Une cave espagnole transforme le CO₂ de fermentation en méthane renouvelable

Une équipe de chercheurs et de partenaires de l’industrie du vin a démontré, dans une cave espagnole, que le dioxyde de carbone libéré pendant la fermentation peut être capté sur place et converti en méthane renouvelable, offrant ainsi aux domaines une nouvelle manière de réduire leurs émissions directes et de produire un carburant à partir d’un flux de déchets.

Ces travaux ont été présentés à Enoforum 2026 à Saragosse par Andrés Sanz-Martínez et ses collègues du CIRCE Research Center for Energy Resources and Consumption, de l’université Rovira i Virgili et du groupe viticole Gonzalez Byass. La démonstration a eu lieu chez Viñas del Vero, dans la région de Somontano, en Aragon, en Espagne, dans le cadre du projet européen FUELPHORIA, qui teste des usages industriels du carbone capté dans les procédés agroalimentaires.

La fermentation du vin libère de grandes quantités de CO₂ biogénique lors des fermentations alcoolique et malolactique. Dans la plupart des caves, ce gaz est rejeté directement dans l’atmosphère. L’objectif du projet est d’intercepter ce flux, de le purifier et d’en faire un produit énergétique utilisable sur le même site où il est produit.

Selon les chercheurs, le système installé chez Viñas del Vero capte le CO₂ provenant de plusieurs cuves de fermentation, purifie le gaz à 99,95 % et le comprime pour le stocker. Le procédé combine ensuite le CO₂ capté avec de l’hydrogène vert produit par électrolyse. Dans un réacteur de méthanation en deux étapes, les gaz réagissent pour former du méthane, ou CH₄, qui peut être utilisé comme carburant renouvelable.

Les partenaires ont indiqué que le système a été conçu pour les conditions propres aux caves, où la production de CO₂ est concentrée pendant les vendanges et la période de fermentation plutôt que répartie uniformément sur l’année. Ils ont décrit l’unité comme modulaire et évolutive, afin qu’elle puisse être adaptée à différents volumes de production et à des schémas d’exploitation saisonniers.

Lors des vendanges 2025, du 9 septembre au 26 septembre, la cave a récupéré 17 tonnes métriques de CO₂, selon la présentation. Une partie de ce gaz capté a ensuite été envoyée vers l’unité de démonstration de méthanation. Des essais utilisant le gaz réel de fermentation ont produit un flux de sortie contenant environ 80 % de CH₄ sur base sèche et ont atteint un taux de conversion du CO₂ de 90 %. Le réacteur a fonctionné en continu pendant plus de 300 heures sans déactivation observée du catalyseur, un résultat qui, selon les chercheurs, témoigne d’une performance stable dans des conditions réelles de cave.

Le système de méthanation utilise des catalyseurs à base de nickel, choisis selon l’équipe du projet pour leur activité et leur stabilité dans la conversion du CO₂. Le maintien d’une performance stable du réacteur est un enjeu central pour ce type de technologie, car les flux gazeux d’une cave peuvent varier pendant les vendanges et la méthanation est sensible au contrôle de la température. Les chercheurs ont indiqué que les travaux en cours visent à améliorer la gestion thermique afin que la conversion puisse se rapprocher de la limite thermodynamique et à valider les modèles numériques pour soutenir les futures optimisations et la montée en échelle.

Le projet met aussi en avant d’autres usages du CO₂ capté à l’intérieur de la cave, avant ou en parallèle de sa conversion en méthane. La présentation indique que ce gaz peut servir à mélanger les phases solides et liquides lors de la production de vin rouge, ce qui peut améliorer l’homogénéisation tout en réduisant la consommation d’électricité. Il peut aussi être utilisé pour inertiser les cuves et les pressoirs en déplaçant l’oxygène, une étape qui peut contribuer à limiter la croissance microbienne et les risques d’oxydation. Une autre application à l’étude consiste à acidifier l’eau de lavage afin d’améliorer l’efficacité du nettoyage et de réduire la consommation d’eau. L’équipe a également évoqué la possibilité de récupérer les composés aromatiques volatils entraînés dans le flux de CO₂ et de les réintégrer au vin.

Ces applications supplémentaires sont importantes car elles montrent que le gaz de fermentation capté peut avoir une valeur immédiate dans le procédé, avant même d’être valorisé en carburant. Pour les caves, qui sont confrontées à une pression croissante pour réduire leurs émissions, leur consommation d’énergie et leur consommation d’eau, cela pourrait rendre le captage du carbone plus pratique si plusieurs avantages peuvent être réunis dans un seul système.

Les chercheurs ont décrit l’installation de Viñas del Vero comme le premier système intégré de conversion du CO₂ en CH₄ en fonctionnement dans une cave en Europe. Si cette affirmation se confirmait à mesure que de nouveaux projets émergent, la démonstration espagnole se placerait à l’avant-garde d’un effort croissant visant à appliquer les technologies de circularité du carbone à l’agriculture et à l’industrie agroalimentaire, et pas seulement à l’industrie lourde.

L’idée générale du projet est de considérer le CO₂ de fermentation non pas comme une émission inévitable, mais comme une matière première. Le méthane produit à partir de CO₂ biogénique capté et d’hydrogène renouvelable peut être utilisé localement pour le chauffage, l’énergie de procédé ou potentiellement comme carburant pour véhicules, selon les exigences de purification et de réglementation. Dans une cave, cela pourrait aider à compenser les achats de gaz naturel fossile tout en réduisant l’impact climatique de la fermentation.

Les soutiens du projet travaillent dans un secteur où la décarbonation peut être plus complexe qu’il n’y paraît. La production de vin génère des émissions liées aux vignobles, aux engrais, au verre, au transport, à la réfrigération et aux équipements de transformation, mais la fermentation elle-même constitue l’un des points d’émission les plus visibles à l’intérieur du chai. Comme le gaz est libéré par bouffées concentrées depuis les cuves, il peut être plus facile à capter que des émissions plus diffuses ailleurs dans la chaîne de valeur.

Le défi est autant économique et opérationnel que technique. La fenêtre des vendanges d’une cave est courte, et les équipements doivent s’intégrer à des impératifs de production qui laissent peu de place à la perturbation. Tout système de captage du carbone et de conversion en carburant doit aussi prouver qu’il peut fonctionner en toute sécurité, de manière fiable et à un coût que les caves peuvent justifier. L’essai mené pendant les vendanges 2025 n’a pas tranché ces questions commerciales, mais il a fourni la preuve que la chimie peut fonctionner dans de vraies conditions de vendanges, et pas seulement en laboratoire.

Les résultats présentés à Saragosse reposaient sur une collaboration entre chercheurs en énergie, ingénieurs chimistes et exploitants de cave, ce qui reflète le caractère pluridisciplinaire du projet. CIRCE est basé à Saragosse, tandis que l’équipe universitaire relève du département de génie chimique de l’université Rovira i Virgili à Tarragone. Viñas del Vero, qui appartient à Gonzalez Byass, a accueilli la démonstration à Barbastro, dans le nord-est de l’Espagne.

Ces travaux interviennent alors que les caves européennes font face à des attentes plus fortes en matière de durabilité de la part des régulateurs, des distributeurs et des consommateurs, ainsi qu’à la pression de la sécheresse, de la chaleur et de la hausse des coûts de l’énergie. Dans ce contexte, les technologies capables de réduire les émissions et de produire de l’énergie utilisable sur place attirent davantage l’attention, surtout si elles peuvent être intégrées aux opérations existantes des caves sans modification majeure de la vinification elle-même.

Pour l’instant, le projet Viñas del Vero reste une démonstration, mais les données communiquées à partir des vendanges 2025 offrent à l’industrie l’un de ses cas d’école les plus clairs à ce jour sur la manière dont les émissions de fermentation peuvent être captées puis transformées en carburant renouvelable au sein d’une cave commerciale.