Longtemps rejeté dans l’atmosphère sans valorisation, le CO₂ biogénique, qui constitue 40 à 50 % du biogaz brut avant épuration, représente une ressource considérable dans le contexte de la transition énergétique. La demande de CO₂ pour les serres agricoles en France est en forte croissance, notamment pour le développement des cultures sous abris telles que les tomates, les concombres et les fraises. En effet, le dioxyde de carbone, bien que gaz à effet de serre, joue un rôle clé dans la photosynthèse et la croissance des plantes dans des environnements contrôlés comme les serres. Le CO₂ injecté dans les serres permet d’augmenter les rendements de 10 à 30 % en stimulant la photosynthèse. Cependant, cette pratique, qui est essentielle à la productivité des exploitations, est traditionnellement alimentée par du CO₂ fossile. C’est là que le CO₂ biogénique, produit à partir de la méthanisation des déchets organiques, se distingue. « Le CO₂ est essentiel pour maximiser la production sous abri, mais jusqu’ici, il provenait principalement de sources fossiles, désormais coûteuses et instables en raison de la crise énergétique » explique Marc Kerangueven, président de la SAS Cerafel Dynamic Avenir, qui pilote l’initiative.

Le dioxyde de carbone (CO₂), loin d’être seulement un gaz à effet de serre, joue donc un rôle fondamental dans les cultures sous serre. L’objectif de cette alliance est donc de remplacer le CO₂ fossile par du CO₂ biogénique, issu de la méthanisation des déchets agricoles. Dès cette année, deux unités de méthanisation gérées par Engie à Pontivy et Saint-Brieuc, en Bretagne, fourniront plusieurs milliers de tonnes de CO₂ par an à une dizaine de producteurs bretons. Ce CO₂, récupéré lors de la production de biométhane, est purifié à plus de 99 % pour une utilisation agricole. Il sera ensuite transporté sous forme liquide et injecté directement dans les serres, permettant aux maraîchers de réduire leur dépendance au CO₂ industriel et de stabiliser les prix. « Grâce à ce partenariat, nous apportons une réponse durable aux besoins des maraîchers tout en optimisant la performance de nos unités de méthanisation » indique Pierre Chambon, directeur général d’Engie gaz renouvelables. Le CO₂ biogénique, extrait de déchets agricoles tels que le fumier ou les résidus alimentaires, s’inscrit dans un cycle naturel, rendant son empreinte carbone quasiment nulle, contrairement au CO₂ fossile qui provient des énergies fossiles. Ce procédé de valorisation en circuit fermé permet non seulement de produire de l’énergie renouvelable, mais aussi d’enrichir les sols agricoles de manière durable.

Pour boucler la boucle, de nombreux méthaniseurs envisagent donc valoriser le CO₂ biogénique issu de la méthanisation, un marché encore en pleine structuration en France mais « un axe fort de développement » reconnaît Luc Budin, délégué général du club biogaz de l’Atee, aux multiples usages : les serristes, la glace carbonique, la construction ou encore la chimie verte… En France, le marché du CO₂, c’est environ 500 kt, principalement pour des usages industriels. Potentiellement l’ensemble des sites français pourraient produire 1 500 kt. « Nous pourrions déjà remplacer tout le CO₂ principalement fossile par du CO₂ biogénique » indiquait il y a un an Luc Budin, évoquant également la place importante de l’innovation pour développer de nouveaux usages comme les carburants de synthèse, les e-carburants. En France, une petite dizaine d’unités de méthanisation valorisent leurs bioCO₂ principalement pour répondre à des boucles locales. Mais elles ne pourront pas toutes se lancer sur ce marché. « On estime le seuil de rentabilité à 240 Nm³ par heure » précise Luc Budin, pour une moyenne française qui tourne autour de 180 Nm³ par heure. En Europe, 125 sites de production de biométhane capturent déjà 1,17 million de tonnes de bioCO₂ par an. D’ici 2026, 25 installations supplémentaires devraient porter ce volume à près de 1,7 million de tonnes. Les débouchés pour le CO₂ capturé se multiplient : 75 % du bioCO₂ européen est réutilisé dans une logique de CCU (carbon capture and utilisation), principalement pour les serres agricoles (32 %), l’agroalimentaire (21 %) et enfin la production d’e-carburants (10 %) indique dans son rapport annuel l’Association européenne du biogaz (EBA). Si 35 milliards de m³ de biométhane sont produits en Europe en 2030, « 46 millions de tonnes de CO₂ biogénique pourraient également être exploitées » indique l’EBA. 

« Ce modèle circulaire renforce l’indépendance énergétique et agricole de notre territoire, contribuant à la fois à la décarbonation de l’agriculture et à la souveraineté énergétique locale » ajoute Pierre Chambon. Les producteurs de légumes, particulièrement en Bretagne, bénéficient également de la stabilité des prix grâce à un contrat à long terme, ce qui les protège contre les fluctuations des coûts du CO₂ industriel. Le projet, porté par la structure coopérative Cerafel Dynamic Avenir, gère la logistique de ce processus, coordonnant le transport, l’installation des cuves et la livraison du CO₂. « Ce système mutualisé permet de stabiliser les coûts pour les exploitations tout en augmentant leur compétitivité » souligne M. Kerangueven. Engie, qui gère actuellement 42 unités de biométhane en Europe, avec une capacité annuelle de 1,2 TWh, prévoit d’atteindre 10 TWh dans les années à venir. « Les exploitations agricoles ne produisent plus seulement de la nourriture, mais deviennent des acteurs clés dans la production d’énergie renouvelable et la valorisation du carbone » conclut Pierre Chambon.