En Californie, les méthaniseurs de fumier de vaches réduisent le méthane, sauf lors de fuites

Capter le méthane issu du fumier de vaches ressemble à une victoire climatique simple : couvrir une lagune à lisier, piéger le gaz, puis le transformer en carburant plutôt que de le laisser s’échapper dans l’atmosphère.

Une nouvelle étude indique que, dans l’ensemble, c’est bien ce qui se produit. Sur des dizaines d’exploitations laitières en Californie, les panaches de méthane ont diminué après l’installation de méthaniseurs.

Mais cette même recherche met aussi en évidence un point plus dérangeant : un méthaniseur peut tomber en panne - et lorsqu’il dysfonctionne, les rejets de méthane peuvent être si massifs qu’ils risquent d’annuler les bénéfices climatiques attendus.

L’autrice principale de l’étude, Alyssa Valdez, est climatologue à l’université de Californie à Riverside.

« Je pense que les émissions de fumier dans les élevages laitiers sont sous-estimées. Ces méthaniseurs semblent être une solution qui capte beaucoup de méthane », a déclaré Valdez. « Mais je voulais m’assurer qu’ils fonctionnaient correctement. »

Pour cela, l’étude s’appuie sur huit ans d’observations satellitaires et aéroportées portant sur 98 exploitations laitières en Californie, en suivant les émissions de méthane avant, pendant et après l’installation des méthaniseurs.

Les méthaniseurs comme solution au méthane

Le méthane ne reste pas aussi longtemps dans l’atmosphère que le dioxyde de carbone, mais son effet est nettement plus puissant tant qu’il s’y trouve.

Selon l’étude, le méthane est environ 80 fois plus efficace que le CO2 pour piéger la chaleur à court terme.

Conséquence : même des fuites relativement brèves peuvent provoquer des dégâts climatiques réels - surtout lorsqu’il s’agit de panaches importants et très concentrés.

Les méthaniseurs sont souvent présentés comme une solution, car les bassins à lisier peuvent émettre de grandes quantités de méthane. En principe, un système étanche empêche le gaz de s’échapper, puis il est soit brûlé en torchère, soit converti en énergie utilisable.

Résultats observés sur un grand nombre de fermes

Ces travaux prolongent une recherche antérieure qui s’était concentrée sur un seul site.

Une étude précédente dirigée par la climatologue Francesca Hopkins (UCR) avait montré qu’un méthaniseur bien exploité pouvait réduire les émissions de méthane jusqu’à 80% dans une exploitation laitière, sur la base de mesures réalisées au sol.

L’équipe de Valdez a voulu vérifier ce qu’il se passe à grande échelle, sur de nombreuses fermes, y compris avec les aléas qui n’apparaissent pas toujours dans un suivi très encadré.

Sur l’ensemble des exploitations analysées, les panaches de méthane marqués sont devenus moins fréquents après la mise en place des méthaniseurs, ce qui va dans le sens de l’idée que ces systèmes font généralement ce pour quoi ils sont conçus.

« Dans l’ensemble, les méthaniseurs fonctionnent bien », a affirmé Valdez. « Mais les quelques fuites qui surviennent ont un impact énorme. »

Pannes rares, mais rejets gigantesques

Le résultat le plus frappant tient au caractère extrême des fuites de méthaniseur, comparées aux émissions « normales » des lagunes à lisier ouvertes.

Dans certains cas, les chercheurs ont observé des émissions de méthane atteignant environ 1,000 kilogrammes par heure. À titre de comparaison, les émissions typiques des lagunes ouvertes se situaient plutôt entre 20 et 100 kilogrammes par heure.

Ce contraste éclaire le principal avertissement de l’étude : les méthaniseurs concentrent le méthane en un point, ce qui facilite sa capture - mais cela rend aussi possibles des rejets massifs si un équipement casse, si une mise à l’air survient ou si l’exploitation est mal gérée.

Les fuites ne sont pas le seul type de pic

L’étude a également détecté un phénomène moins souvent évoqué : des pics de méthane pendant la construction et l’installation des méthaniseurs.

Cette période est fréquemment un angle mort du suivi, alors qu’elle peut engendrer des hausses abruptes à court terme.

Ainsi, même si un méthaniseur fonctionne sans incident une fois en service, la phase de transition peut tout de même provoquer un surcroît d’émissions qui doit être pris en compte si l’on veut évaluer l’impact climatique réel.

Une méthode efficace pour repérer les grands panaches

Pour suivre des émissions sur de nombreuses fermes et sur plusieurs années, l’équipe s’est largement appuyée sur des données satellitaires. Cela permet d’observer des tendances à une échelle pratiquement impossible à couvrir uniquement avec des mesures réalisées sur le terrain.

Des mesures par avion ont ensuite aidé à localiser des panaches de méthane très concentrés au-dessus d’infrastructures précises - utile pour identifier des points de fuite probables.

« Un agriculteur peut ne pas savoir que son méthaniseur fuit », a indiqué Valdez. « Cela nous donne un moyen de détecter les problèmes tôt et d’éviter qu’ils ne deviennent des difficultés de long terme. »

Il existe toutefois une limite : ces approches sont surtout performantes pour repérer des panaches forts et concentrés, pas des émissions diffuses de faible intensité provenant de champs, de lagunes, ou de multiples petites sources.

C’est pourquoi les chercheurs estiment que la surveillance par satellite et par avion est la plus pertinente lorsqu’elle est combinée à des mesures au sol.

La complexité dans des conditions réelles

Un autre point soulevé par l’étude est que toutes les émissions de méthane ne sont pas accidentelles. Les exploitants peuvent, par exemple, ventiler du gaz pendant des opérations de maintenance, ou lorsque le gaz ne peut pas être brûlé en torchère à cause de réglementations liées à la qualité de l’air.

Ces rejets liés aux procédures ajoutent une couche de complexité pour juger à quel point un méthaniseur est réellement « propre », même lorsque le système fonctionne comme prévu.

L’essor des méthaniseurs en Californie

La Californie investit massivement dans les méthaniseurs dans le cadre de sa stratégie de réduction des émissions qui réchauffent le climat, et l’étude arrive à un moment où des centaines de systèmes sont déjà en fonctionnement ou en développement.

Le message n’est pas que les méthaniseurs ne servent à rien - l’étude suggère que la plupart apportent des bénéfices la majeure partie du temps. En revanche, la surveillance et le contrôle doivent être à la hauteur des enjeux.

Si des fuites rares peuvent être suffisamment puissantes pour effacer les gains, alors repérer et corriger rapidement ces fuites devient une composante de la solution climatique.

Valdez présente aussi le sujet de manière personnelle. Elle a vécu plusieurs années dans la Vallée Centrale de Californie, où sa famille réside toujours - une région essentielle au système alimentaire du pays, mais également marquée par des préoccupations liées à la qualité de l’air.

« Cette région est l’épine dorsale de notre approvisionnement alimentaire, mais les habitants y portent aussi beaucoup de peur liée à la qualité de l’air », a-t-elle déclaré. « Et ils ont de bonnes raisons pour cela. »

« Nous devons commencer à nous soucier du caca. Et nous devons continuer à vérifier que ces solutions fonctionnent vraiment. Si nous les surveillons attentivement, nous pouvons nous assurer qu’elles tiennent leurs promesses », a-t-elle conclu.