Maïs pour la production de biogaz

Le grain de maïs et l’ensilage de maïs sont les deux matières premières les plus couramment utilisées pour la production de biogaz. Le biogaz est une source d’énergie renouvelable produite par la fermentation anaérobie de matières organiques telles que les grains et l’ensilage de maïs. Le biogaz produit peut être utilisé pour produire de l’électricité, de la chaleur ou comme carburant pour les véhicules.

Les grains de maïs sont les grains séchés de la plante de maïs et sont généralement utilisés comme matière première pour la production d’éthanol par filage à sec. Cependant, ils peuvent également être utilisés pour produire du biogaz, seuls ou en combinaison avec d’autres matières premières. L’ensilage de maïs est fabriqué à partir de l’ensemble de la plante de maïs, y compris les feuilles, les tiges et les épis. Il est normalement utilisé comme aliment dans l’élevage, mais peut également être utilisé pour la production de biogaz.

Le maïs est une plante très intéressante pour la production de biogaz en raison de ses rendements élevés en biomasse et de sa productivité en méthane de 7 500 à 10 200 m³ ha (https://www.mdpi.com/2077-0472/8/11), qui n’a encore été atteinte par aucune autre culture utilisée pour la production de biogaz. Il est également relativement facile à cultiver et à récolter, ce qui en fait une option viable pour les producteurs de biogaz. Toutefois, la qualité de la matière première peut varier en fonction de la variété de maïs, des conditions de culture ainsi que des pratiques de récolte et de stockage.

Avantages des grains et de l’ensilage de maïs pour la production de biogaz

Le grain de maïs et l’ensilage de maïs présentent plusieurs avantages pour la production de biogaz. Tout d’abord, ils ont un contenu énergétique élevé, ce qui en fait des matières premières efficaces pour la production de biogaz. Deuxièmement, le grain et l’ensilage de maïs sont facilement disponibles et largement cultivés, ce qui garantit un approvisionnement constant et fiable. En outre, la fermentation du maïs dans le processus de production de biogaz permet d’obtenir des rendements élevés en biogaz. En outre, le résidu du processus de fermentation peut être utilisé comme engrais riche en nutriments à des fins agricoles, ce qui permet de réduire les coûts et de promouvoir le développement durable. En général, l’utilisation de grains et d’ensilage de maïs pour la production de biogaz permet d’obtenir une source d’énergie renouvelable tout en utilisant une culture agricole polyvalente et abondante.

Facteurs affectant la qualité des grains et de l’ensilage de maïs pour la production de biogaz

Plusieurs facteurs peuvent affecter la qualité du grain de maïs et de l’ensilage de maïs pour la production de biogaz. La variété de maïs, les conditions de culture et les pratiques de récolte et de stockage peuvent toutes affecter la teneur en énergie et la composition en nutriments de la matière première. La teneur en humidité de l’ensilage de maïs est également essentielle car elle peut affecter le processus de fermentation et le rendement du biogaz. La présence de contaminants, tels que les pesticides ou les mycotoxines, peut également avoir un impact négatif sur la qualité des aliments pour animaux. Il est donc important de contrôler soigneusement ces facteurs afin de garantir une qualité constante des grains de maïs et de l’ensilage pour la production de biogaz.

Meilleures pratiques pour la culture et la récolte du maïs pour la production de biogaz

Afin de garantir une croissance et une qualité optimales du maïs pour la production de biogaz, plusieurs bonnes pratiques doivent être suivies. Avant tout, il est essentiel de sélectionner des variétés de maïs adaptées à la production de biogaz, en fonction des exigences de l’exploitation et de l’endroit où elle se trouve. Une bonne préparation du sol, y compris une fertilisation adéquate et un ajustement du pH, favorise une croissance saine des plantes. Il est essentiel de semer au bon moment et de surveiller régulièrement les ravageurs et les maladies. La récolte au bon stade de maturité, lorsque la teneur en matière sèche est optimale, garantit un rendement énergétique maximal. Des techniques d’ensilage appropriées, telles que le compactage et le scellage, contribuent à maintenir la qualité de l’ensilage de maïs. Le respect de ces pratiques peut accroître le succès global de la culture du maïs pour la production de biogaz.

Fermentation de l’ensilage de maïs pour la production de biogaz

Le processus de fermentation de l’ensilage de maïs est important pour la production de biogaz. Après la récolte, les plants de maïs sont coupés en petits morceaux et mis dans des silos ou des fosses. Pendant la fermentation lactique, l’oxygène est exclu pour créer des conditions anaérobies qui permettent aux bactéries bénéfiques de fermenter la matière végétale. Ce processus de fermentation décompose les composés organiques du maïs et les transforme en biogaz, principalement en méthane. Le compactage et le scellement de l’ensilage permettent de créer un environnement étanche à l’air qui favorise une fermentation efficace. Le contrôle du pH et de la température pendant la fermentation est important pour garantir une production optimale de biogaz.

Maximiser le rendement en biogaz des grains et de l’ensilage de maïs

Plusieurs stratégies peuvent être utilisées pour maximiser le rendement en biogaz des grains de maïs et de l’ensilage de maïs. Premièrement, la sélection de variétés de maïs à haut rendement spécialement conçues pour la production de biogaz peut augmenter le contenu énergétique de la matière première. Des pratiques agronomiques appropriées, telles que la fertilisation et l’irrigation optimales, favorisent une croissance saine des plantes et une production accrue de biomasse. La récolte au bon stade de maturité, lorsque le contenu énergétique est le plus élevé, garantit un rendement maximal de biogaz. Des techniques d’ensilage efficaces, y compris un compactage et un scellage adéquats, créent des conditions favorables à la fermentation. Le contrôle et l’ajustement de la teneur en eau, du pH et de la température pendant la fermentation peuvent optimiser la production de biogaz à partir des grains et de l’ensilage de maïs.

Tendances futures et innovations dans la production de biogaz à partir de grains et d’ensilage de maïs

Les tendances et innovations futures dans la production de biogaz à partir de grains de maïs et d’ensilage de maïs se concentrent sur l’augmentation de la productivité et de la durabilité. L’une des tendances est le développement de variétés de maïs génétiquement modifiées ayant une meilleure teneur en énergie et une meilleure digestibilité, ce qui permet d’obtenir des rendements plus élevés de biogaz. Dans l’agriculture de précision, des techniques telles que la télédétection et l’analyse de données sont utilisées pour optimiser l’utilisation des engrais et de l’eau et réduire l’impact sur l’environnement. Les innovations en matière de technologie d’ensilage, telles que l’utilisation d’additifs ou d’inoculants, devraient améliorer l’efficacité de la fermentation et la production de biogaz. Des recherches sont également menées sur la co-fermentation, qui consiste à combiner l’ensilage de maïs avec d’autres déchets organiques afin d’améliorer la production de biogaz et l’utilisation des ressources.

Sources :

• Vanessa S. Schulz, Sebastian Munz, Kerstin Stolzenburg, Jens Hartung, Sebastian Weisenburger, Klaus Mastel, Kurt Möller, Wilhelm Claupein and Simone Graeff-Hönninger, Biomass and Biogas Yield of Maize (Zea mays L.) Grown under Artificial Shading, Agriculture 2018, 8(11).
• Mazurkiewicz J., Marczuk A., Pochwatka P., Kujawa S. Maize Straw as a Valuable Energetic Material for Biogas Plant Feeding. Materials (Basel). 2019 Nov 22;12(23).
• Biogas Production from Maize Grains and Maize Silage. Polish Journal of Environmental Studies. 2010;19(2):323-329.