La technologie
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Situation de l'industrie
L'efficacité du compostage est tributaire d'une source régulière de différentes matières
premières dont la taille des particules et la teneur en humidité permettront le
transfert efficace d'oxygène aux microorganismes qui décomposent ces matières.
Un processus de compostage qui permet d'obtenir un produit de la plus haute
qualité dans le plus court délai est un processus qui combine l'aération et le
mélangeage, afin d'assurer une bonne décomposition de toutes les matières. Le
processus de compostage comprend les étapes ci-après:
Préparation préliminaire
L’étape de préparation préliminaire sert à donner un produit de départ dont la teneur en humidité se situe entre 50 % et 60 %, dont le poids volumétrique est d’environ 500 à 700 kg/m3, dont la taille moyenne des particules tourne entre 20 mm et 60 mm, pour la porosité, et dont le rapport carbone-azote est de 25 à 35. Le fumier animal est souvent trop mouillé ou trop sec pour être composté directement. Le fumier humide doit être mêlé à une source de carbone sec (p. ex., des déchets de bois, des jambes de maïs, de la paille), afin de créer un mélange ayant le poids volumétrique et la teneur en humidité désirés. Le fumier ayant une haute teneur en azote (p. ex., le fumier avicole) doit être mêlé à une source de carbone pour minimiser la quantité d’ammoniac perdu durant le compostage. Les autres éléments nutritifs risquent moins de se répandre dans l’air et ne percolent habituellement pas lorsque la teneur en humidité est inférieure à 60 %.
Compostage actif
On trouve essentiellement quatre méthodes de compostage au niveau de l’exploitation agricole :
A. Le compostage passif. Cette méthode consiste simplement à disposer le fumier en tas. Cette méthode exige peu de mélangeage et d’aération des matières compostées, sauf pour l’aération naturelle (passive). Cette méthode de compostage prend beaucoup de temps et ne donne pas un produit de qualité constante. Les températures des matières compostées sont rarement suffisamment élevées pour détruire immanquablement les pathogènes. Toutefois, la pollution de la surface et des eaux souterraines est une source de préoccupation lorsque les tas ne sont pas bien gérés. Cette méthode de compostage n’est pas recommandée.
B. Andains retournés. Le fumier est placé de manière à former des andains de 3 à 5 m de largeur et de 1,5 à 2 m de hauteur. La forme des andains revêt une grande importance, parce que celle-ci doit favoriser la convection naturelle, c’est-à-dire que l’air chaud s’élèvera vers le haut de l’andain et l’air froid s’infiltrera par les côtés. La méthode des andains retournés est celle qui est employée le plus souvent pour le compostage sur les exploitations agricoles. L’aération est aussi assurée en mélangeant les matières constituant l’andain, ce qui peut se faire au moyen d’un chargeur à godet ou d’une machine spéciale. On peut couvrir les andains, afin de minimiser le risque de pollution de la surface et de l’eau souterraine et de réduire l’évaporation.
C. Tas ou andains immobiles aérés. Cette méthode comprend un volet d’aération mécanique forcée, mais les matières compostées ne sont ni mélangées ni retournées. Elles peuvent être placées dans des bacs, sous des membranes ou à l’intérieur de sacs spéciaux. L’aération consiste en un système de tuyaux perforés installé sous les matières à composter; les tuyaux sont placés dans une couche de matières poreuses ou imbriqués dans le plancher. Un ventilateur est relié aux tuyaux et envoie de l’air à intervalles réguliers, afin de maintenir un niveau adéquat d’oxygène de manière à accélérer la décomposition. Les systèmes d’aération peuvent être automatisés et inclure un système d’asservissement de la température. La surface des tas de compost doit être recouverte d’un couche de compost fini, afin d’obtenir des températures adéquates, de minimiser l’assèchement du fumiers sur l’extérieur du tas et de réduire les émanations d’odeurs. Il est recommandé d’effectuer au moins un retournement, afin de s’assurer que le tas au complet a atteint les températures requises pour tuer tous les pathogènes présents.
D. Compostage aéré et retourné. Les matières à composter sont placées dans un bâtiment ou un conteneur muni d’équipement d’aération forcée et de retournement. Comme pour les tas immobiles aérés, l’aération vient du plancher. Des appareils conçus spécialement pour le retournement mélangent les matières à composter pendant le processus de compostage. Ces appareils peuvent être automatisés et commandés à distance. La méthode de compostage aéré et retourné donne généralement un produit de qualité constante et toutes les matières ont été stabilisées et ont atteint les températures requises pour détruire les pathogènes présents. On peut aussi recourir à cette technologie pour composter des matières dont la teneur en humidité est plus élevée (jusqu’à 75 %) et dont le poids volumétrique est également plus élevé. Les cuves de digestion rotatives entrent également dans cette catégorie de technologie.
En général, les exigences en matière d’espace et de temps par tonne de matières diminuent de la méthode exposée en A. ci-dessus à la méthode D., tandis que les coûts en capitaux (mais pas nécessairement les coûts annualisés par tonne), la gamme de déchets acceptables (montant et caractéristiques), la gestion des odeurs potentielles et la qualité du produit (p. ex., destruction des pathogènes, maturité du produit, homogénéité, constance tout au long de l’année) augmentent. Habituellement, seules les méthodes comportant des appareils d’aération et de retournement permettent la production tout au long de l’année d’un compost de haute qualité uniforme, exempt de pathogènes et qui satisfait toutes les normes réglementaires.
Les deux principaux objectifs de la méthode de compostage actif sont la destruction des organismes potentiellement pathogéniques et la stabilisation de la matière organique. Peu importe la méthode employée, il faut habituellement entre deux et trois semaines de compostage pour atteindre ces objectifs. Après le compostage actif, le produit doit être assujetti à une étape de stabilisation ou de mûrissage.
La phase de mûrissage
Le processus de compostage n’est pas terminé tant que le compost n’est pas mûr. Le mûrissage des matières compostées se fait habituellement en gros tas ou andains. La décomposition avancée et la stabilisation se produisent à des températures plus basses que durant le processus de compostage actif. En général, la phase de mûrissage dure de deux à six mois.
Postcompostage
Dans le cas du fumier d’origine animale, le postcompostage comprend habituellement le filtrage pour retirer les matières plus grosses. Le plus souvent, on utilise un trommel cribleur (rotatif) comme outil de filtration. Souvent, le fumier est filtré au moyen d’un trommel cribleur de 5 mm (¼ po) à 12 mm (½ po), mais on utilise aussi parfois des trommels cribleurs de 3 mm (1/8 po) pour préparer les matières à composter qui seront utilisées sur le gazon.
Réduction du volume. Entre les matières premières et le compost prêt pour la commercialisation, il se produit une réduction du volume des matières à composter d’environ 50 %, en raison de la perte de carbone et d’humidité et de l’augmentation de la densité des matières durant le processus de compostage. L’ampleur de la réduction du volume dépend du type de fumier et de l’agent gonflant qui est utilisé, ainsi que de la durée du processus de compostage même.
Extraction de l’énergie. Le compostage aérobie génère un surplus d’énergie thermique qui peut être capté. Les applications économiques de cette technologie en milieu agricole sont encore limitées. Un système qui est disponible sur le marché (de Agrilab Inc., Ontario, www.agrilab.org) capte la chaleur rayonnante du plancher et transfère cette énergie thermique au moyen de conducteurs suprathermiques dans un réservoir d’eau isolé en vue du chauffage de l’exploitation agricole et des applications d’eau de traitement.
Contrôle des odeurs. Il s’agit-là du plus important problème de toutes les méthodes de compostage. Toutefois, une bonne gestion peut contribuer à réduire énormément les odeurs. Une couche de compost fini sur le dessus des matières à composter (dans le cas des tas immobiles aérés) constitue un moyen très efficace de contrôler les odeurs. Les méthodes de compost qui utilisent des vire-andains peuvent exiger des lits percolateurs à l’extérieur du bâtiment, afin d’éliminer les odeurs. Dans un tel cas, pour réduire les odeurs, on prend l’air d’échappement du bâtiment et on le passe à travers un lit de matières de filtration biologique, habituellement constitué d’un mélange de copeaux de bois et de compost.
Percolat. Le percolat issu des matières organiques non protégées constitue également un problème environnemental qui doit être évité en choisissant le site et l’aménagement appropriés au compostage.
Certes, on peut acquérir des connaissances rudimentaires sur le compostage par la formation et la lecture, mais seule l’expérience permet d’en obtenir sur les meilleures combinaisons de matières premières et les conditions optimales de compostage, compte tenu de l’exploitation agricole.
La viabilité économique de projets de compostage de grande envergure peut être menacée si des règlements environnementaux stricts et des plaintes concernant les odeurs exigent une préparation coûteuse du site ou des mesures de contrôle des odeurs et du percolat dispendieuses.
Le document Modern Composting Technologies renferme une liste complète de fabricants d’équipement et de systèmes et de l’information sur l’industrie du compostage. On peut commander cette publication en ligne, à l’adresse www.biocycle.net, et sur le site Web du Conseil canadien du compostage, à l’adresse www.compost.org.
Modifié: 02-28-2008
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