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     Innover pour une agriculture
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Caractérisation des produits
résiduaires organiques (PRO)
     Pour quelle finalité ?



                      Caroline Le Roux - LDAR




             LE ROUX Caroline / LDAR
Sommaire
Contexte

Caractérisation des PRO

Nomenclature et typologie

Recyclage des PRO




                             Le Roux Caroline - LDAR
Contexte
Beaucoup de réflexions en cours autour des PRO :

- Divers projets (CASDAR effluents, ITA AMG, réseau PRO…)

- Des enjeux réglementaires liés à la directive nitrates :
   - Etude des calendriers d’épandage,
   - Constitution des GREN et du groupe d’appui national

- Différents groupes de travail dans le cadre :
       - du COMIFER (groupe PRO, N & S)
       - du RMT Fertilisation et Environnement
Pourquoi caractériser les PRO
Evaluation :
         1- Intérêt agronomique du produit (effets N à court et long terme,
         stockage du carbone, effet amendant…)
         2 - Préservation de l'environnement : risques de toxicité et de
         pollution
         3 - Innocuité du produit

Fertilisation raisonnée (Apport d’éléments fertilisants)

Vérification de la composition affichée des produits commercialisés

Démarche d’homologation

Contentieux juridique
Principales méthodes de
             caractérisation des PRO
Analyses chimiques, biochimiques et microbiologiques




                      Incubations de sol en conditions contrôlées




                        Essais expérimentaux in situ
Analyses chimiques, biochimiques
       et microbiologiques
La norme est d’exprimer les résultats en % du produit brut
Matière sèche
N total (azote élémentaire ou méthode Kjeldhal)
N ammoniacal
          N nitrique et N uréique sont présents en faible quantité : il n’est pas
justifié de les analyser (sauf pour produit normalisé)
P2O5, K2O, éventuellement CaO, MgO
Matière organique (par calcination)
          Le Carbone organique est déduit de la MO; le C/N est également
calculé d’après le N total et le C organique
Fractionnement biochimique (ISB, ISMO)
Détection de pathogènes …
Incubation en conditions contrôlées
Objectif : Déterminer le potentiel de minéralisation du carbone et de l’azote des produits

                              Dispositif expérimental



                                                                 Bocal
                                                               hermétique



                                                               Pilulier contenant 10 ml
                                                                  de NaOH 0.20 N
                                                                (pour le piégeage du
                                                                         CO2)


                                                               Cristallisoir contenant 20 g
                                                                   de terre (+ produit)


                                                                Pilulier
                                                                 d’eau



Conditions fixées : Sol, 28°C, humidité du sol , N non limitant, produit broyé, incubation 91 j
                                  Variables mesurées : CO2 , N minéral
Résultats des incubations en
                                            conditions contrôlées (CN)
                                        Minéralisation du carbone
                                         organique des produits
                                                  Minéralisation C des produits


                        70.00


                        60.00
% C apporté par le produit




                        50.00
                                                                                                                                        Minéralisation de l’azote
                        40.00
                                                                                                                                        organique des produits
                                                                                                                                                   Minéralisation N des produits


                                                           Fientes                                                          70.00
                        30.00                              Fumier poulet
                                                                                                                            60.00
                                                           Compost déchets verts




                                                                                               % N apporté par le produit
                        20.00
                                                                                                                            50.00

                        10.00                                                                                                                                 Fientes
                                                                                                                            40.00
                                                                                                                                                              Fumier poulet
                                                                                                                                                              Compost déchets verts
                             0.00                                                                                           30.00
                                    0       50         100                  150          200
                                                                          jours à 28°C                                      20.00

                                                                                                                            10.00

                                                                                                                             0.00
                                                                                                                                    0        50         100                  150          200
                                                                                                                       -10.00
                                                                                                                                                                           jours à 28°C

                                                                                                                                                     Source : INRA Reims
Essais au champ
Evaluation des effects des PRO in situ :

   – Effet sur les cultures (courbes de réponse)
   – Effet sur le sol
   – Mesure des flux d’azote (minéralisation, lixiviation,
     volatilisation)

   Expérimentations lourdes et coûteuses
Nomenclature et typologie
Constat du RMT Fertilisation et Environnement :

- Besoin d’une nomenclature et d’une typologie appropriées à la grande
diversité des produits pour :

        1 - expliciter et discuter les approches de caractérisation des
        produits organiques
             - dans les projets en cours,
             - dans les divers outils et modèles concernés

        2 - faire émerger les (in)cohérences et (di)convergences, les
améliorations possibles et les questions à traiter

 Organisation d’un atelier transversal du RMT en juillet 2011

                 Mieux partager la caractérisation des PRO
                 Pour ensuite mieux paramétrer les OAD et les modèles
Nomenclature des PRO
Création d’un groupe de travail dans le cadre du projet Réseau PRO

Dans quel but ?
Pour proposer une nomenclature unique, consensuelle et aussi détaillée que
possible, pour l’ensemble des pro: élevages, urbains et agro industriels.

Résultats :
Définition d’une nomenclature des PRO
Présentation de ce travail au groupe PRO du COMIFER

Suites à donner :
Valider la liste de PRO établie par les ITA animaux, Réseau Pro, groupe PRO
COMIFER
Typologie des PRO
Dans quel but ?
       Création d’une typologie pour des applications spécifiques :
            – pour les dates d’épandage, pour la fertilisation azotée, pour le
               raisonnement C, pour stocker des informations dans des bases
               de données…
            – pour d’autres usages …

Suites à donner :
Introduire les différentes caractéristiques agronomiques connues (teneurs en
MS,MO, Ntot et min, Corg, ISMO …)
Tous les PRO ne seront pas référencés: voir méthodologies pour compléter
(extrapolation…)
Utilisation de ce travail dans le cadre des GREN
Application d’une typologie dans
         60
                               AzoFert®
                    Date d’épandage                               Effet N – AzoFert®                   FBD

         50

                                                                          11 kgN/ha                    FIV

         40


                      34 kgN/ha
         30                                                               38 kgN/ha



         20
kgN/ha




                      16 kgN/ha                                                                        FBP
         10
                                                                          23 kgN/ha


          0
               0                   50       70 JN   100             150                200    250             300

         -10
                      -10 kgN/ha                          FBD : Fumier de bovins décomposé
         -20                                              FBP : Fumier de bovins pailleux
                                                          FIV : Fientes de Volailles         Fermeture du bilan
         -30                 Ouverture du bilan
                                        25-janv
                                                            Temps normalisé (JN)
Application d’une typologie dans
               AzoFert®
Effluents d’élevage : fumiers (bovins, ovins, porcins, chevaux, volailles…), lisiers
(porcins, bovins…), fientes…

Effluents agro-industriels : sucrerie, distillerie, féculerie, amidonnerie,
déshydratation de luzerne, laiterie, conserverie…

Effluents urbains : boues de stations d’épuration, composts fraction
fermentescible d’ordures ménagères, composts de déchets verts...
Recyclage des PRO
Le devenir des produits organiques dans le sol dépend :

    -   de la nature physique et chimique du produit
    -   de sa localisation
    -   du climat
    -   du sol
    -   de la date d’apport

Les verrous à lever :

- Passage de conditions potentielles à des conditions réelles (hétérogénéité
de répartition, conditions limitantes en eau ou N…, contact sol-PRO…)

 Groupe de travail transversal du RMT Fertilisation et Environnement
Conclusion

Diversité des approches de caractérisation :
- existence de méthodes fines et précises
- mais en complément, nécessité de mise en place :
         • de méthodes plus pratiques pour caractériser la variabilité d’une
           même catégorie de produit (ex SPIR dans le cadre du projet Casdar
           effluents)

        • d’une méthodologie opérationnelle pour typer rapidement les
          nouveaux produits,

Harmonisation des travaux et réflexions en cours :
       - généricité et complémentarité des approches
Merci de votre attention ….




         LE ROUX Caroline / LDAR
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Atelier 5 - Optimiser la gestion des matières organiques : les PRO et aspects socio-économique : Caractérisation des Produits Résiduaires Organiques, pour quelle finalité ?

  • 1. Nutrition des plantes : Innover pour une agriculture compétitive et durable 15 & 16 novembre 2012 - Montpellier SupAgro INRA www.rencontres–qualimediterranee.fr
  • 2. Caractérisation des produits résiduaires organiques (PRO) Pour quelle finalité ? Caroline Le Roux - LDAR LE ROUX Caroline / LDAR
  • 3. Sommaire Contexte Caractérisation des PRO Nomenclature et typologie Recyclage des PRO Le Roux Caroline - LDAR
  • 4. Contexte Beaucoup de réflexions en cours autour des PRO : - Divers projets (CASDAR effluents, ITA AMG, réseau PRO…) - Des enjeux réglementaires liés à la directive nitrates : - Etude des calendriers d’épandage, - Constitution des GREN et du groupe d’appui national - Différents groupes de travail dans le cadre : - du COMIFER (groupe PRO, N & S) - du RMT Fertilisation et Environnement
  • 5. Pourquoi caractériser les PRO Evaluation : 1- Intérêt agronomique du produit (effets N à court et long terme, stockage du carbone, effet amendant…) 2 - Préservation de l'environnement : risques de toxicité et de pollution 3 - Innocuité du produit Fertilisation raisonnée (Apport d’éléments fertilisants) Vérification de la composition affichée des produits commercialisés Démarche d’homologation Contentieux juridique
  • 6. Principales méthodes de caractérisation des PRO Analyses chimiques, biochimiques et microbiologiques Incubations de sol en conditions contrôlées Essais expérimentaux in situ
  • 7. Analyses chimiques, biochimiques et microbiologiques La norme est d’exprimer les résultats en % du produit brut Matière sèche N total (azote élémentaire ou méthode Kjeldhal) N ammoniacal N nitrique et N uréique sont présents en faible quantité : il n’est pas justifié de les analyser (sauf pour produit normalisé) P2O5, K2O, éventuellement CaO, MgO Matière organique (par calcination) Le Carbone organique est déduit de la MO; le C/N est également calculé d’après le N total et le C organique Fractionnement biochimique (ISB, ISMO) Détection de pathogènes …
  • 8. Incubation en conditions contrôlées Objectif : Déterminer le potentiel de minéralisation du carbone et de l’azote des produits Dispositif expérimental Bocal hermétique Pilulier contenant 10 ml de NaOH 0.20 N (pour le piégeage du CO2) Cristallisoir contenant 20 g de terre (+ produit) Pilulier d’eau Conditions fixées : Sol, 28°C, humidité du sol , N non limitant, produit broyé, incubation 91 j Variables mesurées : CO2 , N minéral
  • 9. Résultats des incubations en conditions contrôlées (CN) Minéralisation du carbone organique des produits Minéralisation C des produits 70.00 60.00 % C apporté par le produit 50.00 Minéralisation de l’azote 40.00 organique des produits Minéralisation N des produits Fientes 70.00 30.00 Fumier poulet 60.00 Compost déchets verts % N apporté par le produit 20.00 50.00 10.00 Fientes 40.00 Fumier poulet Compost déchets verts 0.00 30.00 0 50 100 150 200 jours à 28°C 20.00 10.00 0.00 0 50 100 150 200 -10.00 jours à 28°C Source : INRA Reims
  • 10. Essais au champ Evaluation des effects des PRO in situ : – Effet sur les cultures (courbes de réponse) – Effet sur le sol – Mesure des flux d’azote (minéralisation, lixiviation, volatilisation) Expérimentations lourdes et coûteuses
  • 11. Nomenclature et typologie Constat du RMT Fertilisation et Environnement : - Besoin d’une nomenclature et d’une typologie appropriées à la grande diversité des produits pour : 1 - expliciter et discuter les approches de caractérisation des produits organiques - dans les projets en cours, - dans les divers outils et modèles concernés 2 - faire émerger les (in)cohérences et (di)convergences, les améliorations possibles et les questions à traiter  Organisation d’un atelier transversal du RMT en juillet 2011 Mieux partager la caractérisation des PRO Pour ensuite mieux paramétrer les OAD et les modèles
  • 12. Nomenclature des PRO Création d’un groupe de travail dans le cadre du projet Réseau PRO Dans quel but ? Pour proposer une nomenclature unique, consensuelle et aussi détaillée que possible, pour l’ensemble des pro: élevages, urbains et agro industriels. Résultats : Définition d’une nomenclature des PRO Présentation de ce travail au groupe PRO du COMIFER Suites à donner : Valider la liste de PRO établie par les ITA animaux, Réseau Pro, groupe PRO COMIFER
  • 13. Typologie des PRO Dans quel but ? Création d’une typologie pour des applications spécifiques : – pour les dates d’épandage, pour la fertilisation azotée, pour le raisonnement C, pour stocker des informations dans des bases de données… – pour d’autres usages … Suites à donner : Introduire les différentes caractéristiques agronomiques connues (teneurs en MS,MO, Ntot et min, Corg, ISMO …) Tous les PRO ne seront pas référencés: voir méthodologies pour compléter (extrapolation…) Utilisation de ce travail dans le cadre des GREN
  • 14. Application d’une typologie dans 60 AzoFert® Date d’épandage Effet N – AzoFert® FBD 50 11 kgN/ha FIV 40 34 kgN/ha 30 38 kgN/ha 20 kgN/ha 16 kgN/ha FBP 10 23 kgN/ha 0 0 50 70 JN 100 150 200 250 300 -10 -10 kgN/ha FBD : Fumier de bovins décomposé -20 FBP : Fumier de bovins pailleux FIV : Fientes de Volailles Fermeture du bilan -30 Ouverture du bilan 25-janv Temps normalisé (JN)
  • 15. Application d’une typologie dans AzoFert® Effluents d’élevage : fumiers (bovins, ovins, porcins, chevaux, volailles…), lisiers (porcins, bovins…), fientes… Effluents agro-industriels : sucrerie, distillerie, féculerie, amidonnerie, déshydratation de luzerne, laiterie, conserverie… Effluents urbains : boues de stations d’épuration, composts fraction fermentescible d’ordures ménagères, composts de déchets verts...
  • 16. Recyclage des PRO Le devenir des produits organiques dans le sol dépend : - de la nature physique et chimique du produit - de sa localisation - du climat - du sol - de la date d’apport Les verrous à lever : - Passage de conditions potentielles à des conditions réelles (hétérogénéité de répartition, conditions limitantes en eau ou N…, contact sol-PRO…)  Groupe de travail transversal du RMT Fertilisation et Environnement
  • 17. Conclusion Diversité des approches de caractérisation : - existence de méthodes fines et précises - mais en complément, nécessité de mise en place : • de méthodes plus pratiques pour caractériser la variabilité d’une même catégorie de produit (ex SPIR dans le cadre du projet Casdar effluents) • d’une méthodologie opérationnelle pour typer rapidement les nouveaux produits, Harmonisation des travaux et réflexions en cours : - généricité et complémentarité des approches
  • 18. Merci de votre attention …. LE ROUX Caroline / LDAR