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Le compostage du fumier : le suivi des transformations

Niveau de technicité :

Auteurs : P. Doligez

Mise à jour : Janvier 2015

 

La valorisation du fumier de cheval en compost passe par différentes étapes de transformation de la matière première. Pour valoriser ce déchet en amendement et fertilisant, il est important de connaître en détail le processus de transformation, basée sur une fermentation aérobie de la matière organique.

Le compostage, qu’est-ce que c’est ?

Le compost est le produit fini, obtenu suite à une fermentation en présence d'oxygène, grâce à l’action des micro-organismes naturels dégradant des  matières organiques végétales ou animales (le fumier). Des conditions de température, d’humidité et d’apport d’oxygène sont nécessaires.

 Le fumier est placé en andains au champ ou composté sur une plateforme étanche. Des retournements des andains sont effectués plusieurs fois afin de les aérer et de les homogénéiser pour obtenir après une pahse de maturation, un compost mûr et stable.

Toutes les étapes sont décrites dans le compostage: mode d'emploi .

 

Processus de compostage

Le compostage est un processus naturel qui peut se produire sans aération à condition que la matière ait une granulométrie (taille des particules) suffisante pour permettre à l'oxygène d'occuper les espaces lacunaires (entre les particules).

Le retournement de la matière par la technique de compostage accélère et développe cet aération, provoquant la prolifération de micro-organismes naturels présents dans la matière organique. La fermentation a lieu en quelques semaines, suivi d'une maturation de quelques mois, alors qu'elles auraient pris plusieurs années à se réaliser de façon naturelle dans le sol.

 

 

Les quatre phases du processus de compostage

(selon Hacala et al 1999)

 

 

Pour un bon compostage, il faut tenir compte de l'équilibre des rapports:

  • C (Carbone)/N (Azote)
  • air/eau

Les pertes en éléments au cours du compostage

Les pertes en élements fertilisants sont essentiellement gazeuses pour l'azote pendant le compostage, mais sont généralement moins importantes qu'au cours d'un épandage de fumier frais (gaz et lessivage)

 

Principales pertes:

  • Carbone (C): 50 à 60 % du carbone est évaporé sous forme de gaz carbonique (CO2 et u peu CH4).
  • Azote (N): 15 à 30 % de l'azote total se volatilise sous forme NH3 et un peu NO2.
  • Phosphore (P): il n'est pas soluble, donc il n'y a pas de perte. Le P se concentre dans le compost par la réduction du volume de matière.
  • Potassium (K): des pertes sont possibles dans l'écoulement des jus de lessivage, car le K est soluble dans l'eau.

Comment suivre la transformation de la matière ?

Afin de suivre le processus de fermentation du fumier et son évolution, il est nécessaire de s’appuyer sur l'évolution des mesures de températures.

La température

L’élévation de la température représente la biodégradation aérobie par les micro-organismes.
Elle permet une réduction, voire une destruction des agents pathogènes, ainsi que des graines d’adventices- (mauvaises herbes) (en agissant sur leur capacité de germination).
(voir hygiénisation du fumier de cheval au cours du compostage)


Quand et comment contrôler la température ?

  • Utiliser un thermomètre muni d’une sonde de 1 m de long, branchée à un boîtier autonome à piles. La sonde est enfoncée à environ 60 cm de profondeur dans le cœur du dôme de l’andain.

  • A partir du premier retournement, procéder à des relevés tous les 2 à 3 jours. Observer l’élévation de température au milieu de l’andain (au cours des 2 premières semaines).

  • La température atteint son maximum (50 à 70 °C) en seulement quelques jours, puis va progressivement redescendre à la température ambiante.

Ce paramètre « température » est essentielle à contrôler afin de s'assurer de la montée en température de la matière qui va limiter les problèmes sanitaires en pâturage : parasites, bactéries dans le sol. (voir hygiénisation du fumier)

L'étude de Hébert et al 2009 a consisté à mesurer in vitro l'évolution de la survie de Rhodococcus equi et Parascaris equorum, deux agents pathogènes très résistants dans l'environnement.  Les expérimentations ont consisté à faire subir à des échantillons de fumier différentes températures dans un milieu de culture humide pendant une période donnée.

  • Rhodococcus equi est détruit en 6 jours à 45°C, en 3 jours à 50°C, en 24h à 55°C.

  • Les œufs de Parascaris sont détruits en 24 h à 45 ou 50 °C,   en 2 heures à 55 ou 60°C.

(voir hygiénisation du fumier au cours du compostage)

  • Si la température est < à 40°C pendant 6 semaines : il n’y aura pas d’hygiénisation.

Une analyse parasitologique sur le fumier de départ et au moment de l’épandage permet de suivre le degré d’infestation de la matière qui sera épandue sur les prairies.

L’épandage du compost ne sera réalisée qu’après refroidissement, soit 2 à 3 mois après le second retournement.

Faire des analyses pour connaître les valeurs agronomiques du compost

Une analyse, sur le fumier au dépôt et sur le compost à l’épandage, permet de contrôler la dégradation du fumier.

Les principaux paramètres recherchés lors de cette analyse sont les valeurs:

  • MS (matière sèche), et donc l'humidité
  • MO (matière organique),
  • Azote total comprenant la forme ammoniacale (N-NH3) rapidement disponible pour la plante et la forme organique (à relâchement d'azote plus lent dans le sol)
  • rapport C/N (carbone / azote).
  • P (Phosphore), K (Potassium), Ca (Calcium), Mg (Magnesium),
  • pH

Le rapport C/N

Le procédé de compostage entraîne une décomposition de la matière organique, donc une consommation de l’azote (N) et du carbone (C)par les bactéries comme source d'énergie et de protéines, induisant une diminution du rapport C/N de la matière.

Le C/N avant le compostage doit être compris entre 25 et 35 pour se réduire autour de 13 à 15 en fin de processus.

Le rapport C/N est le « paramètre pilote » du compostage.

En effet, si le C/N du fumier est élevé (40-45), la matière se décomposera difficilement. Il n'y a pas assez d'azote pour permettre la décomposition ("faim d'azote"). La minéralisation est lente, restituant peu d'azote dans le sol, disponible pour les plantes.
C’est le cas d’un fumier trop pailleux qu’il faudra mélanger avec d’autres matières azotées. Le co-compostage qui consiste à mélanger des matières d'origine différente peut alors d'envisager avec des déchets verts, des boues de station d'épuration, des déchets de cuisine, des fientes ou lisier.

Des essais de co-compostage de fumier très pailleux avec des tontes de gazon réalisés en 2009 à la Jumenterie du Pin (61) ont consisté à pratiquer des mélanges de proportion différente. Le compostage est efficace lorsque la proportion est de 1 tonne de fumier pailleux pour 3 tonnes de tontes de gazon.

Le taux d’humidité

Pour le bon développement des micro-organismes, le taux d’humidité de la matière au départ ne doit pas être inférieur 40%.


L’optimum du taux d’humidité est de 55 à 65%.

Pour le compostage du fumier pailleux, il sera nécessaire de l'arroser ou de le co-composter avec des matières humides et riche en azote.

Comment réaliser un prélèvement pour analyse ?


Il est important de respecter une méthodologie normalisée, dans la procédure de prélèvement, afin d’obtenir un échantillon représentatif des valeurs de la matière. Les supports de culture et les amendements organiques sont souvent difficile à échantillonner.


Comment procéder ?

Avant toute réalisation et tout envoi au laboratoire qui exécutera les analyses souhaitées, contactez-le. Vérifiez alors la procédure d’échantillonnage et d’expédition en fonction de vos objectifs de recherches, ainsi que le jour de réception idéal dans la semaine, afin d’optimiser le traitement.

Les instruments, les surfaces et les récipients utilisés pour le prélèvement doivent être propres et non source de contaminations.

La réalisation de l’échantillon final s’effectue en :

  • évitant la surface du tas (10 à 15 premiers centimètres), le fond du tas et les zones anormalement sèches ou trop humides ;

  • prendre à environ 50 cm de profondeur ;

  • faisant une tranchée, tous les 10 mètres environ, pour obtenir des extraits de même volume (à chaque fois environ 2 litres) ;

  • prélevant 15 à 20 extraits de fumier ;

  • combinant tous les prélèvements élémentaires dans un grand récipient (type poubelle 100 litres propre) ;

  • procédant au quartage après homogénéisation dans le grand récipient, afin d’obtenir l’échantillon final d’environ 5 litres.


Réalisation de l’opération de quartage :

  • diviser en 2 le contenu du prélèvement total, garder une moitié (= a) et jeter le reste ;

  • puis avec a : mélanger à nouveau, diviser en 2, garder une moitié (= b) et jeter le reste ;

  • puis avec b : mélanger à nouveau, diviser en 4, garder un quart (= c) et jeter le reste ;

  • puis avec c : mélanger à nouveau, diviser en 4, garder un quart : ce sera l’échantillon final d’environ 5 litres, à analyser, jeter le reste.



L’échantillon final sera :

  • placé dans un sac à usage unique (souvent fourni par le laboratoire d’analyse) ;

  • étiqueté, mentionnant date et lieu de prélèvement, description du produit, identification de l’opérateur (fiche fournie par le laboratoire).


Modalités de l’envoi

D’une manière générale, l’emballage, le stockage et l’expédition finale doivent se faire de manière à garantir la non-altération des caractéristiques du matériau à analyser.

En fonction des recherches souhaitées, les échantillons pourront être placés au :

  • réfrigérateur, avec une expédition, au plus dans les 24 à 48 heures, après l’échantillonnage et sous régime du froid (+ 4°C) selon le cas.

  • congélateur, avec une expédition différée dans le temps.


Si vous demandez une recherche bactériologique, il ne faut pas congeler votre échantillon, mais veiller à ce qu’il soit transporté de manière à ne pas être soumis à des extrêmes de températures (respecter les + 4°C).


L’envoi de l’échantillon dans des boites en polystyrène, isothermes, peut se faire par messagerie classique (type Collisimo de la Poste, assurant une livraison en moins de 48 heures).


Où s’adresser ?

Tous les laboratoires ne réalisent pas les analyses agronomiques.

L’Arrêté du 18/12/2012
fixe la liste des laboratoires d'analyses de terre agréés pour l'année 2013.

Les recherches parasitologique et bactériologique peuvent être réalisées dans des laboratoires départementaux ou privés.(voir hygiénisation du fumier au cours du compostage)

Le compost, à quel prix ?

Pour obtenir un produit final de qualité, il est nécessaire de suivre la transformation du fumier en compost. Toutes les étapes emploient des techniques agricoles faisant appel à du matériel spécifique et/ou des analyses.

Malgré les coûts générés par la conduite des étapes et les analyses, la valorisation du fumier en compost reste intéressante.


Comptez, pour réaliser :

  • un retournement d’andain, ramené à la tonne de fumier frais, en sollicitant une entreprise, entre 2 et 5 € / tonne. Si on fait appel à une CUMA (Coopérative d'Utilisation de Matériel agricole), des parts sociales seront aussi à prendre en compte.

  • une analyse agronomique + bactériologie + parasitologique : environ de 90 à 130 € selon les éléments demandés.


Remarque :
En terme de coût, il faut bien spécifier au laboratoire votre utilisation finale du compost. En effet, dans le cadre de la mise sur le marché d’amendements organiques (produits normés NF- U 44-055) , ceux-ci sont préalablement soumis à des analyses selon des normes bien précises. Le coût est alors beaucoup plus important.



Se rappeler que :

  • l’obtention du compost est fonction de la nature du produit de base. Les analyses agronomiques, réalisées avant le compostage permettent de définir « la conduite à tenir » pour le préparer (rajout des tontes de gazons, des fumiers et/ou lisiers de bovins, arrosage …) ;

  • le suivi de la température indique (par sa baisse) le besoin de retournement de l’andain afin de relancer une nouvelle fermentation ;

  • les analyses réalisées après le compostage indiquent son degré d’hygiénisation et ses valeurs agronomiques avant emploi.


Comparaison de coût :
Epandre un produit  valorisé sur place, fertilisant les prairies, dispense l’emploi d’engrais chimiques. A valeurs agronomiques égales, en terme d’unités (N, P, K, Ca), le coût de production sera plus faible par la technique de compostage.

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