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Plateau de Recherche Technologique Pôle Epandage Environnement (PRT PEE)

L’équipe PRT PEE, basée à Montoldre, conduit des activités de recherche et développement dans le domaine de la fertilisation, minérale et organique, et de la liaison tracteur/sol dans le but d’évaluer les performances des pneumatiques et de modéliser la compaction des sols.

Elle développe et met en œuvre des méthodologies innovantes (outils de simulation, démonstrateurs, bancs de recherche et d'essais…) permettant de faciliter les développements et de caractériser les performances de dispositifs technologiques en relation avec les acteurs de la recherche et de l'industrie. Ses axes de recherche portent plus particulièrement sur l'amélioration des appareils de fertilisation qui jouent un rôle très important dans la chaîne de production agricole et le respect de l'environnement.

Thèmes de recherche

Innovations technologiques pour l'agriculture durable et l'environnement - INSPIRE

Unités de recherche

Technologies et systèmes d’information pour les agrosystèmes - TSCF

Équipements

Les trois composantes principales du PEE :

  • Le banc de mesure Cemib, dédié aux engrais minéraux, est un banc rotatif breveté par Irstea, et intégré dans la norme EN 13739 depuis 2012. Le brevet a été transféré à trois entreprises européennes. En savoir plus sur le Cemib
  • Le banc de mesure Cemob, dédié aux engrais organiques et conforme à la norme EN 13080 est en cours d’accréditation par le COFRAC selon la norme EN 17025. Il est le seul laboratoire certifié Certipaq pour les mesures de performances des matériels d’épandage de produits organiques, le rendant habilité à réaliser les mesures nécessaires à l’obtention de la certification Eco-épandage qui garantit à l’utilisateur une machine aux bonnes performances techniques et environnementales. Eco-épandage est la première certification environnementale portant sur un bien d’équipement au niveau du machinisme agricole français
  • Tout savoir sur Eco-Epandage…
  • En savoir plus sur le Cemob…  
  • Outil de mesure « Monoroue »
    La Monoroue est un outil de mesure qui permet d’évaluer les performances des pneumatiques et d’en relever les caractéristiques de fonctionnement. Elle est utilisée dans le cadre de l’élaboration d’un référentiel européen d’évaluation des pneumatiques, en partenariat avec Michelin et l’ENTAM.

Projets de recherche

  • Partenariaux avec des industriels :
    • Support à la R&D pour l’optimisation de dispositifs d’épandage (modélisation expérimentale, développement de simulateurs, …) ;
    • Validation de solutions technologiques mises au point ;
    • Evaluation de l’épandabilité des produits (aptitude à l’épandage) : mesures expérimentales, modélisation, simulation, …).
  • De recherche concernant un « Système actif d’épandage » prenant en compte la dynamique du véhicule, le relief, …)
  • Compaction du sol, modélisation de la compaction, efficience des pneumatiques

Projet « Efficacité des équipements de maîtrise de dose en épandage des engrais organiques » (commandité par la DGPAAT) : développement d’un simulateur intégrant des modélisation expérimentales des équipements, et propageant les effets pour évaluer l’efficacité globale sur l’épandage.

  • Projet ANR NEXT : « Next generation of wastewater treatment plants: optimization of (sludge) treatment performance through online monitoring of holistic sludge properties ».

La gestion durable des boues résiduaires est l'un des grands enjeux du 21ème siècle. Si toutes les eaux usées produites par la population urbaine mondiale étaient traitées, ce qui est l’objectif ultime de l’OMS, 83 millions de tonnes de matières sèches de boues seraient produites annuellement à l’horizon 2017. La  réduction des coûts de la filière  « boues » des stations d’épuration – qui représentent en France près de la moitié de la facture de l’assainissement collectif -passe nécessairement par l’optimisation des procédés de traitement. Pour cela, les ingénieurs ont besoin d’outils d’évaluation des performances des procédés au regard des caractéristiques physiques des boues produites mais également des outils plus systémiques permettant d’évaluer les impacts environnementaux et économiques des choix technologiques réalisés. Ces outils permettront : 

  • d’adapter le fonctionnement des technologies de traitement aux caractéristiques des matériaux,
  • de choisir les meilleures techniques disponibles pour la filière de traitement des boues.

Plus concrètement, pour pouvoir réaliser cette optimisation, les technologues ont besoin de connaître ou d’estimer le comportement en écoulement des boues, c’est-à-dire leurs propriétés rhéologiques, à chaque étape de la filière de traitement. Les propriétés rhéologiques ne pouvant être déterminées en continu, l’objectif principal du projet est de définir des descripteurs holistiques, mesurables en ligne, permettant de prédire les écoulements et d’adapter les procédés de traitement aux caractéristiques instantanées des boues.

Pour définir ces descripteurs holistiques représentatifs des modifications des caractéristiques des boues pendant les différentes étapes du traitement, des mesures rhéologiques seront couplées à des mesures par spectroscopies proche infrarouge, ultraviolet et électrique, ainsi qu’à des mesures d’activité de l’eau, qui sont toutes des techniques non-destructives. Les boues seront prélevées en entrée et en sortie de chaque procédé de traitement de façon à déterminer l’impact propre à chaque étape de traitement sur leurs propriétés physiques. Ces descripteurs  pourront être mesurés en temps réel et fourniront une image instantanée de la structure et de la composition des boues, permettant ainsi une rétroaction rapide sur les conditions opératoires des procédés.

Ces propriétés holistiques seront d’abord déterminées par des mesures effectuées au laboratoire, puis validées sur site. Une phase d’acquisition de données relatives aux caractéristiques des boues, aux technologies utilisées mais également au fonctionnement et émissions des procédés étudiés permettra d’identifier les paramètres clés à utiliser et de définir les conditions optimales pour atteindre les meilleurs niveaux de performances des technologies utilisées en couplant notamment caractéristiques physiques et performances environnementales nécessaires à l’établissement des meilleures technologies disponibles.

A partir des connaissances développées dans ce projet, notre objectif final est de permettre le développement de systèmes et outils de suivi en ligne et en continu pour optimiser les procédés de traitement et développer de nouvelles technologies plus efficaces. L’ensemble de ces travaux permettra d’améliorer les performances des unités de traitement des boues et de réduire les frais de fonctionnement tout en limitant les impacts environnementaux des procédés de traitement de la filière « boue ».

  • Analyses du Cycle de Vie (ACV)

Analyse du cycle de vie des filières de traitement et de valorisation des boues résiduaires : Trop souvent, à l'heure actuelle, l'évaluation de la qualité environnementale d'une station de traitement des eaux usées (STEU) se limite exclusivement à la qualité de l'eau traitée rejetée. Les transferts de pollutions vers d’autres catégories d’impacts plus globales ou vers la gestion de la fin de vie des déchets de STEU générés (boues, lixiviats, …) ne sont pas pris en compte. Cela est d’autant plus gênant que la filière boue représente une part considérable des coûts d'investissement et de fonctionnement et des impacts globaux ou locaux du système de traitement des eaux usées. La réalisation du bilan carbone de ces filières ( projet financé par le MEDDTL (2010-2011) puis par l’Onema en 2012) a permis d’identifier et quantifier les émissions de gaz à effet de serre de l’ensemble des procédés de traitement et de valorisation des boues, de développer un outil informatique permettant d’établir le bilan carbone de ces filières, de pointer du doigt et d’apporter des réponses aux questions méthodologiques qui se posaient vis-à-vis des impacts sur le réchauffement climatique (prise en compte du carbone biogénique notamment). Toutefois, analyser l’impact des filières de traitement et de valorisation des boues par une approche monocritère peut conduire à des interprétations de l’impact environnemental global de ces filières erronées ou des prises de décision stratégiques entraînant des transferts de pollution par méconnaissance des autres impacts potentiellement générées par ces filières (acidification, toxicité, eutrophisation, …). La réalisation d’un projet financé par l’Onema (2013-2015) est actuellement en cours pour établir l’ACV de ces filières.

  • REMIPROPHYTE - Réduction des fuites vers les milieux pour les produits résiduaires organiques en modifiant leur présentation physique et les techniques d’épandage ; cas des digestats de méthanisation

Projet finance par l’ADEME.

Composition de l'équipe

Animateur de l'équipe

Scientifiques

Doctorants

Techniciens

Emmanuel Piron

Daniel Cao
Frédéric Chabot
Emilie Dieudé-Fauvel
Jacky Mazoyer
Denis Miclet
Emmanuel Piron
Marilys Pradel
Jean-Christophe Roux

El Mehdi Abbou Ou Cherif
Mohamed El Amine Mouzaoui
Tien Thinh Le
Oumar Thiene

Johann Clément
Rémi Desmoules
Bruno Desnoyer
Nicolas De Freitas
Jean-Claude Megnien
Clément Ramillien

L'équipe est basée à Montoldre - Centre de Clermont-Ferrand - Site de recherche et d'expérimentation - Domaine des Palaquins - 40 route de Chazeuil 03150 Montoldre - Tél.: 04 70 47 74 10