Le principe de la méthanisation est de décomposer des déchets organiques dans une cuve hermétique et sans oxygène. La flore présente à l’intérieur de cette cuve permet de valoriser les déchets organiques de deux façons : - En produisant un fertilisant qui peut venir enrichir les sols de culture : le digestat - En produisant du biogaz qui peut être utilisé sous plusieurs formes, dont la production d’électricité, de chaleur ou encore comme carburant.

La méthanisation consiste à décomposer des matières organiques grâce à des bactéries qui agissent en l'absence d'air : ce processus se déroule en milieu “anaérobie” (sans oxygène). Le compostage consiste également à dégrader des déchets organiques mais en présence d'oxygène et d'humidité. Les deux procédés sont complémentaires. En effet, suivant la nature de la matière organique, il sera préférable d’utiliser l’une ou l’autre de ces technologies.

Toute matière organique peut être méthanisable (excréments, fumier/lisier animal, fruits, légumes, déchets d’abattoir, brasserie, distillerie, etc ). Il faudra cependant veiller à ce que le mélange soit “équilibré”. En effet, il faut un équilibre entre l’azote et le carbone. De plus, les aliments très acides comme les agrumes sont à éviter. On privilégiera cependant les matières liquides, molles et facilement décomposables. Pour les matières sèches, ligneuses, fibreuses et longues à se décomposer, on préférera le compost. Selon la nature des aliments, le digesteur produira plus ou moins de biogaz. On parle alors du pouvoir méthanogène de tel ou tel aliment.

La méthanisation procure un triple bénéfice. Elle traite un déchet organique, elle produit un fertilisant de bonne qualité et une énergie renouvelable stockable : le biogaz. La petite méthanisation s’inscrit donc dans l’économie circulaire en offrant une solution complémentaire des activités agricoles. En plus de ces 3 principaux intérêts, la méthanisation a de nombreuses externalités positives : - Une double valorisation de la matière organique et de l’énergie ;  - Une diminution de la quantité de déchets organiques à traiter et par définition, un allègement des coûts des autres filières de traitement des déchets ; - Une diminution des émissions de gaz à effet de serre par substitution de l’utilisation des énergies fossiles ; - Un traitement possible des déchets organiques graisseux ou très humides, non compostables en l'état ; - Une limitation des émissions d’odeurs du fait d’un digesteur hermétique.

Les inconvénients de la méthanisation apparaissent souvent lorsqu’un digesteur est dimensionné en fonction d’un seul des 3 bénéfices (souvent la production de méthane au détriment du traitement des déchets et de la prodution de fertilisant) et que les 2 autres deviennent des contraintes. On peut alors se retrouver dans une des situations suivantes : Les déchets entrants doivent être disponibles sur la durée afin de créer une filière rentable et pérenne ; Le digestat est un fertilisant moins concentré que les fertilisants chimiques et nécessite donc plus de travail pour l’épandage. L’incinération et/ou le stockage des déchets non dangereux pour les fractions de déchets non organiques ne pouvant pas être méthanisées doit être pris en compte ; Le compostage pour traiter les déchets ligneux mal adaptés à la méthanisation doit être envisagé. Les CIVE (cultures intermédiaires à valorisation énergétique) viennent concurrencer des cultures vivrières pour alimenter des digesteurs. L’injection du biométhane sur le réseau peut être complexe si le maillage GRdF n’est pas présent localement.

La méthanisation peut présenter plusieurs risques qui doivent être connus et maitrisés. Ces risques dépendent de la taille des installations et procédés utilisés. Globalement ce sont des risques de pollution des eaux et de l’air ainsi que les risques d’incendie et d’explosion liés au gaz. - Les incendies et les explosions - Risques d’asphyxie par manque d’oxygène - Risques chimiques et intoxications au gaz (H2S, NH3) - Les fuites de gaz à haute pression ou de liquide - Les risques liés à l’équipement mécanique rotatif - Les pathogènes (les maladies) La pico-méthnisation, par la taille de ses installations et les volumes de gaz produit, présente des dangers plus faibles.

Le biogaz est le nom donné à un mélange de gaz qui a été produit par la décomposition biologique de matière organique en l'absence d'oxygène. Il se compose généralement d'un mélange gazeux composé de : L’énergie présente dans 1m3 de biogaz dépend de la concentration en méthane. Généralement en considère une concentration moyenne de 60% de méthane. A cette concentration, 1m3 de biogaz = 6 kWh (soit environ 0,6 litre d’essence).

Le biogaz peut être utilisé de différentes façons. En effet, celui-ci peut servir pour la combustion dans une cuisinière ou dans une chaudière afin de produire de la chaleur. Le biogaz peut aussi alimenter les centrales électriques dans un moteur de cogénération afin de produire de l’électricité et de la chaleur. Le biogaz peut aussi être transformé en biométhane (après épuration et odorisation) pour être injecté par la suite dans le réseau de gaz de distribution ou comme carburant dans les véhicules GNV.

Le digestat est le résidu du processus de méthanisation, composé de matière organique non biodégradable, de matière minérale et d’eau. C’est un liquide avec une concentration de 5 à 10% de matière sèche par litre qui est utilisé comme fertilisant. De par sa digestion anaérobie, la méthanisation produit un digestat à forte concentration en azote. La concentration en engrais NPK et la qualité générale dépend directement de l’alimentation du réacteur. Voici un exemple de la composition d’un digestat d’une méthanisation en voie continue :

Dans la majorité des cas, le digestat est utilisé en agriculture pour ses propriétés fertilisantes, ce qui réduit la consommation de fertilisants minéraux par les agriculteurs. Le digestat présente un risque de volatilisation de l’azote important. Il faut donc l’épandre directement sur le sol sans le projeter dans les airs. On peut aussi l’épandre sur du BRF (bois raméal fragmenté) pour qu’il soit absorbé.