La ferme de Grignon - un site expérimental à énergie positive

Ce projet a remporté le Prix du Public – Infrastructure des Green Solutions Awards France 2022-2023.

Site rattaché à l'établissement d'enseignement supérieur AgroParisTech, la ferme expérimentale de Grignon dans les Yvelines (78) permet de rechercher, développer, tester et accompagner diverses innovations agricoles. Ouverte au grand public, elle revêt également une dimension pédagogique. Dans une logique d'innovation au service de la durabilité, des projets visant à produire l'énergie nécessaire aux activités voient le jour, notamment grâce à la valorisation du lisier/fumier généré sur la ferme à des fins de production de gaz vert. La ferme de Grignon est normalisée ISO 14001 depuis 2014, ISO 50001 depuis 2019, HVE 3 depuis 2016 - la première en polyculture élevage pour ce dernier élément.

Un site pédagogique et économiquement viable

Rattachée administrativement à AgroParisTech, la ferme a développé un modèle entrepreneurial. Pour cela, elle couvre 400 hectares de culture - la moitié destinée à la vente et l'autre à la production de fourrage. La ferme compte 200 vaches laitières et 600 brebis. Une laiterie est consacrée à la production de divers produits laitiers qui sont ensuite vendus en circuit court. 

La ferme attire également de nombreux visiteurs - environ 38 000 chaque année. Visiteurs libres, groupes scolaires et professionnels du secteur bénéficient de différents circuits de visite, plus ou moins techniques, centrés sur la compréhension du fonctionnement des activités agricoles et la sensibilisation aux enjeux environnementaux et nutritionnels qui y sont liés. Chercheurs et professionnels bénéficient également d'un approfondissement sur les expérimentations et les projets de recherche pilotés sur place. 

Expérimentation et innovation agricole

50 hectares sont réservés à la plateforme expérimentale Trajectoire, qui teste sept systèmes de cultures différents, par exemple sur l'agriculture de conservation ou l'agriculture biologique. Ces systèmes reproduisent les méthodes et outils des agriculteurs régionaux et des mesures sont mises en œuvre pour évaluer leurs performances et déterminer les axes d'optimisation. La pulvérisation précise des intrants grâce à l'intelligence artificielle et la mesure de protoxyde d'azote sont également étudiés sur le site. 

Depuis 2009, des scientifiques de l'établissement mettent à profit le troupeau de vaches laitières pour établir une mesure des émissions de méthane entérique sur des vaches en production.

Enfin, le Farm'InnLab est un tiers-lieu permettant aux porteurs de divers projets innovants d'être accompagnés techniquement et scientifiquement. Concrètement, des startups innovantes sont accueillies et développent des programmes vertueux en termes d'agriculture, d'élevage ou de production d'énergie. Un accompagnement global est proposé et les innovations sont testées directement sur site. En parallèle, l'initiative encourage les synergies entre étudiants, enseignants-chercheurs, personnels techniques et porteurs de projets.

Le projet Nénufar : un système de récupération du méthane

Au-delà des innovations agricoles, la ferme de Grignon a engagé depuis 2006 une réflexion sur sa consommation d'énergies fossiles et sa production de déchets agricoles, notamment le lisier provenant des élevages. Le programme Grignon Energie Positive a été mis en oeuvre pour explorer des solutions techniques face à ces défis. La récupération et la valorisation du biogaz se sont alors imposées comme une première réponse efficace et viable.

Couverture Nénufar à la ferme de Grignon - source : Nénufar

Une couverture Nénufar - première startup accompagnée sur la ferme de Grignon - a été installée sur la fosse à lisier de bovins de 1 300m3 utile. Cette couverture permet de stocker directement le biogaz qui est ensuite envoyé sur la chaudière de l’atelier de transformation laitier. L'énergie est finalement utilisée pour la production d’eau chaude sanitaire et depuis 2014, pour la pasteurisation et l’étuvage des yaourts. Entre 100 et 200Nm3 de biogaz sont valorisés chaque jour. 

Une unité de méthanisation pour alimenter le site au biométhane, un gaz renouvelable et produit localement avec les déchets de la ferme / du territoire

Exemple d'une unité de méthanisation - crédit photo : GRDF

Et pourquoi ne pas développer la production de biogaz pour faire du site une ferme à énergie positive ? La prochaine étape du programme Grignon Energie Positive s'est concentrée sur la création d'une unité de méthanisation pouvant valoriser les effluents d'élevage et déchets agricoles, grâce au projet Grignon Bioénergie.

La méthanisation, grâce à un phénomène naturel de dégradation de la matière organique par des bactéries, transforme les déchets et/ou résidus organiques (effluents d’élevage, biodéchets, résidus agricoles…) en deux produits valorisables : 

• Le biométhane, un gaz 100% renouvelable injecté sur le réseau de distribution de gaz naturel exploité par GRDF. Il permet alors d’alimenter en énergie renouvelable et locale les usages classiques du gaz naturel : eau chaude, cuisson, chauffage et carburant ;  
• Le digestat, un engrais naturel et organique épandus sur les surfaces agricoles et les espaces verts du territoire.

Les effluents valorisés proviennent à 85% de la ferme, le reste étant constitué de fumiers équins collectés dans les centres équestres situés à moins de 5km de distance. A terme, le dispositif permettra d'extraire le méthane de 5 500 tonnes de lisier et 5 000 tonnes de fumier. 50 Nm3 de biométhane seront produits chaque jour, et ensuite injectés dans le réseau local GRDF à partir de juillet 2023, permettant de fournir l'énergie nécessaire à plus de 1 000 foyers. L'installation sera autosuffisante en énergie puisqu'elle fonctionnera avec une partie du biométhane produit (environ 6%).

La valorisation du digestat - engrais organique produit à la suite du processus de méthanisation - se fera par épandage, majoritairement sur l’exploitation, et environ 15% sera épandu en partenariat avec des voisins en échange du fumier équin collecté, mais toujours dans un rayon proche de quelques kilomètres.

L'impact de l'unité de méthanisation est estimé à environ 1 700 tonnes d'équivalent CO2 économisés par an.