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Compostage
Compostage de déchets de jardin en récipient aéré.
Compostage de déchets de jardin en récipient aéré.
Poubelle à compost
Poubelle à compost
Compost
Compost
Poubelle à compost
Poubelle à compost
Poubelle à compost commerciale
Poubelle à compost (Le compostage peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la biomasse, déchets organiques d'origine...) commerciale
Poubelle à compost commerciale ouverte
Poubelle à compost commerciale ouverte
Poubelle à compost commerciale avec une porte
Poubelle à compost commerciale avec une porte

Le compostage (Le compostage peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la biomasse, déchets organiques d'origine biologique...) en un produit stabilisé, hygiénique,...) peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières organiques...), déchets organiques d'origine biologique...) en un produit stabilisé, hygiénique, semblable à un terreau, riche en composés humiques, le compost.

Composition du compost

Les organismes responsables du compostage ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) de 3 paramètres pour vivre :

  • de la nourriture équilibrée composée d'un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) de matières carbonées (brunes-dures-sèches) et de matières azotées (vertes-molles-humides)
  • d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance (linge, pain, produit chimique, etc.).) qui viendra des matières azotées (humides)
  • d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...) qui viendra par les matières carbonées structurantes (dures)

Les résidus organiques compostables sont :

  • des déchets azotés : des déchets végétaux, de jardinage (tailles de haies, tontes de pelouse (Une pelouse est une formation végétale naturelle ou artificielle formée d'espèces herbacées de faible hauteur, essentiellement des graminées.)...), des feuilles vertes, des déchets ménagers périssables (déchets des légumes et de fruits). Il est ainsi possible de diminuer de 30-40 % sa quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un...) d'ordures ménagères et de diminuer d'autant la taille des décharges et les volumes de déchets transportés vers les incinérateurs ;
  • des déchets carbonés : des branches broyées, les feuilles mortes, la paille (on stockera précieusement ces matières pour toujours en avoir à sa disposition pour les mélanger avec les matières azotées) ;
  • les coquilles d'œuf, coquilles de noix ;
  • les litières biodégradables des animaux herbivores ;
  • du papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un matériau de base...) en évitant ceux qui sont imprimés, le carton (il sert de refuge aux vers de terre) ;
  • des morceaux de tissus 100% naturels (laine, coton), etc.
  • les déchets de maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée comme un immeuble collectif.) (mouchoirs en papier, essuie-tout, cendre (La cendre est un résidu basique de combustion ou incinération de matières organiques, et par extension de produits tels que le charbon, le lignite ou divers déchets...) de bois, sciures, copeaux, plantes d'intérieur non malades).

Attention : les marcs de café avec le filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) ne sont pas compostables car ceux-ci possèdent une décomposition (En biologie, la décomposition est le processus par lequel des corps organisés, qu'ils soient d'origine animale ou végétale dès l'instant qu'ils sont privés de vie,...) très lente (La Lente est une rivière de la Toscane.).

Description du procédé

Le compostage est une opération qui consiste à faire fermenter, dans des conditions contrôlées, des déchets organiques en présence de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) de l'air.

Deux phénomènes se succèdent dans un processus de compostage. Le premier, amenant les résidus à l'état de compost frais, est une fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue dans une source de carbone (souvent du glucose) en une autre forme d'énergie...) aérobie (Aérobie désigne la capacité d'un organisme ou micro-organisme de se développer dans l'air ambiant et plus particulièrement dans un milieu saturé en oxygène.) intense : il s'agit essentiellement de la décomposition de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux,...) fraîche à haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) (50-70 °C) sous l'action de bactéries ; le deuxième, par une fermentation moins soutenue, va transformer le compost frais en un compost mûr, riche en humus. Ce phénomène de maturation, qui se passe à température plus basse (35-45 °C), conduit à la biosynthèse de composés humiques par des champignons.

Fermentation

L'évolution de la température durant le processus de fermentation s'effectue en trois phases:

  • la température monte rapidement à 40-45°C suite à la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet de dioxyde de carbone, CO2, appelé parfois de...) des micro-organismes mésophiles aérobies. Les composés les plus fermentescibles tels les sucres et l'amidon (L'amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polyoside) composé de chaînes de molécules de D-Glucose. Il s'agit d'une molécule de réserve...) sont d'abord consommés.
Une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) préliminaire à cette première phase est parfois décrite. Au cours de cette phase on note, après une courte latence, une légère augmentation de la température. Elle résulte de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) respiratoire endogène de cellules vivantes présentes dans la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) à composter. Cette phase est donc très courte et ne s'observe qu'en laboratoire lorsque le mélange à composter contient une forte proportion de tissus frais.
  • la respiration élève alors progressivement la température jusqu'à 60-70 °C, conduisant au remplacement des micro-organismes mésophiles par des thermophiles et des thermo-tolérants.
  • par leur respiration, les micro-organismes vont épuiser l'oxygène de la masse en compostage et rendre le milieu anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).). Des germes anaérobies se développent alors, conduisant à un abaissement de la température car leur métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l'organisme vivant. C'est un processus...) est moins thermogène. Ils sont de plus responsables de la libération de composés volatils nauséabonds (méthane, ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à base...), hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) sulfuré...).

Pour éviter cette putréfaction, il est nécessaire de restaurer les conditions aérobies du milieu (voir aération ci-dessous). Ainsi il sera possible de prolonger la fermentation à haute température. Les pathogènes, parasites et semences de mauvaises herbes seront détruits par la température élevée, les mauvaises odeurs seront évitées, la décomposition sera plus rapide. Dès que la température n'augmente plus après aération, on peut considérer que la fermentation est terminée

Maturation

À ce moment, la quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.) facilement utilisable par la microflore se raréfie et la biosynthèse de composés humiques devient prédominante. On assiste à la disparition des micro-organismes thermophiles au profit d'espèces plus communes et de nouvelles espèces mésophiles au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la...) et à mesure que la température décroît au cours d'une longue période de mûrissement pour se stabiliser au niveau de la température ambiante.

Il faut encore signaler que la transition entre chacune des phases citées précédemment résulte d'une évolution continue : il n'y a pas de frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut...) marquée entre les espèces mésophiles et thermophiles. Chaque espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la...) possède une gamme de températures vitales (Les Vitales sont un ordre de plantes dicotylédones. Cet ordre a été réintroduit dans la Angiosperm Phylogeny Website et ne comprend...) avec, au milieu, un optimum écologique.

Influence de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...)

La progression du matériel de départ vers le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) final, l'humus, dépend d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de facteurs externes comme la dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce...) des particules, la nature des nutriments, leur structure, le taux d'humidité, l'aération, le pH… D'autre part, en se multipliant, les micro-organismes changent constamment leur environnement et le rendent souvent impropre à leur développement.

Conditions physiques

Aération

Ce facteur est essentiel puisque le compostage est un processus aérobie. On estime que l'air devrait occuper au moins 50% du volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) du tas. L'anaérobiose commence lorsque le taux d'oxygène du tas est inférieur à 10%; elle prédomine au dessous de 5% d'O2 (air = 21% O2). Diverses techniques permettent de rétablir l'aérobiose, elles seront décrites ci-dessous.

Humidité

Comme pour un substrat de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :), l'aération et l'humidité du compost sont liées : un excès d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) diminue la quantité d'air disponible dans le volume de compost. Un système d'aération plus efficace sera alors nécessaire.

La chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) libérée par la fermentation provoque l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.) d'une grande quantité d'eau. On arrosera la masse en fermentation si nécessaire de manière à maintenir un taux d'humidité de 50 à 70% de la masse fraîche (c’est-à-dire l'équivalent de la capacité au champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) pour un sol). D'autre part, on veillera à la protéger des pluies battantes et de l'évaporation excessive par le soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) (surtout en régions intertropicales). Une toiture sera alors la bienvenue.

Dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son...) des particules

Outre son rôle sur la porosité à l'air et la rétention en eau du milieu, un des effets de la dilacération préalable (broyage) est d'augmenter la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de contact entre les déchets et la microflore. Une réduction de la taille des particules entraîne donc un accroissement du taux de décomposition mais aussi une circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) d'air plus faible (risque d'anaérobiose).

Température

Un tas de compost dégageant de la vapeur un matin froid.
Un tas de compost dégageant de la vapeur () un matin froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.).

Par leur respiration les micro-organismes dégagent une chaleur telle que les températures atteintes (80 et même plus de 90 °C dans un tas bien isolé) peuvent devenir létales pour les cellules. On veillera à ne pas dépasser une température de 70 °C.

Conditions chimiques

pH

Généralement, les matières à composter présentent un pH compris entre 5 et 7, c’est-à-dire dans des limites acceptables. Le pH s'abaisse pendant les premiers jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) et remonte ensuite pour devenir neutre ou légèrement alcalin. Certains auteurs recommandent cependant l'adjonction d'un tampon ou d'une base faible (calcaires ou dolomie broyés, marne, craie phosphatée...), d'autres s'y refusent car cela peut provoquer un ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) du processus. Sans adjonction de tampon, le pH final du compost est au alentour de 8.

Forme du carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.)

Elle influence beaucoup la vitesse (On distingue :) de décomposition du compost. Certaines des molécules, tels les glucides simples, l'amidon, les hémicelluloses, les pectines et les acides aminés, sont aisément dégradables. La cellulose, polymère plus volumineux, est plus résistante. La lignine et les autres polymères aromatiques, extrêmement solides, seront dégradés plus tardivement, plus lentement et incomplètement (conduisant à la formation d'humus).

Rapport C/N

Un rapport trop faible (inférieur à 15) conduit à des pertes d'azote ; un C/N trop élevé ralentit la décomposition. La quantité d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant,...) à ajouter est difficile à estimer car il faut tenir compte du taux de fermentescibilité du carbone.

Rapport C/P

Le phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.) est essentiel aux réactions énergétiques des micro-organismes (Adénosine Tri-Phosphate). Il entre aussi dans la composition de nombreuses autres macro-molécules. Un rapport C/P de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) à composter voisin de celui de la microflore (75 à 150) conduit à une dégradation plus rapide de la matière organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés...) et à une plus grande production d'humus.

Autres éléments minéraux

Les matières à composter doivent être considérées comme un milieu de culture pour microbes, où le facteur limitant ne peut être que le carbone assimilable et non un autre constituant du milieu. Ces éléments sont en général présents en quantité suffisante dans la matière organique à composter.

Conditions biologiques

Comme nous l'avons expliqué au début de ce chapitre, le compostage est réalisé par des micro-organismes. La vitesse et l'efficacité du compostage sont donc liées à la présence d'une population microbienne adéquate. Si la présence de ces milliards de bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane. Les bactéries...) et champignons est indispensable, leur ensemencement ('activateurs' ou 'stimulateurs' de compostage) semble peu, voire pas utile. Les spores de ces micro-organismes existent en effet en quantités suffisantes dans la nature et il est beaucoup plus important de veiller à créer un milieu (pH, humidité, aération, C/N, ...) favorable à leur développement.

L'inoculation des composts par des micro-organismes fixateurs d'azote atmosphérique, tels que Azotobacter ne semble pas non plus intéressante pour le compostage, la dépense d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) de ces organismes pour fixer l'azote étant trop importante. Le seul intérêt de ce type d'inoculation pourrait provenir d'une éventuelle fixation d'azote, postérieure au compostage, pendant la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de...) des plantes sur les composts ainsi inoculés. Des expériences devraient être menées afin de démontrer la crédibilité‚ d'une telle hypothèse.

Aptitude au compostage (CNFP)

L'aptitude au compostage est un paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) formé d'un code de quatre lettres, majuscules ou minuscules, il représente les quatre aspects fondamentaux à réunir pour réaliser un bon compost : 'C' ou 'c' pour carbone, 'N' ou 'n' pour azote, 'F' ou 'f' pour le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de fermentescibilité (c.-à-d. l'aptitude à fermenter du produit), et 'P' ou 'p' pour la porosité totale. Une lettre minuscule indique un apport correct pour cet aspect, une lettre majuscule indiquant des propriétés améliorantes. L'absence d'une lettre ('—') signifie un manque, à complémenter par un produit ayant des propriétés améliorantes pour le même facteur. La réalisation du compost se fera donc en combinant deux sous-produits (trois à la rigueur) ayant des propriétés complémentaires de telle manière que les quatre lettres du code soient présentes dans le mélange réalisé.

'c' ou 'C'

'c' indique un produit possédant un rapport C/N correct (15 à 30). 'C' indique un produit à forte teneur en carbone, c’est-à-dire ayant un C/N supérieur à 75. Un tel produit devra être mélangé à un produit de type 'N' ou recevra un supplément d'azote sous forme d'engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de...) minéral (urée par exemple).

'n' ou 'N'

Complémentaire du facteur précédant, 'n' indique un C/N correct ; 'N' indique un C/N faible (inférieur à 10) nécessitant un mélange avec un produit de type 'C' ; un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de...) à C/N élevé sera de type '—' pour ce facteur.

'f' ou 'F'

Donne une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) sur la forme du carbone présent: 'f' représente un équilibre convenable entre les molécules à fermentation rapide (sucres) et les molécules à dégradation lente (lignines). Les molécules à dégradation rapide sont nécessaires au démarrage de la fermentation et à l'obtention d'une température élevée dans la masse de compost ('pasteurisation' du compost). Un matériau riche en ces molécules sera de type 'F', un matériau pauvre de type '—'. Les molécules à dégradation lente quant à elles serviront de base à la biosynthèse des composés humiques.

'p' ou 'P'

La porosité à l'air du matériau est importante pour son rôle sur l'aération du compost et sur la rétention en eau (la porosité à l'eau, exprimée en pourcent de la porosité totale, est le complément à 100 de la porosité à l'air). Elle est influencée principalement par la dimension des particules. Un matériau dont la porosité à l'air est élevée ('P', matériau de structuration) permettra par exemple de réaliser des tas de composts de volume plus important sans risquer un tassement qui empêcherait la circulation de l'air. Il pourra aussi servir de matériau de base à mélanger avec des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) sans structure ('—': boues de stations d'épuration ou eaux de process industriel par exemple). 'p' représente un matériau présentant un bon équilibre entre la porosité à l'air et la porosité à l'eau.

Il faut remarquer que le compostage, en soi, ne nécessite pas un structurant d'origine organique. Des copeaux de caoutchouc (issus de vieux pneus) peuvent être utilisés, par exemple pour le compostage de boues de stations d'épuration.

Les différentes méthodes de compostage

Les méthodes décrites ci-dessous ne concernent que la phase de fermentation active. La phase de maturation quant à elle se déroule habituellement à l'air libre en tas de grande dimension.

À l'air libre

On construira cependant un auvent au dessus des composts en fermentation afin de les protéger des pluies excessives ou de la dessication par le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel...) et le soleil.

En fosse

La méthode de compostage en fosse est la pratique la plus anciennement employée mais conduit rapidement à des conditions anaérobies. La fosse est creusée dans un endroit abrité et bien isolé. Les déchets organiques y sont disposés en couches d'une vingtaine de centimètres d'épaisseur, alternant les produits riches en azote (type 'N') et ceux riche en carbone (type 'C'). Ils sont ensuite recouverts d'une épaisse couche de paille (isolation) puis d'une couche de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) d'environ 10 cm d'épaisseur. Cette méthode est très lente et partiellement anaérobie car aucun apport ultérieur d'eau ou d'air n'est effectué. Elle est réservée à l'amateurisme et aux climats frais (meilleure isolation) ou secs (réduction des pertes en eau). Sous un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) tempéré, cette méthode provoque l'apparition de mauvaises odeurs (décomposition anaérobique).

En tas

C'est la méthode de compostage la plus commune. Les déchets sont rassemblés en andains de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet complètement...) indéfinie et dont la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) dépend à la fois de la porosité à l'air du compost (plus elle est élevée, type 'P', plus le tas peut être haut) ainsi que de la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) et de la méthode d'aération choisie (une fréquence élevée et/ou une aération par ventilation forcée autorisent des tas plus importants).

En couloir

Cette méthode est fort semblable à la précédente, mais les andains sont ici compris entre deux murets latéraux. Elle permet parfois une installation plus aisée des dispositifs d'aération mais nécessite un investissement plus important. On dispose également de moins de flexibilité pour l'organisation (Une organisation est) ou la modification du chantier de compostage.

En enceinte close ou 'digesteur'

Le principe commun des procédés de fermentation dite 'accélérée' est basé‚ sur le séjour plus ou moins rapide des déchets dans des dispositifs appelés digesteurs. Un digesteur est une enceinte fermée à l'intérieur de laquelle il est possible de contrôler le déroulement de la fermentation en agissant essentiellement sur l'aération. Les déchets entrent en général par une extrémité du dispositif et ressortent, en fin de fermentation, à l'autre extrémité. Le brassage et l'aération des matériaux sont le plus souvent réalisés en continu.

Silo vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.) (tour)

De nombreux dispositifs existent, plus ou moins complexes, mais leur principe reste le même. Les déchets sont acheminés, via une bande transporteuse, au sommet de la tour de digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu extérieur des aliments (eau, molécules organiques et...). Ils descendront soit au moyen de vis sans fin ou de racleurs en suivant une succession de plateaux, soit par gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). À chaque niveau, ou dans la masse du compost, sont installés des tuyaux d'aération permettant d'oxygéner le milieu. En fin de fermentation, le compost est récupéré à la base de la tour.

Biostabilisateur

Le digesteur est disposé ici, non plus verticalement, mais horizontalement. Il s'agit en fait d'un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c),...) rotatif d'une longueur de 25 à 35 mètres et d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...) de 3 à 4 mètres. La rotation continue du cylindre, à l'intérieur duquel sont fixées des plaques déflectrices hélicoïdales, permet d'assurer à la fois le brassage et l'aération du produit ainsi que sa progression vers l'extrémité du dispositif. La durée de séjour des déchets à l'intérieur du biostabilisateur est de l'ordre de 4 à 6 jours, après quoi ils sont transférés sur l'aire de maturation.

Mode d'aération

Comme nous l'avons déjà indiqué, l'aération du mélange en compostage est essentielle durant la phase de fermentation active. Plusieurs méthodes existent, mieux adaptées à l'une ou l'autre méthode de compostage ou à une échelle de travail plus ou moins grande.

Aération passive et méthode chinoise

Dans les systèmes traditionnels de compostage en tas, seule la porosité de celui-ci assure l'aération de la masse. On est donc limité à des tas de faibles dimensions et à des composts à porosit‚ très élevée (type 'P', grosses particules). Les Chinois ont amélioré ce système en installant des faisceaux de bambous lors de la constitution du tas. Ces bambous sont ensuite retirés après 1 ou 2 jours, laissant libres des orifices plongeant jusqu'au milieu du tas et par lesquels l'aération peut se faire plus activement.

Brassage des matériaux

L'oxygénation la plus efficace d'une masse en fermentation chaude est obtenue par son retournement. Le brassage complet permet également d'assurer une fermentation plus homogène de toute la masse, chaque particule évoluant suffisamment de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) au centre du compost, où la température est la plus élevée. Entre les retournements, la partie extérieure du tas évolue en aérobiose par aération passive (voir paragraphe précédent) pendant que le taux d'oxygène au centre du tas diminue rapidement. La fréquence et la qualité des retournements sont donc les paramètres fondamentaux de cette technique.

Selon la dimension du chantier de compostage, le brassage se fera à la fourche (main d'œuvre manuelle), au moyen d'un engin de travaux publics (pelle chargeuse sur pneus), ou au moyen de machines spécialisées.

Aération active par soufflerie

Contrairement aux techniques précédentes, l'apport d'oxygène pendant la fermentation est ici continu. Les andains à aérer recouvrent un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) de tuyauteries perforées sur toute leur longueur et reliées à un surpresseur. La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) du surpresseur est fonction du volume et du tassement de la masse à aérer.

Aération active par aspiration (méthode Beltsville)

L'apport d'air frais est réalisé ici par aspiration au travers des andains suivant un schéma identique à celui de la méthode précédente (si ce n'est que le surpresseur est remplacé par un aspirateur). Le dispositif par aspiration est à préférer à celui par soufflerie car l'air aspiré a moins tendance à emprunter des chemins préférentiels, ce qui serait préjudiciable à l'efficacité de l'aération. On prévoira cependant un filtre, qui peut être simplement un tas de compost mature, à la sortie de l'aspirateur afin d'éliminer les odeurs. La ventilation peut être combinée, si on le désire, avec le brassage des matériaux décrit plus haut.

Détermination de la fin du compostage

Un bon compost est un produit dont les constituants organiques ont subi une conversion biologique en des substances moins agressives et plus stables. Les processus de dégradation persistent cependant à un taux plus réduit au delà même de la phase de fermentation. Il faut donc savoir quand et pour quel usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) on pourra utiliser un compost sans risque de phytotoxicité.

Un compost frais, c’est-à-dire ayant subi un début de fermentation (de l'ordre de 2 semaines), pourra être utilisé en paillage (mulching) ou en champignonières. En fin de fermentation, le compost est stabilisé et pourra servir comme engrais/amendement organique. Une utilisation comme substrat de culture requiert quant à elle un compost ayant subi une longue période de maturation (d'autant plus longue que les plantes sont sensibles : jeunes semis, laitue (Les laitues (genre Lactuca) sont des plantes annuelles de la famille des Astéracées (Composées) dont certaines espèces sont cultivées pour leurs feuilles...), ...).

Évolution de la température

Un moyen simple de suivre le déroulement du processus de compostage consiste, comme mentionné précédemment, à utiliser des sondes thermométriques plongeant dans la masse en fermentation. Cette méthode donne des informations sur le stade de fermentation mais peu sur le niveau de maturité du compost. Elle devra donc être complétée par une ou plusieurs autres méthodes.

Rapport C/N

La consommation du carbone organique par la microflore libère une grande quantité de CO2. La diminution progressive de la teneur en carbone du milieu a pour conséquence une diminution sensible de la valeur du rapport C/N. En effet l'azote, fixé dans les protéines microbiennes, reste dans la masse du compost (sauf pertes éventuelles par dégagement d'ammoniac). Selon le degré de fermentescibilité du carbone composant les résidus, on considèrera comme favorable un rapport C/N de 20 à 40 en fin de maturation.

De nombreux auteurs citent un rapport C/N de 15 à 30 comme idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la divisibilité pour les...). L'expérience pratique montre que, pour des substrats riches en lignines ou autres formes de carbone peu fermentescibles, un rapport de 40 voire même de 50 ne provoque pas de carence par immobilisation de l'azote. La dégradation de ces composés carbonés par les micro-organismes est en effet tellement lente que la faible consommation d'azote qui en résulte ne concurrence pas la culture.

Signalons enfin que le C/N est déterminé chimiquement (méthode d'analyse du C/N). Or, les réactifs chimiques ne correspondent pas au bagage enzymatique de la microflore présente dans le compost. D'autre part, l'analyse chimique dégrade complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité d'informations...) les particules de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :), c’est-à-dire bien plus que la surface d'attaque immédiatement accessible aux enzymes microbiennes. Le C/N idéal sera donc à déterminer dans chaque cas.

Chromatographie circulaire sur papier

Elle fut mise au point (Graphie) par PFEIFER (Biochemical Research Laboratory, Spring Valley - USA) et testée par HERTELENDY. Son principe est basé sur le fait que des substances différentes, dissoutes dans un même solvant (solution de NaOH à 5%), présentent des affinités variables de migration capillaire sur une surface absorbante (feuille ronde de papier filtre). Cette surface absorbante est prétraitée au nitrate (Les nitrates (autrefois nommés nitre, souvent synonyme de salpêtre) sont les sels de l'acide nitrique. La formule chimique de l’ion nitrate est...) d'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.), qui sert de révélateur. La solution alcaline de compost est apportée goutte à goutte au centre du papier filtre. Après migration de la solution, on laisse le chromatogramme se développer en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) atténuée. Un compost peu évolué est caractérisé par une image sombre à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite...) et une tache centrale claire ; un compost mûr montre au contraire une tache centrale sombre avec traînées claires vers la périphérie.

Germination de plantes test

Il s'agit incontestablement de la méthode la plus simple et la plus fiable. Les plantes test les plus couremment utilisées sont le cresson alénois (Lepidium sativum) et la laitue (Lactuca sativa). Des graines de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont,...) test sont semées sur le compost humidifié en bocal hermétiquement fermé. Après 3 jours, la maturité est évaluée d'après le pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent ») est en réalité la...) de germination et, éventuellement, la quantité de matière verte obtenue.

Autres méthodes

De nombreuses autres méthodes existent, plus ou moins rapides, plus ou moins fiables, nécessitant un appareillage plus ou moins coùteux et un personnel plus ou moins qualifié. Parmi celles-ci, citons:

  • des critères empiriques : couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s)...) plus ou moins sombre, aspect du compost au toucher (Le toucher, aussi appelé tact ou taction, est l'un des cinq sens de l'homme ou de l'animal, essentiel pour la survie et le développement des êtres vivants, l'exploration, la reconnaissance,...), à l'odeur, ...
  • des méthodes respirométriques : O2 consommé, CO2 émis, ...
  • des méthodes physico-chimiques : dosage (En chimie analytique, le dosage est l'action qui consiste à déterminer la quantité d'une substance précise (l'analyte) présente dans une autre ou dans un mélange (la matrice).) de la Demande Chimique en Oxygène, dosage des formes de l'azote minéral (NH4+ et NO3-), dosage de la S.O.D et de la S.O.R. (Substance Organique Décomposable et Substance Organique Résistante), mesure du pH, ...
  • des méthodes biologiques : dosage de l'ATP (Adénosine Tri-Phosphate), croissance de plantes ou de micro-organismes tests, ...

Usages du compost

Le compost peut être utilisé comme engrais sur prairie ou avant labour. Son usage améliore la structure des sols (apport de matière organique), ainsi que la biodisponibilité en éléments nutritifs (azote). Il augmente également la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et celle des...) de la pédofaune.

Au jardin, il sert à fertiliser les plates-bandes, les arbres fruitiers et le potager. Il peut également être utilisé comme terreau pour les plantes en pot.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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Lundi 23 Octobre 2017 à 12:00:17 - Physique - 0 commentaire
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