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Potentiel Méthanogène des Plantes gEnergétiques et des Résidus de
CulturesCulturesPartenariats
ENERBIOM/OPTIBIOGAZENERBIOM/OPTIBIOGAZ
LuxCycle
BIONIR/Agrométhane
Philippe DELFOSSE, Sébastien LEMAIGRE, Xavier GOUX,Frédéric MAYER, Anaïs NOO, Jos FLAMMANG, EricNOO, Jos FLAMMANG, Eric SMEKENS, Elodie BOLAND, Bénédicte DE VOS, Céline STEGEN
Pourquoi faut-il promouvoir la
Bi éth i ti C i d l
biométhanisation ?G i d dé h• Biométhanisation : Conversion de la
matière organique en CH4, CO2 neutre, et engrais à haute valeur agronomique
• Gestion des déchets
• Recyclage des intrants (NPK)et engrais à haute valeur agronomique
• Effluents
• Recyclage (Ca, Mg, Se, Br, S, Zn, Fe, Cu, Mn, …)
Mi é li ti ti ll d
Photosynthèse
animaux
• Résidus organiques
• Minéralisation partielle des fumiers/lisiers + assimilables
• Economie d’énergie (N)organiques
• Aliments périmés
• Economie d énergie (N) économie de ressources (PK)
• Réduction des odeurs (80%)• Plantes
énergétiques
( )
• Réduction des pathogènes, toxines, et stock semencier ( d ti ) d l
CH4, CO2
i l bl (adventices) dans les effluents
Energie renouvelableLignine
Département Environnement et Agro-biotechnologies - EVABioénergie
De la production de biomasse à la production de biogaz
OPTIBIOGAZ et ENERBIOM : INTERREG IV A (EU)OPTIBIOGAZ et ENERBIOM : INTERREG IV – A (EU)
BIOGAz-Pilotes : FEDER (EU)
BIONIR & HYPERSPEC: FNR-Lux
AGROMETHANE: Ministère de l’Agriculture
Optimisation de la production de biogaz
(1) Dévelopement de systèmes de production
Optimisation de la production de biogaz
( ) p y pagricoles durables pour les plantes énergétiquesdédiées à la biométhanisation (essais en champs,rotations, nouvelles espèces)rotations, nouvelles espèces)
(2) Optimisation de la transformation de la biomasseen méthane par un suivi et une gestion rapprochésdu processus (potentiel méthanogène, synergieentre les substrats, suivi en ligne et contrôle duprocessus)p )
(3) Développement de nouveaux concepts durablespour la valorisation des sous produits de labi é h i i ( h l di F ili ibiométhanisation (chaleur, digestats, Fertilisationorganique, nuisances olfactives et mouches réduitesen milieu rural).
(4) Conseils et supports scientifiques aux producteurs
Optimisation de la production de biogazOptimisation de la production de biogaz1 digesteur (1 000 litres)
4 CSTR de 100 litres
192 digesteurs batch (2 litres)
Plantes énergétiques sont ensiléesg qAnnuelles: Pérennes:
Chanvre Fétuque élevée
Epautre Panic érigéeEpautre Panic érigée
Maïs Miscanthus
Seigle Sida hermaphrodita
Sorgho, Milletg
•Les récoltes sont ensilées au laboratoire (ensachage sous vide)
•Détermination des teneurs en matière sèche (MS = TS) et en matière organiquesèche (MS TS) et en matière organique sèche (MOS = oTS = VS)
Mesure du potentiel méthanogèneMesure du potentiel méthanogène• Digesteurs (2 litres, 10 g de MOS)• Le substrat est analysé dans l’état !Le substrat est analysé dans l état !• Un compteur à gaz de précision (+/- 2 ml)
mesure le volume de gaz produit• Deux détecteurs IR specifiques au CH4 et au
CO2 permettent de déterminer la composition du biogaz
Sac à du biogaz
• Mésophile (37°C)à
gaz Norme VDI 4630
% CH4
2 l37°C
% CO22 l
Gas meterIR Sensors
Principes de la mesureDigestion anaérobie des substrats en conditions contrôlées avec un inoculum bactérien relativement stable (durée >30 jours)
MOSsubstrate / MOSinoculum 0.5 VDI 4630
inoculum bactérien relativement stable (durée >30 jours).
B d bi éth i d STEP
Inoculum bactérien:• Boue de biométhaniseur de STEP• Consortium diversifié• Digestats prélevés à la ferme
2.50
3.00
70 00
80.00
90.00
100.00% DM% DOM
Digestats prélevés à la ferme • Inclus deux contrôles:
– Boue de STEP seule1 00
1.50
2.00
40.00
50.00
60.00
70.00
– Boue + cellulose microcristalline
0.00
0.50
1.00
0.00
10.00
20.00
30.00
Volumes normalisés (0°C, 1013 mbars)
06/12/200508/03/200613/03/200608/06/200614/07/200609/08/200612/09/200605/10/200611/12/2006Volumes standardisés (valeur relative
par rapport au standard = cellulose)
Modélisation de la production de gaz en fct du temps
Ensilage Maïs 04-05-06 (8 répétitions)
450
CH (ml)=418 2/(1+(t/117 5)-0.882)
350
400
CH4 (ml)=418.2/(1+(t/117.5) )
CH4 potentiel =418.2 ± 6.3A
300
350
)
A9A10Y = A / (1+(t/X°)-b
200
250
CH
4 (m
3/t D
OM
A11B9B10B11C9t (50%) 117 h
Y A / (1+(t/X )
Logistic à 3 paramètresGroot et al 1996
100
150
C C9C10
t (50%) = 117 h
t (90%) = 604 h
Groot et al. 1996
50
100
00 200 400 600 800 1000 1200 1400
hoursX°
BMP / haExemple: potentiel brut en biogaz pour 1 ha de maïs
BMP: CH4 300 Nm3/t MOS4
Bioéthanol (Be)
Biogaz (Lux)g ( )
Combustion (Fr)
Maïs PERU 2 102
Kehlen Rdt MF (t/ha)
GAVOTT61
ROMARIO 58
Influence du site et de la date de récolte sur 3 variétés de maïs cultivéesau Luxembourg.
Variété Site Récolte M S (%) M OS (%) CH4 (m3N/ t M F) CH4 (Nm³/ t M OS)
Peru 2 Rédange 5 / 1 0 / 0 6 1 6 ,3 9 3 ,3 5 2 3 4 3
Kehlen 5 / 1 0 / 0 6 1 8 2 9 3 3 5 8 3 4 1 Kehlen 5 / 1 0 / 0 6 1 8 ,2 9 3 ,3 5 8 3 4 1 Kehlen 1 1 / 1 0 / 0 6 1 7 ,9 9 3 ,2 9 3 3 1 2 Gavott Rédange 5 / 1 0 / 0 6 3 2 ,1 9 6 ,3 1 0 7 3 4 7 Kehlen 5 / 1 0 / 0 6 2 7 ,6 9 5 ,6 9 5 3 5 9 Romario Kehlen 1 1 / 1 0 / 0 6 2 9 ,5 9 5 ,6 1 1 3 4 0 1
• Pas d’effet du site sur le CH4
M arnach 1 1 / 1 0 / 0 6 2 5 ,6 9 6 ,4 9 8 3 9 7
Pas d effet du site sur le CH4
• Pas d’effet de la date de récolte sur le CH4
• Effet de la varitété / CH4: (MF) ROMARIO = GAVOTT > PERU 2• Effet de la varitété / CH4: (MF) ROMARIO = GAVOTT > PERU 2
(MOS) ROMARIO > GAVOTT = PERU 2
MaïsEnsilages ASTA 2006 : Production cumulée de CH4 (MATIERE FRAICHE)
120,0
100,0
GAVOTT
60,0
80,0
4 [N
m³/t
FM
]
40,0
CH
4
PERU 2
0,0
20,0
,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temps [Jours]
Maïs "Peru 2 VEM" (Redange ; 5/10/06) Maïs "Peru 2" (Kehlen ; 5/10/06) Maïs "Peru 2" (Kehlen ; 11/10/06)Maïs "Gavott" (Redange ; 5/10/06) Maïs "Gavott" (Kehlen ; 5/10/06)
PERU 2 est très riche en eau et son potentiel méthanogène (Nm³/t MF) est donc plus faible que celui de GAVOTT
MaïsEnsilages ASTA 2006 : Production cumulée de CH4 (MATIERE ORGANIQUE SECHE)
400,0
300,0
350,0
GAVOTT
200,0
250,0
4 [N
m³/t
DO
M]
PERU 2
100,0
150,0
CH
4 PERU 2
0,0
50,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 450 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temps [Jours]
Cellulose Maïs "Peru 2 VEM" (Redange ; 5/10/06) Maïs "Peru 2" (Kehlen ; 5/10/06)Maïs "Peru 2" (Kehlen ; 11/10/06) Maïs "Gavott" (Redange ; 5/10/06) Maïs "Gavott" (Kehlen ; 5/10/06)
GAVOTT est plus rapidement digéré que Peru 2 bien que leurs potentiels méthanogènes (Nm³/t MOS) soient semblables
METHANERTRÄGE MAIS 2008BIONIR
M th /hTS G h ltT kG üSORTE
METHANERTRÄGE MAIS 2008N m3/ha CH4 Analysen : Methan CRPGL / Trockenmasse ASTA-Labo
Methan/haN m3/ha
TS-Gehalte%
Trocken-masse t/ha
Grünmasset/ha
SORTE
8 31132.7%21.665.8PIAZZA
240
8 58529.5%22.074.8ATLETICO
240
8 12328 2%20 974 4SEIDDI
280
8 12328.2%20.974.4300
LUCATONI 8 16925.6%21.383.3LUCATONI
360
METHANERTRÄGE MAIS 2009BIONIR
M th /hTS G h ltT kG üSORTE
METHANERTRÄGE MAIS 2009N l/ha CH4 Analysen : Methan CRPGL / Trockenmasse ASTA-Labo
Methan/haN m3/ha
TS-Gehalte%
Trocken-masse t/ha
Grünmasset/ha
SORTE
6 10241.0%15.738.2PIAZZA
240
5 62737.3%16.845.0ATLETICO
240
515537 6%15 541 2SEIDDI
280
LUCATONI
515537.6%15.541.2300
5 32432.3%13.842.8LUCATONI
360
2008
120 20
2008
60
80
100
10
12
14
16
18
Pluie
2008
Rendement élevé
20
40
60
2
4
6
8
10Temp. moyenne
Pluviométrie favorable
0Jan-08
Feb-08
Mar-08
Apr-08
May-08
Jun-08
Jul-08
Aug-08
Sep-08
Oct-08
Nov-08
Dec-08
0
2
2009
160
18
20
80
100
120
140
10
12
14
16
18
Pluie
2009
20
40
60
80
2
4
6
8
10Temp. moyenne Rendement faible
Pluviométrie 0
Jan-09
Feb-09
Mar-09
Apr-09
May-09
Jun-09
Jul-09
Aug-09
Sep-09
Oct-09
Nov-09
Dec-09
0
2
défavorable
S hSucro sorgho 52
Redange Rdt MF (t/ha)
Sorgho Susu 43
Piper 29
Influence de la date de récolte et de la variété sur des ensilages de sorgho
Variété Récolte M S (%) M OS (%) CH4 (m3N/ t M F) CH4 (Nm³/ t M OS)
Sucro sorgho 2 2 / 0 9 / 0 6 1 6 6 9 1 8 5 8 3 8 1 3
cultivé à Redange, Luxembourg.
Sucro sorgho 2 2 / 0 9 / 0 6 1 6 ,6 9 1 ,8 5 8 3 8 1 ,3Susu 2 0 ,0 9 3 ,6 7 0 3 7 6 ,0 Piper 2 5 ,2 9 3 ,8 8 0 3 3 8 ,2 Sucro sorgho 0 5 / 1 0 / 0 6 1 8 ,0 9 2 ,7 6 0 3 5 8 ,6g , , ,Susu 2 0 ,0 9 3 ,5 7 1 3 7 7 ,9 Piper 2 3 ,3 9 3 ,7 5 3 2 4 1 ,5
• Effet hautement significatif de la variété sur le CH4
MOS: Susu = Sucro sorgho > Piper
MF: Susu > Piper > Sucro sorgho
• Pas d’effet de la date de récolte sur le CH4
VERSUCHSRESULTATE SORGHUM - ERNTE 2009STANDORT : PLETSCHTERHOF BIONIRAussaat : 18.06.09 Erntetermin : 16.10.09
26 4%155.0
HERCULES
BIONIR
30,0%
26,4%149,0
135 0
145.0
SUCROSORGO GREEN GRAZER
CA 25 MAJA30,0%134,026,4%
131,7
125.522,4%132,4
125.0
135.0
SE d
t/ha
CSABA
GREEN GRAZER
KSH 6301
26,2%109,4
21,6%113,2
20,5%105.0
115.0
CK
ENM
ASS NUTRI HONEY KSH 6301
3
30,5%88,919,9%
,108,7
85 0
95.0TRO
C
ARONPIPER
Methanerträge 2009 - N m3/ha CH4GK CSABA : 4731 m3/ha (13,7 t TM)PIPER : 3145 m3/ha (9,7 t TM)MAJA : 5049 m3/ha (15,0 t TM)
86,1
19,3%69 4
75.0
85.0
RONA 1
( , )SUCRO SORGHO : 4872 m3/ha (13,5 t TM)CA 25 : 4567 m3/ha (12,7 t TM)HERCULES : 5652 m3/ha (15,3 t TM)mittlere TS-Gehalte : 29,4 %69,4
65.018.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0
TROCKENSUBSTANZGEHALTE IN %
mittlere TS Gehalte : 29,4 %A l CRP GL
TournesolPlante entière (MF):
Fleur = 38%
Tige = 62%
Effet de la date de semis, de la date de récolte et de l’organe ensilé (fleur,tige, fleur+tige). Variété ALISON, Everlange 2006.Organes Semis Récolte M S (%) M OS (%) CH4 (m3
N/ t M F) CH4 (m3N/ t M OS)Organes Semis Récolte M S (%) M OS (%) CH4 (m N/ t M F) CH4 (m N/ t M OS)
Fleur + Tige Précoce 2 4 / 0 8 / 0 6 2 3 ,1 8 5 ,6 7 3 3 6 8 Fleur 2 6 ,5 9 3 ,5 1 0 9 4 4 2 Tige 1 5 ,8 8 2 ,0 4 0 3 0 9 Fleur + Tige Précoce 2 1 / 0 9 / 0 6 2 6 ,4 8 8 ,0 1 0 5 3 6 1 Fleur 3 3 ,0 8 8 ,0 1 2 6 4 3 3 Tige 2 2 ,0 8 5 ,3 4 7 2 5 2 Fleur + Tige Tardif 2 1 / 0 9 / 0 6 1 5 ,7 8 6 4 3 3 1 6Fleur 1 3 ,5 8 9 6 8 5 6 8 Tige 1 3 ,0 8 0 2 7 2 6 3
•Effet hautement significatif de l’organe (Fleur > Tige = Plante entière)
•Effet de la date de semis uniquement en terme de MFq
•Pas d’effet de la date de récolte
Tournesol
Ensilages ASTA 2006 : Production cumulée de CH4 (MATIERE FRAICHE)
(fleur, tige, fleur+tige), ALISON, Everlange 2006.
120,0
140,0
Fleurs (semis précoce, récolte tardive)
80 0
100,0
FM]
60,0
80,0
CH
4 [N
m³/t
F
20,0
40,0
Tiges (semis tardif, récolte tardive)0,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Temps [Jours]
Tournesol "Alison" (Tête+Tiges ; DOS1 ; 24/08/06) Tournesol "Alison" (Tête ; DOS1 ; 24/08/06)T l "Ali " (Ti DOS1 24/08/06) T l "Ali " (Têt Ti DOS1 21/09/06)
Tiges (semis tardif, récolte tardive)
Tournesol "Alison" (Tiges ; DOS1 ; 24/08/06) Tournesol "Alison" (Tête+Tiges ; DOS1 ; 21/09/06)Tournesol "Alison" (Tête ; DOS1 ; 21/09/06) Tournesol "Alison" (Tiges ; DOS1 ; 21/09/06)Tournesol "Alison" (Tête+Tiges ; DOS2 ; 21/09/06) Tournesol "Alison" (Tête ; DOS2 ; 21/09/06)Tournesol "Alison" (Tiges ; DOS2 ; 21/09/06)
Tournesol
Ensilages ASTA 2006 : Production cum ulée de CH4 (M ATIERE ORG ANIQ UE SECHE)
(fleur, tige, fleur+tige), ALISON, Everlange 2006.
500,0
600,0
Fl Fl Fl400,0
DO
M]
Fleur Fleur Fleur
200,0
300,0
CH
4 [N
m³/t
100,0
TigeTigeTige
0,00 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Tem ps [Jours]
Cellulose Tournesol "A lison" (Tête+T iges ; DO S1 ; 24/08/06)Tournesol "A lison" (Tête ; DO S1 ; 24/08/06) Tournesol "A lison" (T iges ; DO S1 ; 24/08/06)Tournesol "A lison" (Tête+T iges ; DOS1 ; 21/09/06) Tournesol "A lison" (Tête ; DO S1 ; 21/09/06)Tournesol A lison (Tête+T iges ; DOS1 ; 21/09/06) Tournesol A lison (Tête ; DO S1 ; 21/09/06)Tournesol "A lison" (T iges ; DO S1 ; 21/09/06) Tournesol "A lison" (Tête+T iges ; DO S2 ; 21/09/06)Tournesol "A lison" (Tête ; DO S2 ; 21/09/06) Tournesol "A lison" (T iges ; DO S2 ; 21/09/06)
Tournesol KW 0411 42
Redange Rdt MF (t/ha)
Eff t d l d ité d i t d l d t d é lt l il
HELIAROC 30
Variété densité de semis Récolte M S (%) M OS (%) CH4 (m3N/ t M F) CH4 (m3
N/ t M OS)
Effet de la densité de semis et de la date de récolte pour les ensilagesobtenus à partir des variétés KW 0411 et HELIAROC. Redange, 2006.
N N
KW 0 4 1 1 1 0 0 0 0 0 2 0 / 0 9 1 9 ,6 8 4 ,0 7 2 4 3 9 8 0 0 0 0 2 2 / 0 9 1 7 ,4 8 7 ,4 6 3 4 1 4 1 0 0 0 0 0 0 9 / 1 0 1 9 ,7 8 6 ,7 6 8 3 9 9 8 0 0 0 0 0 9 / 1 0 2 2 ,7 8 8 ,7 8 1 4 0 5 HELIAROC 1 0 0 0 0 0 2 0 / 0 9 2 4 ,0 8 4 ,5 7 5 3 7 3 8 0 0 0 0 2 2 / 0 9 2 0 ,8 8 9 ,6 7 3 3 9 1
1 0 0 0 0 0 0 9 / 1 0 2 2 3 8 8 2 9 2 4 7 0 1 0 0 0 0 0 0 9 / 1 0 2 2 ,3 8 8 ,2 9 2 4 7 0 8 0 0 0 0 0 9 / 1 0 2 4 ,6 8 5 ,3 8 8 4 1 8
•Pas d’effet significatif de la densité de semis sur la MS et le CH4
•MS: HELIAROC > KW 0411
•CH4: Récolte précoce pour KW 0411, tardive pour Heliaroc ?
METHANERTRÄGE SONNENBLUMEN 2008/ C C G / S
BIONIR
MethanTS-GehalteTrocken-GrünmasseSORTE
N l/ha CH4 Analysen : Methan CRPGL / Trockenmasse ASTA-Labo
MethanN m3/ ha
TS Gehalte%
Trockenmasse t/ha
Grünmasset/ha
SORTE
3 50225.5%8.633.8HELIAROC
4 68024.8%12.650.6METHASOL
4 47925.8%10.741.6JOANA
METHAROC
4 47925.8%10.741.6
5 24521.9%13.159.7METHAROC
METHANERTRÄGE SONNENBLUMEN 2009N l/ha CH4 Analysen : Methan CRPGL / Trockenmasse ASTA-Labo
BIONIR
MethanN m3/ ha
TS-Gehalte%
Trocken-masse t/ha
Grünmasset/ha
SORTE
N l/ha CH4 Analysen : Methan CRPGL / Trockenmasse ASTA Labo
4 45025 1%11 746 6ELECTRA 4 45025.1%11.746.6ELECTRA
4 62924.5%12.149.3FABIOLA
5 51726.4%14.354.3METHASOL
4 55621 8%12 557 5METHAROC 4 55621.8%12.557.5METHAROC
VERSUCHSRESULTATE SONNENBLUMEN - ERNTE 2009STANDORT : PLETSCHTERHOF BIONIRSTANDORT : PLETSCHTERHOF
Aussaat : 21.05.09 Erntetermin : 17.09.09150,0
BIONIR
26,4 %143,4
140,0METHASOL
21,8 %125,2
24,5 %121 0t TM
130,0
SSE
dt/h
a METHAROC
FABIOLA,
25,1 %117,0t TM
121,0t TM
120,0
OC
KEN
MA
S
ELECTRA
Methanerträge 2009N l/ha CH4ELECTRA : 4449,7 m3/ha (11,7 t TM)
24,1 %107,2
25,5 %
110,0
TRO ELECTRA
SB DSV 1
FABIOLA : 4628,9 m3/ha (12,1 t TM)METHASOL : 5517,1 m3/ha (14,3 t TM)METHAROC : 4555,6 m3/ha (12,5 t TM)SB DSV1 : 3778,7 m3/ha (10,7 t TM)mittlere TS Gehalte : 24 4 % ,
102,9
90,0
100,0JOANA
mittlere TS-Gehalte : 24,4 %Analysen : CRP-GL
90,021,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0
TROCKENSUBSTANZGEHALTE IN %
Echantillons ENERBIOM
Echantillon Culture Biogaz final Biogaz final MéthaneEchantillon Culture Biogaz final Biogaz final MéthanemL/gMF mL/gMOS %
2008 Fr et De Fétuque 153 594 612009 De Fétuque 198 729 602009 Fr Fétuque 146 604 612009 Fr Sorgho 142 615 612009 Fr Sorgho 142 615 612009 De Maïs 254 713 55
Pour comparer les rendements en CH4/ha il faut encore considérer leCH4/ha il faut encore considérer le nombre de coupes pour la fétuque et les rendements en MS/ha !!!
Maïs - Sorgho – Tournesol ?Maïs Rendements élevés: MF: 40-100 t/ha MS: 14-23 t/ha
CH 50 100 3 /t MF 300 400 3 /t MOSCH4: 50-100 m3N/t MF ou 300-400 m3
N/t MOS
MS: 17-35% Ensilage aisé huile (+/- 12% grain)
Phytotechnie bien connue monoculture érosion des solsPhytotechnie bien connue, monoculture érosion des sols
Sorgho Rendements modérés: MF: 30-88 t/ha MS: 8-14 t/ha
bonne performance si saison sèche pfs même supérieur au maïsbonne performance si saison sèche pfs même supérieur au maïs
CH4: 53-80 m3N/t MF ou 240-380 m3
N/t MOS
MS: 16-25% Ensilage délicatMS: 16 25% Ensilage délicat
Phytotechnie apparentée au maïs, semis plus dense et plus tard (fin mai début juin)
Tournesol Rendements modérés: MF: 30-50 t/ha MS: 8-13t/ha
CH4: 70-90 m3N/t MF ou 370-470 m3
N/t MOS
MS: 15-28% Ensilage délicatSubstrats Production théorique
de biogazComposition théorique
de biogaz
Graines riches en huile (45-50%)Nl/kg DOM CH4 (%) CO2 (%)
hydrates de carbone 746 50 50Lipides 1390 72 28Proteines 800 60 40
Miscanthus(Eric A Smekens)(Eric A. Smekens)
Influence de la date de récolte sur l’ensilage de Miscanthus
Bi Bi StD CH4/BiEnsilage M.S. [%] M.O.S. [%]
Biogaz [Nm³/t MOS]
Biogaz [Nm³/t MF]
StDev Biogaz [%]
CH4/Biogaz [%]
07/23.09.08 38.1 95.5 366.0 133.4 1.6 60.507/04 10 08 37 6 95 4 370 6 132 9 0 8 61 207/04.10.08 37.6 95.4 370.6 132.9 0.8 61.207/11.10.08 37.3 94.4 376.4 132.5 7.4 61.508/27.09.08 26.5 92.1 542.1 132.1 7.3 59.2
• MF: Pas de différence de production finale (~ 130 Nm3 Biogaz / t M.F.)
• MOS: Tendance vers un BMP plus élevé si récolte mi-octobre
• Ensilage de produit « vert » = performances nettement supérieures aux d it é lté déb t d’ t d l’ é i t l l t tiproduits récoltés en début d’automne de l’année suivant la plantation
(~ 540 Nm³ Biogaz / t M.O.S. contre ~ 370 Nm³ Biogaz / t M.O.S.).
Echantillons de végétaux ne représentant pas de risquespas de risques
=> Taux de CH4 toujours supérieur au taux de CO2 au cours de la digestion
Dénomination M.S. [%] M.O.S. [%] Moy. Biogaz[Nm3/t M.O.S.]
Moy. Biogaz[Nm3/t MF]
CH4/Biogaz[%]
t50% [j] t90% [j]
Poussières de chanvre 83,6 77,1 366,2 236,1 57,4 3,0 12,5P iè d li 47 2 52 4 283 5 70 1 66 4 5 0 30 0
cours de la digestion
Poussières de lin 47,2 52,4 283,5 70,1 66,4 5,0 30,0Poussières de céréales 88,9 94,8 589,0 495,9 54,7 4,0 13,5
Déchets de céréales 33,2 91,6 734,6 584,3 56,4 2,5 6,0Issues de céréales 85.2 91.1 713,1 553,3 55,0 3,5 18,5
Menue paille de blé 88,6 90,0 475,3 379,0 57,3 7,0 20,0Menue paille de blé 88,6 90,0 475,3 379,0 57,3 7,0 20,0Menue paille d'avoine 87,8 94,2 538,7 445,3 57,0 7,0 23,0
Grain d'avoine 91,4 97,4 607,7 540,9 44,0 10,0 30,5Grain de blé 91,1 97,7 701,3 624,4 54,4 7,0 18,0
Grain de seigle 90,9 98,1 728,8 649,8 52,5 5,0 14,5Grain d'orge 91,4 97,2 665,0 590,7 55,4 7,5 24,0
Grain de triticale 91,0 98,0 718,1 640,7 53,1 5,5 15,0Résidu de
pressage de colza20,0 100,0 791,0 158,0 67,2 4,5 13,5
Tabac en poudre 92 5 67 1 521 0 323 0 59 0 2 0 9 0Tabac en poudre 92,5 67,1 521,0 323,0 59,0 2,0 9,0Tubercules de
pomme de terre 20,0 95,1 820,0 155,7 53,6 3,5 11,5
Déchets verts et tontes 33,6 66,6 260,3 58,3 62,0 2,5 21,0Amaranth 24,1 87,3 576,9 121,3 56,1 3,0 25,0
Topinambour 31,4 91,1 453,0 129,5 54,7 3,0 27,0Pulpe de café congelée 16,6 92,4 519,6 79,7 56,8 2,5 21,0Pulpe de café ensilée 13,65 89,70 769,0 94,2 57,8 3,0 21,0
Pistache (et autre fruits secs) 96,6 72,8 603,6 424,6 66,0 3,5 14,0
Echantillons de végétaux représentant un risquereprésentant un risque
=> Inversion des taux de CH4 et CO2 au début de la digestion
Epluchures Céleris-Concombres-Choux (Bonduelle) : Production cumulée de CH4 (MATIERE ORGANIQUE SECHE)(MATIERE ORGANIQUE SECHE)
500.0
600.0
400.0
H4
[Nm
³/t D
OM
]
200.0
300.0
duct
ion
cum
ulée
de
CH
100.0
Prod
CH4
0.00 5 10 15 20 25 3
Temps [Jours]
CO2
Echantillons de végétaux représentant un risquereprésentant un risque
=> Inversion des taux de CH4 et CO2 au début de la digestion
Dénomination M.S. [%] M.O.S. [%] Moy. Biogaz[Nm3/t M O S ]
Moy. Biogaz[Nm3/t MF]
CH4/Biogaz[%]
t50% [j] t90% [j][Nm /t M.O.S.] [Nm /t MF] [%]
Fleurs de houblon 16,6 90,3 366,2 55,0 60,9 11,0 23,0Glumes de maïs 89,5 97,4 583,7 508,7 55,3 6,5 27,0
Colza 16,94 91,2 609,6 94,2 / 5,4 22,5Epluchures de 10 2 84 5 829 9 71 3 58 5 3 0 11 0Epluchures de
pomme de terrre 10,2 84,5 829,9 71,3 58,5 3,0 11,0
Résidus pommes de terre 11,9 93,2 926,8 103,1 52,3 2,5 6,0Epluchure céleris
- concombre - choux 5,6 82,0 863,6 39,8 55,4 3,0 7,5
Radicelles de betterave 12,6 84,6 735,7 78,5 53,0 1,5 11,5Melons 18,8 88,9 472,4 79,1 53,2 1,0 6,5
Pommes 16,2 89,2 791,3 114,1 48,9 2,0 8,0Déchet de moutarde 12,1 85,6 1304,9 +/- 220,8 134,9 +/- 22,8 69,9 7,0 13,5
Déchets de coton 89,8 96,8 420,0 365,0 56,7 19,5 39,5Soluble de blé 20,5 92,6 761,5 144,9 56,8 2,0 11,5Paille de maïs 90,3 98,0 469,4 415,3 53,4 15,5 23,5
Herbe 37,5 91,1 602,5 205,6 / 6,0 25,0Carotte 11,6 93,3 849,6 91,6 57,9 2,5 13,0
Sons de moutarde 44,5 84,7 721,2 271,9 64,4 12,0 24,5
Nm3 / t matière brute
Merci pour votre attention !p
Cultures utilisées pour Lux-CycleLux Cycle
• Eté:Ch
Pesticides– Chanvre– Maïs– Sorgho– Tournesol
• Hiver:– OrgeOrge– Avoine
Seigle– Seigle– Triticale
Production annuelle de biomasse: 2004-2005Production annuelle de biomasse: 2004 2005Biomasse produite annuellement (MS t/ha)
25 21.3 21.818 9 19.5
10.413 2 9 9
20
18.9
17.713.2 8.9
7
9.9
10
15
MS
(t/ha
)
Eté 2005
Hiver 2004/2005
10.98.6 10 8.7 9.65
0Triticale
TournesolOrge Sorgho Epeautre
ChanvreSeigle Maïs Moyenne
T iti l
Tournesol Sorgho Chanvre Maïs
O E t S i lTriticale Orge Epeautre Seigle
Production annuelle de biomasse: 2005-2006Biomasse produite annuellement (MS t/ha)
25
19.4 20.3 20.4 18.8 19.8
5.6 8.3 6.9
8.27.3
15
20
a)
13 8 13 5
10MS
(t/h
a
Eté 2006Hiver 2005/2006
13.812 13.5
10.612.5
5
0Triticale
TournesolOrge
SorghoEpeautreChanvre
Seigle Maïs Moyenne
Triticale
Tournesol Sorgho Chanvre Maïs
Orge Epeautre Seigle
Production annuelle de CH4 par hectare 2004 20052004-2005
CH4 produit annuellement (Nm3/ha) 2004-2005
8000 7061
6000
7000 5970
48724479
5595
2611 4565
19382113
28074000
5000
( Nm
3/ha
)
Eté 2005/
4479
3359 2934
2113
27892000
3000CH
4 Hiver 2004/2005
2497 2934 2366 2789
0
1000
TriticaleTournesol
OrgeSorgho
EpeautreChanvre
Seigle Maïs Moyenne
Triticale
Tournesol Sorgho Chanvre Maïs
Orge Epeautre Seigle
Production annuelle de CH4 par hectare 200 20062005-2006
CH4 produit annuellement (Nm3/ha) 2005-2006
57246003 5597
7000
5724 6003
5483 55975392 5483
1485 21561432
291
18105000
6000 5393 5483 5597
2166
3000
4000
(Nm
3/ha
)
AdventicesEté 2006
4239 3847 39613026
3864 37882000
3000
CH4 Eté 2006
Hiver 2005/2006
3026
0
1000
0Triticale
TournesolOrge
SorghoEpeautreChanvre
SeigleMaïs
Avoine Moyenne
Triticale
Tournesol Sorgho Chanvre Maïs
Orge Epeautre Seigle Avoine
Conclusions• Le concept agronomique et « biologique » de production bisannuelle de biomasse• Le concept agronomique et « biologique » de production bisannuelle de biomasse
produit en moyenne annuellement 5 600 Nm3 de CH4/ha
• Soit 4 fois plus d’énergie qu’un ha de colza (biodiesel)Soit 4 fois plus d énergie qu un ha de colza (biodiesel)
• Soit 2 jours de consommation d’une cogénération de 300 KWel
• Le binôme Orge/Sorgho est à prioris le plus productif et permet deLe binôme Orge/Sorgho est à prioris le plus productif et permet de
6 000 à 7 000 Nm3 de CH4/ha annuellement
• E 2004 2005 l d ti d CH hi l t é i l t à l d ti• En 2004-2005 la production de CH4 hivernale est équivalente à la production estivale
• En 2005-2006 70% de la production de CH4 est obtenue à partir de la biomasseEn 2005 2006, 70% de la production de CH4 est obtenue à partir de la biomasse produite en hiver
• Importance de maintenir une diversification dans le cycle de culture pour limiter le développement des pathogènes et des adventices
• Les adventices contribuent à la production de CH4
• La directive EU nitrate limitant l’apport en Norg empêche le développment d’un tel concept ! (BE: 115 kg/ha, LU: 170 kg/ha)
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