Partenariat INRA – VEOLIA Environnement R&D sur le recyclage des déchets en agriculture

Ce programme de recherche est centré autour d’un essai au champ de longue durée qui permet d’évaluer la globalité des effets sur le long terme. Il est situé à Feucherolles(78). Ce suivi au champ est couplé à des travaux de laboratoire. Ils permettent de préciser certains processus, en particulier liés à la qualité des composts étudiés (maturité des composts, devenir des pesticides au cours du compostage, utilisation des composts en protection des cultures, effet des composts sur la stabilité de la structure des sols, valeur fertilisante azotée ...).

La démarche adoptée est active. Il ne s’agit pas de simplement mesurer les effets observés suite aux épandages, mais bien de maîtriser la qualité des produits épandus en vue de minimiser les impacts négatifs et maximiser la valeur agronomique des produits.
Le partenariat avec Veolia R&D est indispensable puisqu’il permet d’avoir accès au procédé de traitement au travers de pilotes de compostage et de valider les résultats obtenus sur des plates-formes industrielles.
Par ailleurs, l’ensemble des effets potentiels requiert une approche multi-disciplinaire. Un réseau de collaborations scientifiques établit autour du même site expérimental permet d’appréhender de façon conjointe les différents effets mesurés et de les relier entre eux.

L’objectif général du programme est d’évaluer la balance environnementale de la pratique de recyclage en agriculture de composts d’origine urbaine. Pour cela, un suivi aussi exhaustif que possible des effets est réalisé dans un essai au champ de longue durée. Les effets, aussi bien positifs que négatifs, sont reliés aux caractéristiques des produits épandus et plus en amont à l’origine et au procédé de traitement. Parallèlement sont développés des travaux pour élaborer des indicateurs analytiques pour prévoir les effets des épandages, voir contrôler le procédé de fabrication en vue de maîtriser ces effets.

Au champ, 3 types de composts représentatifs de filières actuelles sont étudiés et comparés à un amendement organique de référence, le fumier, et à un traitement témoin ne recevant aucun apport organique:

• compost d’Ordures Ménagères Résiduelles (Ordures Ménagères Résiduelles après la collecte sélective des emballages),
• compost des bio-déchets des ménages (collecte sélective de la Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères)
• compost de Boues et de Déchets Verts
• fumier de bovins
• témoin sans apport
  

Le dispositif est cultivé selon une rotation blé-maïs. Les composts sont épandus sur chaume de blé en fin d’été. Les épandages se font tous les 2 ans, fréquence supérieure aux conseils habituellement pratiqués, pour accentuer les effets des composts. Les 5 traitements sont croisés avec 2 niveaux de fertilisation minérale azotée (classique et faible). Le dispositif comprend 4 blocs, répétitions des différents traitements, soit 40 parcelles. Le dispositif couvre une surface de 6 ha.

Le site est équipé de divers systèmes de mesure permettant de suivre les conditions météorologiques, les apports atmosphériques (collecteur de pluie réfrigéré permettant d’échantillonner les précipitations pour analyses des éléments traces métalliques, ETM et des micropolluants organiques) et la solution du sol (bougies poreuses et lysimètres pour le prélèvement des eaux circulant dans le sol). L’analyse de ces eaux permettra de diagnostiquer d’éventuels lessivages de contaminants (N, ETM, pesticides).

qualiagro-vue par satellite
Vue par satellite de l’essai QualiAgro en 1999

Pour évaluer la valeur agronomique des composts et leurs impacts environnementaux, un ensemble de mesures et d’observation sont faites à intervalles réguliers sur ces parcelles. L’essentiel du suivi porte sur les effets directs des épandages sur les sols, les plantes, les eaux percolant à travers le sol.

• suivi des épandages
• analyse des produits épandus
• mesure de volatilisation d’ammoniac et d’émissions de N2O et NO
• caractérisation du sol: densité apparente, structure du sol, biomasse microbienne
• dynamique de la teneur en eau
• dynamique de l’azote minéral
• suivi de la production végétale
• qualité des eaux de pluie
• qualité des eaux du sol
  

En outre, les effets indirects des épandages sur la dynamique des autres intrants en agriculture tels que les pesticides sont étudiés.

Les apports de composts permettent d’augmenter les teneurs en matière organique des sols selon des dynamiques qui dépendent de la stabilité des composts.
Ces apports améliorent les propriétés physiques des sols, en particulier la stabilité de la structure, ce qui permet de diminuer les risques d’érosion.
La valeur fertilisante azotée des composts dépend de leur stabilité ; dans le cas des composts de boues, elle peut atteindre 20% de l’azote apportée.
Après 8 ans, les apports améliorent les rendements des cultures sans observer de dégradation de la qualité des récoltes.
Même si les flux d’apport en ETM via les épandages sont limités, les teneurs en certains éléments comme le cuivre et le zinc peuvent augmenter dans le sol selon les types de composts épandus. Si la qualité des récoltes n’est pas altérée, se pose la question des risques pour les eaux souterraines. Le suivi in situ répondra à ces questions. Il faudra sans doute développer de meilleurs indicateurs que les teneurs en ETM totaux dans les produits épandus pour évaluer leur qualité.
Aucune dégradation du sol ou des cultures n’est observée pour ce qui concerne les pathogènes listés dans la réglementation des épandages.

La diversité des produits résiduaires organiques épandus en agriculture ou celle des contextes pédoclimatiques des parcelles recevant des épandages ne sont pas représentées dans le seul site QUALIAGRO. Un réseau de sites se constitue afin de prendre en compte les interactions entre propriétés des sols et effets des épandages. L’ensemble de leurs résultats est en cours de regroupement dans une base de données qui permettra l’exploitation conjointe des résultats des différents sites.

• Coordination : Unité mixte de recherches "Environnement et grandes cultures", INRA, Avenue Lucien Brétignières, 78850 THIVERVAL-GRIGNON, contact : Sabine Houot
• Contacts Industriels : Maelenn POITRENAUD (VEOLIA Environnement R&D), Boris EFREMENKO et Hubert Brunet
• Collaborations scientifiques : BioEmCo, Grignon ; PESSAC, Versailles ; LIMOS, CNRS, Nancy, UHA, Colmar ; Microbiologie Dijon ; Ecologie Microbienne, CNRS, Lyon ; INFOSOL, Orléans ; SAS, Rennes ; Agronomie Laon-Reims.
  

Rédacteur :  Délégation au Partenariat avec les Entreprises
Rubrique :  Laboratoires - résultats de recherche
Date de création : 27 Juin 2008
Date de dernière mise à jour : 09 Juillet 2008