FlexiBiogas – une technologie d’adaptation au changement climatique et d’atténuation de ses effets

Aujourd’hui, les combustibles traditionnels issus de la biomasse (bois, charbon de bois et bouse de vache) sont la principale source d’énergie utilisée par 2,5 milliards de personnes pour cuire leurs aliments et se chauffer, plus de 80 pour cent d’entre elles vivant en Asie et en Afrique sub-saharienne. Les femmes sont les plus touchées par la combustion du bois et du charbon de bois. La fumée inhalée est à l’origine de troubles respiratoires chroniques et d’infections des yeux. La corvée que représente le ramassage quotidien du bois de chauffage est la cause de douleurs dorsales et d’épuisement. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), plus d’un million de personnes sont mortes de maladies pulmonaires obstructives chroniques (MPOC) en 2011.

Depuis mai 2012, le Fonds international de développement agricole (FIDA) évalue le potentiel des technologies d’énergies renouvelables (TER) pour produire des sources d’énergie non polluantes, modernes et décentralisées. Les systèmes portables de bio-méthanisation de la nouvelle génération tels que le système FlexiBiogas mis au point par l’entreprise kényane Biogas International Limited (BIL) sont parmi les systèmes les plus prometteurs exploitant la technologie TER.

Ces systèmes ont été installés dans le cadre d’un projet intitulé Making Biogas Portable: Renewable Technologies for a Greener Future (rendre le biogaz portatif : des technologies renouvelables pour un avenir plus vert) au titre de l’initiative d’intégration de l’innovation (Initiative for Mainstreaming Innovation). Cette dernière est financée, par l’intermédiaire du FIDA, par le ministère britannique du développement international. Le FIDA a également facilité la coopération sud-sud entre les ingénieurs kényans et l’Institut indien de technologie (Indian Institute of Technology – IIT) qui a offert une plateforme d’exploitation du système à grande échelle au niveau international.

Le potentiel du biogaz
Le biogaz est une énergie renouvelable obtenue à partir de matières organiques biodégradables telles que les déchets de cuisine et les déchets animaux et humains. Les technologies rentables telles que les systèmes de production de biogaz peuvent stopper les émissions de méthane provenant des effluents d’élevage en récupérant ce gaz et en l’utilisant comme source d’énergie. La matière organique est introduite dans un digesteur hermétiquement fermé et, en l’absence d’oxygène, des bactéries anaérobiques consomment la matière organique pour se multiplier et produire du biogaz qui peut directement alimenter un fourneau par le biais d’une canalisation.

Dans la majeure partie de l’Afrique subsaharienne, les technologies de production de biogaz (digesteurs à dôme fixe et à cloche flottante) sont disponibles depuis les années 1950. Ces deux principaux types de systèmes de production de biogaz – utilisés dans le monde entier – nécessitent de grandes quantités de briques, de béton et d’acier dont l’acheminement dans les zones rurales est coûteux. Leur construction dépend de la sécurité foncière, de la disponibilité de techniciens qualifiés, de moyens de transport et de services logistiques pour les matériaux de construction, et tout cela entraîne un investissement initial considérable d’un millier de dollars US ou plus.

On estime à 18,5 millions le nombre de ménages africains ayant le potentiel technique de mettre en œuvre des digesteurs de biogaz, et pourtant les taux d’adoption de cette technologie restent bas.

FlexiBiogas : une solution portable, évolutive et efficace
Depuis 2011, Biogas International (BIL) a installé 200 systèmes FlexiBiogas au Kenya. Depuis avril 2012, le FIDA collabore en partenariat avec Biogas International pour installer neuf systèmes dans des exploitations laitières dans le cadre du Smallholder Dairy Commercialisation Programme soutenu par le FIDA, à Nakuru, et quatre systèmes dans une école-orphelinat, à Naivasha. Dans cette école, les systèmes utilisent les déchets de cuisine et humains pour produire de l’électricité utilisée pour l’éclairage et pour accéder à Internet.

Le système FlexiBiogas est portable et évolutif. Il offre une durée de digestion (temps nécessaire pour la décomposition de la matière organique) plus courte que les systèmes à dôme fixe. Il comprend un sac digesteur en plastique, semblable à une taie d’oreiller ouverte à une extrémité, logé dans un tunnel-serre qui agit comme une enveloppe isolée retenant la chaleur et maintenant la température entre 25 et 36 degrés Celsius. L’association du tunnel et du sac de plastique augmente la production de gaz et réduit la durée de digestion, ce qui garantit un taux élevé de fermentation et de production de gaz.

Dans les zones rurales, ce système présente un avantage sur les autres digesteurs de biogaz car il est facilement transportable dans des régions éloignées sur une bicyclette ou sur un âne. Il ne nécessite pas non plus d’ouvriers qualifiés tels que des maçons. Pour installer l’unité, au lieu de transporter du gravier, de la pierre, de la brique, du sable et du ciment, il suffit d’égaliser le terrain. Et l’unité commence à produire des volumes suffisants de biogaz plus vite que les autres systèmes.

Autrement dit, le système FlexiBiogas a le potentiel de percer sur les marchés ruraux où la consommation de bois de chauffage dans les ménages est la plus élevée et entraîne des problèmes de déforestation et de dégradation des terres. Avec l’adoption du biogaz, les émissions de méthane (qui sont 22 fois plus néfastes pour l’atmosphère terrestre que le CO2) peuvent être réduites grâce à une meilleure gestion des effluents d’élevage. De plus, le biolisier est une bonne alternative aux engrais chimiques et peut contribuer au rétablissement de la santé des sols et à la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles.

Plein d’avantages
Le système FlexiBiogas montre comment on peut tirer parti des liens entre climat, énergie et agriculture pour aider les Kényans vivant en milieu rural à avoir plus facilement accès à l’énergie, à avoir un revenu, à préserver l’environnement et à renforcer la résilience communautaire. Il présente également d’autres avantages sociaux, à savoir l’autonomisation des femmes, l’amélioration de la santé et des possibilités d’éducation.

Au cours des deux dernières années, les enseignements tirés de l’adoption des biosystèmes FlexiBiogas ont été réunis avec la collaboration et le soutien de projets d’investissement du FIDA au Kenya, au Rwanda, dans l’État d’Orissa/Inde, et à São Tomé-et-Príncipe. Les nouveaux systèmes s’avèrent considérablement supérieurs aux systèmes à dôme fixe.

Avantages pour l’environnement. Du point de vue de l’environnement, l’initiative vise à améliorer l’adaptation au changement climatique et l’atténuation de ses effets en réduisant les niveaux de gaz à effet de serre libérés dans l’atmosphère. Les principaux avantages environnementaux sont les suivants : réduction de la consommation de bois de chauffage au niveau des ménages (2 kg par jour) entraînant elle-même un ralentissement de la déforestation et de la dégradation des terres, et diminution des émissions de méthane grâce à une meilleure gestion des effluents d’élevage.

Le biolisier est une bonne alternative aux engrais chimiques et peut en outre contribuer à rétablir la santé du sol. Une possibilité de génération de revenu est sous-estimée : celle qui consiste à promouvoir et utiliser l’engrais organique (biolisier) provenant des déchets d’élevage, de cuisine et de l’homme et produit par les digesteurs ; cet engrais pouvant améliorer la fertilité du sol et réduire la dégradation de l’environnement (érosion du sol et déforestation), et par conséquent contribuer à une amélioration des rendements.

Avantages socioéconomiques. Les résultats des études montrent qu’un approvisionnement régulier en biogaz réduit la tâche quotidienne de ramassage du bois de chauffage (notamment pour les femmes et les filles). Ce sont en moyenne environ deux heures par jour qui sont ainsi économisées, ce qui laisse aux femmes et aux filles plus de temps pour avoir d’autres activités telles que la fabrication de produits d’artisanat, l’entretien du bétail, les travaux ménagers, les études, le jeu et le repos. Cette technologie est simple à mettre en œuvre et permet aux agriculteurs analphabètes d’assurer efficacement l’installation, l’entretien, le fonctionnement et le dépannage du système.

Il ressort également d’études réalisées au Kenya et au Rwanda qu’en moyenne, dans ces deux pays, chaque agriculteur a pu cultiver 0,5 hectare de plus grâce au temps supplémentaire dont il peut maintenant disposer. On a également constaté qu’il est plus facile de cuisiner pendant la saison des pluies, lorsque la cuisine se fait à l’intérieur pour protéger le fourneau à biogaz. Tout cela est facilité par le fait qu’aucune mauvaise odeur n’est associée au système FlexiBiogas dans la mesure où il digère 100 pour cent du substrat organique. Il n’attire pas les mouches non plus.

Ce système présente d’autres avantages économiques : amélioration de la santé, remplacement des engrais chimiques par du biolisier, amélioration de la nutrition grâce à l’utilisation de biolisier dans les jardins, et amélioration de l’éducation des enfants.

Avantages techniques. Sur la base d’études et d’enquêtes sur le terrain réalisées au Kenya et au Rwanda, il a été établi que les systèmes traditionnels à dôme fixe sont plus coûteux (de 1 200 à 1 800 dollars US) et nécessitent de trois à six vaches laitières. La propriété des terres est également une condition préalable supplémentaire, sans compter qu’il faut de la main-d’œuvre qualifiée pour installer, entretenir et faire fonctionner l’unité de biogaz avec efficacité si on veut assurer sa durabilité à long terme.

Les principaux avantages techniques des systèmes FlexiBiogas sont les suivants :

• facilité de transport (50 kg), et l’installation ne prend que deux à trois heures alors qu’il faut compter de sept à dix jours pour le système à dôme fixe ;
• le système accepte les différents types de matières organiques disponibles localement ;
• grâce à la méthodologie à double flux, le biolisier est intégralement digéré ; il n’y a aucun résidu de méthane ou de pathogènes ;
• le système est évolutif et peut par conséquent s’adapter à de nouvelles exigences énergétiques parallèlement à l’accroissement des besoins et des revenus ;
• la formation des techniciens nécessaires pour l’installation, le fonctionnement et l’entretien du système est simple et s’effectue selon une formule d’apprentissage par l’action.

Avantages pour la santé. Les études montrent que les systèmes FlexiBiogas entraînent une réduction des maladies pulmonaires obstructives chroniques (MPOC) et des infections des yeux en éliminant la fumée de la cuisine. Le régime alimentaire quotidien peut être amélioré grâce à de meilleures pratiques de jardinage domestique utilisant du biolisier comme engrais et entraînant une amélioration de la nutrition. L’adoption du système FlexiBiogas peut également améliorer la situation sanitaire de la propriété familiale grâce à une meilleure gestion des effluents d’élevage.

Perspectives
En encourageant l’adoption du système FlexiBiogas, le FIDA veut favoriser l’utilisation de sources d’énergie non polluantes, modernes et décentralisées à la place des combustibles traditionnels issus de la biomasse tels que le bois de chauffage et le charbon de bois pour la cuisson des aliments et le kérosène pour l’éclairage.

Dans un système agricole intégré, avec seulement une ou deux vaches, la technologie FlexiBiogas peut produire quotidiennement de 60 à 100 kilogrammes d’engrais de qualité, 1,2 mètre cube de biogaz pour la cuisson des aliments et 12 litres de lait. Le projet pilote du FIDA a ouvert des voies nouvelles et offre la potentialité de créer des partenariats pour tester le modèle à une vache (One Cow model – voir l’encadré).

La vache, source d’énergie
Une vache produit quotidiennement de 15 à 30 kg de bouse. Selon des estimations, environ 20 kg de bouse de vache fraîche produisent 1 000 litres de gaz combustible dans le système FlexiBiogas, ce qui est suffisant pour un ménage de cinq à sept personnes. Avec 20 kilogrammes de plus de bouse, le système peut alimenter un moteur de cinq chevaux pendant une heure. Ce moteur peut être couplé à un alternateur d’automobile qui pourra charger une batterie (en utilisant un hacheur) et à un convertisseur pour faire fonctionner de petits appareils (éclairage, ordinateur ou téléviseur).

À long terme, il faut tenir compte des risques potentiels pour l’environnement dans le cas de l’adoption de systèmes FlexiBiogas à plus grande échelle. Premièrement, il faut étudier l’impact à long terme de l’utilisation intensive du plastique et de batteries automobiles/solaires de type plomb-acide. Deuxièmement, la réduction réelle de consommation de bois de chauffage dans les zones rurales est irrégulière. Si une grande majorité d’utilisateurs brûlent considérablement moins de bois de chauffage, certains continuent de préférer le bois pour la cuisson des aliments. Dans d’autres cas, même lorsque les agriculteurs se rendent compte qu’ils n’ont plus besoin d’utiliser du bois de chauffage, ils en vendent toujours à leurs voisins pour gagner un peu d’argent.

Néanmoins, le One Cow model a le potentiel de créer des emplois dans les zones rurales et de répondre à deux des problèmes majeurs de l’Afrique subsaharienne, la nutrition et la disponibilité de combustibles renouvelables. Le FIDA joue également un rôle crucial dans la diffusion et l’utilisation à plus grande échelle de stratégies éprouvées visant à renforcer les cadres stratégiques nationaux et régionaux. Le projet pilote d’utilisation d’un modèle de compression et de mise en bouteille du biogaz actuellement mis en œuvre au Kenya avec l’aide financière du gouvernement finlandais encourage le développement du secteur des énergies renouvelables au niveau régional et local grâce au renforcement des capacités des entreprises ; il stimule ainsi l’investissement dans le secteur des énergies renouvelables et ouvre de nouveaux horizons pour le développement des industries.


Antonio Rota
a.rota@ifad.org

Karan Sehgal
k.sehgal@ifad.org

Fonds international de développement agricole – FIDA
Rome, Italie