Émissions de méthane de l'entreposage du digestat dans une installation de production de biogaz à partir de fumier de bovins laitiers

Une grande partie des fermes laitières utilisent des systèmes d’entreposage du lisier. Celui-ci peut servir à produire du biogaz, ce qui peut atténuer les émissions de gaz à effet de serre (GES), comme le méthane (CH4). Le biogaz est un mélange de méthane, de dioxyde de carbone (CO2) et de petites quantités d’autres gaz. Il peut être capté et utilisé pour produire de l’électricité et de la chaleur. Les biodigesteurs captent les gaz produits qui s’échapperaient normalement dans l’atmosphère à partir de l'entreposage du fumier de vaches laitières. Les biodigesteurs reçoivent le fumier comme intrant et le transforment en différents produits : biogaz, électricité, chaleur et digestat, ce dernier étant la matière organique résiduelle de la digestion anaérobie. Le digestat doit être entreposé dans de grands réservoirs à ciel ouvert jusqu’à ce qu’il puisse être appliqué aux champs comme engrais. Durant l'entreposage, il peut y avoir production de CH4, ce qui neutralise une partie des avantages en termes de GES du biogaz. On connaît touefois mal la quantité d’émissions produite par le digestat. Le but de l’étude était de quantifier les émissions de CH4 tout au long de l’année d’un réservoir d'entreposage de digestat, d’examiner la relation entre les émissions et les facteurs déterminants, et de comparer ces résultats à un ensemble de données similaires sur les émissions de fumier non traité mesurées au cours d’une année avant la mise en fonction du biodigesteur. Cette étude a eu lieu dans une ferme commerciale de l’Ontario, où un système de biodigesteur a été mis en fonction en mai 2012. Une approche fondée sur le bilan massique micrométéorologique a été utilisée pour mesurer les flux de CH4. Les émissions annuelles totales de CH4 provenant du digestat étaient de 1,0 kg m−3 année−1, ce qui était de 85 % inférieur aux émissions du fumier non traité. La masse mensuelle moyenne de solides volatils (SV) dans le réservoir d'entreposage a été réduite de 32 %, les solides volatils représentent les substances du digestat qui peuvent être transformées en biogaz. Les émissions annuelles de CH4 mesurées par les SV étaient de 26 g kg−1 SV année−1 pour le digestat et de 76 g kg−1 SV année−1 pour le fumier, laissant supposer que les SV dans le digestat se prêtent moins à la production de CH4 (moins digestibles). Nous avons constaté que la température du digestat était le principal facteur déterminant les émissions de CH4 et qu’elle était plus fortement corrélée à la production d’émissions à toutes les profondeurs du digestat par rapport au fumier non traité. Cette étude a montré une réduction des émissions de CH4 à l’échelle des installations par la digestion conjointe du fumier de bovins laitiers et de matières provenant de l’extérieur de la ferme avec un temps de rétention hydraulique de 60 jours suivi d’une séparation solides-liquide. Ces données sont utiles pour déterminer les avantages environnementaux des installations de digestion anaérobie à la ferme.