Incidences de la méthanisation sur la biodiversité et les services écosystémiques - Etat des lieux et leviers pour mieux les prendre en compte

Synthèse

Avertissement : Le contenu de ces travaux reflète l'état des connaissances et le cadre réglementaire en vigueur à la date de l'édition des documents.

Contexte et objectifs de l’étude 

En réponse aux défis énergétiques, la méthanisation offre une solution pour la production d’énergie renouvelable à partir de matières organiques et de biodéchets. En France, plus de 1600 installations de méthanisation sont dénombrées en 2023, produisant de l’électricité via la cogénération ou du biométhane par injection de celui-ci dans les réseaux de gaz naturel. 

Dans le mix d’intrants moyen français, les intrants agricoles sont actuellement majoritaires dans l’approvisionnement des méthaniseurs, à hauteur de 76 % des substrats utilisés, avec comme ressource principale les effluents d’élevage (ADEME, Projet PRODDige 1 et 2). Par l’évolution de la filière vers des unités de méthanisation en injection et par les ambitions de production de gaz vert aux horizons 2030 et 2050, le mix d’intrants est en pleine évolution et se tourne principalement vers l’utilisation de Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique (CIVE). L’installation d’unités de méthanisation sur les territoires se traduit généralement par des modifications agricoles allant de l’adaptation de pratiques jusqu’à la transformation de systèmes de cultures. Ces changements peuvent engendrer des incidences sur la biodiversité et les services écosystémiques, qu’il est nécessaire d’évaluer et de suivre dans le temps. 

Cette étude a pour objectif d’établir un état des lieux de ces incidences selon les pratiques concernées, sur la base d’une analyse approfondie de la littérature scientifique et technique disponible à la date du 01/08/2025. L’étude propose également d’établir une sélection d’indicateurs qui permette de rendre compte des évolutions des pressions sur la biodiversité agricole en lien avec l’installation d’une unité de méthanisation. Ces indicateurs seront intégrés dans un outil de diagnostic simplifié qui permettra aux acteurs de la filière de mieux adapter les projets de méthanisation et les pratiques agricoles associées pour un développement équilibré et durable de la méthanisation française.

Méthodologie et résultats

Méthodologie

Afin d’identifier et d’analyser les connaissances scientifiques disponibles, une revue de la littérature suivant les grandes étapes des méthodes de revue systématique a été réalisée. Cette approche simplifiée a été choisie au regard du temps alloué à l'étude dans l'appel à projet et relativement aux moyens et délais nécessaires pour mener ce type de revue. La revue de la littérature se base sur une recherche structurée, fondée sur des critères explicites. Elle présente l’avantage de minimiser les biais de sélection tout en assurant transparence et reproductibilité (Koutsos, Menexes et Dordas, 2019). La présente revue s’appuie sur la méthode proposée par Mengist, Soromessa et Legese (2020), fondée sur le cadre méthodologique PSALSAR (voir Figure 1), qui sera détaillée dans les sections suivantes.

Figure 1 : Cadre PSALSAR utilisé et adapté comme méthodologie globale de l'étude (Record, 2025)

La figure présentée ci-après présente la démarche globale de sélection des indicateurs et le lien avec les analyses bibliométriques et bibliographiques conduites précédemment.

Figure 2 : Démarche générale guidant la sélection des indicateurs (Record, 2025)

Dans un premier temps, l’analyse bibliométrique a permis d’identifier les principales « populations » faisant l’objet d’études sur l’impact de la méthanisation. L’analyse bibliographique complète cette première analyse en identifiant plus précisément les sources de ces impacts et les pratiques à risques associées. Ainsi, l’objectif est de proposer des indicateurs couvrant l’ensemble des principaux impacts de la méthanisation sur la biodiversité dans une perspective de pilotage de ces impacts, et donc centré sur la promotion des pratiques favorables ou la diminution des pratiques à risques identifiées dans l’analyse bibliographique.

Pour cela, nous centrons la sélection des indicateurs sur des indicateurs de type « Pressions » tel que décrit dans le modèle DSPIR (Driving Forces, Pressures, States, Impacts, Responses) comme illustré à la Figure 3.

Figure 3 : Modèle DPSIR et choix du type d’indicateur retenu dans l’étude (adapté de European Environment Agency, 1999)

L’avantage des indicateurs de pression est qu’ils sont de bons proxys des impacts sur la biodiversité et les services écosystémiques tout en restant opérationnels et plus facilement déployables que le suivi d’indicateurs d’états. De plus, ils permettent aux différents acteurs d’identifier simplement les pratiques à mettre en place pour diminuer leurs impacts.

Enfin, une grille d’analyse a été construite afin de sélectionner les indicateurs les plus pertinents pour la filière. Cette grille s’inspire des travaux réalisés par Van Oudenhoven et al., 2018 qui ont été ensuite repris dans les travaux du Casdar APPRIVOISE (S’approprier les indicateurs de biodiversité au regard des services écosystémiques attendus, 2023-2027). Le cadre d’analyse est basé sur 4 grandes catégories permettant l’analyse des indicateurs :

• Crédibilité (partage par des scientifiques et des experts, quantification, représentation valide des phénomènes). 
• Pertinence (évalue les changements dans le temps, valable à plusieurs échelles et transférabilité, répond au besoin). 
• Faisabilité (accessibilité des tonnées, disponibilité du public cible, coût d’accès à la donnée / à l’indicateur). 
• Légitimité (acceptation large par des acteurs législatifs, notamment en lien avec les réglementations étudiées, ou par des acteurs économiques).

Résultats

L’étude a mené à sélectionner les 12 indicateurs présentés dans la figure qui suit. Ces indicateurs mesurent les pressions exercées sur la biodiversité plutôt que des impacts directs sur la biodiversité. Chaque indicateur a été associé à l'un des quatre grands facteurs de pression sur la biodiversité définis par l’IPBES et retenus dans l’analyse bibliographique : le changement d'usage des terres, le changement climatique, l'exploitation des ressources et la pollution. Aussi, le panel d'indicateurs proposé ici a été pensé pour couvrir, dans un ordre chronologique, l'ensemble des pratiques présentant des risques, tels qu'identifiés lors de l'analyse bibliographique : (i) rotation et interculture ; (ii) utilisation des intrants ; (iii) alimentation du méthanisateur en substrats ; (iv) production du biogaz et du digestat et (v) valorisation du digestat. De plus, il a été conçu pour ne pas se limiter aux seuls impacts négatifs.

Figure 4 : Indicateurs sélectionnés et liens entre les principaux facteurs de pressions de la biodiversité et les pratiques agricoles (Record, 2025)

L’agriculteur ou le gestionnaire d’unité de méthanisation possède chacun au moins 1 indicateur en lien avec chaque facteur de pression. Il est important de souligner que certains de ces indicateurs sont en réalité transversaux et concernent plusieurs facteurs de pression simultanément. L'utilisation de l'azote minéral, par exemple, représente à la fois une source de pollution pour les milieux aquatiques et une source d'émissions de gaz à effet de serre contribuant au changement climatique. De la même manière, le facteur "Changement d'usage des terres" est très souvent imbriqué avec d'autres pressions même si, par soucis de lisibilité, il est associé à une seule couleur dans la figure ci-dessus. C'est notamment le cas de l'indicateur sur l'importation de soja qui, au-delà du changement d’usage des terres avec la déforestation, est intrinsèquement lié au changement climatique et à la pollution. 

Le développement du calculateur a été guidé par l’objectif de limiter la quantité de données à renseigner, tant pour les gestionnaires d’unités que pour les agriculteurs, tout en garantissant la production d’indicateurs opérationnels. Les modélisations n'ont pas pour vocation à déterminer quelle typologie d'unité de méthanisation serait la moins impactante, elles ne reflètent pas la diversité des situations réelles de méthanisation. Par conséquent, ces résultats ne sont pas extrapolables. En effet, pour les gestionnaires l'impact des unités de méthanisation dépend fortement de la composition de la ration utilisée, tandis que pour les agriculteurs, l'état avant et après méthanisation reposent sur de nombreuses hypothèses de pratiques culturales, assolement.

La structuration de l’outil est présentée ci-après :

L'outil se compose de : 

- Un onglet « Notice utilisateur » qui présente les objectifs de l’outil, son architecture et les modalités de saisie des données selon les deux acteurs.

- Deux onglets de saisies des données : 

• Un onglet « Gestionnaire » : elle sert à collecter et organiser les données nécessaires au calcul des indicateurs relatifs aux pressions exercées sur la biodiversité par l’unité de méthanisation.
• Un onglet « Agriculteur » : cette feuille de calcul est spécialement conçue pour les agriculteurs impliqués dans le fonctionnement d’une unité de méthanisation en fournissant des intrants et/ou recevant du digestat. Elle sert à collecter et organiser les données nécessaires au calcul des indicateurs relatifs aux pressions exercées sur la biodiversité en fonction des pratiques agricoles.

- Un onglet « Résultats » : cette feuille de calcul recense tous les résultats des indicateurs, qu'ils soient destinés aux agriculteurs ou aux gestionnaires d'unités de méthanisation. Chaque indicateur est accompagné d'une mention précisant l'acteur principalement concerné par le résultat, qu'il s'agisse d'un agriculteur ou d'un gestionnaire et d'une mention concernant la typologie de l'indicateur : annuel ou évolutif.

• Indicateur annuel : cette typologie d'indicateur fournit une vue d'ensemble des résultats sur une période d'un an. Il concerne principalement les gestionnaires. 
• Indicateur évolutif : cette typologie d'indicateur montre les évolutions des pratiques au fil du temps en comparant les pratiques de la période avant méthanisation à celles après méthanisation. Il concerne exclusivement les agriculteurs.

- Des onglets « Références" qui assurent le fonctionnement global. Ces dernières contiennent des références nécessaires au calcul des indicateurs, des bases de données et des listes. Ces onglets sont masqués et non modifiables par l’utilisateur. Afin d’analyser et d’isoler autant que possible l’impact de la méthanisation pour les exploitations, une approche comparative entre une année de référence « avant méthanisation » et une année de référence « après méthanisation » a été choisie pour calculer la plupart des indicateurs comme réalisé dans le projet MéthaLAE (op.cit). Il convient donc de choisir une situation de référence la plus proche possible de l’année de modification du système de culture avant l’arrivée de la méthanisation mais d’écarter les années exceptionnelles qui ne sont pas représentatives du système de culture. De même, pour l’année de référence après méthanisation, il est important de choisir l’année la plus récente possible et qui soit représentative. Pour les indicateurs ciblant les gestionnaires, il n’y a pas de comparaison avant/après le projet de méthanisation mais les comparaisons se font avec les résultats des autres unités.

Analyse

Il est délicat d'établir une causalité directe et univoque entre une pratique agricole, suivi par un des 12 indicateurs, et l'état d'un taxon en particulier. La plupart des pratiques agricoles exercent des pressions diffuses qui affectent l'ensemble des composantes de la biodiversité. En revanche, les liens entre ces mêmes indicateurs et les services écosystémiques, tels que la fertilité des sols ou la régulation du climat, apparaissent de manière plus claire et sont représentés dans le tableau ci-dessous. Ce tableau permet de constater que l’ensemble des services écosystémiques de l’étude sont couverts par les indicateurs et que chacun des acteurs possèdent plusieurs indicateurs de chaque catégorie de service écosystémique.

Tableau 1 : Synthèse des services écosystémiques adressés par le panel d’indicateurs de pression biodiversité retenu (Record, 2025)

En bleu foncé : indicateurs ciblant les agriculteurs - En bleu clair : indicateurs ciblant les gestionnaires de méthanisation

Point de vigilance : Les résultats obtenus étant basés sur la modélisation de cas hypothétiques, les résultats obtenus ne peuvent en aucun cas être extrapolés et interprétés pour chaque cas de méthanisation. Néanmoins, certaines observations peuvent être décrites comme ci-dessous.

Conclusion et perspectives

Conclusion

Le cadre législatif et réglementaire en lien avec la biodiversité, s’est considérablement renforcé sur ces 5 dernières années, aligné avec les ambitions du European Green Deal. Malgré un contexte de backlash écologique marqué en 2024-2025, qui pousse vers une simplification de ces exigences réglementaires (ex. loi omnibus), la dynamique de durabilité se répercute tout de même sur le long terme, sur l’ensemble des filières agricoles et énergétiques. La filière méthanisation en particulier est de plus en plus interrogée sur ses impacts sur la biodiversité et sur les services écosystémiques rendus par les systèmes agricoles. Dans ce contexte, les acteurs de la filière méthanisation seront amenés à devoir rendre compte de ces impacts, qu’ils soient négatifs ou positifs, et à adapter leurs pratiques en conséquence.

L’analyse des principaux textes réglementaires en lien avec la biodiversité a permis d’identifier les principaux enjeux à adresser par la filière méthanisation pour anticiper les futures évolutions possibles du cadre réglementaire et réduire les risques de transition en s’adaptant dès aujourd’hui. On retrouve comme axe prioritaire la réduction des pressions exercées sur la biodiversité par la production agricole et par la production de biomasse notamment. La limitation du changement d’usage des terres, via l’instauration du ZAN dans les territoires aura aussi un impact sur la construction de nouveaux méthaniseurs dans les prochaines années. Cette analyse réglementaire a permis de confirmer les 4 principaux facteurs de pressions sur la biodiversité à adresser par la filière - changement d’usage des terres, changement climatique, exploitation des ressources, pollutions - pour s’aligner sur les ambitions des politiques publiques actuelles (non contraignantes pour la plupart) et répondre aux potentielles mesures coercitives de demain.

L’état de l’art de la littérature sur le sujet confirme le besoin d’approfondir les études scientifiques sur le long terme, en champ, dans des conditions réelles d’épandage et sur certains taxons notamment les lombriciens et nématodes. Les résultats présentés sont variables et dépendent du type de sol, du type de digestat et incitent à la poursuite d’expérimentation sur le long terme qui tiendraient compte également des pratiques agricoles liées à la mise en place d’une unité de méthanisation. 

Un panel de 12 indicateurs de pression a été sélectionné afin de rendre compte des effets du changement de pratiques sur ces pressions avant/après installation d’une unité de méthanisation. Ces indicateurs ont été sélectionnés selon une grille de critères spécifiques tels que la crédibilité, pertinence, faisabilité et légitimité.

La modélisation de ces indicateurs dans un outil de diagnostic simplifié (Excel) appliqué sur des cas hypothétiques d’unité de méthanisation (de type cogénération, injection à la ferme et injection territorialisée). Il faut noter que ces indicateurs ont été calculé sur la base de données moyennes et d’hypothèses de modélisation pour chaque cas. Les résultats obtenus ne peuvent en aucun cas être extrapolés et interprétés pour chaque cas de méthanisation. Néanmoins, la construction de cet outil de diagnostic offre des perspectives intéressantes présentées en page suivante.

Perspectives

L’outil construit est opérationnel avec une interface utilisateur simplifiée. Néanmoins, les résultats obtenus ne sont pas encore exploitables sans application sur des cas réels de méthanisation. Il serait envisageable de poursuivre le développement de cet outil via un déploiement sur un pool de méthaniseurs représentatif de la filière en France. Dans ce cas, une analyse plus poussée permettrait d’évaluer la sensibilité de chaque indicateur au changement de pratique. C’est un point primordial pour que cet outil puisse devenir un outil d’aide à la décision qui permette à l’agriculteur ou au gestionnaire d’adapter ses pratiques selon l’évolution des pressions sur la biodiversité.

Dans le cas d’un déploiement à plus large échelle, il serait possible d’analyser, interpréter et en déduire des conclusions suffisamment fiables sur chaque cas type de méthaniseur en précisant le domaine d’applicabilité de l’outil et l’incertitude relative à chaque indicateur. L’accumulation de données obtenues par ces diagnostics permettrait de préciser des seuils d’impact, pour chaque indicateurs afin d’évaluer l’e niveau d’incidence sur la biodiversité. Cela permettrait non seulement à la filière d'acquérir une connaissance objective de ses impacts globaux, mais aussi de fournir aux acteurs locaux des outils de diagnostic pour ajuster leurs pratiques et optimiser les co-bénéfices entre la production d'énergie renouvelable et la préservation des écosystèmes.

Cet outil a aussi pour vocation de sensibiliser les agriculteurs/gestionnaires dès la conception du projet de méthanisation en modélisant les impacts potentiels du projet selon les changements de pratiques envisagés. Pour cela, il serait pertinent de pouvoir lors de son déploiement recueillir les retours utilisateurs et assurer un processus d’amélioration continue de l’outil.

Les hypothèses validées dans les méthodes de calculs des indicateurs peuvent être précisées et il serait possible de prendre en compte de nouveaux critères dans chaque indicateur (voir les perspectives d’amélioration identifiées) pour augmenter encore la robustesse de l’approche scientifique tout gardant une approche pragmatique et facile d’utilisation par l’agriculteur/gestionnaire.