VERS LA CONSTRUCTION D`UN OUTIL D`AIDE À LA

VERS LA CONSTRUCTION D’UN OUTIL D’AIDE À LA DÉCISION
MULTI-CRITÈRES SPATIALISÉ POUR l’ÉCONOMIE CIRCULAIRE ET LA
TRANSITION ÉNERGÉTIQUE
Auteurs :
François Raulin : [email protected]
Sébastien Bourdin : [email protected]
Institut du Développement Territorial, EM Normandie
9, rue Claude Bloch
14052 CAEN Cedex
Thématique : Transition Energétique
Logiciel ESRI : ArcGis
Public visé : Tout public
Mots-clés : économie circulaire, France, méthanisation, Outil d’Aide à la Décision MultiCritères Spatialisé, recherche, transition énergétique.
Résumé communication :
L’objectif de cette communication est de présenter les premiers résultats d’un travail de
recherche en cours autour de l’économie circulaire et la transition énergétique. Un des aspects
du programme scientifique DETECTE (Développement économique et territorial, économie
circulaire et transition énergétique) consiste à analyser la réalité territorialisée des filières de
méthanisation en termes d’efficiences (bio)technique, économique, environnementale et de
responsabilité sociale. En particulier, il vise à construire un SIG sous forme d’un outil d’aide à
la décision capable d’accompagner les futurs porteurs de projets de méthanisation qu'ils soient
publics ou privés.
http://www.detecte.org/
Qu’est-ce que l’Institut du Développement Territorial ?
L’IDéT (Institut du Développement Territorial) est un institut de recherche intégré au sein d’une
école de Management (EM Normandie) et est composé d’une équipe pluridisciplinaire, à savoir
trois géographes, trois chercheurs en sciences de gestion et un aménageur. C’est aussi un centre
d’expertise et de formation en développement territorial (Master 2 DIMT). Acteur du
développement territorial, l’IDéT contribue à la réflexion publique territoriale (rechercheaction, recherche appliquée, groupes de réflexion, etc).
Introduction.
Le projet de recherche DETECTE (acronyme de « Développement Economique Territorial,
Economie Circulaire et Transition Energétique ») est financé par le programme scientifique
PSDR « Pour et Sur le Développement Régional », sous l’égide de l’INRA (Institut National
de la Recherche Agronomique). Il vise à l’amélioration de la connaissance des mutations
actuelles et futures des territoires ruraux dans le contexte de la transition énergétique. En effet,
la transition énergétique est aujourd’hui considérée par les institutions nationales, européennes
et internationales comme une nécessité incontournable, permettant ainsi de faire coexister
croissance économique, équité sociale et préservation environnementale via le développement
de l’économie circulaire dans les territoires. Plus particulièrement, ce projet propose d’étudier
les processus mis en place pour une économie circulaire basée sur la biomasse d’origine
végétale, les facteurs de réussite et les moyens pour la développer.
Problématique et hypothèse de travail.
En partant de la problématique de la gestion des déchets, il faut réfléchir à comment mettre en
place un écosystème capable de créer de la valeur par et pour les territoires. De ce fait, comment
construire un système énergétique territorial ?
L’utilisation de plusieurs méthodes croisées entre les différents champs disciplinaires
représentés permettra de produire un outil d’aide à la décision multi-critères spatialisé capable
d’aider les acteurs publics et privés pour faire émerger de nouveaux projets de valorisation de
la biomasse au service du développement territorial. Cet outil pourrait donc rendre plus aisée la
réflexion de la part des élus et des entrepreneurs sur la nécessité de mettre en œuvre un système
économique et territorial localisé pérenne et avantageux.
Nous nous intéressons exclusivement au procédé de la méthanisation des déchets issus de la
biomasse. Notre territoire d’étude recouvre l’ensemble du Grand-Ouest de la France (ex- BasseNormandie, Bretagne et Pays-de-la-Loire).
Comment fonctionne la méthanisation ?
La méthanisation est une digestion anaérobie qui transforme la matière organique en compost,
méthane et gaz carbonique par un écosystème microbien complexe fonctionnant en absence
d’oxygène (figure 1).
Figure 1. Un exemple de méthaniseur avec deux cuves (une pour le digestat et l’autre pour le
collecteur de biogaz) et une ferme d’élevages (source : http://www.cc-rohrbach.fr/grandsprojets/methanisation-agricole/)
Le traitement des déchets via ce procédé suit un cercle vertueux, de la collecte à la valorisation
(figure 2). La méthanisation permet de transformer les déchets, soit sous forme d’électricité via
la cogénération ou sous forme de biogaz via l’injection. Le digestat lui peut être valorisé sous
forme d’engrais qui sera ensuite récupéré par les agriculteurs afin de le répandre dans leurs
champs.
Figure 2. Le cercle vertueux de la méthanisation (source : GRDF)
Les déchets méthanisables peuvent être d’origines agricole (lisier, fumier, etc.), ménager (tonte
de pelouse, restes alimentaires, etc.) ou agro-alimentaire (carcasses d’animaux, marc de
pomme, etc.). Dans notre étude, nous nous intéressons exclusivement aux déchets issus de la
biomasse (déchets agricole et vert) et valorisés sous forme de méthanisation collective (au
minimum trois associés1).
Quant aux acteurs, ils sont variés. Les agriculteurs, bien sûr, mais aussi les opérateurs de
méthanisation, les collectivités locales ou encore les organismes consulaires comme les
Chambres d’Agriculture. Ces derniers, en tant que parties prenantes d’un projet de
méthanisation, font souvent face à la grogne des riverains ou, plus largement, à celle des
habitants d’un territoire, pour diverses causes (risques olfactive et chimique, risque de
dévalorisation immobilière, augmentation du trafic routier, etc.). Par conséquent, les porteurs
de projet doivent composer avec divers facteurs économiques (rentabilité), environnementaux
(respect des normes) et sociaux (acceptabilité sociale), d’où l’intérêt de construire un outil
d’aide à la décision multi-critères qui intégreraient ces données et paramètres en concertation
avec ces différents acteurs.
Vers la création d’un outil d’aide à la décision multi-critères spatialisé.
Notre projet propose donc de développer un SIG permettant de localiser de manière optimale
l’implantation d’unités de méthanisation à partir d’un ensemble de données identifiées en
amont, collectées, géolocalisées, traitées et analysées territorialement (figure 3). Des recherches
ont été développées dans ce domaine mais elles restent encore très limitées (à ce jour, on ne
compte qu’à peine une dizaine de publications scientifiques sur le sujet). Or, notre projet est
innovant car il va plus loin dans l’intégration des différents acteurs (agriculteurs, collectivités
territoriales, opérateurs de méthanisation, élus, citoyens) dans le système de décision
d’implantation (à partir d’une matrice décisionnelle élaborée en amont). Différents scénarii
seront établis afin de proposer des recommandations en termes de localisation spatiale du ou
des futurs projets.
La méthanisation est un processus par nature complexe. Il doit intégrer dans la prise de décision
différents acteurs aux objectifs singuliers et généraux divers : l’industriel va chercher à baisser
ses charges de traitement des déchets mais aussi récupérer la chaleur issue du procédé
méthanogène et, de fait, va chercher à être à proximité des installations de méthanisation ; la
collectivité territoriale va vouloir baisser son taux de charge organique et baisser leurs coûts de
fonctionnement ; l’agriculteur va chercher à diminuer le coût d’épandage et de fonctionnement
de sa ferme en valorisation la matière (fumier, lisier) ; l’élu politique va chercher à la fois à
concilier bien-être des habitants, transition énergétique des territoires et baisse des frais de
fonctionnement de sa collectivité ; le riverain va chercher à ne pas avoir à proximité de son
habitation une unité de méthanisation. La méthanisation est complexe également car elle fait
intervenir les questions de disponibilité en terrain (foncier), règlementation, fiscalité,
administration, rentabilité économique et rayon d’approvisionnement.
1
Définition donnée par l’Ademe.
Figure 3. Phases de construction d’un outil d’aide à la décision multi-critères spatialisé
(réalisation : Sébastien Bourdin, 2016)
Premières ébauches du SIG en cours de réalisation
La première phase de notre SIG à l’aide du logiciel ArcGis© 10.4, en cours d’élaboration lors
de notre communication le 6 Octobre 2016 à la Conférence SIG 2016, consiste à recueillir un
ensemble de données spatialisées et géolocalisées (ou à géolocaliser), les intégrer dans le SIG
et les croiser afin de dégager de zones favorables à l’implantation d’une unité de méthanisation.
Figure 4. Intégration de plusieurs données spatialisées dans le SIG. Exemple de l’unité de
méthanisation en projet dans la commune de Vire-Normandie (extrait du power-point de la
présentation, réalisation : François Raulin, 2016)
Parmi les données collectées et intégrées dans le SIG, à partir notamment de la BD TOPO©
issue de l’IGN, il y a le réseau routier (circulation des camions ou tracteurs lors de
l’acheminement des déchets vers le méthaniseur), le réseau électrique moyenne et haute
tensions (afin de connecter l’unité au réseau électrique dans le cadre d’une valorisation par
cogénération), l’occupation du sol (localiser les espaces non artificialisés et potentiellement
constructibles), le bâti résidentiel (le digesteur d’une unité de méthanisation ne doit pas être
construite à moins de 50 mètres d’une habitation) et les surfaces d’eau (toute unité de
méthanisation doit être située à plus de 35 mètres d’une surface d’eau). Biensur, d’autres
données devront être intégrées comme le gisement des déchets potentiellement mobilisables
(effectifs de cheptels, surfaces agricoles, etc.), le réseau de distribution du gaz avec le potentiel
d’injection (dans le cadre d’une valorisation par injection de biogaz dans le réseau), les zones
naturelles réglementaires (voir s’il y a comptabilité avec les normes environnementales
édictées), etc.
La deuxième phase du SIG (figure 5) consistera à croiser ces données et de dégager des espaces
favorables à l’implantation d’une ou plusieurs unités de méthanisation en concertation avec les
acteurs (dimensionnement, déchets méthanisés, etc.). Par exemple, nous avons créé des buffers
afin de délimiter des zones non constructibles d’un point de vue réglementaire à partir des
habitations (rayon de 50 mètres) et des surfaces d’eau (rayon de 35 mètres). Concernant le
réseau routier, plusieurs scénarii seront proposés mais nous avons commencé par prendre
l’hypothèse d’un diamètre de 500 mètres autour des principaux axes routiers (hors autoroutes
car bien souvent payantes avec des points de connections limités au réseau routier inférieur).
Figure 5. Croisement de données spatialisées et réalisation d’un premier traitement automatisé
à partir de l’outil Buffer. Exemple de l’unité de méthanisation en projet dans la commune de
Vire-Normandie (extrait du power-point de la présentation, réalisation : François Raulin, 2016)
Une fois le SIG finalisé, le projet mettra en œuvre un partage de la base de données et de l’outil
d’aide à la décision multi-critères spatialisés. Nous rédigerons un « guide de l’utilisateur » qui
permettra une appropriation aisée des outils par les différents acteurs de la méthanisation.