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Approvisionnement Energétique de la Loire Atlantique Synthèse de la séance de travail du 20 avril 2006

Première partie - Présentation

Th2/7.2

Agriculture et énergie : gestion des consommations et production d’énergies Séance de travail avec Monsieur Marc FOUGERE, Directeur de la Ferme Expérimentale de Derval et Monsieur Claude DELBOS, Responsable économie et prospective, Chambre d’Agriculture de la Loire Atlantique 

1.1 – Maîtrise de la consommation énergétique en agriculture : l’exemple de la Ferme Expérimentale de Derval Les agriculteurs demandent de plus en plus de conseils pour maîtriser l’énergie sur leurs exploitations. Deux principales actions permettent de répondre à cette demande :  Réalisation d’un bilan (exemple : PLANETE) : identification des principaux postes de consommations d’énergie. Le bilan énergétique PLANETE permet de dresser un état des lieux des différentes énergies utilisées par l’exploitation agricole. Il correspond à une photo de l’exploitation sur une année. Les 4 grands postes de consommation énergétique des exploitations agricoles

Energies indirectes 60%

Energies directes 40%

Lorsque le niveau des quatre grands postes de consommation d’une exploitation agricole est connu : fioul, électricité (utilisés pour les matériels ou équipements liés à l’exploitation), engrais et concentrés (utilisés pour l’alimentation animale), 80% de la consommation énergétique peut être identifié, diagnostiqué puis optimisé... CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 1/13


 Réalisation de diagnostics : Estimation des économies potentielles BATIMENTS ET BLOC TRAITE (environ 80% de la consommation)

Amélioration du rendement du groupe froid

Le groupe froid permet de refroidir le lait dans les exploitations. Le ventilateur situé à l’arrière du groupe froid (comme sur tous les frigidaires) doit être nettoyé régulièrement. Le lait est tiré à 37°C et doit être refroidi à 4°C pour être conservé.

Pré-refroidissement du lait

Récupération de chaleur sur le condensateur du tank

Pour limiter la consommation d’énergie utile au refroidissement, faire circuler de l’eau froide à contrecourant du lait permet de pré-refroidir le lait et de réchauffer l’eau.

Le condensateur du tank à lait dégage de la chaleur (En effet l’eau qui tombe au dessus du condensateur s’évapore). La chaleur pourrait donc être récupérée pour chauffer l’eau utile au lavage de la machine à traire. 1 litre de lait refroidi peut chauffer ¾ de litre d’eau à 55°C !

Rythme et fréquence de lavage de la machine à traire Pompe à vide à débit variable Température de l’eau pour le lavage

La machine à traire est lavée 2 fois par jour, à 65-70°C. Réduire le rythme de lavage permettrait d’économiser de l’eau. Diminuer la température de lavage à 50°C contribuerait aux économies d’énergie recherchées.

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CONCENTRÉS Les vaches laitières sont alimentées par correcteurs azotés (soja…), ajustés en fonction des aliments de base. Part de pâturage dans le système

Niveau de production des vaches laitières

Mettre les vaches plus longtemps au pâturage devrait permettre de réduire la quantité de concentrés, ce qui diminuerait la dépendance énergétique azotée de l’exploitation. Plus la vache produit, plus on lui donne de concentrés. Quel équilibre rechercher entre niveau de production rentable et souci d’économies d’énergie ?

MÉCANISATION Réglage et entretien des tracteurs

Adaptation de la conduite

Possibilité de réduction de la mécanisation

Un bon réglage du tracteur peut permettre de gagner 1.5 litre de fioul à l’heure. Une meilleure utilisation des rapports de la boite à vitesse peut réduire la consommation de 30%, pour un même travail. L’indicateur de consommation instantané permet d’adapter la conduite. Par exemple les techniques sans labour (le sol est labouré le moins souvent possible, et semé le plus rapidement possible).

ENGRAIS

Valoriser les déjections animales

Optimiser la fertilisation

Penser « trèfle blanc »

Exemple : La Loire-Atlantique, en système bovin, pourrait presque se passer d’acheter de l’engrais, car ses déjections animales pourraient suffire à couvrir les besoins de fertilisation des exploitations. Elle n’est donc pas en zone d’excédents structurels, contrairement à la Bretagne, qui rencontre des difficultés à valoriser toutes ses déjections animales. Exemple : Des actions ont été menées avec la Chambre d’Agriculture de LoireAtlantique, notamment de mesures de reliquats azotés, permettant de mieux ajuster le niveau de fertilisation. Le trèfle blanc est une légumineuse 1 , capable de fixer l’azote de l’air. L’utilisation du trèfle blanc dans une prairie permet d’éliminer tout apport d’azote (études réalisées à Derval sur le sujet).

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Les légumineuses sont des graines de plantes à gousses et se présentent sous diverses formes et couleurs. Parmi les plus connues se trouvent les lentilles, le haricot, le petit pois, le soja… CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 3/13


1.2 – Production d’énergies renouvelables en agriculture : l’exemple de la Ferme expérimentale de Derval Les agriculteurs s’intéressent également de plus en plus à la production d’énergie dans leur exploitation. Quelques pistes, non exhaustives, sont examinées sur la Ferme expérimentale. La méthanisation La mise en place d’une station de méthanisation pourrait permettre la production d’électricité et de chaleur. Schéma de principe de la méthanisation Une étude a été réalisée en 2005 par un stagiaire, sur l’intérêt de la méthanisation à la Ferme de Derval : dans les conditions actuelles de rachat de l’électricité, une telle station n’y serait amortissable qu’en 125 ans 2 .

Par ailleurs, pour obtenir une production de méthane suffisamment importante, le rendement du digesteur doit être amélioré (ajouts de déchets verts, de déchets d’abattoirs, de déchets de collectivités d’activités artisanales ou industrielles etc., aux déjections animales) La méthanisation peut donc représenter un intérêt pour une exploitation agricole à la condition d’y réfléchir collectivement (s’associer aux collectivités, qui ont des besoins réels de consommation d’énergie, en particulier sous forme de chaleur). La production d’huile et de tourteaux La production d’huile peut être utilisée comme carburant 3 . Certains tracteurs en Loire-Atlantique fonctionnent complètement à l’huile de colza, mais cela peut représenter quelques difficultés (risque de dommages sur les moteurs, qui ne sont pas garantis par le constructeur).

2

La production de déjections animales de la Ferme de Derval (environ 2500 m3 de lisier de bovins) ne permet pas de produire suffisamment de gaz (ce sont des produits riches en eau et qui ne se méthanisent pas bien) : elle n’est pas assez rentable. 3 Un test est envisagé à Derval. CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 4/13


L’huile brute végétale pourrait aussi servir de production de chaleur, grâce à la mise en place de chaudières à huile ou de production d’électricité. Le développement de cette production devrait également être appréhendé collectivement. La production d’huile permet celle de tourteaux 4 qui contribuent à la réduction de la dépendance énergétique (en termes d’alimentation du bétail). Le moteur à eau Le moteur Pantone est un moteur à eau. L’objectif est de diminuer la consommation et la pollution du moteur. Il fonctionne de la façon suivante : on prépare un mélange de 20% d’hydrocarbures (essence, fuel, etc.) et 80% d’eau, qui est chauffé dans un bac grâce aux gaz d’échappement du moteur qui y sont conduits. Les vapeurs dégagées par le réchauffage passent dans un réacteur chauffé également par les gaz d’échappement, avant d’être injecté dans le moteur à la place du mélange de l’air et du carburant habituel 5 . Des tests seront conduits sur un tracteur à la Ferme de Derval, avec la participation du centre de machinisme de Nozay, pour apprécier l’intérêt réel de cette technique. Production d’énergie « de proximité » Deux productions d’énergie concernent les exploitations et seront directement expérimentées à la Ferme de Derval :  Pour une exploitation agricole, la consommation de bois de proximité peut répondre à ses besoins de bois-énergie. Cette production peut se développer grâce à l’entretien forestier de l’exploitation et des investissements dans des équipements tels que les déchiqueteuses, les chaudières à bois. L’accompagnement du Conseil général depuis 15 ans pour la plantation de haies bocagères trouvera dans ce cadre un intérêt énergétique.  L’utilisation de l’énergie solaire thermique pourrait permettre de chauffer l’eau, notamment pour le nettoyage des installations dans les exploitations laitières. D’autres productions d’énergie comme l’éolien, la géothermie ou le photovoltaïque peuvent également se développer au sein des exploitations agricoles.

4

Les tourteaux sont les résidus solides obtenus après extraction de l’huile des graines ou des fruits oléagineux. Ce sont les sous-produits de la trituration (l’industrie de fabrication de l’huile). Ce sont des concentrés utilisés en alimentation animale. 5 Source : passerelleco.info CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 5/13


1.3 – Agriculture : de nouveaux paramètres européens L’évolution du contexte Des paramètres économique et démographique vont modifier les futurs contours de l’agriculture :  La politique européenne des aides va entraîner des changements en profondeur dans les comportements des agriculteurs et les systèmes de production. En effet, jusqu’alors les aides étaient attachées à la production. A présent elles en sont découplées (ou détachées), autrement dit attachées à une base historique (comme par exemple la surface au sol). Une telle évolution va induire plus de flexibilité dans les choix de production des agriculteurs.  Un nouveau mécanisme, une bourse de captation des équivalences CO 2 ou crédit carbone, se met actuellement en place dans le respect de l’application du Protocole de Kyoto. Il s’agit de réduire les émissions de gaz à effet de serre, donc de neutraliser du CO 2 ou des gaz à effet de serre. Ces opérations pourront être financées sur le marché du CO 2 , via en France une bourse gérée par la Caisse des Dépôts et Consignations, puis revendues dans d’autres pays ou à de grands opérateurs.  Les futurs départs à la retraite vont entraîner une forte restructuration du secteur agricole : agrandissement des exploitations, évolution des outils et du système de décisions… 1.4 – Evolution de l’agriculture départementale En Loire Atlantique, des évolutions spécifiques au département conditionnent les futurs contours de son secteur agricole :  De nouveaux agriculteurs et agricultrices s’installent chaque année. En Loire-Atlantique il y a plus de 200 installations par an, dont 40% sont effectuées par des personnes, qui ne sont pas d’origine agricole. Ceux-ci apportent un nouveau regard et un potentiel d’initiatives important.  L’urbanisation de la Loire-Atlantique, déjà bien avancée, continue de consommer de 2 000 à 3 000 hectares agricoles par an.

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1.4 – Quel développement de la biomasse en Loire-Atlantique ? Chiffre d’affaires agricole Répartition du chiffre d’affaires agricole par type de filière Le chiffre d’affaires agricole représente un milliard d’euros. Les trois premières filières les plus importantes, en termes de chiffre d’affaires, sont celle du lait (25%), maraîchage/horticulture et de la viande bovine. La Loire-Atlantique est très diversifiée en termes de production, puisqu’on observe également le développement des filières du vin, du porc et de l’aviculture. Aujourd’hui en Loire-Atlantique, 2/3 du chiffre d’affaires agricole correspond à la production animale, autrement dit l’élevage. Dans la mesure où les exploitations du département pourraient être auto-suffisantes en termes de fertilisation, on peut se poser la question de la place de la production d’énergie dans les exploitations agricoles. Surfaces agricoles Répartition des surfaces agricoles par type de cultures En Loire-Atlantique, les surfaces agricoles représentent 410 000 hectares (sur 600 000 à 650 000 hectares de surface totale). Les prairies temporaires (135 000 ha), les Surfaces Toujours en Herbe (100 000 ha) et les cultures de vente 6 (100 000 ha) sont les plus importantes surfaces agricoles du département. Les cultures maraîchères représentent peu de surfaces agricoles mais un fort chiffre d’affaires et beaucoup d’emplois. Cependant, en Loire-Atlantique, les zones humides s’étendent sur 70 000 hectares. Le département est le deuxième de France, en termes d’étendues de zones humides : les bords de Loire, la Brière et le Lac de Grand-Lieu, les marais de Machecoul. Ces zones constituent aussi un important potentiel de production de biomasse. 6

Les cultures de vente sont constituées des céréales, des oléoprotéagineux (colza…), non directement utilisés pour l’élevage. CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 7/13


Emplois agricoles Entre 12 000 et 13 000 emplois sont actuellement dédiés à la production. Environ 20 000 actifs sont comptabilisés en amont et en aval de la production agricole. Le nombre d’emplois de l’ensemble de la filière agroalimentaire est égal à 30 000 ou 40 000, comparable à celui de la filière bois. 1.5 – L’agriculture est un capteur solaire L’agriculture peut être considérée comme un capteur solaire ; Par définition les hectares cultivés du département reçoivent au moins 2/3 de l’énergie solaire. L’agriculture : un capteur solaire

L’agriculture, via la photosynthèse, est principalement productrice d’aliments. Mais historiquement, l’agriculture a également été productrice de force motrice (élevage de chevaux…) de fibres, de textile. Aujourd’hui elle est reconnue comme « paysagiste » et pourrait devenir productrice de biomasse. L’eau et le sol sont deux facteurs essentiels au développement de l’agriculture. L’ensemble de ces flux de production et paramètres rappelle le fait que l’agriculture ne peut pas s’organiser uniquement sur la fonction de production d’énergies, mais doit « penser son avenir » de façon globale.

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1.6 – Le potentiel départemental de cultures énergétiques ? Le tableau suivant est issu d’hypothèses énoncées par la Chambre d’Agriculture. Les ordres de grandeur présentés ci-dessous mettent en perspective le gisement énergétique éventuellement existant dans les exploitations agricoles du département. Approximation du gisement énergétique

Biomasse – cultures (Biocarburant)

Gisement énergétique départemental (en tep) 90 000 (30 000)

7

(à un horizon de 5 ans) Rentabilité économique

Paramètres physiques, réglementaires, sociaux



Ressource en eau

Haies bocagères

30 000



Organisation collective

Utilisation rationnelle Récupération de chaleur Systèmes économes Transports pondéreux

15 000



Prix-sensibilisation

5 000



Investissement

30 000



Maîtrise technique

5 000



Localisations industrielles

Entre 150 000 et 200 000

Total

L’ensemble du gisement énergétique du secteur agricole départemental permettrait de satisfaire, à hauteur de 50% environ, la consommation énergétique de l’agriculture départementale, estimée à 400 000 tep, en intégrant les cultures maraîchères (les serres) et les élevages spécialisés. Cinq idées sont importantes à retenir :  Penser la durabilité de l’exploitation agricole, c’est tenir compte du contexte social et de la protection de l’environnement, mais d’abord de la pérennité économique de l’activité,  Réfléchir au niveau de l’intensification nécessaire et des compromis à trouver entre réduction des intrants et augmentation de la productivité énergétique,  Valoriser les déchets, les coproduits et les sous-produits et développer notre indépendance énergétique,  Chercher une exploitation intelligente et décentralisée et penser aux complémentarités locales, dans lesquels les collectivités territoriales peuvent jouer un rôle important,  Gérer la concurrence entre les finalités alimentaires et énergétiques, concurrence qui va se traduire au niveau des surfaces et du prix des produits.  7

Voir l’annexe 11 CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 9/13


Deuxième partie - Débat 2.1 – L’utilisation d’huiles végétales pures comme carburant agricole 8 Selon la loi du 5 janvier 2006 d’orientation agricole, l’utilisation d’huiles végétales pures est autorisée, à titre expérimental, en autoconsommation en 2006. Les exploitants agricoles, qui utilisent l’huile végétale pure, issue de leur production de plantes, comme carburant bénéficient d’une exonération de la taxe intérieure de consommation. A compter du 1er janvier 2007 la commercialisation de ces huiles végétales pures comme carburant agricole sera autorisée, sous réserve de conditions de production, de commercialisation et d’utilisation spécifiques 9 . Cela n’implique pas pour autant des garanties offertes par le secteur automobile. A l’heure actuelle, l’emploi des huiles végétales pures n’est pas généralisé en raison des contraintes techniques et environnementales des moteurs. Cette limite a été entre autres discutée lors d’une table ronde organisée le 21 novembre 2005 à l’initiative du ministre délégué à l’Industrie et du ministre de l’Agriculture. 2.2 – Le stockage du CO 2 10 et l’agriculture La séquestration géologique (stockages dans les gisements de pétrole ou gaz épuisés, les gisements de charbon inexploités et en aquifères profonds) s’appliquent essentiellement aux sources d’émissions concentrées de CO 2 (installation industrielle). Trois principales options de stockage géologique du CO 2

8

Source : Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie / DGEMP Ces conditions seront précisées par un décret, sur la base des résultats des expériences conduites en France et à l'étranger. 10 Source : Ademe, IFP, IDDRI 9

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Ce sont actuellement les technologies de stockage les mieux maîtrisées pour les émissions industrielles de CO 2 . La séquestration biologique représente une voie complémentaire de séquestration, qui est adaptée aux sources d’émissions diffuses (transport, habitat…). Cette voie de stockage est à l’étude (tout comme les voies chimique et océanique, celle-ci étant plus controversée). La séquestration biologique est envisageable via la production et une bonne gestion de la biomasse (grâce au boisement et à une bonne exploitation des terres agricoles), les technologies fondées sur la microbiologie (bactéries, algues monocellulaires…) et l’utilisation de souches bactériennes, d’organismes génétiquement modifiés. A titre d’exemple, on peut envisager que le CO 2 soit stocké sous forme de matière organique, notamment issu de parcelles viticoles. Récupérées après le pressage du raisin et le nettoyage des équipements, les matières végétales pourraient être concentrées puis enfouies dans le sol, comme amendement organique. 2.3 – Méthanisation et production de biogaz en France 11 La production française de biogaz (200.000 tep) est actuellement issue des industries agroalimentaires, des stations d'épuration et des décharges. La méthanisation à la ferme est actuellement quasi inexistante en France (une exploitation laitière de Meurthe-et-Moselle, qui fonctionne depuis décembre 2003 seulement) contrairement à des pays comme l'Allemagne, l'Italie, l'Autriche et la Suisse où elle est plus répandue. Nombre d’unités de méthanisation de quelques pays européens en 2004 Allemagne

Italie

Autriche

Suisse

1900

122

110

63

France Métropolitaine 1

Le développement de la méthanisation à la ferme dans d’autres pays européens s’explique essentiellement par une volonté politique forte, notamment grâce à un prix de rachat plus important de l'électricité produite à partir de biogaz. Tarif de rachat de l’électricité produite à partir de biogaz en 2004 (en centimes d’€/kWh) Autriche 16.5

11

Italie 13

Allemagne 10

Source : Actu-environnement, Aile et terre-net.com CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 11/13

France 4.5


Le développement de la méthanisation est également étroitement lié aux possibilités d’utiliser la chaleur sur place, d’où l’idée de penser ce développement de façon collective. Selon l’association Solagro 12 , le potentiel de biogaz agricole en France est de 18 millions de tep (soit la moitié de la consommation française de gaz naturel en 2004) A l’horizon 2010, Jean-Louis Bal, directeur des énergies renouvelables à l'Ademe, envisage que la France atteindra un objectif de développement de 500.000 à 600.000 tep, mais qu'à la condition que soit mis en place un tarif d'achat de la bioélectricité attractif (7,5 cts d'euros/kwh au lieu de 4,5 cts), ainsi qu'une politique incitative de méthanisation agricole.



CODELA – CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 2, Quai de Versailles – BP 44621 - 44046 Nantes cedex 1 Fax : 02 40 48 14 24 –  : 02 40 48 48 00

12

Solagro : Association basée à Toulouse et spécialisée dans l’agroenvironnement CONSEIL DE DEVELOPPEMENT DEPARTEMENTAL 12/13


ANNEXE 10 Exercice d’approximation du potentiel départemental de cultures énergétiques

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