bio-GNL) : avec 600 litres de biométhane gazeux, on obtient un litre de Bio-GNL, idéal pour le transport longue distance avec une autonomie presque doublée par rapport au biométhane comprimé sous forme gazeuse
Production d’énergie dans des installations de cogénération et des réseaux de chauffage urbain. Le biométhane est plus facile à transporter et peut être converti à proximité des points de consommation, ce qui facilite la récupération de l’énergie thermique.
Les différences en résumé
| Biogas | Biometano | |
|---|---|---|
| Metano | 50-70% | ~97% |
| CO₂ residua | Fino al 50% | Meno dell'2% |
| Equivale al gas naturale? | No | Sì |
| Si può immettere in rete? | No | Sì |
| Uso tipico | Cogenerazione (ECOMAX® Biogas) | Rete gas, trasporti, industria |
| Serve un trattamento? | Si, subisce trattamenti di condizionamento | Sì, upgrading (BIOCH4NGE®) |
| Forma fisica | Gas | Gas (Bio-CNG) o liquido (Bio-LNG) |
Le choix entre ces deux solutions dépend du contexte opérationnel. Une installation de cogénération au biogaz est indiquée lorsque l’entreprise a besoin de produire de l’électricité et de la chaleur sur site. La production de biométhane est la solution optimale pour ceux qui souhaitent valoriser le gaz renouvelable par son injection dans le réseau ou sa vente comme biocarburant.
Les deux options ne s’excluent pas mutuellement : des configurations hybrides, dans lesquelles une partie du biogaz alimente le système de cogénération ECOMAX® et le reste est destiné à l’upgrading avec BIOCH4NGE® , permettent de maximiser la flexibilité et les performances économiques.
Le processus d’upgrading : du biogaz au biométhane
Il existe sur le marché différentes technologies d’upgrading, basées sur divers principes physico-chimiques de séparation des gaz. Le système à membranes est le plus répandu et le plus utilisé au monde : des membranes polymères à perméabilité sélective séparent le CH₄ du CO₂, garantissant une purification optimale sans recours à des substances chimiques.
Le processus se déroule en trois étapes :
Filtration du biogaz : élimination de l’eau et des impuretés, compression et refroidissement
Purification : traitement à l’aide de lits de charbon actif en configuration « Lead-Lag », garantissant la continuité du service
Upgrading : séparation du méthane du CO₂, avec production de biométhane à une pression comprise entre 7 et 15 bars, optimale pour l’injection dans le réseau
Les avantages de cette technologie comprennent une grande simplicité d’exploitation, une efficacité élevée avec une faible consommation d’énergie, une excellente évolutivité et une grande flexibilité, y compris le fonctionnement à charge partielle en vue d’éventuelles extensions futures.
Pour compléter l’écosystème, il est possible d’intégrer des solutions de liquéfaction du biométhane en Bio-GNL par procédé cryogénique, ainsi que des solutions de récupération du CO₂ biogénique par distillation cryogénique, permettant d’obtenir du bio-CO₂ liquide d’une pureté supérieure à 99,9 %, adapté aux industries alimentaire et chimique.
Les avantages du biogaz et du biométhane
Économie circulaire. Le biogaz et le biométhane transforment les déchets d’élevage, agro-industriels et urbains en énergie renouvelable. Le digestat peut être utilisé à la place des engrais chimiques, réduisant les coûts de production agricole tout en augmentant la capacité des sols à stocker le carbone.
Indépendance énergétique. La production locale de biométhane réduit la dépendance aux importations étrangères, diversifie le mix énergétique et garantit des prix plus compétitifs. Si elles sont soutenues par un cadre législatif approprié, les installations de production pourraient contribuer, d’ici 2030, à fournir 10 % de l’ensemble du gaz consommé dans l’Union européenne.
