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Le compostage des déchets

Définition du compostage

Le compostage est un procédé de dégradation biologique aérobie de la matière organique. Il s’applique aussi bien aux déchets ménagers et assimilés (fraction fermentescible des ordures ménagères, boues d’épuration, déchets verts) qu’aux déchets agricoles et agroalimentaires. Ce procédé permet d’obtenir un produit riche en composés humiques valorisable par retour au sol sans impact négatif sur l’environnement, le compost.

Contexte/enjeux

La France produit chaque année environ 700 millions de tonnes de déchets dont plus des deux tiers sont organiques. Quelle que soit l’origine de ces déchets, agricoles, municipaux ou industriels, le contexte réglementaire et sociologique actuel contribue à favoriser leur traitement par compostage.

Tout d’abord la Directive décharge 1999 qui oblige une réduction de 65 % des déchets mis en décharge. La loi Grenelle 2 de juillet 2012 qui contraint les gros producteurs à trier leurs biodéchets et enfin la définition de zones d’excédents structurels imposant aux producteurs de déchets la réduction de leur charge azotée ou leur transformation en produits exportables en dehors de la ZES.

Chaque année 5 à 6 millions de tonnes de déchets organiques (majoritairement issus des déchets municipaux) sont traitées par les 518 unités de compostage en France. Encouragé par les pouvoirs publics, de mise en œuvre plus facile et moins coûteuse que d’autres procédés, le compostage est aussi mieux accepté par le grand public.

Le traitement par compostage est également motivé par la qualité des produits élaborés : stabilité, siccité, hygiénisation, humification, homogénéité physique… Il offre également de forts atouts techniques et économiques : traiter des gisements plus ou moins importants en mettant en œuvre des technologies des plus rustiques au plus innovantes.

En dépit d’un contexte porteur l’optimisation de la qualité des composts produits et la limitation des impacts liés au traitement (odeurs, émissions gazeuses…) sont nécessaires pour pérenniser le compostage comme voie de gestion des déchets. C’est ce vers quoi tendent les travaux de recherche d’Irstea de Rennes depuis plus de 15 ans.

Vers une optimisation des procédés à l'échelle industrielle

Le compostage est un ensemble de phénomènes complexes qui mettent en jeu des processus biologiques, des transferts de chaleur et de masse, tous liés à la nature même des déchets. Pour mieux optimiser le processus de compostage, il est essentiel de mieux comprendre ces phénomènes.

Mesure de la biodégradabilité

Avec l’aide des réacteurs pilotes qui reproduisent les conditions physiques qui seront celles pratiquées lors du compostage, les scientifiques se sont concentrés à évaluer la fraction biodégradable des déchets grâce à la respirométrie. Cette méthode consiste à suivre la consommation d’oxygène des micro-organismes aérobies dans le temps pour définir un potentiel de biodégradation : plus la consommation d’oxygène est élevée et rapide plus le substrat est biodégradable. L’outil respirométrique est utilisé à différents points clés du processus de compostage. Mesurée au début du traitement, cette valeur peut orienter la formulation de mélanges de substrats optimums pour augmenter le rendement. En fin de compostage, elle permet de quantifier le niveau de stabilisation du compost, un critère de qualité important. Cet outil à fort potentiel a fait l’objet d’un brevet déposé en 2004 conjointement par Suez Environnement et Irstea en vue de son développement industriel.

Contrôle de la température

Le dégagement de chaleur du massif de déchets est produit par l’activité des micro-organismes aérobies. Une partie de la chaleur produite va s’exporter hors du massif, l’autre va s’accumuler, augmentant la température. En fonction de la biodégradabilité des déchets, on observe des courbes de température différentes : pic élevé avec un substrat très biodégradable et température modérée avec un substrat peu fermentescible. Ce paramètre a une forte influence sur la qualité du produit fini : une température élevée permet d’une part d’accélérer la dégradation de la matière organique et d’autre part d’assurer l’hygiénisation du déchet en détruisant les germes pathogènes.

Réduction des nuisances (émission gazeuse et odeurs)

Au cours du compostage les micro-organismes consomment l’oxygène disponible et rejettent du dioxyde de carbone. Sans une aération suffisante du massif de déchets d’autres gaz peuvent être émis comme le méthane ou protoxyde d’azote (Gaz à effet de serre) ou encore l’ammoniac favorisant l’eutrophisation ou l’acidification des milieux. Cette substance tout comme le sulfure d’hydrogène représente également un risque pour la santé des opérateurs travaillant au sein des plates-formes de compostage.

Suivi émission gazeuse sur compostAu-delà de ces impacts environnementaux et sanitaires, ces émissions gazeuses sont responsables de nuisances olfactives. Ces dernières années, un certain nombre d’unités de compostage ont été fermées suite aux plaintes de riverains et les odeurs sont un frein pour l’implantation de nouvelles plates formes.

Aujourd’hui, les travaux de recherche se concentrent sur le contrôle de ces nuisances dans le but d’atteindre une acceptation sociale de l’implantation de nouvelles unités de compostage. Pour cela, les scientifiques mettent au point des méthodes de caractérisation des émissions gazeuses et des odeurs, afin d’identifier les paramètres déterminants des émissions du côté de la nature physique du déchet et des conditions de compostage pour in fine définir les leviers d’actions qui réduiront ces émissions.
Parmi les instruments de recherche, un olfactomètre vient d’être acquis par les scientifiques d’Irstea Rennes. Le prélèvement gazeux, responsable de l’odeur, est soumis par dilution decrescendo à un jury de panelistes et présenté de façon aléatoire dans les ports de flairage. À partir de dilution qui permet une détection d’odeur on établit un seuil d’acceptabilité des nuisances.

 

D’autre part, concernant l’influence des caractéristiques physiques des déchets, le projet ESPACE (ANR PRECODD 2005 en partenariat avec Suez-Environnement et l’Institut de Mécanique des fluides de Toulouse) a permis de lier des outils tels que perméamétrie et porosimétrie à la respirométrie pour proposer des modèles d’évolution de la biodégradabilité des déchets en fonction de leur préparation physique (granulométrie et humidité).

Promouvoir le compostage domestique

Lever la réticence des usagers au compostage domestique

Le projet Eccoval vise à valoriser la pratique du compostage de proximité comme outils de gestion domestique des déchets ménagers. Un travail d'enquêtes sur le terrain a été mené pour comprendre les motivations des citoyens à s’engager dans une démarche de compostage individuel ou de proximité mais également les raisons qui les poussent à cesser cette démarche. Les scientifiques ont tiré la conclusion suivante : malgré l’attitude positive des interrogés envers le compostage et son utilité, il subsiste un frein quant à la représentation des efforts à fournir pour améliorer leurs pratiques. Les actions de communication et d’accompagnement sont à poursuivre. Pour cela, les partenaires ont réalisé un guide de mise en place des actions de promotion et suivi du compostage domestique, individuel ou de proximité destiné aux collectivités. Le but ? Insister sur l’utilité du compostage et démontrer la facilité de mise en œuvre de ces pratiques. Mais pour convaincre le public de se lancer vers une modification durable de leurs pratiques, un engagement des citoyens dans une démarche éco responsable reste essentiel. 

Mieux gérer les biodéchets en Europe

Le projet Miniwaste, à l’échelle européenne, a pour objectif de mettre en œuvre un plan stratégique et durable pour réduire la quantité de déchets organiques municipaux des États membres. Ce plan s’appuie sur des actions de prévention et de réduction à la source des déchets organiques par la promotion du changement de comportement : compostage individuel ou collectif, compostage dans les collectivités publiques ou privées, prévention du gaspillage alimentaire grâce à des techniques de conservation des aliments et à des recettes de plats à partir de restes…   

Pour accompagner villes et régions vers la réduction des biodéchets, un outil informatique a été développé par Rennes Métropole grâce aux données récoltées par l’ACR+ et Irstea. Cet outil permet aux collectivités de mieux planifier la gestion de leurs biodéchets, de privilégier les solutions les plus adaptées à leurs territoires et d’en évaluer l’efficacité : quantité de biodéchets détournés par le compostage, évaluation des composteurs collectifs et qualité du compost.

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