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)