Concevoir le soutien au biométhane : instruments, pratiques agricoles et potentiel territorial

La neutralité carbone exige de réduire les consommations fossiles et d'électrifier les usages qui s'y prêtent. Le biométhane peut décarboner une partie des consommations de gaz restantes, mais ses volumes, ses coûts et ses émissions évitées dépendent des matières mobilisées et des débouchés. Sa production relie l'agriculture, qui fournit les intrants et reçoit le digestat, au secteur énergétique, qui transforme et distribue le gaz. L'Union européenne vise 42,5 % d'énergies renouvelables en 2030 et REPowerEU fixe l'ambition de 35 milliards de m³ de biométhane durable par an à cet horizon ; les matières et les sites capables d'y contribuer restent à déterminer. La France offre un terrain d'étude privilégié : une filière d'injection développée, de nombreuses unités agricoles et la coexistence des contrats d'achat avec les certificats de production de biogaz (CPB). Le bilan climatique de la méthanisation dépend du devenir des matières en l'absence de projet, des fuites de méthane, de la gestion du digestat et de l'énergie remplacée ; une hausse de la production de gaz ne suffit donc pas à établir le gain collectif d'un soutien. Trois contraintes pèsent sur la filière : les matières ont des usages concurrents ; les pratiques bénéfiques doivent être adoptées et observables ; les gisements sont éloignés des consommateurs et des réseaux. Ces contraintes posent une question d'allocation : le biométhane n'est pas nécessairement la meilleure utilisation d'une biomasse limitée. La thèse étudiera comment elles modifient la conception des soutiens, l'offre agricole de biomasse et le potentiel effectivement accessible. Elle prendra la forme d'une thèse par articles. L'article 1 comparera les instruments de soutien (tarifs d'achat, obligations, certificats) en mobilisant la littérature sur l'électricité renouvelable, puis examinera la différenciation du soutien selon des pratiques vérifiables (substitution du digestat aux engrais, gestion des cultures intermédiaires, maîtrise des fuites de méthane). L'article 2 estimera, à l'aide du modèle d'offre agricole AROPAj, comment le volume de biomasse offert et son coût changent lorsque des exigences agroécologiques deviennent des contraintes explicites, et calculera des coûts d'abattement marginaux. L'article 3 mesurera, à l'échelle d'un territoire, l'écart entre la ressource agricole mobilisable et le biométhane effectivement livrable, en intégrant collecte, conversion, épandage, raccordement au réseau et débouchés. L'article 4 développera un modèle théorique des mandats assortis de certificats, en y intégrant la concurrence entre unités pour les intrants, absente des modèles construits pour l'électricité. Chaque article répond à une question autonome et la conclusion confrontera leurs résultats. La thèse expliquera ainsi comment les instruments, les décisions agricoles et les infrastructures modifient les volumes et le coût du biométhane, et précisera où il apporte le plus de décarbonation par unité de biomasse mobilisée. École doctorale : Sciences Des Systèmes Direction : Olivier MASSOL Financement : Fondations ou associations (Fondation pour la Recherche Médicale (FRM), Ligue contre le cancer ...)