Cultiver pour produire de l’énergie : retour d’expérience de la plateforme Trajectoire
12 octobre 2026À la Ferme de Grignon, deux systèmes de culture intégrant des couverts végétaux pour la méthanisation sont comparés depuis 2023. Après plusieurs campagnes, les résultats mettent en évidence le rôle déterminant des pratiques culturales dans les rendements, le recyclage de l’azote et la maîtrise des impacts environnementaux.
Cet article présente les résultats de travaux menés dans le cadre de l’Alliance Méthanisation Agricole, chaire de mécénat portée par la Fondation AgroParisTech en partenariat avec AgroParisTech et financée par GRDF. Conduits sur la plateforme agronomique Trajectoire à la ferme expérimentale d’AgroParisTech à Grignon, ces travaux évaluent la durabilité de deux systèmes de culture intégrant des Cultures Intermédiaires à Vocation Énergétique (CIVE).
La méthanisation agricole, une nouvelle organisation pour les systèmes de culture
En plein essor depuis plusieurs années en France, la méthanisation agricole permet aux exploitations de produire une énergie renouvelable tout en valorisant des co-produits agricoles, notamment les effluents d’élevage, les résidus de culture et les Cultures Intermédiaires à Vocation Énergétique (CIVE).
L’intégration d’un méthaniseur dans une exploitation agricole en modifie le fonctionnement et les interactions entre productions végétales et productions animales.
Expérimenter des systèmes de culture intégrant la méthanisation
Depuis 2022, à la faveur de réflexions autour de l’installation d’une unité de méthanisation sur la ferme de Grignon, un programme d’étude est mené afin d’objectiver les conséquences de l’intégration de la méthanisation sur les choix agronomiques et les performances des systèmes de culture.
Deux systèmes de culture différents reposant sur des orientations stratégiques contrastées, selon qu’ils intègrent ou non les besoins de l’élevage, sont expérimentés depuis 2023 :
- Le système Méthanisation Orientation Animale (MOA) vise à répondre simultanément aux besoins du troupeau, du méthaniseur et des filières pour l’alimentation humaine. Concrètement, les cultures intermédiaires sont valorisées soit en fourrages soit en substrat de méthanisation selon les besoins des ateliers. Les cultures principales sont destinées à l’alimentation humaine ou animale selon les espèces, et les pailles sont valorisées en litière. Les digestats sont utilisés pour fertiliser les cultures.
- Le système Méthanisation Orientation Végétale (MOV) est conçu pour produire à la fois des biomasses destinées à l’alimentation humaine et à l’approvisionnement du méthaniseur. Ainsi, les couverts alimentent le méthaniseur, tandis que les cultures principales sont destinées à l’alimentation humaine.
Dans ces deux systèmes, les itinéraires techniques sont optimisés techniquement par rapport à des objectifs techniques, économiques et environnementaux. Par ailleurs, les digestats produits par le méthaniseur de la ferme de Grignon en assurent une partie de la fertilisation.
Une rotation a été définie pour chacun des systèmes. La majorité des campagnes culturales se compose d’une culture principale et d’une CIVE. Certaines sont orientés sur des CIVE d’hiver comme le seigle, d’autre sur des CIVE d’été comme le sorgho.
Rendements et conduite des cultures : les premiers enseignements
L’introduction de cultures intermédiaires à vocation énergétique dans les rotations et du digestat comme produit fertilisant engendre des modifications d’itinéraires techniques qui peuvent influencer les performances globales des systèmes.
Ainsi, les quatre campagnes d’essais montrent que les objectifs de rendement peuvent être atteints, voire dépassés lorsque les conditions de culture sont favorables. Les meilleures performances de rendements ont été observées sur le blé en 2023, les CIVE de seigle en 2024 et de sorgho en 2025, qui ont pleinement bénéficié de conditions climatiques propices.
À l’inverse, les principaux échecs observés sont davantage liés à des contraintes agronomiques qu’au potentiel des cultures. Les essais ont notamment été pénalisés par des attaques de corneilles sur maïs après un semis retardé, des dégâts de limaces sur seigle ou encore une dégradation de la structure du sol ayant affectée les orges et, dans une moindre mesure, les sorghos. Ces résultats rappellent que la réussite des cultures repose avant tout sur une implantation sécurisée et le maintien d’une bonne structure du sol.
Les essais confirment également l’importance d’un raisonnement à l’échelle de la succession culturale. Un retard d’intervention sur une culture peut en effet pénaliser la suivante, en décalant sa date de semis ou en augmentant son exposition aux bioagresseurs. Les performances observées résultent ainsi de la combinaison de plusieurs leviers : qualité d’implantation, état structural du sol, maîtrise du calendrier d’intervention et conditions climatiques.
Premiers résultats sur les performances agro-environnementales
Afin d’évaluer les performances agro-environnementales des deux systèmes, des mesures ont été réalisées directement au champ. Ici, sont présenter les résultats des campagnes 2024 et 2025, spécifiquement sur le lessivage des nitrates (NO₃⁻), et les émissions de protoxyde d’azote (N₂O), gaz à effet de serre dont le pouvoir de réchauffement est 298 fois supérieur à celui du CO₂ sur 100 ans
1. Observation sur le lessivage des nitrates
Les quantités de nitrates lessivées observées entre 2024 et 2025 ne sont pas directement comparables d’une année à l’autre en raison de conditions de drainage différentes. Toutefois, au sein d’une même campagne, les choix de succession culturale influencent fortement les performances du système.
Lors du premier hiver, les pertes sont restées limitées (17 et 19 kg N-NO₃/ha) dans les deux systèmes malgré des reliquats d’azote élevés à l’entrée de l’hiver (54 et 80 unités d’azote). Semé dès la mi-septembre, le seigle a pleinement joué son rôle de piège à nitrates en captant efficacement l’azote disponible avant la période de drainage.
La campagne 2025 confronte les stratégies de succession culturales, pourtant proche en apparence :
- Sur le système Méthanisation Orientation Animale, la succession maïs ensilage puis orge d’hiver semée début octobre a permis de limiter le reliquat d’entrée d’hiver à seulement 24 unités d’azote. Les pertes par lixiviation se sont ainsi limitées à 21 kg N-NO₃/ha.
- Sur le système Méthanisation Orientation Végétale, la succession maïs grain puis orge de printemps semée en décembre s’est révélée moins favorable. Le reliquat d’entrée d’hiver atteignait 54 unités d’azote et le lessivage observé sur la période s’élevait à 56 kg N-NO₃/ha.
2. Observation sur les émissions de protoxyde d’azote
Les mesures réalisées en 2024 et 2025 montrent que les émissions de protoxyde d’azote (N₂O) se concentrent principalement dans les jours qui suivent les apports de digestat liquide, notamment lorsque plusieurs facteurs favorables sont réunis : une forte disponibilité en azote, une humidité élevée du sol et des conditions climatiques tempérées.
- En 2024, les maïs ont été implantés avec trois semaines d’écart entre les deux systèmes, entraînant également un décalage des dates d’épandage. Semé plus tardivement, le système Méthanisation Orientation Végétale a moins bénéficié des ressources en eau à la levée, ce qui s’est traduit par un pic d’émission plus faible.
- En 2025, les précipitations survenues après l’épandage de juillet ont au contraire favorisé les émissions observées, illustrant l’influence des conditions météorologiques sur l’intensité du phénomène.
Sur les deux campagnes, le système Méthanisation Orientation Animale présente des niveaux d’émission plus élevés que le système Méthanisation Orientation Végétale. Un tassement du sol plus important sur ce premier système pourrait contribuer à expliquer ces différences.
Poursuite du projet pour l’acquisition de nouveaux enseignements
Après quatre campagnes d’expérimentation, les résultats mettent en évidence l’importance des choix agronomiques dans la réussite des systèmes intégrant la méthanisation. Les performances observées, qu’elles soient productives ou agro-environnementales, dépendent avant tout des pratiques culturales déployées.
La dernière campagne culturale est actuellement en cours et les analyses des résultats de 2026 permettront de consolider ces premiers enseignements et d’évaluer les systèmes sur l’ensemble de la rotation étudiée.