En 1776, lors d'une promenade, Alessandro Volta, Physicien-Chimiste, observa que du gaz se libérait d'un marais.
Il étudia ce phénomène, fit des expériences et mit en évidence que le "gaz des marais" était inflammable.
En 1787, Antoine Lavoisier, Chimiste, lui donna le nom de "gas hidrogenium carbonatrum".
Le terme de "méthane" fut proposé en 1865 et ratifié en 1892 lors d'un congrès international de nomenclature chimique.
Le gaz des marais contient une forte proportion de méthane provenant de la décomposition des déchets organiques végétaux des marécages.
La présence de ce gaz fut mise en évidence dans d'autres milieux, dont le fumier, et l'on attribua son origine à l'activité microbienne se développant dans des milieux anaérobies.
Destinée à l'éclairage des rues de la ville, la première installation produisant du méthane voit le jour à Exeter en Grande-Bretagne au début du 20ème siècle.
La production de méthane par l'agriculture ancestrale, les marais et, entre autres, par la décomposition dans les forêts, maintenait l'équilibre nécessaire à une atmosphère filtrant suffisamment les rayons du soleil (indispensable pour éviter la glaciation).
C’est cet équilibre, actuellement appelé "neutralité carbone" qu'il faut retrouver. Il ne s’agit pas d’émettre seulement zéro CO2, mais d’en produire juste ce qu'il faut pour que le réchauffement climatique ne devienne pas irréversible.
L’élevage ne date pas d'hier et la production de méthane par les fumiers et des lisiers mis au champ (aérobie) est relativement faible.
La méthanisation est un procédé artificiel qui, de par la digestion anaérobie (sans oxygène) de matières organiques, optimise la production de méthane. Mais elle nécessite de chauffer les cuves des digesteurs.
La méthanisation et donc les déchets issus de la biomasse, qu'il viennent de l'agriculture, des ménages, des collectivités ou des entreprises fait l'objet de beaucoup d'efforts des communicants. Le gaz produit est appelé frauduleusement "biogaz" ou "gaz vert" car il n'a rien de bio ni d'écologique. Il peut être transformé en chaleur, en électricité, être injecté dans le réseau de gaz naturel après épuration ou utilisé en carburant pour véhicules.
Pour y voir plus clair, quelques élément à retenir :
- Le gaz "fossile" EST "naturel", il a été fabriqué par la nature, par des microorganismes, des archées (1), pendant des millénaires. Avant la méthanisation, il était qualifié de "naturel" par GDF. Le gaz fossile EST naturel, alors que le biogaz ne l'est pas puisqu'il nécessite des machineries.
- Quand on produit du méthane pour l'injection, on commence par produire du "biogaz", qui contient 40 à 55 % de CO2, lequel est rejeté directement dans l'atmosphère.
- Ce méthane, du "bio-CH4", est distribué par GRTGaz et GRDF via leurs réseaux (entraînant des fuites) puis, brûlé (pour le chauffage, etc.), il génère un second rejet dans l'atmosphère car la combustion finale du méthane c’est : CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. C'est donc une énergie carbonée.
- La chimie est têtue, le CH4 en combustion produit du CO2 et de la vapeur d'eau qui est aussi un GES (gaz à effet de serre) mais qui disparait très vite. Il n'y a aucune différence entre du CH4 issu du gaz fossile (le gaz naturel) et du CH4 issu de la méthanisation, fut-il qualifié de "biométhane", ce qui est une escroquerie intellectuelle. Le gaz distribué c'est à 97% du méthane (naturel fossile ou de méthanisation), c'est à dire du CH4 que l'on brûle.
- Le CH4 est également un GES de 28 à 80 fois plus nocif pour le climat que le CO2 s’il est envoyé tel quel dans l'atmosphère (d’où des inquiétudes si il y a des fuites même légères !).
- Il faut différencier le "biogaz" et le "biométhane".
- Le biogaz est celui qui sort du digesteur, il contient CH4 (60% max.), CO2 (40% typique) et le reste comme NH3, N2, H2S ... On peut brûler le biogaz dans un cogénérateur pour faire de l'électricité et récupérer la chaleur du cogénérateur pour chauffer ce qu'il y a à chauffer. Mais le rendement est médiocre, typique 40%. Si l’on injecte l'électricité sur le réseau EDF c'est encore pire à cause des pertes en ligne. Donc tout devrait être utilisé en circuit court uniquement.
- Le biométhane c’est du biogaz épuré à au moins 95% pour pouvoir être injecté dans le réseau de gaz national ou régional. C'est une étape qui a nécessité l'épuration (induisant un coût financier et énergétique), la compression (le réseau est sous pression) puis l'injection. Le rendement est donc lui aussi médiocre. Si le réseau fuit (GRDF annonce jusqu'à 1%) cette fois on émet du CH4. C'est une horreur climatique.
- A la fin du process, il reste des résidus appelés digestats utilisés comme fertilisants.
Deux types de déchets sont méthanisables.
Les effluents liquides :
- les effluents agro-alimentaires,
- les effluents d'élevage (lisiers),
- les eaux résiduaires, urbaines ou industrielles,
- les boues d'épuration.
Les déchets solides organiques :
- les déchets agricoles : substrats végétaux solides, déjections animales,
- les déchets collectifs : déchets alimentaires, textiles, déchets verts, emballages, etc....,
- les déchets industriels : déchets de transformation des industries animales et végétales.
(1) Les archées sont des micro-organismes unicellulaires procaryotes (il n'y a pas de noyau dans la cellule). Leur taille varie entre 0,1 et 15 microns et elles vivent dans à peu près tous les milieux. On trouve des archées dans des milieux extrêmes (anaérobies, à forte salinité, très chauds ou à grande profondeur).