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Analyse environnementale d’installations de méthanisation agricole en élevage porcin

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51es Journées de la Recherche Porcine, 5 et 6 février 2019, Paris, p. 187-192, par Sandrine Espagnol et al.

Déterminer les performances environnementales de la production de biogaz agricole s’avère complexe car les installations répondent à plusieurs objectifs. Ainsi, les choix de périmètre et d’unité d’expression des impacts lors de l’évaluation ont toute leur importance. La présente étude évalue les impacts environnementaux de six scénarios de méthanisation agricole impliquant des lisiers porcins: M1-petite-méthanisation de lisier (50 kW de puissance installée), M2-méthanisation de lisier avec du maïs ensilage et des déchets d’agro-industries et de collectivités (200 kW) et quatre autres scénarios à base de lisier et de déchets (200 kW) traitant de diverses manières les digestats, dans un objectif de résorption de N et P (M3-transport longue distance, M4-compostage, M5-séchage, M6-traitement biologique). Leurs bilans environnementaux sont évalués par Analyse de Cycle de Vie en considérant cinq impacts : changement climatique (CC), demande en énergie non renouvelable (DE), eutrophisation (E), acidification (A) et occupation des sols (OS). Les unités fonctionnelles retenues sont : le kWh produit et valorisé, le kg de porc en sortie d’élevage et le kg d’azote résorbé. Elles se rapportent respectivement aux trois fonctions retenues : la production d’énergie renouvelable, la réduction des impacts environnementaux des élevages, et la résorption des excédents de N. Les résultats témoignent de l’intérêt environnemental de la méthanisation agricole sur l’impact DE pour produire de l’énergie renouvelable dans le contexte du mix énergétique français. Les élevages impliqués dans la méthanisation voient également leurs impacts CC, DE et A diminuer. Les différentes fonctions évaluées montrent les atouts et limites des six options de méthanisation. Des prédicteurs de performance sont mis en évidence : l’équilibre du ratio N/ potentiel méthanogène des substrats, la valorisation optimisée de la chaleur et la couverture des ouvrages.

Environmental assessment of agricultural biogas plants on pig farms

Assessing the environmental performance of agricultural biogas production is complex because the development of anaerobic digestion has several goals. Indeed, the choice of system perimeter and functional unit has major importance. This study assessed environmental impacts of six biogas units associated with a pig farm: M1-small plant using only pig slurry (50 kW); M2-larger plant (200 kW) using slurry, maize silage and agro-industrial waste; and four other scenarios using both slurry and waste (200 kW) and implementing different digestate processing chains to reduce N and P in farm outputs (M3-long distance transport, M4-composting, M5-drying belt, M6-biological treatment). Their environmental performance, assessed by Life Cycle Assessment, considered five impacts: climate change (CC), cumulative energy demand (ED), eutrophication (E), acidification (A) and land occupation (LO). The functional units were kWh produced and used, kg of animal live weight at the farm gate and kg of N “resorbed”. Respectively, these units are linked to three current goals for biogas plants: production of renewable energy, reduction of pig farm impacts and resorption of nitrogen in excess. The results show lower ED for the kWh produced by anaerobic digestion in the context of the French energetic mix. Moreover, the pig farm associated with the biogas unit reduces its CC, ED and A impacts. The multiple functional units studied highlight advantages and disadvantages of the six biogas scenarios. Drivers of performance were identified: balancing N content and methane potential of the inputs, good use of the heat produced and covering of the storage units.

2019

Évaluation des pertes d’azote et de carbone de filières de gestion de déjections porcines associées au raclage en V. Emissions d'ammoniac et de GES au bâtiment, stockage et compostage des effluents produits, valorisations énergétique et agronomique

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51es Journées de la Recherche Porcine, 5 et 6 février 2019, Paris, p. 175-180, par Solène Lagadec et al.

Le raclage en V est un système mécanique d’évacuation fréquente des déjections qui permet de réduire jusqu’à 40% les émissions d’ammoniac et 10% les émissions de méthane par le bâtiment. Cependant, une analyse de l’ensemble de la filière de gestion des déjections est nécessaire car la réduction des émissions azotées et carbonées par le bâtiment se traduit par une augmentation de la teneur en azote et en carbone des effluents produits engendrant un risque d’accroissement des émissions ultérieures (transfert de pollution vers le stockage et l’épandage). Cette étude a permis de mesurer les émissions azotées et carbonées de différentes filières de gestion des déjections issues d’un bâtiment équipé d’un raclage en V. Selon la filière, la somme des pertes gazeuses azotées, du bâtiment à l’épandage, varie de 0,87 à 1,52 kg N/porc. La modalité permettant de mieux conserver l’azote est celle qui intègre la méthanisation des effluents produits (filière «Métha »). Cette filière entraîne également une réduction de 25% des émissions d’ammoniac si l’ouvrage de stockage du digestat est couvert et de 73% des émissions de gaz à effet de serre, par rapport à la filière « Raclage » habituellement mise en oeuvre en élevage (stockage des urines et compostage des fèces). De plus, cette filière « Métha » permet de maximiser la production de méthane (320 à 350 m3 de CH4 par tonne de matière organique) et d’obtenir un produit (le digestat) présentant un fort coefficient d’utilisation de l’azote (0,58). Pour la filière « Raclage », l’utilisation d’équipements pour réduire les émissions d’ammoniac, comme le « lavage » de l’air, pourrait réduire les émissions des principaux postes émetteurs : le bâtiment et le compostage de la phase solide.

Evaluation of nitrogen and carbon losses in different manure management chains with V-shaped scrapers

V-shaped scrapers are a mechanical system that evacuates manure more frequently, reducing piggery ammonia emissions by up to40% and methane emissions by 10%. However, assessing the entire manure management chain is necessary because reduction innitrogen and carbon emissions from the building results in an increase in nitrogen and carbon contents of the manure and thus therisk of pollution transfer downstream in the chain. The purpose of this study was to measure nitrogen and carbon emissions ofdifferent manure management chains from a building equipped with a V-shaped scraper. Depending on the management chain,total nitrogenous gas losses (from the building to field spreading) varied from 0.87-1.52 kg N/pig. The manure management systemthat conserved the most nitrogen included anaerobic digestion of the manure ("Métha"). This chain also decreased ammoniaemissions by 25% if the stored digestate was covered and greenhouse gas emissions by 73%, compared to the usual chain with V-shaped scrapers (in which urine was stored and manure composted). In addition, the "Metha" chain maximized methaneproduction (320-350 m3 CH4/t organic matter) and produced digestate with a high nitrogen fertiliser-use equivalency (0.58). In thechain with V-shaped scrapers, using equipment to reduce ammonia emissions, such as an air scrubber, could reduce emissionsfrom the main emitting locations: the building and solid-phase composting area.

2019

Cartographie de la biomasse agricole en France. Focus sur les déjections porcines

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Poster présenté par Pascal Levasseur et al., aux 51es Journée de la Recherche Porcine, 5 et 6 février 2019

Le développement de projets de méthanisation territoriale ou toutes autres formes de gestion des biomasses agricoles nécessite de connaître leur disponibilité. Le projet ELBA (EvaLuation de la Biomasse Agricole) a produit un outil partagé d’évaluation et de représentation géographique des résidus de grandes cultures, cultures dédiées, effl uents des élevages de porcs, ruminants, volailles et chevaux.

PDF icon Pascal Levasseur et al., 51e JRP, 5 et 6 février 2019, poster
2019

Effets rebonds d’une écoconception des aliments du bétail

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Poster présenté par Sandrine Espagnol et al., aux 51es Journées de la Recherche Porcine, 5 et 6 février 2019

Les fabricants d’aliments du bétail peuvent formuler des éco-aliments du bétail avec de moindres impacts environnementaux grâce aux données ECOALIM (impacts environnementaux de près de 150 ingrédients intégrés dans Agribalyse®). Les premières simulations, en comparaison à des
aliments standards formulés à moindre coût, montrent l’incorporation davantage de coproduits du blé et de pois en remplacement de céréales.
Quels seraient les effets rebonds* d’une généralisation de la pratique et ses incidences environnementales ?

PDF icon Sandrine Espagnol et al., 51e JRP, 5 et 6 février 2019, poster
2019

Journées de la Recherche Porcine 2019

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Le recueil des JRP permet la diffusion rapide des résultats de la recherche francophone sous forme d’articles de 6 pages ou 2 pages, comprenant tous un résumé en anglais.

107,00 €
2019

De nouvelles règles pour stocker les effluents d’élevage

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Pierre Quideau (CRAB) et Pascal Levasseur (IFIP), Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 266, février-mars, p. 36-37

Le guide de calcul des capacités de stockage des effluents d’élevage a dernièrement fait l’objet d’une mise à jour. La pluviométrie est désormais prise en compte pour les fosses et fumières non couvertes.

PDF icon Pierre Quideau (CRAB) et Pascal Levasseur (IFIP), Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 266, février-mars, p. 36-37
2019

Geep démontre les progrès environnementaux des élevages

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Sandrine Espagnol, Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 266, février-mars, p. 32-33

Mesurer pour connaître les performances environnementales des élevages porcins, comprendre, agir et communiquer, voici l’idée de départ de l’outil Geep élaboré par l’Ifip.

PDF icon Sandrine Espagnol, Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 266, février-mars, p. 32-33
2019

Le bien-être et l’environnement toujours objets d’innovations

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Michel Marcon, Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 265, janvier, p. 25

L’autre face de cette édition d’Eurotier concernait le bien-être !

PDF icon Michel Marcon, Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2019, n° 265, janvier, p. 25
2019
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Les Cahiers de l'Ifip - Abonnement annuel

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Les Cahiers de l’IFIP, la revue R&D de la filière porcine française

Cette nouvelle revue a vocation à mettre à disposition les comptes rendus d’études et synthèses bibliographiques de l’IFIP via le web. 
Les Cahiers de l’Ifip traitent tous les champs de compétences de l’IFIP (techniques d’élevage, économie, viandes et charcuteries, génétique), c’est-à-dire des viandes et produits transformés, à l’élevage. 
Les articles sont publiés à la fois français et en anglais.

Les points forts de la revue :
• des articles de fond (plus de 10 pages illustrées des tableaux de données et de graphiques…)
• une forme scientifique (matériel et méthodes, discussion, références bibliographiques) mais très accessible...
• une version en anglais de chaque article, complétée par des mots clés et un résumé bilingue !

Diffusion uniquement sous forme électronique via le web (www.ifip.asso.fr), avec accès par article ou par abonnement annuel.

1 an : 2 numéros - 15 à 20 articles publiés chaque année.

160,00 €
2019

Valorisation énergétique par méthanisation des résidus organiques des agro-industries / Energy recovery by anaerobic digestion of organic residues from agroindustry

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Les Cahiers de l'IFIP, 5(2), 1-7 - La revue R&D de la filière porcine française

Après avoir capitalisé des données antérieures, les partenaires du projet Valormap ont procédé à une étude de gisement des co-produits potentiellement intéressants pour la méthanisation au sein de leurs filières respectives. Cette enquête a permis en outre d’établir ou de réactualiser des ratios de production et d’échantillonner ces co-produits à des fins d’analyse. Le potentiel méthanogène et les concentrations en matières sèches et organiques, azotes ammoniacal et total, phosphore et potassium ont ainsi été déterminés sur plus de 90 déchets des industries agro-alimentaires. Les auteurs du projet ont réalisé plus d’une vingtaine de fiches « co-produits » où figurent les informations essentielles les concernant. Pour les grandes catégories de déchets organiques identifiés dans ce projet, un outil web public donne accès aux masses correspondantes à l’échelle départementale et aux quantités d’énergie correspondantes, sous forme de KWh et de Nm³ CH₄, à l’échelle cantonale. L’ensemble des résultats sont disponibles sur le site du projet (https://www.valormap.fr/).

35,00 €
2018

La base de données Elfe : vers une meilleure connaissance des émissions gazeuses liées à l’élevage

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Aurore Vigan (Inra) et al., Journées 3R, 5 et 6 décembre 2018, Paris, 5 pages

Le secteur de l’élevage est aujourd’hui confronté à une demande croissante de produits animaux à laquelle il doit répondre en limitant au maximum ses impacts environnementaux et en assurant sa durabilité. Parmi ces impacts, la pollution de l’air est une préoccupation majeure. Pour faire face au changement climatique et contribuer à l’amélioration de la qualité de l’air, les émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre doivent être mieux caractérisées et maîtrisées afin de les prendre en compte dans l’évolution des pratiques d’élevage (alimentation, gestion des effluents, etc.). Des acteurs de la recherche et du développement se sont donc associés afin de développer une base de données appelée ELFE (ELevages et Facteurs d’Emission), compilant les valeurs publiées dans la littérature internationale des émissions d’ammoniac, de gaz à effet de serre, de particules et d’odeurs, sur toute la chaîne de gestion des effluents des élevages bovins, porcins et avicoles ainsi que leurs métadonnées associées. Parmi les 1 000 références bibliographiques collectées, environ 350 ont été intégrées à ce jour à la base de données, fournissant ainsi, un peu plus de 5 200 valeurs d’émission. La base de données ELFE permet de déterminer des moyennes d’émission associées à leurs écarts-types prenant en compte la diversité des systèmes d’élevage. Ces données pourront ainsi alimenter les inventaires nationaux d’émissions en proposant des facteurs d’émissions ajustés à des systèmes d’élevage définis et également, permettre d’évaluer la mise en place de pratiques de réduction des émissions. Cette base de données représente aussi une source d’information pour la réalisation d’évaluations multicritères permettant notamment, de préciser l’influence des métadonnées sur les niveaux d’émissions (climat, type de bâtiment, etc.). De plus, cette base propose une classification de chaque valeur d’émission en fonction du nombre de métadonnées renseignées dans les références bibliographiques (>50 % ; 30-50 % ; <30 % des métadonnées renseignées) afin d’évaluer son niveau de description.

The ELFE database: improving the knowledge on gas emissions from livestock systems

The increasing demand for animal products is a major challenge for the livestock sector that must reduce its environmental impacts and ensure its sustainability. This sector has been identified as an important contributor to polluting gas emissions. Improving the knowledge on the origin and the magnitude of air pollutants and greenhouse gases emissions from livestock sector is essential to address climate change and to contribute to improve air quality with the evolution of breeding practices (feeding strategy, manure management, etc.). A consortium involving research and extension services partners was created to build a database called ELFE (ELevages et Facteurs d’Emission) with international data from literature references focusing on emissions of ammonia, greenhouse gases, particles and odors on the different steps of manure management of cattle, pig and poultry productions systems and their associated key variables. Around 350 publications (among 1 000 publications collected) are integrated into the database and provide more than 5 200 emission values. The ELFE database allows calculating average of emission and their standard deviation taking into account the diversity of livestock systems. These data can be used to provide emission factor for national inventories for specific livestock systems and also, to evaluate practices on gas emissions mitigation. This database can also be used to analyze the influence of key variables on the emission factor variability using multicriteria assessment (climate, building type, etc.). Moreover, this database propose a classification of emission factor into three classes according to the degree on which information about their most influential key variables was complete (>50 % ; 30-50 % ; <30 % of indicated key variables) to evaluate its description.

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2018

Analyse environnementale d'installations de méthanisation agricole en élevages bovins

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A. Gac (IDELE) et al., Journées 3R, 5 et 6 décembre 2018, Paris

Dans le cadre d’une évaluation de la performance environnementale de la production de biogaz agricole, quatre scénarios de méthanisation impliquant des effluents d’élevage bovin ont été étudiés : en production laitière et allaitante, en micro-méthanisation (50 kW de puissance installée) ou méthanisation à la ferme avec co-substrats (200 kW), avec ou sans traitement du digestat. Leurs bilans environnementaux ont été évalués par Analyse de Cycle de Vie au regard de deux objectifs distincts : la production d’énergie renouvelable et la réduction des impacts environnementaux des élevages. Les résultats confirment l’intérêt de la méthanisation comme source d’énergie verte comparativement au mix électrique français. En ce qui concerne les effets sur les bilans environnementaux des élevages, les résultats sont moins tranchés. Sur les situations étudiées, les installations de 200 kW sont plus performantes pour produire de l’énergie, mais peuvent engendrer des impacts supplémentaires par rapport à un élevage sans méthanisation, du fait d’étapes supplémentaires dans la gestion des déjections (traitement des digestat). La micro-méthanisation, technologie plus récente est encore peu optimisée. Des ouvertures sont proposées sur les leviers d’amélioration et sur des développements méthodologiques futurs.

Environmental assessment of agricultural biogas plants in cattle systems

Within the framework of an environmental assessment of the agricultural biogas production, four scenarios of methanation involving cattle manure were studied, coupling dairy and suckler beef systems, micro-methanation (50 kW of installed power) and on-farm plants with co-substrates (200 kW), with or without treatment of the digestate. Their environmental balance were estimated by Life Cycle Assessment with regard to two different objectives: the renewable energy production and the reduction of the environmental impacts of the farms. The results confirm the interest of the methanation as a green source of energy compared with the French electric mix. Concerning the effects on environmental balance of the farms, results are less clear. On the studied situations, the 200 kW plants are more efficient to produce energy, but can engender additional impacts compared with livestock production without biogas plant, because of additional stages in the manure management. The micro-methanation units, a new technology, are still few efficient. Openings are proposed on the levers of improvement and on future methodological developments.

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2018

Multiobjective formulation is an effective method to reduce environmental impacts of livestock feeds

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Florence Garcia-Launay et al., British Journal of Nutrition, 2018, volume 120, n° 11, décembre, 12 pages

Environmental and economic performances of livestock production are related largely to the production of complete feeds provided on commercial farms. Formulating feeds based on environmental and economic criteria appears a suitable approach to address the current challenges of animal production. We developed a multiobjective (MO) method of formulating feed which considers both the cost and environmental impacts (estimated via life cycle assessment) of the feed mix. In the first step, least-cost formulation provides a baseline for feed cost and potential impacts per kg of feed. In the second, the minimised MO function includes normalised values of feed cost and impacts climate change, P demand, non-renewable energy demand and land occupation. An additional factor weights the relative influence of economic and environmental objectives. The potential of the method was evaluated using two scenarios of feed formulation for pig, broiler and young bulls. Compared to baseline feeds, MO-formulated feeds had lower environmental impacts in both scenarios studied (&‡22;2 to &‡22;48 %), except for land occupation of broiler feeds, and a moderately higher cost (1–7 %). The ultimate potential for this method to mitigate environmental impacts is probably lower than this, as animal supply chains may compete for the same low-impact feed ingredients. The method developed complements other strategies, and optimising the entire animal production system should be explored in the future to substantially decrease the associated impacts.

https://www6.inra.fr/ecoalim/content/download/3235/33130/version/1/file/multiobjective_formulation_is_an_effective_method_to_reduce_environmental_impacts_of_livestock_feeds_BJN_2018.pdf

2018

La biomasse agricole cartographiée par les instituts techniques

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Pascal Levasseur, Réussir Porc - Tech Porc (FRA), 2018, n° 262, octobre, p. 42-43

Un outil de représentation géographique des déjections animales et de la biomasse végétale est en accès libre sur internet. Connaître leur répartition territoriale permet de mieux les gérer.

PDF icon Pascal Levasseur, Réussir Porc - Tech Porc (FRA), 2018, n° 262, octobre, p. 42-43
2018

Feed eco-design: how to make a good decision? Part 2- rebound effects of eco-feed production

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Sandrine Espagnol et al., 11th International conference on life assessment of food 2018 (LCA Food), 17-19 octobre 2018, Bangkok, Thaïlande

This study takes place in a context where the feed manufacturers have access to eco-labeling databases which allow them to do eco-design and produce feeds with less environmental impacts. First results of eco-feed show substitutions between feedstuffs compared to standard feed. Therefore, the objective of this study is to identify the rebound effects of the production of eco-feed for pigs if the practice becomes widespread in France. A mind map was built with 5 experts to identify in a qualitative way the panel of different consequences. We then focused on the one concerning the change of crop rotations to produce eco-feed. We chose a virtual territory dedicated to produce the feedstuffs for a pig farm and assessed the environmental impacts by LCA using different functional units and perimeters. The situation with the production of eco-feeds can appeared better or worse compared to the production of standard feeds. This work underlines the complexity of eco-design and the limit to do it with data from attributional LCA. It is necessary to complete the databases by information to make the users aware of the rebounds effects invisible during the eco-design process.

PDF icon Sandrine Espagnol et al., LCA Food 2018, 17-19 octobre 2018, Bangkok,
2018

Feed eco-design: how to make a good decision? Part 2- rebound effects of eco-feed production

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Sandrine Espagnol et al., 11th International conference on life assessment of food 2018 (LCA Food), 17-19 octobre 2018, Bangkok, Thaïlande

This study takes place in a context where the feed manufacturers have access to eco-labeling databases which allow them to do eco-design and produce feeds with less environmental impacts. First results of eco-feed show substitutions between feedstuffs compared to standard feed. Therefore, the objective of this study is to identify the rebound effects of the production of eco-feed for pigs if the practice becomes widespread in France. A mind map was built with 5 experts to identify in a qualitative way the panel of different consequences. We then focused on the one concerning the change of crop rotations to produce eco-feed. We chose a virtual territory dedicated to produce the feedstuffs for a pig farm and assessed the environmental impacts by LCA using different functional units and perimeters. The situation with the production of eco-feeds can appeared better or worse compared to the production of standard feeds. This work underlines the complexity of eco-design and the limit to do it with data from attributional LCA. It is necessary to complete the databases by information to make the users aware of the rebounds effects invisible during the eco-design process.

2018

Version réactualisée de Méthasim : l’Ifip recense 400 produits méthanogènes en France

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Pascal Levasseur, Réussir Porc-Tech Porc (FRA), 2018, n° 261, septembre, p. 72-73

L’Ifip met à disposition des éleveurs méthaniseurs une base de données de plus de 400 produits méthanogènes issue de la version réactualisée de MéthaSim et d’une enquête menée récemment auprès des agro-industries.

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2018

ValorMap : création d’une base de données spatialisée relative à la valorisation énergétique par méthanisation des résidus organiques des agro-industries

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Pascal Levasseur et al., Journées Recherche et Innovation Biogaz Méthanisation, 2-4 octobre 2018, Rennes, poster

La méthanisation est une solution de traitement et de valorisation de la matière organique en pleine croissance en France. Les agro-industries génèrent un tonnage important de résidus et coproduits organiques disposant parfois d'un rendement méthane intéressant et permettant d'envisager leur valorisation en codigestion anaérobie. Le projet ValorMap avait ainsi pour objectif, sur la période 2015-2017, de créer une base de données spatialisée relative à la valorisation énergétique par méthanisation des résidus et coproduits organiques des agro-industries. Ce projet a rassemblé des Instituts Techniques et Centres régionaux, pour leur connaissance du secteur agro-industriel et des caractéristiques des résidus et coproduits générés. Le LBE de l'INRA Narbonne a procédé aux analyses (BMP et chimiométrie) et l'IRSTEA de Rennes a réalisé la base de données spatialisée.

PDF icon Pascal Levasseur et al., Journées Recherche et Innovation Biogaz Méthanisation, 2-4 octobre 2018, Rennes, poster
2018

Elba, l’outil web de détermination de la biomasse agricole en France

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Sylvain Marsac (Arvalis) et al., Journées Recherche et Innovation Biogaz Méthanisation,, 2-4 octobre 2018, Rennes, poster

Le développement de projets de valorisation de la biomasse agricole passe notamment par une meilleure connaissance de la disponibilité en ressources (masse, nature, localisation) avec un maillage aussi fin que possible. Le projet ELBA (EvaLuation de la Biomasse Agricole) a produit un outil partagé d’évaluation et de représentation géographique des ressources en résidus de cultures et cultures dédiées, effluents des élevages de porcs, ruminants, volailles et chevaux.

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2018

ValorMap : création d’une base de données spatialisée relative à la valorisation énergétique par méthanisation des résidus organiques des agro-industries

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Visuels de Pascal Levasseur et al., Journées Recherche et Innovation Biogaz Méthanisation, 2-4 octobre 2018, Rennes, 14 pages

 

 

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2018

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