Le biogaz est un type de gaz ou un type d’énergie obtenu à partir d’un processus appelé "méthanisation". Il s’agit de laisser se dégrader, dans un environnement privé d’oxygène, des matières organiques comme les déchets agricoles, ménagers, industriels ou encore des boues de station d'épuration. Lors de cette fermentation, il se dégage un gaz particulier : le biogaz. Il est essentiellement constitué de méthane, composant identique à ce qui compose majoritairement le gaz naturel.

À noter que ce processus de méthanisation peut se dérouler de façon naturelle (dans un marais par exemple) ou être recréé de façon artificielle par l’homme (digesteur).

Biogaz : quel usage ?

Par son côté écologique et renouvelable, le biogaz est une ressource énergétique d’avenir, capable de couvrir une partie des besoins en gaz de la planète. Il remplace le gaz naturel dans tous ses usages sur lieu de production ou par injection dans les réseaux de gaz naturel par exemple pour : 

• la production d’électricité dans un moteur à gaz ;
• le chauffage dans des serres en agriculture ;
• l’alimentation en carburant pour des voitures au gaz.

Avant injection dans le réseau, le biogaz produit est épuré, contrôlé et odorisé pour posséder toutes les caractéristiques du gaz naturel.

La biomasse désigne l'ensemble des matières organiques putrescibles, d’origine végétale et animale, à l'instar des déchets de bois et des résidus verts. Le processus biochimique – communément appelé méthanisation de la biomasse – se distingue de la chaîne gazière traditionnelle, mais poursuit les mêmes objectifs : fournir aux consommateurs l’énergie d’origine renouvelable nécessaire à la production d’eau chaude et de chauffage. Zoom sur les grands principes de ce procédé et ses atouts pour l'environnement.

Méthanisation de la biomasse : définition et fonctionnement 

La méthanisation de la biomasse consiste à isoler en milieu fermé les matières organiques qui composent la biomasse, de manière à ce qu’elles se décomposent sous l'action de bactéries – dont l’action suppose une absence totale d'oxygène. On parle également de fermentation anaérobie pour évoquer le procédé. 

La méthanisation de la biomasse permet d’obtenir : 

• un combustible du nom de biogaz qui contient du dioxyde de carbone (CO₂), du méthane (CH₄) et du sulfure d'hydrogène (H₂S),
• du digestat, un résidu valorisable comme compost fertilisant dans le domaine de l'agriculture. 

Le biogaz produit par ce procédé s’emploie pour les mêmes usages que le gaz naturel. Il alimente les chaudières avec en prime la possibilité de produire de l’électricité et de servir de carburant automobile.

Que peut-on méthaniser ? 

Nous l'avons évoqué plus tôt, la biomasse englobe un large éventail de matières organiques d’origine végétale ou animale, issues de la filière des déchets. Par exemple, il est possible de méthaniser : 

• des déchets d'origine industrielle (secteur animal et végétal),
• des déchets solides d'origine agricole : déjections des animaux d'élevage, substrats végétaux, etc.,
• du bois, de la sciure de bois et autres dérivés,
• des journaux,
• des emballages,
• des déchets textiles. 

Il est également possible d’exploiter des effluents liquides, c'est-à-dire les eaux usées, comme les lisiers, les boues d'épuration et les effluents d'origine agro-alimentaire.

Les déchets constituant la biomasse sont collectés à l'intérieur d'une cuve cylindrique : le méthaniseur, également appelé digesteur. Le méthaniseur est hermétiquement fermé. C’est cette absence d'air, et plus précisément d'oxygène, qui active les réactions biologiques, autrement dit l'action des bactéries. 

En quoi consiste le processus de méthanisation ?  

On identifie trois étapes distinctes au cours du processus de méthanisation de la biomasse : 

• Hydrolyse et acidogénèse : les macromolécules complexes comme les protéines et les lipides se transforment en éléments plus simples comme des acides aminés et des acides gras.
• Acétogénèse : des micro-organismes (bactéries) transforment les éléments obtenus par acidogénèse en acide acétique.
• Méthanogénèse : l'acide acétique subit une nouvelle transformation pour devenir du méthane et du gaz carbonique. 

Au terme de ce processus complexe, il ne reste plus que le digestat, qui peut être directement valorisé ou stocké. 

Attention : il ne faut pas confondre méthanisation et méthanation. Le second procédé vise à la production de méthane seul. 

Les enjeux de ce procédé 

Les préoccupations d’ordre écologique plaident en faveur de l’exploitation des déchets de biomasse pour produire de l’énergie.

La méthanisation de la biomasse favorise le système de circuit court : le système d'exploitation des déchets permet de maîtriser intégralement la production énergétique en local. Le type de gaz qui en résulte se substitue parfaitement à toute autre source d’énergie – au gaz naturel par exemple. 

La méthanisation de la biomasse est une option écologique, et représente une solution performante tant pour le secteur de la production d’énergie que pour celui du traitement des déchets. Le système, basé sur le recyclage, permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre et le niveau de pollution atmosphérique. 

En outre, la méthanisation de la biomasse permet de combattre l'inconfort visuel et sanitaire occasionné par le stockage des biodéchets et des matières organiques, et permet de contourner la problématique du manque d’espace pour les décharges au sol. 

Quelques chiffres clés pour mieux comprendre son potentiel 

15 000 tonnes de déchets organiques traitées en une année par une unité de méthanisation pourvoient à des besoins énergétiques considérables : 

• l’approvisionnement de 60 bus urbains⁽¹⁾ en carburant,
• l’alimentation en chauffage de 700 logements ou la production d'eau chaude sanitaire pour 3 500 logements⁽¹⁾,
• les besoins électriques spécifiques de 1 300 logements (par cogénération) et la production d’eau chaude sanitaire pour 2 000 autres logements⁽¹⁾. 

L'avenir de la méthanisation 

La méthanisation de la biomasse vise, outre l’utilisation des énergies renouvelables pour produire chauffage et eau chaude, la valorisation des déchets. Il s’agit d’un volet central de la politique gouvernementale actuelle en matière d’environnement, l’avenir du procédé s’annonce donc reluisant. 

Le ministère de la Transition écologique et solidaire se déclare lui-même confiant quant à l'avenir de cette filière. Des appels à projets ont d'ailleurs été lancés entre 2014 et 2017 dans l'optique de créer 1 500 méthaniseurs en France en 3 ans⁽²⁾. 

À noter que la qualité du tri des biodéchets à la source détermine la qualité du digestat et du biogaz qui résultent de la méthanisation de la biomasse. Cette étape de tri constitue donc un levier central pour assurer la pérennité du procédé.

Notes :
¹ https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/methanisation
² http://www.centre.developpement-durable.gouv.fr/1500-methaniseurs-en-3-ans-a2010.html 

Gaz propane, gaz butane, gaz naturel… On entend souvent parler de ces types de gaz à usage domestique, mais attention, ce ne sont pas les mêmes ! Le gaz propane possède ses propres caractéristiques et modes d’utilisation. Le gaz propane et le gaz butane sont tous deux des gaz de pétrole liquéfié, ou GPL, issus du raffinage de pétrole brut ou parfois du gaz naturel. Leur principale différence provient de la stabilité de leur état liquide : alors que le gaz propane ne devient liquide qu’à partir de températures avoisinant les - 44°C, le gaz butane, lui, se liquéfie dès 0°C et perd alors son intérêt d’usage domestique.

Si ces deux gaz ont des propriétés et usages différents, le prix du gaz propane et celui du gaz butane est équivalent : comptez autour de 30€ pour une bouteille de 13 kg.

Le gaz propane (C3H8) est un hydrocarbure inflammable (d’où ses propriétés utiles de combustion), inodore, et plus lourd que l’air. Attention donc au risque d’asphyxie au gaz : en cas de concentration élevée de propane dans l’air ambiant, celui-ci s’accumule et l’oxygène a alors tendance à se raréfier. 

Le propane ne doit pas être confondu avec le gaz naturel ! Ce dernier est directement extrait du sous-sol, tandis que le gaz propane, tout comme le butane, est obtenu soit par raffinage du pétrole brut, soit par retraitement du gaz naturel. Tous les trois peuvent cependant être utilisés pour des usages domestiques.

A noter : ce sont le propane et le butane qui entrent dans la composition du GPL. Lorsque l’on parle de GPL, ou du prix de la bouteille de gaz, il est ainsi souvent fait directement référence au propane.

Le stockage du propane

Le gaz propane se stocke dans des bouteilles de gaz, ou dans des citernes lorsqu’il est stocké à l’extérieur. Il se présente sous forme liquide et en sort sous forme gazeuse une fois à température ambiante, pour son usage domestique. 
À noter : un litre de propane liquide dispense une énergie équivalente à environ 311 litres(1) de propane gazeux.

L'utilisation du propane

Si le gaz propane semble tout indiqué pour un usage domestique (cuisinières au gaz, chauffage), il est pourtant interdit en intérieur, à l’inverse du gaz butane !
Pourquoi ? Car il s’agit d’un gaz qui monte rapidement et facilement en pression, il pourrait donc être dangereux en intérieur. De plus, sa résistance au froid le rend tout indiqué pour un usage extérieur. On l’utilise ainsi couramment pour l’alimentation d’équipements de jardinage, de bricolage, de chauffage extérieur ou de camping. Il est aussi particulièrement apprécié par les professions agricoles.

Gaz propane ou gaz naturel ?

Le gaz naturel est le gaz que l’on appelle communément gaz de ville. C’est ce gaz qui circule dans les réseaux de distribution pilotés par GRDF et qui est acheminé jusqu’à chez vous dans des canalisations adaptées.

Le gaz naturel, comme son nom l’indique, est extrait directement du sous-sol, sans transformation notable. Le gaz propane, lui, est dérivé du pétrole ou composé à partir de gaz naturel auquel on incorpore d’autres éléments.

Le gaz naturel, le gaz propane et le gaz butane sont trois différents types de gaz, qui peuvent tous être utilisés pour des fonctions de chauffage ou de cuisson, en respectant leurs différentes propriétés. La consommation de gaz naturel conserve cependant un avantage certain, sa fluidité de distribution et son prix plutôt attractif !

Le prix du gaz propane

Comme pour le gaz naturel, le prix du gaz propane connaît de fréquentes variations. Les raisons ? Fluctuation de la demande, négociations avec les fournisseurs, mais aussi variation du prix du baril de pétrole, le propane étant un gaz directement dérivé des hydrocarbures.

Comment est fixé le prix du gaz propane ? 

Le prix du gaz propane reste sensiblement plus élevé que celui du gaz naturel, et a également tendance à fluctuer. Plusieurs paramètres expliquent cette fluctuation :

• La dépendance du propane au prix du baril de pétrole. Cette dépendance s’explique quelle que soit la méthode utilisée pour produire du propane : s’il s’agit de raffinage d’hydrocarbures, la dépendance au cours du pétrole est directe ; s’il s’agit de retraitement du gaz naturel également, puisque le prix du gaz naturel est lui aussi corrélé au cours du pétrole.
• La dépendance du propane à son moyen de transport dans des camions-citernes, et donc au secteur de l’essence (très sensible aux dynamiques du marché du pétrole).
• Une augmentation de la demande sur les marchés internationaux (notamment en Asie).
• L’alignement sur la concurrence.
• La parité euro/dollar.
• Et enfin, un prix à la tonne souvent négociable avec le fournisseur. Ceux-ci peuvent notamment proposer des garanties de prix à leurs clients afin de limiter les fluctuations dues au cours du pétrole. 

Le prix du gaz propane est donc fixé en fonction de ces paramètres, ainsi que des coûts de transport et de distribution qui lui sont liés.

Zoom sur la bouteille de gaz

Une bouteille de gaz est un récipient cylindrique en métal ou matériaux composites, conçu pour contenir du gaz sous pression comme du butane ou du propane. Selon la taille de la bouteille de gaz, elle est appelée cartouche de gaz (petit volume), bouteille de gaz ou bonbonne de gaz.

Dans le cadre d’un usage domestique, la bouteille de gaz vient compléter ou remplacer le gaz de ville (gaz naturel), distribué directement via des raccordements gaz spécifiques.

La bouteille de gaz peut être utilisée en intérieur comme carburant pour des installations de chauffage ou de cuisson. Il s’agit dans ce cas de bouteilles de gaz butane, un gaz dont la pression est moins forte et donc l’usage moins dangereux.

La bouteille de gaz peut également s’utiliser en extérieur, pour alimenter des équipements de bricolage, de jardinage, de camping, des barbecues… On emploie dans ce cas plutôt des bouteilles de gaz propane, un gaz plus résistant au froid et déconseillé en usage intérieur.

Les bouteilles de gaz domestiques contiennent entre 6 à 35 kg de gaz. Les volumes les plus répandus sont les bouteilles de 10 à 13 kg, dont le prix par bouteille de gaz propane ou butane tourne autour de 30€.

Bon à savoir : les bouteilles de gaz sont des objets consignés. Vous payez donc le prix du gaz plus le prix de la consigne. Lorsque votre bouteille de gaz est vide, faites-la remplir de nouveau sans repayer le prix de la bouteille, ou rendez-la à un vendeur qui vous restituera alors le montant de la consigne.

Les bouteilles de gaz doivent être raccordées à un appareil (une cuisinière par exemple) à l’aide d’un tuyau de gaz, d’un robinet de gaz et d’un détendeur de gaz. Si vous sentez l’odeur caractéristique du gaz se dégager, attention ! Votre installation n’est pas hermétique. Coupez immédiatement le gaz et vérifiez chaque élément. Cela vaut pour l’installation d’une bouteille de gaz butane comme l’installation d’une bouteille de gaz propane. 

⁽¹⁾ Sources : Comité français du butane et du propane

Le butane est un type de gaz appartenant à la catégorie des gaz de pétrole liquéfiés (aussi appelés GPL). On retrouve dans cette catégorie d’autres types de gaz assez similaires comme le gaz propane ou l’isobutane (voir ci-dessous pour les différences entre butane, isobutane et propane). Ainsi, le butane est à différencier du gaz naturel, du gaz de ville ou encore du biogaz. Conservé et commercialisé à l’état liquide en bouteille (après un traitement de pressurisation), le butane retrouve sa forme gazeuse lors de son utilisation.

Butane, isobutane, propane : quelles différences ?

Le butane, l’isobutane et le propane sont des gaz qui ont des similitudes (gaz inodores et incolores), mais aussi des différences. Très proche du butane, l’isobutane se distingue par une formule différente. La densité du gaz, la pression et le point d’ébullition sont trois autres éléments qui permettent de différencier butane, propane et isobutane. Ainsi, le butane est un gaz qui gèle dès que les températures descendent en dessous de 0°C, alors que le propane résiste à des températures jusqu’à -44°C.

Butane : composition et production

Le gaz butane se compose principalement de carbone et d’hydrogène. Comme pour d’autres types de gaz, le butane peut être obtenu par raffinage de pétrole brut (dérivé de la distillation du pétrole) ou lors de l’extraction de gaz naturel (composé d'environ 5 % de butane et de plus de 90 % de méthane).

Le gaz butane : quelles utilisations au quotidien ?

Le gaz butane est une énergie que l’on retrouve pour un usage domestique au quotidien, en particulier dans nos cuisines. Pour les logements non raccordés au gaz naturel, le gaz butane permet d’alimenter une gazinière, un four, une plaque de cuisson, un chauffage d’appoint, etc. En raison de ses caractéristiques gélives, il est recommandé d’utiliser le gaz butane exclusivement à l’intérieur des habitations, ou, pour des appareils extérieurs, uniquement lorsque les températures sont positives.

L’isobutane désigne couramment un type de gaz en particulier. Sur le plan chimique, l’isobutane se résume à un isomère du butane. Il contient en effet les mêmes composés/atomes que le butane, mais agencés de façon différente.

Isobutane et butane : quelles différences ?

Ce sont deux types de gaz très similaires. Ils ont en commun le fait d’être inodores et incolores. En revanche, ils n’ont pas la même densité ni le même point d’ébullition. Ce dernier est ainsi fixé à -1°C pour le butane, contre -11,7°C pour l’isobutane.

Comment obtient-on de l’isobutane ?

L’isobutane appartient à la catégorie des gaz de pétrole liquéfiés (ou GPL), au même titre que le butane et le gaz propane. On le retrouve à l’état naturel sous forme gazeuse. L’isobutane subit ensuite une pressurisation et une liquéfaction pour être transporté. À noter qu’il existe aujourd’hui deux grandes méthodes de production du gaz isobutane : par raffinage du pétrole brut et par transformation du butane.

L’isobutane, un gaz écologique ?

Grâce à son impact limité sur l’environnement (l’utilisation d’isobutane ne représente qu’un danger très limité pour la couche d’ozone), l’isobutane est souvent présenté comme un gaz écologique. Il rivalise dans ce domaine avec le gaz naturel, énergie la moins polluante parmi les énergies fossiles, et le biogaz.

L’isobutane : quelles utilisations au quotidien ?

Beaucoup de Français utilisent quotidiennement du gaz isobutane sans le savoir, alors qu’ils sont parfaitement conscients de leur consommation de gaz naturel ou gaz de ville. Aujourd’hui, le gaz isobutane est principalement utilisé comme gaz réfrigérant dans les réfrigérateurs et congélateurs de nos cuisines (on le retrouve alors sous le nom de R600a, ou sous la technologie "Greenfreeze").

L’isobutane est également très présent dans les produits en spray et/ou à pulvérisation. C’est le cas par exemple des déodorants en spray, des produits ménagers, et bien d’autres encore.