Issue du Centre Énergie Environnement Procédés de Mines Paris-PSL, la startup SUBLIME Energie démocratise la valorisation du biogaz issu du milieu agricole en développant une technologie de liquéfaction du biogaz. Un procédé unique au monde.

Plus de 80% de la biomasse est aujourd’hui détenue par les agriculteurs, mais le développement de la filière méthanisation est entravé par le manque de rentabilité des technologies historiques et l’inadéquation entre les lieux de production potentiels de biogaz et leurs lieux de consommation. La cogénération, méthode la plus ancienne, présente une rentabilité limitée en raison du faible rendement des moteurs.

L’injection de biométhane dans les réseaux de gaz implique, quant à elle, une coûteuse étape d’épuration et de raccordement nécessitant des débits importants. Cela exclut donc les agriculteurs de petite taille ou éloignés des réseaux de gaz, représentant un potentiel estimé à près de 26 TWh d’énergie renouvelable supplémentaire en 2050.

La production de biogaz, un potentiel jusqu’à présent sous-exploité

La technologie de SUBLIME Energie repose sur un processus innovant de liquéfaction du biogaz directement à la ferme. En introduisant un agent de portage dans le biogaz, l’entreprise contourne les contraintes techniques liées à la cristallisation du mélange, ainsi que la phase d’épuration centralisée, où les trois substances sont séparées avant leur valorisation mutuelle.

Après avoir réalisé en 2020 une première preuve de concept (POC) sur la liquéfaction du biogaz, l’entreprise a travaillé sur l’ingénierie, la fabrication et la mise en service de son premier démonstrateur installé au Centre Énergie Environnement Procédés (CEEP) de Mines Paris-PSL.

Ce démonstrateur a pour objectif de « dérisquer » les deux principaux verrous technologiques que sont la liquéfaction de biogaz sur un débit représentatif ainsi que la séparation du méthane et du CO2 épurés afin de les valoriser séparément en BioGNL et en BioCO2.

Une innovation unique au monde avec des résultats confirmés

Les résultats techniques sur ce démonstrateur sont très encourageants puisque la liquéfaction d’un mélange ternaire à une composition finale prédéfinie et correspondant à un biogaz d’une composition de 50% en CH4 et 50% en CO2 a été réalisée. Cette composition a été vérifiée avec des mesures par gaz chromatographie. Un écart de 2% a été trouvé par rapport aux masses chargées dû à l’incertitude de mesure du gaz chromatographe. La température de givrage (apparition du CO2 solide) apparaît expérimentalement à une température inférieure au modèle théorique, avec un écart d’environ 4°C, ce qui confirme que le modèle théorique est conservateur en termes de givrage.

Schéma illustrant le processus technique de SUBLIME Energie

Après avoir obtenu les validations techniques nécessaires à la réussite du processus de liquéfaction, les équipes de la startup se sont attelées à la troisième étape technologique avant son déploiement industriel : la conception du second démonstrateur, qui sera installé sur l’exploitation de méthanisation Gazéa, dans les Côtes-d’Armor, en 2025. L’installation de la première série commerciale est prévue pour la fin d’année 2026, mutualisant la production d’une dizaine de méthaniseurs.

Une solution au service des enjeux environnementaux

En capturant le méthane (CH4) – un gaz à effet de serre (GES) 80 fois plus puissant que le dioxyde de carbone (CO2) sur une période de 20 ans – issu des effluents d’élevage et initialement relâché dans l’atmosphère, ce procédé participe à la décarbonation du secteur agricole, responsable de 25 % des émissions mondiales de GES.

Le méthane est ensuite transformé en bioGNV, un carburant mature adapté à la mobilité lourde, réduisant de 85 % les émissions de gaz à effet de serre sur le cycle de vie du carburant par rapport au diesel. Cette substitution des énergies fossiles par le biométhane pourrait permettre d’éviter 270 000 tonnes de CO2 par an dès 2030.

Parallèlement, le bioCO2 capturé est utilisé en substitution du CO2 fossile dans des secteurs tels que les serres agricoles, l’industrie agro-alimentaire ou la cryogénie, avec la perspective à long terme d’un stockage géologique. Cette approche s’inscrit dans une logique d’économie circulaire, avec un recyclage et une réutilisation systématique des agents de portage.

Enfin, le digestat produit en même temps que le biogaz permet de remplacer jusqu’à 95 % des engrais fossiles, dont la fabrication est particulièrement émettrice de GES.