Le Syndicat interdépartemental pour l'assainissement de l'agglomération parisienne (Siaap) et le Syndicat intercommunal de traitement des ordures ménagères (Syctom) francilien se préparent à traiter en commun des boues de stations d'épuration et des déchets organiques issus des ordures ménagères résiduelles (OMR). Leur projet, Cométha, fait l'objet d'un partenariat d'innovation, une procédure de recherche et développement qui permet aux maîtres d'ouvrage d'obtenir un système de traitement sans mise en concurrence.
A ce stade, quatre groupements sont en lice : CMI et Sources, Suez, Tilia et Vinci Environnement. Deux d'entre eux seront retenus sur la base de leur avant-projet pour réaliser et exploiter un pilote industriel entre fin 2019 et fin 2022. Si l'expérimentation est concluante, un groupement construira et mettra en service une unité industrielle.
Le retour à la terre devient trop difficile
Cométha part du défi auquel font face le Siaap et le Syctom pour valoriser leurs déchets fermentescibles. Jusqu'à maintenant le Siaap privilégiait l'épandage ou le compostage des boues de ses stations de traitement des eaux usées. Mais à l'avenir, l'éloignement des sites et les contraintes imposées à l'épandage rendront plus difficile le recours à cette pratique.
Pour le Syctom la contrainte est règlementaire : l'Etat voulant privilégier la collecte séparée des biodéchets, la réglementation interdit le retour à la terre de la fraction organique résiduelle (FOR) constituée des déchets organiques triés mécaniquement à partir des OMR. Or, le Syctom veut remplacer l'incinérateur d'Ivry-sur-Seine (Val de Marne) par un nouvel incinérateur et une unité de séparation des OMR en plusieurs fractions (FOR, métaux et fraction combustible). L'installation devrait produire de 150.000 à 180.000 tonnes de FOR auxquelles il faudra trouver un exutoire autre que le compostage, l'enfouissement ou l'incinération.
Pour répondre à ces contraintes, les deux opérateurs ont décidé d'allier leurs forces et leur taille : le Siaap et le Syctom traitent l'eau et les déchets de respectivement 9 et 5,8 millions d'habitants. A eux deux, ils prévoient d'investir 90 millions d'euros dans Cométha, en incluant le coût de l'unité industrielle. Celle-ci devra traiter en priorité 76.000 tonnes de FOR et "une proportion significative" de boues d'épuration. L'ajout de 500 tonnes de graisses issues de stations d'épuration et de 20.000 tonnes de fumier équin est aussi envisagé.
Valoriser le carbone, le phosphore et l'azote
Mais, le projet doit encore montrer la pertinence du mélange, car aucune solution n'existe à ce jour pour co-méthaniser ce type de déchets. L'objectif est de maximiser la transformation de la matière organique pour valoriser au mieux le carbone, le phosphore et l'azote. Outre la valorisation des matières énergétiques et agronomiques, l'enjeu est de réduire les déchets ultimes et la charge en phosphore et nitrate de la phase liquide des digestats qui sera renvoyée en tête de station d'épuration. Techniquement, tout est possible, mais le projet impose une contrainte : il faut s'assurer que le bilan énergétique et environnemental est supérieur à celui atteint par les filières de méthanisation séparées. La principale incertitude concerne le bilan énergétique qui doit impérativement être positif. Les quatre porteurs de projet affichent un optimisme sans faille, mais la nature des procédés qu'ils veulent mettre en œuvre suscite des interrogations.
La partie méthanisation de l'installation ne présente pas de difficulté insurmontable. Il faut surtout maximiser la production de méthane. Par contre, le traitement des digestats est plus délicat. C'est à ce stade que l'usine devra extraire un peu plus de méthane, ainsi que le phosphore et l'azote. Bien sûr, de nombreuses solutions existent, mais l'enjeu est de trouver le meilleur compromis entre le coût, la récupération des éléments chimiques et le bilan énergétique de l'ensemble.
Quid du rendement énergétique du traitement des digestats
Pour y parvenir, les projets multiplient les propositions de valorisation des phases liquide et solide des digestats avec des techniques souvent très énergivores. Suez compte utiliser une conversion thermochimique pour séparer les phases et obtenir un syngaz riche en carbone qui sera ensuite transformé par biométhanation. Tilia mise sur la carbonisation hydrothermale pour valoriser la phase solide. CMI et Sources propose de torréfier la phase solide pour produire un biocharbon qui alimentera une chaudière biomasse chargée d'assurer l'autonomie énergique de l'usine.
Parfois, les solutions proposées sont particulièrement innovantes. Le groupement piloté par Vinci Environnement veut traiter les digestats par gazéification en eau supercritique, un procédé développé par le CEA qui permet d'obtenir un syngaz composé, notamment, de méthane et d'hydrogène. Pour augmenter le rendement énergétique global, certains groupements proposent aussi des astuces, à l'image de Suez veut utiliser le CO2 issu de la purification du biogaz pour produire des microalgues qui seront réinjectées dans le méthaniseur.
