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et de leurs co-produits de traitement

Quantités produites

Edité par l’Institut Technique du Porc - 149, rue de Bercy - 75595 Paris cedex 12© ITP 2005- Dépôt légal quatrième trimestre 2005 - ISBN 2-85969-173-1

Composition des effluents porcins

Pascal LEVASSEUR

Dans ce guide, figure la composition moyenne de10 effluents porcins bruts et 15 co-produits detraitement des lisiers et fumiers. Elles sont issuesde la compilation de plus de 3500 valeurs d’analy-

se. La composition de substrats ligno-cellulosiques pouvant être uti-lisés comme litière ou pour le compostage du lisier est égalementprécisée à titre indicatif.

Ces références ne se substituent aucunement à des analyses person-nalisées réalisées en laboratoire.

Cependant elles permettent :- d’établir des projets prévisionnels de plan de fumure, de dimension-

nement d’ouvrage de stockage (type fumière) ou de traitementmême si l’élevage n’est pas encore créé,

- de disposer d’une teneur moyenne pour comparer ses propresrésultats d’analyses,

- de disposer de références pour des éléments généralement peuanalysés compte tenu de leurs coûts,

- de comparer les principales caractéristiques des grandes famillesde produits en vue d’une valorisation agronomique adaptée,

- de faire des simulations de production d’effluents ou d’éléments surune exploitation ou un territoire donné.

L’auteur remercie les personnes suivantes pour leur contribution à la réalisation dece travail par l’apport de données : résultats d’analyses sur la composition des diffé-rents types d’effluents porcins, évaluation des quantités produites :

Agence de l’Eau Loire-Bretagne Yvan HURVOIS

Chambres d’Agriculture de Bretagne Jean CALLAREC, Bertrand LE BRIS,Yannick RAMONET

DENITRAL Delphine DOMAIN, Claude GEFFRELOT

Institut National de la Recherche Agronomique Thierry MORVAN

ISATER Hervé CAYUELA, Laurent FORTIN

MAE Pierre BRIENT

NATURAL Philippe PEULTIER

Service d’Assistance Technique à l’Assainissement 29 Annie COTTEN

VALÉTEC Isabelle ROBIN, Stéphanie SOMMIER

Que Yvon SALAÜN, responsable du pôle Techniques d’élevage de l’Institut Techniquedu Porc, soit également remercié pour la relecture attentive de ce document.

RemerciementsAvant - propos 1

Synoptique de production des effluents 4

Les effluents bruts

Lisier mixte 6d’engraissement 8de truies gestantes 10de truies allaitantes 12de porcelets 14

Fumier d’engraissement à base de paille 16de porcelets à base de paille 18d’engraissement à base de copeaux 20d’engraissement à base de sciure 22vieux fumier à base de paille 24

Les co-produits de traitement

Fumier (à base de paille) composté 28(à base de copeaux) composté 30(à base de sciure) composté 32

Lisier aéré 34déshydraté 36

Refus de vis compacteuse sur lisier brut 38de décanteuse-centrifuge sur lisier brut 40de décanteuse-centrifuge sur lisier brut + boue 42

Boue biologique sans séparation de phases en tête 44après vis compacteuse 46après décanteuse-centrifuge 48

Eau résiduaire N/D après décantation gravitaire 50après extraction des boues biologiques par séparation de phases 52

Compost de lisier sur paille 54sur déchets verts 56

Composition de quelques substrats ligno-cellulosiques 58

Composition en azote, phosphore et potassium des refus de séparation de phases 60et composts selon leur teneur en matière sèche

Références bibliographiques 68

Sommaire

1

Avant - propos

Variabilité et niveau de précision des valeursLes valeurs de composition des effluents rapportées dans cette brochure présentent unecertaine variabilité. Celle-ci est due à la diversité des conduites d’élevage dans lesquelleselles ont été obtenues (mode d’alimentation et d’abreuvement des porcs, quantité de litièreutilisée, saison,…) et à la fiabilité des méthodes d’échantillonnage. Par ailleurs, le nombrede données disponibles et/ou leurs conditions d’obtention insuffisamment cernées ne per-mettent pas de dissocier davantage les catégories de produit présentées.

La représentativité des valeurs de composition dépend, par ailleurs, du nombre d’analysescollectées. Cette composition n’est donnée qu’à titre indicatif lorsqu’il n’existe qu’une ouque quelques valeurs. Enfin, en deçà de 5 analyses, l’écart-type n’est pas mentionné.

Certaines analyses présentent des teneurs en éléments-traces métalliques inférieures auseuil de détectabilité. Lorsque le tiers au moins des analyses collectées sont détectables,celles qui sont inférieures au seuil sont néanmoins intégrées au calcul de la moyenne à hau-teur de la moitié de la valeur-seuil. Le cas échéant, les concentrations sont considéréescomme inférieures à la moyenne de chacun des seuils limites de détectabilité.

Effectifs de données selon le type d’effluentCompte tenu de la proportion de porcs élevés sur caillebotis (plus de 90 % selon le SCEES,2001), la production de lisier est largement prépondérante par rapport à celle des fumiers.Les données concernant la composition en macro-éléments des lisiers sont donc abondan-tes ; la réalisation d’analyses étant également encouragée par la réglementation accompa-gnant le développement des stations de traitement. Ces analyses concernent essentielle-ment des lisiers mixtes, issus à la fois de truies, de porcelets et de porcs charcutiers. Lesvaleurs de composition par stade physiologique sont plutôt obtenues dans les stations expé-rimentales.

Bien que les co-produits de traitement soient produits en quantité beaucoup plus réduite,leur composition chimique est de mieux en mieux connue vu l’obligation d’autosurveillancefaite aux stations de traitement. Les organismes qui en ont la charge, disposent ainsi de plu-sieurs centaines d’analyses. Elles sont notamment nombreuses pour le traitement biolo-gique par boue activée compte tenu du nombre d’unités existantes mais sont plus rares pourles composts de lisier sur paille ou déchets verts.

Concernant les fumiers, les résultats d’analyse concernent surtout ceux d’engraissement àbase de paille. Ils sont plus fragmentaires pour les autres supports ligno-cellulosiques(sciure, copeaux) et pour certains stades physiologiques (truies). Pour certaines catégoriesde fumiers non présentées dans cette brochure, il est recommandé de se reporter à desrésultats d’analyse d’effluents obtenus dans des conditions de production voisines.

L’Institut Technique du Porc dispose par ailleurs d’une base de données régulièrementactualisée pour des effluents porcins non présentés dans cette brochure car peu répandusen élevage de production. Ces données sont disponibles sur simple demande. Il s’agit parexemple de la composition chimique de digestats de méthanisation, de fumiers à base desubstrats peu usités (écorce, lin,…).

2 3

Effectif de données selon les éléments chimiques et

agronomiquesCompte tenu de la réglementation en vigueur et de leurs rôles dans la fertilisation, lesteneurs en macro-éléments majeurs (azote total, notamment Kjeldahl ; phosphore ; potas-sium) sont bien connues pour l’ensemble des effluents porcins. Cela est moins vrai pour lesmacro-éléments secondaires (CaO, MgO, Na2O, SO3) et les éléments-traces (Fe, B, Al,…).Toutefois, l’obligation réglementaire de prouver l’innocuité des matières fertilisantes desti-nées à être exportées telles que les co-produits de traitement, nécessite une meilleureconnaissance des éléments-traces métalliques, notamment ceux considérés comme despolluants stricts : cuivre, zinc, cadmium, chrome, plomb, nickel, mercure.

Parmi ceux-là, le cuivre et le zinc sont très utilisés en alimentation porcine. Administrés àdes niveaux largement supérieurs aux quantités fixées par l’animal, ils sont très présentsdans les déjections. De nombreuses valeurs d’analyses sont disponibles les concernant. Lerèglement européen n°1334/2003 a imposé une réduction des quantités introduites dans lesaliments porcins ; il est applicable depuis le 26 janvier 2004 (ou pour les aliments en stock,fabriqués avant cette date, depuis le 26 avril 2004). Lorsque des valeurs récentes sont dispo-nibles, les valeurs antérieures ont été indiquées entre parenthèses, à titre de comparaison.

Pour les fumiers et les composts contenant une proportion élevée de matières organiques,mais également pour quelques effluents liquides, des informations sont disponibles sur leurfractionnement biochimique. Ce critère est un indicateur de la dégradabilité de la matièreorganique. Les teneurs en éléments solubles, hémicelluloses, celluloses et lignines n’ontcependant été retenues que lorsqu’il y a bien eu calcination de chaque résidu sec permet-tant d’en extraire les cendres. A défaut, seules les proportions de NDF, ADL et ADF , déter-minées par la méthode Van Soest, sont retenues.

Quantités produitesOutre des valeurs d’analyse chimique, cette brochure propose également une estimationdes quantités produites calculées à partir de la moyenne brute des valeurs collectées. Afinde s’affranchir de la variabilité de la teneur en matière sèche entre sous-échantillons dedonnées, les valeurs brutes ont été ajustées sur la base de la teneur en matière sèchemoyenne de l’ensemble des analyses.

Unités utilisées pour caractériser les quantités produites :

- Lisier mixte m3/truie + suite/an

- Lisiers / stade physiologique kg/animal/jour

- Fumiers kg/porc charcutier produit ou porceletproduit

- Boues biologiques et eaux résiduaires l/m3 de lisier traité

- Refus de séparation de phases et composts de lisier sur paille ou déchets verts kg/m3 de lisier traité

Unités et coefficients de conversion Le choix des unités de concentration s’est volontairement porté vers un mode de présenta-tion usuel, à savoir des teneurs en g/kg de produit brut pour les macro-éléments et enmg/kg de matière sèche pour les micro-éléments. Toutefois, et afin de s’affranchir des tauxde dilution parfois très variables inter et intra-famille de produits, les teneurs des macro-éléments sont également exprimées en g/kg de matière sèche.

Selon les besoins, il peut être préférable de disposer des teneurs en éléments simples plu-tôt qu’en éléments composés.

Les coefficients de conversion sont alors les suivants :

P2O5 = 2,29 x PK2O = 1,205 x KCaO = 1,4 x CaMgO = 1,658 x MgNa2O = 1,348 x NaSO3 = 2,495 x S

Pour l’ensemble du document, l’azote ammoniacal est donné en N-NH4+ et non en NH4

+

ADF : acid detergen fiberADL: acid detergen ligninAl : aluminiumAs : arsenicB : boreC : carboneCaO : oxyde de calciumCd : cadmiumCo : cobaltCr : chromeCu : cuivreDBO5 : demande biochimique en oxygène

à 5 joursDCO : demande chimique en oxygèneFe : ferHg : mercureK2O : oxyde de potassiumMB : moyenne bruteMES : matières en suspensionMgO : oxyde de magnésiumMn : manganèse

Mo : molybdèneMoy. : moyenneMS : matière sècheMVS : matières volatiles en suspensionN : azoteNa2O : oxyde de sodiumNd : non détectableNDF : neutral detergen fiberN/D : nitrification/dénitrificationNE : naisseur - engraisseurNGL : azote globalNi : nickelN-NH4

+: azote sous forme ammoniacaleNTK : Azote « total » KjeldahlPb : plombpH : potentiel hydrogèneP2O5 : anhydride phosphoriqueSe : séléniumSO3 : oxyde de soufreZn : zinc

Abréviations utilisées dans cette brochure

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Les effluents bruts

Lisier brut

Synoptique de production des effluents

séparateurde phases

décanteur

stockage boues

stockage liquidesLagune

Fumier (p 16 à 25)

Fumier composté (p 28 à 33)

Lisier brut (p 6 à 15)

Lisier déshydraté (p 36 et 37)

Boues biologiques (p 44 à 49)

Eaux résiduaires (p 50 à 53)

Refus solides (p 38 à 43)

Composts lisier sur paille ou déchets verts (p 54 à 57)

réacteurbiologiquefosse

de réception

Porcherie

lit de séchage ou tour d’évaporation

retourneur d’andain

Lisier aéré (p 34 et 35)

hangar

orientation litière

orientation caillebotis

traitement

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boue

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ivée

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7

CommentairesCes données sont issues d’élevages naisseur-engraisseurs (NE) totaux et partiels, repré-sentatifs des élevages rencontrés sur le terrain. Toutefois, il s’agit essentiellement de lisierd’animaux ayant reçu une alimentation biphase. Pour des élevages NE totaux et/ou en ali-mentation unique, les niveaux de concentration des lisiers sur brut devraient donc être légè-rement plus élevés que les moyennes présentées ici. Les teneurs des lisiers seront parcontre inférieures pour les éleveurs faisant appel à une forte proportion de façonnage exté-rieur et/ou pratiquant une alimentation multiphase.

N’ont été retenues ici que les données obtenues après 1998. En effet, les modificationsintervenues dans les pratiques alimentaires ont entraîné une réduction de la teneur deslisiers, notamment en azote et en phosphore. Les analyses réalisées il y a plus de 20 ans(sur 108 fosses) par Bertrand donnaient des teneurs en NTK et P2O5 de respectivement, 4,3et 3,8 g/kg produit brut alors que les valeurs actuelles sont de 3,5 et 2,1. Les teneurs enpotassium sont, par contre, restées stables (2,6 contre 2,5 g K2O/kg actuellement).

Les rapports NTK / N-NH4+ et NGL / N-NH4

+ sont ici respectivement de 1,4 et 1,5. Ces coef-ficients peuvent être utilisés pour déterminer la quantité d’azote total à partir des méthodesd’analyse rapide de l’azote ammoniacal couramment usitées (Quantofix, Agro-lisier).

L’ajustement des quantités de lisier produites à la teneur moyenne en matière sèche indiqueque le sous-échantillon ayant permis l’approche des quantités produites était issu de lisiersrelativement dilués. Par conséquent, la production d’une truie présente et de sa suite, enélevage NE total, peut être inférieure aux normes de stockage comprises entre 16 et17,5 m3/ truie présente/ an, selon les techniques d’alimentation retenues. Les normes doi-vent en effet tenir compte des élevages produisant plus de lisier que la moyenne afin que lesdurées minimales de stockage soient respectées.

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Effluent prélevé en fosse de stockage extérieure. Il est issu du mélange d’urine et defécès des truies, porcelets et porcs charcutiers, des eaux de lavage voire des préci-pitations atmosphériques.

Définition

Lisier Mixte

Critères généraux Produit brut

moyenne écart-type effectifQuantité produite (m3/truie+suite/an) MB : 18,4 2,7 40

moy. ajustée pour une teneur en MS de 3,6 % : 16,4Masse volumique (kg/m3) 1023 11 21pH 7,7 0,3 100Conductivité (μS/cm) 17830 3930 83C/N 2,9 1,1 10

Composition élémentaire et macro-éléments

Moyenne (g/kg) Moy. (g/kg)

sur matière sèche sur produit brut Écart-type Effectif

Matière sèche - 36,3 17,0 647Matières minérales 355 13,0 3,6 378Matières organiques 649 25,3 9,7 377C organique 330 11,0 4,5 13N Kjeldahl 106 3,5 0,7 829N-NH4

+ 74 2,5 0,6 509N organique 31 1,1 0,4 470P2O5 59 2,1 0,7 960K2O 77 2,5 0,6 631CaO 66 1,8 0,7 7MgO 21 0,6 0,3 7Na2O 22 0,5 - 4SO3 25 0,7 - 3

Fractionnement biochimique de la matière organique



Fraction soluble 211 9,6 - 3Hémicellulose 118 5,4 - 3Cellulose 84 3,9 - 3Lignine 73 3,4 - 3

Critères de pollution Moyenne (g/kg) Moy. (g/litre)


NGL 125 3,7 0,9 145MES 702 27,2 8,7 380DCO 1016 29,8 9,8 65DBO5 362 11,0 4,7 31

Micro-éléments Moyenne (mg/kg)

sur matière sèche Écart-type Effectif

Cu 357 (676) 138 (107) 5 (7)Zn 1046 (1374) - (278) 4 (6)B 58 - 3Fe 2411 - 3Al 993 - 3Mn 528 - 3Co 4,1 - 3Mo 6,7 - 4Cd 0,49 - 4Cr 13,4 - 4Ni 14,0 - 4Pb 4,7 - 3Hg nd - 4As 1,2 - 3Se 0,95 - 3

()données antérieures à 2005

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CommentairesIl s’agit de lisier de porcs charcutiers élevés entre 25/30 kg et 110/115 kg. Ils sont presquetous issus d’une alimentation biphase.

Ces lisiers ont des teneurs en matière sèche élevées : 6,8 % contre 2,3 % en moyenne pourun lisier de truie gestante. Cela s’explique notamment par l’utilisation fréquente de systè-mes d’abreuvement économes en eau (distribution en soupe, auge avec abreuvoir intégré) ;par ailleurs, les lisiers analysés ici sont généralement issus directement des préfosses.

L’azote ammoniacal représente 66 % de l’azote Kjeldahl. Il faut donc appliquer un coefficientde 1,5 à la valeur donnée par un Quantofix ou un Agrolisier pour déterminer la teneur enazote « total » Kjeldahl.

Après la réduction de la teneur en cuivre intervenue dans les aliments croissance (règle-ment européen n°1334/2003), la teneur de cet élément-trace métallique dans les lisiers neserait plus que de 155 contre 668 mg/kg MS antérieurement, soit un niveau comparable àcelui des lisiers de truies gestantes. Ce niveau de concentration devra cependant êtreconfirmé par des analyses complémentaires. Concernant le zinc, la modification des pra-tiques alimentaires a également entraîné une réduction de sa teneur dans les lisiers. Elleest cependant de moindre ampleur que pour le cuivre.

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Mélange d’urine et de fécès issu de porcs charcutiers et stocké sous caillebotis.

Définition

Lisier d’engraissement


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/porc/jour) MB : 4,1 0,9 55

moy. ajustée pour une teneur en MS de 6,8 % : 4,0Masse volumique (kg/m3) 1034 12 11pH 7,6 0,2 31C/N 4,1 0,8 56





+ 60 3,7 1,0 72N organique 28 1,7 0,8 59P2O5 47 3,2 1,0 128K2O 74 4,8 1,1 128CaO 72 4,4 1,4 20MgO 19 1,2 0,5 20Na2O 22 1,3 0,3 16SO3 25 1,5 0,6 15




Fraction soluble 115 4,4 - 1Hémicellulose 107 4,1 - 1Cellulose 83 3,2 - 1Lignine 37 1,4 - 1NDF 244 13,1 11,2 6ADF 140 7,7 6,6 6ADL 73 4,0 3,7 6



Cu 155 (668) 40 (194) 16 (51)Zn 868 (949) 276 (173) 14 (51)B 44 10 15Fe 1734 453 15Al 570 211 10Mn 530 138 16Co 1,8 0,6 14Mo 10,0 3,5 13Cd 0,42 0,20 9Cr 3,2 1,3 12Ni 9,0 2,1 14Pb 1,8 1,2 11Hg < 0,35 - 11As 0,52 0,47 11Se 0,60 0,23 11


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CommentairesCompte tenu des modalités de conduite d’élevage, les truies gestantes produisent un lisierbeaucoup plus dilué que celui des porcs charcutiers ou des porcelets (respectivement 2,3contre 6,8 et 6,7 % de matière sèche). Il en résulte que toutes les teneurs en macro-élé-ments, exprimées par rapport au produit brut sont également inférieures. En exprimant lesconcentrations des éléments relativement à la matière sèche, l’écart s’estompe voire s’in-verse, des teneurs supérieures étant observées pour l’azote (Kjeldahl et ammoniacal), lephosphore, le calcium et le soufre. Pour les éléments-traces, le lisier de truies gestantes ades teneurs en chrome, arsenic et sélénium supérieures au lisier de porcs charcutiers,alors qu’elles sont inférieures pour le cobalt, le molybdène et le nickel et globalement com-parables pour les autres éléments.

Dans un lisier de truies gestantes, l’azote ammoniacal représente 77 % de l’azote total soitun ratio NTK / N-NH4

+ de 1,3.

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Mélange d’urine et de fécès issu des truies gestantes et stocké sous caillebotis.

Définition

Lisier de truies gestantes


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/truie/jour) MB : 18,9 5,6 16

moy. ajustée pour une teneur en MS de 2,3 % : 18,2pH 7,7 0,2 7C/N 3,3 0,9 12








Cu 178 19 5Zn 1390 - 4B 45 - 4Fe 1680 417 5Al 590 - 4Mn 516 46 5Co 0,76 - 4Mo 3,5 - 4Cd 0,76 - 4Cr 13,1 - 4Ni 1,9 - 1Pb 1,5 - 3Hg < 0,64 - 4As 1,1 - 4Se 1,4 - 4

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CommentairesComme pour les lisiers de truies gestantes, les lisiers de truies allaitantes sont plus diluésque les lisiers de porcs charcutiers et de porcelets. Il en résulte des teneurs moindres enéléments fertilisants exprimées sur produit brut.

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Mélange d’urine et de fécès issu des truies allaitantes et stocké sous caillebotis.

Définition

Lisier de truies allaitantes


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/truie/jour) MB : 25,6 10,6 14









Cu 98 - 4Zn 1190 - 4B 62 - 4Fe 1320 - 3Mn 420 - 4Co 0,78 - 2Mo 5,1 - 4Cd < 0,5 - 3Cr 14,0 - 4Ni < 5,4 - 4Pb < 5,4 - 4Hg < 0,5 - 4As 0,4 - 4Se 1,3 - 4

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CommentairesCes lisiers sont issus de porcelets élevés du sevrage à 25/30 kg environ. Ils ont tous reçu unealimentation biphase, soit un aliment 1er âge et un aliment 2ème âge.

Dans un lisier de porcelet, l’azote ammoniacal représente 52 % de l’azote total. Cette pro-portion est inférieure à celle des lisiers de porcs charcutiers (66 %), des truies allaitantes(61 %) et des truies gestantes (77 %). Il convient donc, lors de l’utilisation des méthodes d’a-nalyse rapide de l’azote (Quantofix, Agrolisier) sur un lisier de porcelet, d’appliquer un ratioNTK/N-NH4

+ plus élevé, soit 1,9.

La réduction imposée de la teneur des aliments en cuivre pour les porcelets était modérée(170 ppm jusqu’à 12 semaines d’âge contre 175 ppm antérieurement, règlement européenn° 1334/2003). Elle n’a pas eu d’effet sur les concentrations retrouvées dans les lisiers, lesdonnées ont donc été regroupées. Concernant le zinc, une baisse de la teneur des lisiers estobservée, les valeurs obtenues récemment (2005) ont été distinguées des données plusanciennes (mentionnées entre parenthèses).

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Mélange d’urine et de fécès issu des porcelets et stocké sous caillebotis.

Définition

Lisier de porcelets


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/porcelet/jour) MB : 1,7 0,3 26

moy. ajustée pour une teneur en MS de 6,7 % : 1,6Masse volumique (kg/m3) 1042 8 6pH 7,3 0,2 14C/N 5,1 1,0 6








Cu 920 161 16Zn 1504 (1920) 234 (-) 7 (4)B 68 - 4Fe 2130 - 4Al 800 - 4Mn 630 - 4Co 4,1 - 4Mo 5,7 - 4Cd 0,32 - 4Cr 5,1 - 4Ni < 1,4 - 4Pb 4,2 - 4Hg < 0,14 - 4As 1,0 - 4Se 0,6 - 4


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17CommentairesLa quantité de fumier produite annuellement correspond à 700 - 750 kg par place de porccharcutier soit approximativement 0,5 m3 de fumier. Toutefois, il s’agit ici d’une moyenne, ilest donc nécessaire d’appliquer une marge de sécurité pour le dimensionnement desfumières.

La variabilité de la quantité de fumier produite et de la composition en éléments fertilisantssur produit brut semble essentiellement due à l’efficacité du compostage de la litière dansle bâtiment en cours d’engraissement. Bien que la quantité de paille distribuée puisse êtretrès variable : de 40 à plus de 90 kg par porc charcutier produit, ce facteur semble assez peudéterminant de la quantité de fumier produite comme le montre la figure ci-dessous. Le coefficient de détermination de l’équation deprédiction est peu élevé (R2= 0,20).

Le compostage du fumier débute dès la phased’élevage et entraîne une perte d’azote, notam-ment de la fraction ammoniacale. Dans unfumier de porc charcutier, 32 % seulement del’azote se trouvent sous forme ammoniacale,contre 66 % pour du lisier de porc charcutier.Les références CORPEN (2003) tiennent comptede cet abattement.

Les fumiers sont d’un intérêt agronomique certain puisque, outre l’apport d’éléments ferti-lisants, ils contribuent à l’entretien du stock de matière organique des sols. Ils contiennentainsi 10 fois plus de matière organique qu’un lisier mixte, respectivement 240 contre 25 g/kgbrut, environ. En revanche, leurs apports en azote et phosphore sont bien moins équilibrés(relativement aux besoins des cultures) que ceux d’un lisier. Des apports d’engrais azotésminéraux devront être réalisés en complément de ce type d’effluent. La nature des pertesgazeuses en cours de compostage doit aussi être considérée, une mauvaise qualité de fer-mentation pouvant conduire à la production excessive d’ammoniac et de protoxyde d’azote(gaz à effet de serre).

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Fumier frais issu de l’engraissement d’une bande unique de porcs charcutiers surune litière de paille accumulée.

Définition

Fumier d’engraissement à base de paille


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/porc charcutier produit) MB : 240 51 24

moy. ajustée pour une teneur en MS de 30,8 % : 223Masse volumique (kg/m3) 654 125 10pH 8,4 0,3 27C/N 15,5 4,1 22




Matière sèche - 308 49 59Matières minérales 217 67 12 14Matières organiques 787 236 34 24C organique 394 123 19 13N Kjeldahl 31 9,4 1,7 61N-NH4+ 10 3,0 1,5 46N organique 21 6,4 1,9 46P2O5 25 7,7 2,3 62K2O 46 14,0 4,8 60CaO 41 12,8 2,4 12MgO 11 3,4 0,8 12Na2O 7,3 2,3 0,6 12SO3 16 5,0 1,3 12




Fraction soluble 89 32 - 1Hémicellulose 165 52 - 2Cellulose 205 65 - 2Lignine 70 22 - 2NDF 591 182 25 12ADF 369 113 16 12ADL 136 42 14 12



Cu 86 (354) 57 (110) 19 (10)Zn 397 (440) 121 (62) 19 (10)Al 730 - 1Mo 2,2 - 1Cd 0,2 - 1Cr 3,5 - 1Ni 2,1 - 1Pb 5,2 - 1Hg < 0,2 - 1As 0,7 - 1Se < 0,5 - 1


xxxxxx

Fu

mie

r/P

CP

50

250

150

350

Paille/PCP40 60 80 100

y = -0,0161x2 + 3,6384x - 66,791R2 = 0,1964

Quantité de fumier brut selon la quantité de paille/PCP(*)

(*)PCP : porc charcutier produit

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CommentairesCes valeurs ont été obtenues à partir d’un paillage compris entre 10 et 16 kg de paille parporcelet produit. Il en résulte une production annuelle d’environ 220 kg de fumier par place.Cette indication n’est donnée qu’à titre indicatif compte tenu du peu de données disponibles.

Les principales différences entre le fumier de porcelet et de porc charcutier (page précé-dente) consistent en des teneurs en matière organique et en éléments fertilisants moindres.Cette différence est notamment due à un paillage plus abondant pour les porcelets, relati-vement à l’apport de déjections par animal.

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Fumier frais issu de l’élevage d’une bande unique de porcelets sur de la litière depaille accumulée.

Définition

Fumier de porcelets à base de paille


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/porcelet produit) MB : 36 8 5

moy. ajustée pour une teneur en MS de 33,4 % : 34pH 8,3 0,2 6C/N 17,0 4,6 7




Matière sèche - 334 69 7Matières minérales 143 47 8 7Matières organiques 856 287 66 7C organique 432 148 34 6N Kjeldahl 26 8,9 1,2 9N-NH4

+ 9,4 3,0 0,9 6N organique 16 5,3 1,1 6P2O5 20 6,7 1,8 8K2O 40 11,9 4,7 9CaO 20 6,4 2,6 5MgO 7,0 2,3 0,7 6Na2O 3,1 1,1 0,4 6SO3 12 4,0 0,6 6



Cu 360 122 7Zn 422 143 7




NDF 708 244 63 6ADF 449 155 41 6ADL 93 31 6 6

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21

CommentairesL’apport de sciure de bois a généralement lieu en une seule fois, en début d’engraissement, àraison de 30 à plus de 70 kg par porc charcutier produit. La quantité distribuée est très varia-ble car elle dépend du type de production (porc conventionnel / label), de la conception desbâtiments, de l’appréciation personnelle par l’éleveur,… Elle dépend également de l’état initialde la sciure qui peut être fraîche (moins de 60 % de MS) ou sèche (plus de 80 % de MS).

Le compostage démarre dès la phase d’élevage. Bien que modérée, l’élévation de tempéra-ture de la litière entraîne sa déshydratation et une perte d’azote par volatilisation. Il en résul-te que l’azote ammoniacal ne représente plus que 17 % de l’azote totale (contre 66 % pour unlisier d’engraissement). Les références CORPEN (2003) tiennent compte de cet abattementen retenant, pour une litière de sciure accumulée, la production de 1,14 kg d’azote par porccharcutier produit contre 2,70 kg sur caillebotis intégral (alimentation biphase).

Cette perte d’azote implique une diminution du ratio NTK / P2O5. Ce dernier est de 1,7 pourdu lisier de porc charcutier, 1,2 pour un fumier à base de paille et seulement 0,8 pour unfumier à base de sciure où la perte d’azote est plus élevée. Il en résulte que ces fumiersobtiennent un ratio NTK / P2O5 très déséquilibré relativement aux besoins des cultures. Leurépandage est donc à raisonner sur la base du phosphore et non de l’azote ; la fertilisationnécessitant par ailleurs l’apport complémentaire d’un engrais azoté minéral.

A l’issue de l’application du règlement européen 1334/2003, les teneurs en cuivre (d’obser-vation récente) d’un fumier d’engraissement à base de sciure devraient être proches de cel-les d’un fumier frais à base de paille, soit 90 mg/kg de matière sèche. Par contre pour lezinc, les aliments complets respectaient le plafond des 150 ppm (contre 250 ppm antérieu-rement autorisés) avant même l’application du règlement européen, probablement en rai-son de l’absence d’avantage zootechnique observé au delà de cette teneur. Les teneurs enzinc d’un fumier d’engraissement à base de sciure devraient donc rester inchangées parrapport à la valeur mentionnée dans ce document.

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Fumier frais issu de l’engraissement d’une bande unique de porcs charcutiers surune couche fine de sciure de bois.

Définition

Fumier d’engraissement à base de sciure



moy. ajustée pour une teneur en MS de 37,3 % : 165pH 8,6 0,3 6C/N 17,8 4,0 5





+ 3,5 1,3 0,8 9N organique 17 6,0 1,7 10P2O5 24 9,0 2,4 14K2O 33 12,6 3,8 14CaO 37 14,5 4,6 7MgO 10 4,0 1,1 6Na2O 6,9 2,7 - 4SO3 14 5,4 - 4







Cu 338 166 8Zn 482 112 10B 28 - 3Fe 1217 - 3Al 570 - 1Mn 503 - 3Co 0,9 - 3Mo 3,1 - 4Cd 0,3 - 4Cr 8,0 - 2Ni 5,6 - 4Pb 0,9 - 4Hg < 0,3 - 3As 0,5 - 4Se 0,4 - 3

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CommentairesL’apport de copeaux de bois est généralement apporté en une seule fois en début d’en-graissement, à raison de 40 à plus de 60 kg par porc charcutier produit. La quantité distri-buée dépend notamment des pratiques d’élevage et de la teneur en matière sèche descopeaux qui peuvent être frais (moins de 60 % de MS) ou secs (plus de 80 % de MS).

Pour l’ensemble des macro-éléments, les teneurs des fumiers sont supérieures à celles deslisiers car ils ont généralement des teneurs en matière sèche supérieures à 30 % contremoins de 7 % pour les lisiers. Par contre, exprimées par rapport au produit sec, leursteneurs en éléments fertilisants sont moins élevées compte tenu de l’effet de dilution parl’apport de substrat ligno-cellulosique (copeaux, paille ou sciure). Cela s’observe égalementpour les éléments-traces métalliques indésirables tels que le cuivre et le zinc, car ces sub-strats en sont peu pourvus (voir pages 58-59).

Ces fumiers présentent également la caractéristique d’avoir un pH basique, généralementsupérieur à 8. Il est à comparer au pH des lisiers légèrement au dessus de la neutralité(environ 7,5) et surtout à celui des substrats ligno-cellulosiques plutôt acide, inférieur à 6lorsqu’il s’agit de copeaux ou de sciure de bois.

Ce fumier semble présenter par ailleurs les mêmes caractéristiques de composition chi-mique et de fractionnement biochimique que le fumier à base de sciure.

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Fumier frais issu de l’engraissement d’une bande unique de porcs charcutiers surune couche fine de copeaux de bois.

Définition

Fumier d’engraissement à base de copeaux


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/porc charcutier produit) MB : 180 - 4

moy. ajustée pour une teneur en MS de 38,6 % : 172pH 8,7 - 4C/N 26,1 - 4




Matière sèche - 386 - 4Matières minérales 158 61 - 4Matières organiques 843 326 - 4C organique 415 160 - 4N Kjeldahl 17 6,5 - 4N-NH4

+ 3,1 1,2 - 4N organique 14 5,3 - 4P2O5 23 8,7 - 4K2O 34 13 - 4CaO 40 15 - 4MgO 9,5 3,7 - 4Na2O 7,0 2,7 - 4SO3 12 4,8 - 4




NDF 720 279 - 4ADF 565 219 - 4ADL 203 79 - 4



Cu 320 - 4Zn 500 - 4B 14 - 1Fe 770 - 1Al 270 - 1Mn 240 - 1Co 0,5 - 1Mo 2,0 - 1Cr 3,3 - 1Ni 4,0 - 1As 1,4 - 1

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25CommentairesDans la pratique, les fumiers peuvent être stockés plusieurs mois avant d’être épandus. Ilsn’ont pas spécifiquement subi de processus de compostage, ces fumiers ne sont donc passtabilisés. Les conditions de stockage sont pour partie à l’origine de la variabilité des quan-tités produites et de leur composition. Pour les fumiers placés sous abri, ou après une lon-gue période sèche, il convient de retenir des valeurs de composition plus élevées.Inversement pour des fumiers non abrités et ayant subi de fortes précipitations, le taux dematière sèche et toutes les teneurs exprimées sur produit brut seront à réviser à la baisse.

Le stockage a pour effet de réduire la proportion d’azote total puisque le rapport NTK / P2O5passe de 1,2 pour un fumier frais à 0,9 pour un fumier stocké. Cette réduction s’effectueessentiellement au détriment de l’azote ammoniacal qui ne représente plus que 24 % de l’a-zote total contre 32 % initialement.

Concernant les éléments-traces métalliques, une baisse de la teneur des fumiers en cuivrea été observée suite à la modification des pratiques alimentaires (règlement européenn° 1334/2003). Sur la base de ces mêmes analyses, les teneurs en zinc sont similaires auxvaleurs antérieurement observées.

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Fumier issu de l’engraissement de porcs charcutiers stocké pendant 3 à 6 mois sansretournement.

Définition

Vieux fumier à base de paille



moy. ajustée pour une teneur en MS de 34,2 % : 213Masse volumique (kg/m3) 568 153 17pH 8,6 0,3 10C/N 12,9 2,3 9





+ 8,5 2,9 0,8 16N organique 24 9,7 2,6 16P2O5 37 12,5 4,4 25K2O 61 23,3 9,8 22CaO 56 24,3 7,4 8MgO 15 6,7 1,5 8Na2O 9,5 4,3 1,6 8SO3 24 10,7 2,6 8



Cu 109 (476) - (181) 2 (6)Zn 566 108 8Al 630 - 1Mo 3,4 - 1Cd 0,3 - 1Cr 3,9 - 1Ni 2,8 - 1Pb 5,1 - 1Hg < 0,2 - 1As 0,6 - 1Se < 0,5 - 1





NDF 467 246 86 8ADF 312 165 58 8ADL 131 61 8 8

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Les co-produits de traitement

Lisier aéré Boue

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29

CommentairesL’élévation de la température pendant le processus de compostage permet une déshydrata-tion partielle du fumier ce qui accroît la concentration sur brut des éléments stables.

La perte de matière par volatilisation ou lessivage entraîne aussi une augmentation desteneurs en éléments fertilisants et polluants exprimées par rapport à la matière sèche.Ainsi, sous l’effet du compostage, les teneurs en P2O5 et K2O d’un fumier à base de paillecroissent respectivement de 25 à 42 et de 46 à 56 g/kg MS. Cette augmentation s’appliqueégalement aux éléments-traces métalliques indésirables et leurs concentrations peuvent,de ce fait, nuire à la qualité des produits.

Le rapport C/N, qui détermine la classification des fertilisants et donc leurs dates d’épan-dage, est supérieur à 8 pour les fumiers, qu’ils soient compostés ou non ; ce sont donc desfertilisants de type I. Le compostage réduit cependant le rapport C/N d’un fumier à base depaille de 15,5 à 10,8. La perte de carbone, vraisemblablement sous forme de CO2, est supé-rieure aux pertes d’azote. Le compostage entraîne par ailleurs une minéralisation de lamatière organique dont la teneur décroît de 79 à 66 % de la matière sèche.

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Fumier à base de paille issu de l’engraissement de porcs charcutiers, stocké pen-dant 3 à 6 mois en ayant subi 2 à 3 retournements (parfois davantage) afin de favori-ser son compostage.

Définition

Fumier (à base de paille) composté


moyenne écart-type effectifpH 8,7 0,3 9C/N 10,8 1,7 21





+ 3,0 1,4 1,1 19N organique 27 12,1 2,7 20P2O5 42 18,4 4,3 29K2O 56 24,8 6,8 29CaO 55 23,3 6,3 17MgO 17 7,1 1,6 17Na2O 10 4,5 1,9 17SO3 25 11,1 3,7 7







Cu 120 (425) - (181) 2 (17)Zn 602 148 19Al 690 - 1Mo 3,9 - 1Cd < 5,0 - 1Cr 5,5 - 1Ni 3,8 - 1Pb 4,9 - 1Hg < 0,2 - 1As 2,4 - 1Se 0,5 - 1


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CommentairesComme pour le compostage d’un fumier à base de paille, le compostage d’un fumier à basede sciure se traduit par une déshydratation, la minéralisation de la matière organique et laperte de matière entraînant une augmentation de la concentration des éléments par rapportau produit brut mais également par rapport à la matière sèche. Toutefois certaines diffé-rences apparaissent, probablement en raison de la nature du substrat ligno-cellulosique :

- Le C/N augmente en raison de la stabilité des constituants de la matière organique, notam-ment la lignine qui représente 13 % de la matière sèche pour un compost à base de sciure,contre seulement 4 % pour un compost à base de paille. Le compostage d’un fumier à basede sciure entraîne une réduction de la teneur de tous les compartiments biochimiques. Elleest notamment élevée pour les cellulose (- 41 %) et hémicelluloses (- 36 %).

- Le rapport N-NH4+ / NTK est de 22 % contre 10 % pour un compost à base de paille.

- Outre la nature du substrat ligno-cellulosique, il semble également probable que lesfumiers compostés à base de sciure soient moins matures que ceux à base de paille pré-sentés en page 28. Le C/N de ces derniers est en effet proche de 10 soit une valeur com-parable à celle des sols agricoles.

Comme pour l’ensemble des composts, la teneur en matière sèche dépend de l’efficacité ducompostage, de la composition initiale du produit, mais aussi des conditions de stockage(sous abri ou non).

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Fumier à base de sciure de bois issu de l’engraissement de porcs charcutiers, stocké pendant 3 à 6 mois en ayant subi 2 à 3 retournements (parfois davantage) pourfavoriser son compostage.

Définition

Fumier (à base de sciure) composté


moyenne écart-type effectifpH 8,6 0,3 5C/N 21,1 8,1 5





+ 4,5 1,9 1,3 5N organique 17 7,1 3,7 7P2O5 31 12,5 3,9 5K2O 46 18,8 7,9 5CaO 48 19,6 6,4 5MgO 12 4,9 1,4 5Na2O 8,8 3,6 1,4 5SO3 21 8,3 3,5 5




Fraction soluble 74 29 - 2Hémicellulose 58 27 - 2Cellulose 144 52 - 2Lignine 128 45 - 2NDF 662 251 - 4ADF 553 210 - 4ADL 232 88 - 4



Cu 501 147 5Zn 665 135 5B 30 - 2Fe 1280 - 2Al 460 - 2Mn 580 - 2Co 1,1 - 2Mo 3,4 - 2Cd 0,2 - 2Cr 5,6 - 2Ni 10 - 2Pb 1,1 - 2Hg < 0,2 - 2As 0,5 - 2Se 0,2 - 2

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CommentairesLe compost à base de copeaux de bois présente globalement les mêmes caractéristiquesque celui à base de sciure. Les quelques différences observées sont difficilement interpré-tables compte tenu du nombre réduit d’analyses disponibles.L

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Fumier à base de copeaux de bois issu de l’engraissement de porcs charcutiers,stocké pendant 3 à 6 mois en ayant subi 2 à 3 retournements (parfois davantage) destinés à le composter.

Définition

Fumier (à base de copeaux) composté


moyenne écart-type effectifpH 8,3 - 4C/N 26,1 - 4




Matière sèche - 410 - 4Matières minérales 200 80 - 4Matières organiques 800 329 - 4C organique 403 166 - 4N Kjeldahl 16 6,3 - 4N-NH4

+ 2,6 1,1 - 4N organique 13 5,3 - 4P2O5 28 11,1 - 4K2O 39 15,6 - 4CaO 44 17,5 - 4MgO 11 4,5 - 4Na2O 7,6 3,0 - 4SO3 16 6,4 - 4




NDF 684 277 - 4ADF 561 227 - 4ADL 218 90 - 4



Cu 441 - 4Zn 555 - 4

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35CommentairesLe lisier aéré a subi un traitement biologique simplifié destiné à éliminer une partie de l’a-zote, essentiellement la fraction ammoniacale. La composition du lisier mixte (voir p 6) estreprésentative de l’intrant ce qui permet d’illustrer les effets de ce procédé de traitement:

- Réduction de la teneur en azote ammoniacal qui ne représente plus que 20 % de l’azoteKjeldahl contre 70 % dans un lisier mixte. La concentration résiduelle en N-NH4

+ estcependant très variable puisque l’écart-type est du même ordre de grandeur que laconcentration moyenne.

- Réduction de la concentration en carbone qui passe de 32 à 28 % de la matière sèche. Ladénitrification est effectivement consommatrice de carbone en raison de l’activité des bac-téries hétérotrophes. Cette réduction est cependant moindre que celle de l’azote car lerapport C/N augmente de 2,9 à 6,0.

- Réduction de la teneur en matière sèche du lisier aéré par rapport au lisier brut. Il ne s’a-git vraisemblablement pas d’une dilution par les précipitations (une déshydratation seraitau contraire parfois observée du fait du caractère légèrement exothermique de la dégra-dation des matières carbonées) mais à une perte d’éléments par volatilisation, essentiel-lement sous forme de N2 et de CO2. La perte de matière sèche est confirmée par l’évolu-tion de la teneur en potassium, élément stable qui ne pose pas de difficulté d’échantillon-nage compte tenu de sa solubilité (et donc de l’homogénéité de sa répartition) et attestéepar un grand nombre d’analyses. Ainsi, la teneur en oxyde de potassium représente 7,7 %de la matière sèche pour un lisier mixte contre 9,9 % pour un lisier aéré.

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Définition : Lisier ayant subi un traitement biologique simplifié par boue activée sansséparation de phases préalable. Il peut être épandu en l’état ou subir ultérieurementune décantation gravitaire.

Définition

Lisier aéré


moyenne écart-type effectifC/N 6,0 2,5 20





+ 9,2 0,2 0,2 462N organique 31 0,9 0,3 454P2O5 59 1,7 0,7 521K2O 99 2,6 0,7 522CaO 75 3,4 - 1MgO 28 1,3 - 1




Fraction soluble 222 10 - 1Hémicellulose 111 5,0 - 1Cellulose 111 5,0 - 1Lignine 111 5,0 - 1



Cu 671 93 10Zn 1132 336 9Mo 4 - 1Cd 0,8 - 1Cr 11 - 1Ni 14 - 1Pb 5,4 - 1Hg 0,1 - 1As 1,0 - 1Se 1,1 - 1



NGL 42 1,0 0,4 151MES - 55 46 14NO2 1,1 0,02 0,04 171NO3 2,3 0,04 0,08 172

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CommentairesCes analyses proviennent toutes du procédé MAE dont l’objectif est d’effectuer une déshy-dratation totale du lisier par traitement thermique. Il existe cependant d’autres procédés detraitement fonctionnant notamment sur la capacité évaporative de l’air extrait des porche-ries. Dans tous les cas, la fraction solide obtenue contient l’ensemble des éléments fertili-sants à l’exception des composés volatiles collectés par ailleurs. La déshydratation du lisierproduit également de la vapeur d’eau qui peut être évacuée en l’état ou condensée pour for-mer un effluent liquide déminéralisé (analyses non présentées).

Les composés volatiles issus de la déshydratation d’un lisier sont essentiellement consti-tués par de l’ammoniac qui doit être nécessairement collecté en aval. Un lavage d’air avecde l’eau contenant de l’acide sulfurique dilué s’avère efficace, il donne alors lieu à la pro-duction d’un sulfate d’ammonium. La composition des 2 effluents ainsi constitués est don-née séparément. En pratique, il peut être préférable de n’avoir qu’un seul produit à gérer(outre l’eau déminéralisée) ce qui est envisageable par la réincorporation du sulfate dans ledéshydrateur. La concentration en élément fertilisant du mélange ainsi obtenu va dépendrede la proportion respective des intrants. Ainsi le sulfate d’ammonium apporte essentielle-ment de l’azote sous forme ammoniacale mais également du soufre. Les autres élémentsne sont généralement présents qu’à l’état de trace.

Pour le procédé de traitement MAE, la siccité de la fraction solide sera plus ou moins éle-vée selon qu’elle est directement issue de la machine (68-70 % de matière sèche) ou aprèsune phase de séchage complémentaire (85 % de matière sèche). La teneur très élevée enoxyde de calcium de la fraction solide est une particularité de ce procédé de traitement. Dela chaux est effectivement incorporée dans le lisier pour favoriser le dégazage.

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Co-produit issu de la déshydratation totale d’un lisier de porc. Les émissions gazeu-ses du processus de séchage doivent être par ailleurs collectées et concentrées sousforme de sulfate d’ammonium. Ce dernier peut être utilisé en l’état ou réincorporédans la fraction solide. Dans ce tableau, les concentrations de ces deux produits sontmentionnées séparément, elles sont entre parenthèses pour le sulfate d’ammonium.

Définition

Lisier déshydraté


Moyenne (g/kg) Moy. (g/kg)(2)


Matière sèche - 754 (211) 71 (96) 16 (7)Matières minérales 644 (468) 492 (139) - 4 (2)Matières organiques 327 243 70 11C organique - 122 - 1N Kjeldahl 13 (278) 10,2 (47,0) 2,2 (18,3) 15 (8)N-NH4

+ 0,15 (265) 0,12 (45,0) 0,05 (14,1) 14 (8)N organique 13 (2,4) 9,6 (0,37) 1,5 (0,24) 14 (6)P2O5 30 (0,015) 22,6 (0,003) 7,9 (0,003) 15 (6)K2O 47 (0,5) 35 (0,07) 10 (-) 14 (4)CaO 302 (0,06) 229 (0,008) 43 (-) 13 (3)MgO 19 (0,007) 14,6 (0,002) 1,8 (-) 11 (2)Na2O 11 (0,01) 8,5 (0,003) 1,3 (-) 10 (2)SO3 34 26,0 6,6 7SO4(NH4)2 (737) (182) (-) 4

(2)Moyenne en g/litre pour le sulfate d’ammonium (données entre parenthèses)

Critères de pollution(3) Moyenne (g/kg) Moy. (g/litre)


MES 5,3 1,5 - 2MVS 5,8 1,3 0,7 6DCO 3,8 0,8 0,2 6DBO5 0,9 0,2 - 1

(3)du sulfate d’ammonium uniquement


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/m3 lisier traité)(1) 85 - 1

(0,045 m3/m3 pour le sulfate d’ammonium)Masse volumique (kg/m3) 509 - 1pH 8,1 - 1C/N 11,3 - 1

(1) Une seule donnée disponible issue de la validation de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne



Cu 184 - 4Zn 287 - 4B 23 - 1Fe 1090 - 1Mn 210 - 1Mo 3,5 - 1Cd 0,17 - 2Cr 22 - 2Ni 20 - 1Pb 1,9 - 2Hg 0,01 - 1As 0,7 - 1Se 1,0 - 2

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CommentairesUn élevage de 200 truies présentes, naisseur-engraisseur total, séparant par vis compac-teuse l’ensemble de son lisier, produit annuellement 130 à plus de 150 tonnes de refus frais.Cette quantité sera d’autant moins élevée que le refus aura subi une phase de compostageet de maturation.

La proportion de matière organique et de carbone sur produit sec est relativement compa-rable à celle d’un fumier d’engraissement à base de paille mais son fractionnement biochi-mique est très différent. En effet, le refus de tamis contient davantage de lignine (respecti-vement 14,6 contre 7 % de la matière sèche) notamment au détriment de la fraction soluble(respectivement 4,8 contre 8,9 % de la matière sèche).

Par ailleurs, le refus de tamis a une teneur en matière minérale inférieure à celle du lisierbrut dont il provient (22 contre 36 % de la matière sèche). Cela concerne l’ensemble desmacro et micro-éléments présentés dans ce document. Cette répartition indique que ceséléments sont essentiellement présents sur les particules fines du lisier, assez peu rete-nues par la vis compacteuse. A noter toutefois que les teneurs sont relativement similairesen SO3 ( 22 contre 18 g/kg MS pour respectivement le lisier brut et le refus de tamis), pro-bablement en raison de la forte teneur en acides aminés soufrés des soies plutôt bien rete-nues par ce procédé. Les particules grossières, mieux pourvues en matières organiquesdont les constituants de base sont le carbone, l’hydrogène et l’oxygène, sont également cel-les qui sont le mieux retenues ; le taux d’abattement obtenu au moyen de ce procédé estd’environ 8 % pour l’azote et 15 % pour le phosphore.

Les valeurs d’analyse présentées dans ce document correspondent essentiellement à desrefus frais. Leurs exportations nécessiteront au préalable une phase de compostage et dematuration d’afin de les déshydrater, les stabiliser et les hygiéniser.

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Fraction solide issue d’une séparation de phases de lisier brut à partir d’une vis com-pacteuse ou presse à vis.

Définition

Refus de vis compacteuse sur lisier brut





+ 6,5 2,4 1,2 30N organique 19 7,2 3,1 30P2O5 31 10,3 6,4 487K2O 9,8 3,7 1,6 90CaO 49 17,5 4,5 6MgO 13 4,9 2,1 7Na2O 1,3 0,5 - 4SO3 18 7,0 - 4


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/m3 lisier traité) MB : 42,8 16,2 25

moy. ajustée pour une teneur en MS de 33,4 % : 42,1pH 7,4 - 4C/N 16,8 3,9 12



Cu 190 88 12Zn 381 127 12B 43 - 1Fe 1680 - 1Al 460 - 1Mn 390 - 1Co 1,8 - 1Mo 2,1 - 2Cd 0,2 - 2Cr 9,5 - 2Ni 8,9 - 2Pb 1,5 - 2Hg 0,1 - 2As 0,9 - 2Se 0,4 - 2





Critères de pollution Moyenne (g/kg) Moy. (g/kg)


NGL 25 9,4 3,1 8MVS 773 288 46 18

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CommentairesPour un élevage naisseur-engraisseur de 200 truies présentes, la production annuelle derefus de décanteuse centrifuge à 40 % de matière sèche, serait comprise entre 180 et220 tonnes de produit brut. Cette quantité est d’autant moins élevée que le refus aura étédéshydraté par séchage ou compostage. Les analyses présentées dans ce document cor-respondent à des produits ayant déjà subi une première phase de compostage puisqu’unrefus frais en sortie de décanteuse-centrifuge à une teneur en matière sèche de 30 % envi-ron contre une moyenne de 40 % pour les 160 échantillons ayant ici fait l’objet d’une analy-se. Avec un écart-type de 9,9 % de matière sèche, ces refus présentent cependant une diver-sité de stade de maturation. L’intérêt de la décanteuse-centrifuge par rapport à la vis com-pacteuse est de retenir davantage les particules fines donc les éléments qui leur sont asso-ciés : phosphore, calcium, magnésium, cuivre, zinc. Ce procédé reste par contre inefficacepour retenir les éléments solubles tels que potassium, azote ammoniacal ou sodium.

Le rapport C/N du refus de décanteuse-centrifuge est bien inférieur à celui de la vis compacteu-se (respectivement 8,7 contre 16,8), mais il demeure supérieur à 8 ce qui en fait tout de même unfertilisant de type I. Le gain de capture se fait tant au profit de l’azote (20-25 % pour une décan-teuse-centrifuge contre environ 8 % pour une vis compacteuse) qu’au détriment du carbone (res-pectivement 54 contre 57 % de rétention). Ainsi, la teneur en carbone d’un refus de décanteuse-centrifuge n’est plus que de 300 g/kg MS contre 406 g/kg MS pour un refus de vis compacteuse.

En comparant les refus de décanteuse centrifuge présentant des teneurs inférieures ou aucontraire supérieures à 45 % de matière sèche (chiffres non présentés), il apparaît que leseffets du compostage sur la concentration des éléments stables sont comparables à ceuxdécrits p 29. Exprimée par kg de produit brut, la concentration du P2O5 augmente (28,4 et49,9 g/kg pour respectivement les 2 classes de valeurs citées précédemment) ; cela vautégalement pour sa concentration par kg de matière sèche avec respectivement 81 et 91 gP2O5 / kg MS. Cette augmentation s’observe également pour les autres éléments fertilisantset polluants stables. Dans le cadre des transferts de matières fertilisantes, la relation entrela teneur en matière sèche des refus et leur composition en phosphore (mais aussi cellesen azote et potassium) est présenté en page 61.

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Refus solide issu d’une séparation de phases de lisier brut par décanteuse-centrifuge.

Définition

Refus de décanteuse-centrifugesur lisier brut




Matière sèche - 399 99 160Matières minérales 329 139 61 78Matières organiques 669 271 62 81C organique 300 124 37 26N Kjeldahl 34 13,7 4,2 145N-NH4+ 13 5,1 2,2 71N organique 22 8,9 3,2 68P2O5 84 33,7 14,4 155K2O 9,6 4,0 2,6 150CaO 76 28,1 14,2 11MgO 39 15,0 6,8 12SO3 12 6,2 - 1







Fraction soluble 38 13 - 2Hémicellulose 106 38 - 2Cellulose 105 37 - 2Lignine 96 34 - 2



NGL 37 14,9 4,5 10MVS 579 227 48 17



Cu 430 137 28Zn 932 406 27Fe 3140 - 2Mn 664 196 9Mo 7,0 0,9 7Cd 0,5 0,5 6Cr 12,1 5,7 13Ni 12,3 2,6 7Pb 7,0 3,0 7Hg 0,08 - 4As 2,0 - 4Se 4,0 - 3

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43CommentairesPour un élevage naisseur-engraisseur total de 200 truies présentes, la production annuellede refus de décanteuse centrifuge à 35 % de matière sèche, serait comprise entre 220 et260 tonnes.

L’intérêt de la recirculation des boues dans la décanteuse-centrifuge est d’augmenter le tauxde capture du phosphore (plus de 90 %, au lieu de 75 % environ sans recirculation) et deréduire, voire supprimer, la présence de boues biologiques. L’augmentation de la rétentionconcerne également les micro-éléments. Selon les possibilités (paramètres physico-chi-miques des effluents) et le souhait des éleveurs, le taux de recirculation des boues peut êtreassez variable. Cela explique en partie la variabilité de la composition des refus. Ainsi le cui-vre présente un écart-type de 269 mg/kg MS pour une concentration moyenne de 628 mg/kgMS.

Normalement la teneur d’un produit brut en azote global (NGL) est supérieure à sa teneuren azote Kjeldahl. Les 27 échantillons ayant fait l’objet d’une analyse de l’azote globalétaient ici plus dilués que les 58 échantillons ayant fait l’objet d’une analyse de l’azoteKjeldahl. Les teneurs sur produit sec attestent cette hiérarchie.

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Refus solide d’une décanteuse-centrifuge obtenu à partir d’un mélange de lisier brutet de boues provenant d’une station de traitement biologique par boue activée.

Définition

Refus de décanteuse-centrifuge sur lisier brut et boues biologiques




Matière sèche - 353 83 72Matière minérales 314 88 - 2Matières organiques 672 187 - 2C organique 315 101 - 4N Kjeldahl 32 11,2 3,0 58N-NH4+ 8,2 2,9 1,7 22N organique 23 8,7 2,7 21P2O5 87 30,7 11,7 70K2O 9,6 3,4 1,5 69CaO 64 21 - 2MgO 36 12 - 2



moy. ajustée pour une teneur en MS de 35,3 % : 67,3C/N 10,8 - 3



NGL 33 10,9 2,3 27MVS 614 243 51 16



Cu 628 269 15Zn 1120 291 14Mo 5,9 1,9 12Cd 0,32 0,20 12Cr 15,5 4,7 12Ni 12,1 2,4 13Pb 7,7 3,6 12Hg 0,05 0,08 13As 2,8 2,2 9Se 2,3 3,0 13

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CommentairesLes boues issues d’un traitement biologique par boue activée sans séparation de phases entête représentent un tiers du lisier entrant. Par rapport à ce dernier, ces boues présententles caractéristiques suivantes :- Elles ont une teneur en matière sèche plus élevée (6,1 contre 3,6 % pour un lisier mixte)

mais c’est un co-produit de traitement qui reste encore très liquide et qui doit être épan-du au moyen d’une tonne à lisier.

- Au cours des phases de nitrification/dénitrification et de décantation, il n’y a pas de pro-cessus de minéralisation de la matière organique qui demeure aux environs de 65 % de lamatière sèche.

- La concentration des boues en azote total, relativement à la matière sèche, est environ3 fois moindre par rapport à celle d’un lisier. La proportion d’azote organique reste iden-tique ; par contre l’abattement s’est effectué au détriment de l’azote ammoniacal qui nereprésente plus de 27 % de l’azote total résiduel dans les boues contre 66 % pour un lisierd’engraissement. Compte tenu de cet abattement, le rapport C/N devient supérieur à 8 ;cet effluent pourrait donc être considéré comme un fertilisant de type I au même titre quele fumier.

Hormis l’azote, le traitement biologique par boue activée n’affecte pas les quantités d’élé-ments produites. La décantation gravitaire a pour effet de concentrer les sédiments et leséléments qui leur sont associés ; par contre les teneurs sur sec des éléments solubles sontmoins élevées. Ainsi, l’oxyde de potassium dose 46 g/kg MS dans ce type de boue contre77 g/kg MS dans un lisier mixte.

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Correspond à la fraction décantée d’un lisier aéré. Le lisier brut n’a pas subi de sépa-ration de phases en tête de traitement.

Définition

Boue biologique sans séparation de phases en tête




Matière sèche - 61 17 151Matières minérales 341 21,4 5,8 121Matières organiques 658 42,1 12,0 121C organique 370 22,4 5,0 10N Kjeldahl 37 2,3 0,7 128N-NH4+ 10 0,68 0,39 21N organique 29 1,9 0,6 21P2O5 66 4,0 1,4 153K2O 46 2,7 0,6 152CaO 93 5,9 - 1MgO 27 1,7 - 1Na2O 6,2 0,4 - 1SO3 7,6 0,5 - 1


moyenne écart-type effectifQuantité produite (litres/m3 lisier traité) MB : 323 69 12

moy. ajustée pour une teneur en MS de 6,1 % : 296pH 7,4 - 1C/N 8,8 1,2 10



NGL 39 1,9 0,8 28MES 941 24 - 3NO2 0,2 0,01 - 3NO3 0,2 0,01 - 3



Cu 810 - 1Zn 2140 - 1B 53 - 1Fe 3890 - 1Al 2140 - 1Mn 750 - 1Co 7,1 - 1Mo 6,3 - 1Cd 0,8 - 1Cr 32 - 1Ni 26 - 1Pb 4,9 - 1As 1,0 - 1Se 0,6 - 1

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CommentairesCe type de boue représente un peu plus de 20 % de la quantité de lisier traité contre envi-ron 30 % sans séparation de phases en tête. Cette dernière a pour effet de réduire légère-ment la teneur en matière sèche des boues (5,8 contre 6,1 % sans séparation de phases)notamment au détriment des matières organiques.

Bien que les valeurs proposées ne reposent que sur deux analyses, l’emploi d’une vis com-pacteuse semble réduire le rapport C/N des boues biologiques de 8,8 à 7,6. L’effet de laséparation de phases sur le rapport C/N des boues semble cependant se confirmer puisqu’iln’est plus que de 6,6 à l’issue d’une décanteuse centrifuge (n=5, voir page suivante).

Le fractionnement biochimique indique que la fraction soluble représente 50 % de la matiè-re organique alors qu’elle est de 33/43 % pour un lisier et qu’elle dépasse rarement les 20 %pour les fumiers frais ou compostés et les refus de séparation de phases. Les constituantsde la matière organique des boues biologiques devraient donc présenter une biodisponibili-té élevée par rapport aux matières fertilisantes citées précédemment.

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Boue issue d’une station de traitement biologique par boue activée après décanta-tion. Le lisier traité a subi préalablement une séparation de phases par vis compac-teuse.

Définition

Boue biologique après vis compacteuse




Matière sèche - 58 20 33Matières minérales 430 24,4 6,4 17Matières organiques 555 33,2 9,8 19C organique 341 17,7 - 3N Kjeldahl 43 2,5 0,7 19N-NH4+ 7,0 0,33 - 3N organique 36 1,9 - 4P2O5 84 4,9 1,8 31K2O 48 2,6 0,7 31CaO 106 7,0 - 2MgO 32 2,2 - 2Na2O 8,0 0,5 - 1SO3 26 1,5 - 1



moy. ajustée pour une teneur en MS de 5,8 % : 212pH 8,0 - 1C/N 7,6 - 2







NGL 45 2,6 1,1 13



Cu 1220 - 2Zn 2370 - 2B 51 - 1Fe 3260 - 1Al 1590 - 1Mn 830 - 1Co 4,0 - 1Mo 7,3 - 2Cd 0,9 - 2Cr 16 - 2Ni 18 - 2Pb 5,5 - 2Hg 0,1 - 1As 2,0 - 2Se 0,8 - 1

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CommentairesAvec une décanteuse-centrifuge en tête de traitement, les boues biologiques ne représen-tent plus que 14 % du lisier entrant contre 32 % sans séparation de phases. La teneur enmatière sèche diminue également (4,6 contre 6,1 %). Contrairement à la vis compacteuse,le prélèvement de matière par une décanteuse centrifuge concerne autant les matièresminérales que les matières organiques. En effet, leurs proportions restent respectivementde 35 et 65 % de la matière sèche, que les boues aient subi ce mode de séparation de pha-ses ou non.

L’azote ammoniacal représente moins de 10 % de l’azote Kjeldahl contre 70 % dans un lisiermixte. Cette fraction azotée représente elle-même, selon le type de boue, 93 à 96 % de l’a-zote global (NGL). La fraction résiduelle est notamment constituée de formes d’azote oxy-dées telles que nitrites et nitrates.

Qu’il y ait ou non séparation de phases, la teneur en azote Kjeldahl sur le produit brut resteconstante (2,3 g/kg). Par contre, elle augmente par rapport à la matière sèche : de 37 g/kgsans séparation de phases, à 43 g/kg avec une vis compacteuse puis 52 g/kg avec unedécanteuse centrifuge. Nous n’avons pas d’explication pour ces évolutions qui s’observentégalement pour le potassium mais sont inverses pour l’azote ammoniacal.

(*) moyenne ajustée non déterminable : la teneur en matière sèche des boues de ces 4 ratios n’é-tant pas connue.

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Correspond à la fraction décantée d’un lisier aéré qui a initialement subi une sépa-ration de phases par décanteuse-centrifuge. Ces boues ne recirculent pas en tête detraitement.

Définition

Boue biologique après décanteuse-centrifuge




Matière sèche - 46 16 44Matières minérales 354 16,4 5,7 30Matières organiques 658 30,3 10,6 31C organique 384 15,4 6,6 7N Kjeldahl 52 2,3 0,7 31N-NH4+ 3,9 0,22 0,23 5N organique 44 1,9 0,9 7P2O5 52 2,3 1,3 44K2O 68 2,8 0,6 44


moyenne écart-type effectifQuantité produite (litres/m3 lisier traité) 140(*) - 4C/N 6,6 1,7 5







NGL 56 2,2 0,9 14

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CommentairesL’eau résiduaire obtenue après décantation d’un lisier aéré représente environ les 2/3 dulisier traité. Elle contient 7 à 9 fois moins de matière sèche qu’un lisier de porc et à ce titre,peut être stockée en lagune sans accumulation excessive de dépôts. La teneur en azoteKjeldahl est également 13 à 14 fois moindre, l’azote ammoniacal 4 à 13 fois moindre et lephosphore 9 à 18 fois moindre. Le potassium qui est un élément stable et soluble devientalors majoritaire par rapport aux autres éléments fertilisants et le principal facteur limitantdes épandages d’eaux résiduaires. Il constitue ainsi presque 50 % des matières minérales(322 sur 689 g/kg MS) présentes dans cet effluent. Pourtant, en l’absence de réglementationconcernant les apports de potassium, cet effluent est généralement épandu à forte dose( parfois plus de 200 m3/ha avec un dispositif d’irrigation).

Les matières organiques ne constituent plus que 31 % de la matière sèche (contre 56 à 66 %pour des boues biologiques). Elles contiennent une proportion élevée d’éléments solubles(96 %) mais très peu de lignine, d’hémicellulose et de cellulose.

L’azote Kjeldahl représente 91 % de l’azote global (NGL). Le complément est constitué deformes d’azote oxydées à des teneurs de 12 à 14 mg/l. Toutefois les écarts-types de ces der-nières sont élevés (17 mg/), en raison d’une dénitrification plus ou moins complète dansl’eau résiduaire.

Les teneurs en éléments-traces liés à la matière sèche tels que Cu, Zn, Fe, Al, Mn, Mo, sonttrès inférieures aux niveaux observés dans les autres effluents porcins cités dans ce docu-ment. D’autres éléments, tels que B, As, Se sont par contre retrouvés en concentrationssimilaires (exprimées par rapport au produit sec) ; il s’agit pour la plupart d’éléments solu-bles et/ou présents sur les particules en suspension.

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Effluent correspondant à la fraction surnageante d’un lisier aéré après décantationgravitaire.

Définition

Eau résiduaire N/D après décantation gravitaire


Moyenne (g/kg) Moy. (g/litre)


Matière sèche - 6,7 2,1 227Matières minérales 689 4,8 1,5 191Matières organiques 310 2,1 0,8 192C organique 93 0,6 - 4N Kjeldahl 26 0,18 0,16 205N-NH4+ 9,0 0,05 0,04 22N organique 12 0,08 0,03 21P2O5 39 0,27 0,21 264K2O 322 2,11 0,63 258CaO 17 0,11 - 3MgO 37 0,22 - 3Na2O 72 0,43 - 2SO3 38 0,23 - 2



moy. ajustée pour une teneur en MS de 0,67 % : 615pH 8,2 0,2 5C/N 3,7 - 3



NGL 28 0,19 0,17 190MES 88 0,55 0,36 30NO2 2,0 0,012 0,017 170NO3 2,2 0,014 0,017 170




Fraction soluble 480 4,3 - 1Hémicellulose 7,5 0,1 - 1Cellulose 0 0 - 1Lignine 12,5 0,1 - 1



Cu 119 - 3Zn 284 - 3B 97 - 2Fe 298 - 2Al 28 - 2Mn 85 - 2Co 3,3 - 2Mo 2,4 - 2Cd 0,2 - 2Cr 3,3 - 3Ni 14 - 3Pb 0,7 - 2Hg 0,2 - 3As 1,4 - 3Se 1,0 - 3

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CommentairesL’extraction des boues peut être réalisée au moyen d’un séparateur de phases placé en têtede traitement (généralement une décanteuse-centrifuge) ou d’un filtre à bande en traite-ment tertiaire. Pour ce dernier, l’utilisation de polymères implique l’utilisation d’eau (pourenviron 10 % de la quantité de lisier entrante). Ainsi, par ce procédé, il peut être obtenu unvolume d’eau résiduaire comparable à la quantité de lisier traité.

Les teneurs (sur sec) des principaux macro-éléments de ce type d’eau résiduaire sont alorsbien inférieures à celles de l’effluent issu d’une simple décantation gravitaire. Elle sontrespectivement de 11 et 26 g/kg MS pour NTK, de 26 et 39 g/kg MS pour P2O5, de 280 et322 g/kg MS pour K2O. Les teneurs sur produit brut du phosphore et du potassium demeu-rent cependant inchangées.

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Effluent correspondant à l’eau résiduaire d’une station de traitement biologique parboue activée après extraction des boues par séparation de phases.

Définition

Eau résiduaire N/D après extraction des boues biologiquespar séparation de phases


Moyenne (g/kg) Moy. (g/litre)


Matière sèche - 7,6 1,7 37Matières minérales 833 6,0 - 1N Kjeldahl 11 0,06 0,05 195N-NH4+ 1,4 0,01 - 1N organique 9,7 0,07 - 1P2O5 26 0,29 0,13 235K2O 280 2,09 0,52 41



moy. ajustée pour une teneur en MS de 0,76 % : 897pH 8,3 0,1 22



NGL 37 0,27 0,16 39MES - 0,39 0,28 196

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55CommentairesPour un procédé de compostage donné, le ratio de mélange lisier/paille est fixé ; ce critèren’influence donc pas les quantités de compost produites. Par contre, l’efficacité du compos-tage et la durée de la maturation ont un effet déterminant sur la teneur en matière sèche eten éléments fertilisants, de même que sur le volume et le poids de compost obtenus. Ainsi,à 25 % de matière sèche, les quantités de compost obtenues pour 1 m3 de lisier traitéseraient environ de 360 kg pour Isater et de 530 kg pour la méthode Guernevez. A noter que,si l’exportation constitue la destination finale de ces produits, une maturation complémen-taire s’avère nécessaire car les analyses présentées dans ce document sont issus de com-posts frais ou peu évolués.

Les effets du compostage sur l’évolution de la teneur en éléments fertilisants et polluantssont les mêmes que ceux énoncés précédemment (p 29 à 31). Ainsi, par rapport à un fumierd’engraissement à base de paille qui a déjà subi une première phase de compostage enbâtiment d’élevage, le compost obtenu ici contient davantage de matières minérales (370contre 220 g/kg MS). Cette différence est notamment due au ratio de mélange lisier/paillequi est de 12 ou 15 pour un fumier artificiel contre seulement 5 à 9 (selon le niveau depaillage) pour un fumier « naturel ». Compte tenu de la composition de la paille, un apportélevé de litière contribue à l’enrichissement en potassium du compost mais dilue la teneurdes autres éléments minéraux et métalliques.

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54

Compost issu du mélange de paille et de lisier de porc dans des proportions (enmasse) de 1 pour 15 (méthode Guernevez) ou 1 pour 12 (Isater). Pour ce dernier, lesquantités produites et les niveaux de concentration sont indiqués entre parenthèses.

Définition

Compost de lisier sur paille




Matière sèche - 248 (230) 54 (52) 24 (32)Matières minérales 362 (307) 86 (72) 31 (36) 20 (31)Matières organiques 616 (687) 147 (156) 16 (31) 22 (32)C organique 264 77 12 7N Kjeldahl 26 (30) 6,1 (6,7) 1,0 (1,6) 22 (32)N-NH4+ 7,4 (7,0) 1,7 (1,5) 0,9 (0,7) 22 (29)N organique 18 (23) 4,5 (5,1) 0,8 (1,5) 24 (29)P2O5 35 (45) 8,8 (10,3) 3,1 (3,3) 22 (32)K2O 31 (38) 7,4 (8,7) 1,6 (3,1) 22 (32)CaO 41 12,8 3,4 5MgO 20 6,2 2,0 5Na2O 5,9 1,6 - 3SO3 15 4,1 - 3


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/m3 lisier traité) MB : 494 (287) 140 (30) 12 (16)

moy. ajustée pour une teneur en MS de 24,8 % : 466 (360*)Masse volumique (kg/m3) 887 161 11pH 8,0 - 3C/N 15,7 2,5 21







Cu 336 132 8Zn 548 124 8Mo 4,4 - 2Cd 0,6 - 2Cr 12 - 2Ni 7,7 - 2Pb 13 - 2Hg 0,05 - 2As 3,3 - 2Se 1,0 - 2

(*) Estimation

Le

s c

o-p

rod

uit

s d

e t

rait

em

en

t

57CommentairesPour ce compost, nous ne disposons que d’une seule source permettant d’évaluer la quan-tité produite ; elle est issue de la validation de ce procédé de traitement par l’Agence de l’EauLoire-Bretagne. Sur cette base et pour une teneur en matière sèche de 50 %, la quantité decompost obtenue par m3 de lisier traité devrait être comprise entre 750 et 800 kg. Cesvaleurs sont supérieures à celles obtenues par le compostage de lisier sur paille car les pro-portions de substrat ajouté sont différentes : respectivement 1 tonne de déchets verts parm3 de lisier traité contre seulement 70/80 kg de paille. Compte tenu de cette dilution élevéepar les déchets verts, la teneur sur sec en éléments fertilisants et polluants stables estmoindre avec ce type de compost. Ainsi, les teneurs peu élevées en cuivre et zinc facilitentl’acceptabilité de ces produits pour des productions végétales à cahiers des charges incluantdes critères d’innocuité fondés sur des concentrations en éléments-traces métalliques.

Les produits décrits ici ont subi une phase de maturation plus poussée que les composts delisier sur paille présentés pages précédentes. Ainsi, ils ne contiennent plus que 6,8 % d’a-zote ammoniacal relativement à la quantité d’azote Kjeldahl contre 12/28 % pour les com-posts de lisier sur paille.

Le

s c

o-p

rod

uit

s d

e t

rait

em

en

t

56

Compost issu du mélange de déchets verts et de lisier de porc dans les proportions,en masse, de 1 pour 1. Ce produit peut atteindre divers degrés de maturation selonsa destination.

Définition

Compost de lisier sur déchets verts




Matière sèche - 493 81 32Matières minérales 537 257 59 17Matières organiques 465 228 31 30C organique 220 110 18 10N Kjeldahl 20 9,6 2,1 31N-NH4+ 1,3 0,65 0,52 20N organique 19 9,1 1,9 21P2O5 13 6,4 1,7 32K2O 16 7,4 2,4 32CaO 35 17,6 - 4MgO 8,5 4,4 0,8 5


moyenne écart-type effectifQuantité produite (kg/m3 lisier traité) MB :1070 (*) - 1

moy. ajustée pour une teneur en MS de 49,3 % : 769pH 8,0 - 2C/N 11 1,4 9







Cu 113 46 24Zn 245 73 20Mo 4,2 - 1Cd 0,4 - 3Cr 24 - 4Ni 13 - 1Pb 34 - 4Hg 0,11 - 3As 5,3 - 1Se 0,2 - 1

(*) Valeur issue de la validation du procédé par l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne



NGL 21,9 9,7 - 4NO3 0,21 0,09 - 4

5958

De nombreux substrats ligno-cellulosiques peuvent servir de litière pour l’élevage deporcs ou pour le compostage du lisier. Il peut s’agir de litière sèche ayant une teneuren matière sèche élevée (supérieure à 80 voir 90 %) ou fraîche (50-60 % de matièresèche). Ces substrats se caractérisent généralement par une teneur réduite en élé-ments indésirables tels que le cuivre et le zinc. Ils contiennent par contre une teneurélevée en matière organique notamment en carbone.

Définition et caractéristiques

Composition de quelques substrats ligno-cellulosiques

Composition élémentaire et fractionnement biochimique de lamatière organique(g/kg de produit brut) Déchets Copeaux origines

Paille verts diverses

produit sec

pH 6,4 - 5,2C/N 80 - 409Matière sèche 870 460 850Matières minérales 63 - 70Matières organiques 791 - 780C organique 437 - 417NDF 721 - 753(*)

ADF 458 - 646(*)

ADL 75 - 230(*)

(*) issus de résineuxMacro-éléments(g/kg de produit brut)

N Kjeldahl 5,0 4,8 0,8N organique 5,0 - -P2O5 2,2 2,0 < 0,04K2O 14 4,2 0,2CaO 6,2 - 1,2MgO 1,0 - 0,2Na2O 0,4 - 0,03SO3 2,5 - 0,2

Micro-éléments(mg/kg de matière sèche)

Cu 6,0 - 3,6Zn 21,4 - 9,1

Composition élémentaire et fractionnement biochimique de lamatière organique(g/kg de produit brut) Copeaux Sciure origine Sciure Ecorce

de chêne diverse de hêtre de bois

produit frais produit sec produit frais produit frais

pH 5,4 4,9 5,4 5,9C/N 87 405 397 89Matière sèche 550 850 590 640Matières minérales 69 7 4 77Matières organiques 482 826 582 490C organique 241 441 291 301NDF 395 766(*) 560 636ADF 301 638(*) 430 483ADL 150 217(*) 92 212

(*) issus de résineuxMacro-éléments(g/kg de produit brut)

N Kjeldahl 2,8 1,2 0,8 3,3N organique 2,6 0,9 0,5 3,2P2O5 0,9 < 0,04 0,4 0,7K2O 1,2 0,5 1,0 1,8CaO 26 1,7 1,5 37MgO 0,6 0,2 0,4 0,6Na2O 0,06 0,1 0,05 0,05SO3 1,1 0,4 0,3 0,9

Micro-éléments(mg/kg de matière sèche)

Cu 0,8 - 0,9 2,8Zn < 0,1 5,6 6,2 7,4

6160

Dans le cadre de la résorption des excédents en azote et phosphore, des effluents porcinsdoivent être exportés en dehors des plans d’épandage vers des zones à plus faible densitéanimale. Le transfert de matières fertilisantes obéit à un cadre réglementaire particulier. Adéfaut d’une procédure d’homologation, dont la mise en œuvre est longue et coûteuse, cesmatières devront répondre à une procédure de normalisation. En principe, les co-produits detraitement du lisier de porc pourraient correspondre soit à la norme NFU 42-001, pour desengrais organiques, soit à la norme NFU 44-051 pour des amendements organiques. Lesrefus de séparation de phases rentrent dans la première catégorie et les produits compos-tés à l’aide d’un substrat ligno-cellulosique, dans la seconde.

Les teneurs en macro-éléments : azote, phosphore et potassium ainsi que la somme deleurs concentrations sont l’un des critères d’éligibilité à l’une ou l’autre de ces normes. Lorsde la rédaction de ce document, celles-ci étaient en cours de révision. Selon les projets encours, les refus de séparation de phases (norme engrais organique, NFU 42-001) devraientavoir la somme de leurs concentrations en N + P2O5 + K2O supérieures à 6 % du produit brutet les concentrations en N et P2O5, supérieure à respectivement : 1,5 et 3 % du produit brut.Concernant les amendements organiques (NFU 44-051), les trois éléments majeurs (N, P2O5et K2O) doivent avoir une concentration inférieure ou égale à 3 % et leur somme doit êtreinférieure ou égale à 7 % du produit brut. Les composts éligibles à la norme NFU 44-051 doi-vent, en outre, avoir une teneur en matière sèche supérieure à 30 % et, de par leur statut d’a-mendement organique, (rôle dans la reconstitution ou l’entretien du stock de matière orga-nique des sols) contenir plus de 20 % de matière organique. A défaut de connaître l’issue desprocédures de révision, les commentaires qui vont suivrent seront donc à adapter aux critè-res de sélection finalement retenus.

Les valeurs d’analyses rassemblées pour la réalisation de ce document montrent que lesteneurs en macro-éléments sont très variables. La teneur en matière sèche des co-produitsde traitement qui est une composante principale de cette variabilité, est largement détermi-née par le degré de séchage et/ou de compostage. Les figures qui vont suivre permettrontde mieux cerner les niveaux de déshydratation à atteindre (ou à ne pas dépasser) au regarddes prescriptions des normes NFU 42-001 et 44-051. Les siccités (matière sèche) mention-nées dans le texte ne sont cependant que des valeurs moyennes car issues d’équations deprédiction. L’ajustement sera également à préciser selon la proportion exigée de conformitédes lots.

Les refus de séparation de phasesCompte tenu de leur aptitude à retenir le phosphore, les décanteuses centrifuges sont lesprincipaux séparateurs de phases en voie de développement. Leurs refus, issus de lisier brutou en mélange avec des boues biologiques, sont donc majoritairement concernés par letransfert des matières fertilisantes. Les vis compacteuses sont encore relativement bien

*en fonction de leur teneur en matière sèche

Composition en N, P et K des refus de séparation de phaseset des composts*

00,51,01,52,02,53,0

20 30 40 50 60 70

N (

%)

(1)

0

0,5

1,0

1,5

2,0

20 30 40 50 60 70

K2O

(%

) (1

)

y = 0,0003x2 - 0,0142x + 0,3818R2 = 0,4959

y = 0,0006x2 + 0,1019x + 0,0625R2 = 0,681

y = -0,0007x2 + 0,1716x + 2,2582R2 = 0,5589

y = 0,0007x2 - 0,0312x + 1,3666R2 = 0,6696

Matière sèche (%)

(1) Les pourcentages sont systématiquement donnés par rapport au produit brut

Matière sèche (%)

Matière sèche (%) Matière sèche (%)

0

2

4

6

8

10

12

20 30 40 50 60 70

N +

P2O

5 +

K2O

(%

)(1

)

0

2

4

6

8

10

20 30 40 50 60 70

P2O

5 (%

) (1

)

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3 Fig. 4

Refus de décanteuse-centrifuge sur lisier brut

représentées dans le domaine du traitement des lisiers, mais devraient devenir minoritai-res au regard de leur faible efficacité à retenir le phosphore (environ 15 % contre 75 à plusde 80 % pour les décanteuses centrifuges).

D’après les équations de prédiction, les teneurs en azote total des refus de séparation dephases dépassent le seuil des 1,5 % du produit brut pour une teneur en matière sèche de48 % (refus de décanteuse sur lisier brut, R2= 0,67 – Fig. 1), 51 % (refus de décanteuse surun mélange lisier + boue, R2= 0,50 – Fig. 5) ou 53 % (refus de vis compacteuse, R2= 0,58 –Fig. 9). Ces objectifs de déshydratation sont techniquement et économiquement réalisables.Dans toutes les situations, la teneur en potassium (Fig. 3, 7 et 11) demeure inférieure à cellede l’azote avec des concentrations ne dépassant pas 1 % du produit brut pour les siccitéshabituellement rencontrées.

Les refus de décanteuses centrifuges ont par contre des teneurs en phosphore beaucoupplus élevées que celles en azote et potassium (Fig. 2 et 6). Les équations de prédiction indi-quent qu’elles peuvent potentiellement atteindre 3 % du produit brut dès 36 % de matièresèche pour les refus issus de lisiers bruts (R2= 0,56) et dès 33-34 % de matière sèche pourles refus issus d’un mélange de lisier et de boues biologiques (R2= 0,71). Ces niveaux de sic-cité sont à peine supérieurs à ceux des produits frais puisqu’en sortie de décanteuse cen-trifuge, ils sont déjà aux environs de 28-33 %.

6362

N (

%)

(1)

K2O

(%

) (1

)

y = -2.10-5x2 + 0,0106x - 0,0005R2 = 0,2018

y = -0,0016x2 + 0,2467x - 4,0164R2 = 0,5802

y = 0,0016x2 - 0,0654x + 1,3897R2 = 0,2414

y = 0,0008x2 - 0,0326x + 0,9616R2 = 0,5775

Matière sèche (%)


Matière sèche (%)


N +

P2O

5 +

K2O

(%

)(1)

P2O

5 (%

) (1

)

00,5

11,5

22,5

3

0 20 40 60 800

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 20 40 60 80-2

0

2

4

6

8

0 20 40 60 80

Fig. 9 Fig. 10

Fig. 11 Fig. 12

Refus de vis compacteuses sur lisier brut

N (

%)

(1)

K2O

(%

) (1

)

y = 8.10-5x2 + 0,0067x + 0,0005R2 = 0,5563

y = -0,0034x2 + 0,4413x - 6,4619R2 = 0,8224

y = -0,0033x2 + 0,3864x - 6,2214R2 = 0,7111

y = 0,0004x2 - 0,0075x + 0,8401R2 = 0,5028

Matière sèche (%)


Matière sèche (%)


N +

P2O

5 +

K2O

(%

)(1

)P

2O5

(%)

(1)

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80

0

2

4

6

8

0 10 20 30 40 50 60 70

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 10 20 30 40 50 60 70

0

0,5

1

0 20 40 60 80

Fig. 5 Fig. 6

Fig. 7 Fig. 8

Refus de décanteuse-centrifuge sur lisier + boue biologique Pour les refus de vis compacteuses, le lien entre la teneur en phosphore et le niveau de dés-hydratation est moins évident (Fig. 10, R2= 0,24). Ce fait est probablement à mettre en rela-tion avec l’efficacité variable de ce procédé de séparation de phases, comme le montre ladiversité des concentrations en phosphore des produits frais, à 30-33 % de matière sèche.

Le cumul des concentrations de ces trois macro-éléments (Fig. 4, 8 et 12) dépasse 6 % duproduit brut dès 46 % et 42 % de matière sèche pour respectivement les refus de décanteu-ses centrifuges issus de lisiers seuls (R2= 0,68) ou en mélange avec des boues biologiques(R2= 0,82). Selon la proportion exigée de conformité des lots de matières fertilisantes desti-nés à être exportés, il est probable que les niveaux de déshydratation à atteindre soientsupérieurs. En revanche, pour les refus de vis compacteuses, ce seuil des 6 % sur produitbrut n’est pas atteint, même pour des siccités comprises entre 50 et 60 % de matière sèche.Des niveaux de déshydratation supérieurs seront difficilement envisageables compte tenudes coûts supplémentaires de séchage par ventilation, compostage et/ou dus à l’allonge-ment des durées de stockage.

En conclusion, si les critères d’éligibilité finalement retenues pour la norme NFU 42-001correspondent au respect conjoint des seuils précédemment mentionnés, la teneur enazote sera le facteur limitant pour les refus de décanteuse-centrifuge. Cela nécessiteraitque la teneur en matière sèche de ces refus soit au moins de 50 %. Pour les refus de viscompacteuse, le respect de l’ensemble des seuils limites de concentration semble diffi-cilement réalisable. Si d’autres règles de décision sont adoptées, les équations de pré-dictions doivent permettre de déterminer les niveaux de déshydratation à atteindre.

6564

Les composts de lisier et de fumierNous avons retenu 4 (co)produits qui d’une part, présentent suffisamment de donnéesexploitables et d’autre part, pourraient être considérés comme des amendements comptetenu de leur teneur en matière organique. Il s’agit du compost de fumier et des composts delisier sur paille ou déchets verts.

La nature et la quantité de substrat ligno-cellulosique influencent la teneur en matièreorganique du compost qui doit être supérieure à 20 % du produit brut pour les amendementsorganiques. Ce seuil est largement dépassé pour les composts de fumier (Fig. 5) et celuiissu du mélange lisier/déchet vert (Fig. 20) au-delà de, respectivement, 33 % (R2= 0,92) et42 % de matière sèche (R2= 0,53).

Le respect de cette prescription est moins évident pour les composts de lisier sur paille (Fig.10 et 15). Le taux de matière organique des composts Isater atteindrait ce seuil vers 30 % de

matière sèche (2 valeurs d’analyse), alors que pour cette siccité, le compost Guernevez n’aqu’une teneur en matière organique de 16 % environ. La proportion de paille est en effet unpeu supérieure avec les composts Isater. Pour ces deux co-produits de traitement, nousmanquons toutefois de références de composition au delà de 30 % de matière sèche pourconfirmer le respect du taux minimal de matière organique. Or une siccité de 30 % est éga-lement une exigence du projet de la norme NFU 44-051.

Les figures 1, 6, 11 et 16 indiquent d’autre part que l’augmentation de la teneur en azoteralentit au cours de la phase de compostage et de maturation pour les 4 composts.Contrairement aux refus de séparation de phases, ces produits contiennent initialement uneforte proportion d’azote ammoniacal puisqu’ils contiennent l’intégralité des déjections. Laphase de compostage induit une forte perte d’azote par volatilisation ; les trois procédés detraitement mentionnés ici (compostage du lisier sur paille ou déchets verts) sont en effetvalidés pour un abattement de 50 % de l’azote par l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne.

N (

%)

K2O

(%

)

y = -0,0007x2 + 0,1188x - 1,228R2 = 0,6625

y = -0,0022x2 + 0,302x - 3,2103R2 = 0,8252

y = -0,0011x2 + 0,1244x - 1,3298R2 = 0,4631

y = -0,0004x2 + 0,0618x - 0,6526R2 = 0,8314



N +

P2O

5 +

K2O

(%

)P

2O5

(%)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 20 40 60 800

0,51,01,52,02,53,0

0 20 40 60 80

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 800

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80

Mat

ière

org

aniq

ue (

%)

y = 0,8152x -6,5091R2 = 0,9194

Matière sèche (%)

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3 Fig. 4

Fig. 5

01020

30

5040

60

200 40 60 80

Fumier (à base de paille) composté

N (

%)

K2O

(%

)

y = -0,0016x2 + 0,0989x - 0,6701R2 = 0,1609

y = -0,0011x2 + 0,0214x - 1,509R2 = 0,4668

y = -0,0032x2 + 0,1081x - 1,5566R2 = 0,6949

y = -0,0005x2 + 0,0306x - 0,1645R2 = 0,0636



N +

P2O

5 +

K2O

(%

)P

2O5

(%)

Mat

ière

org

aniq

ue (

%)

y = -0,0203x2 + 1,1922x + 1,8963R2 = 0,1641

Matière sèche (%)

0

0,5

1

0 10 20 30 40

0

0,5

1

1,5

0 10 20 30 40

00,5

11,5

22,5

33,5

4

0 10 20 30 40

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

Fig. 6 Fig. 7

Fig. 8 Fig. 9

Fig. 10

Compost lisier sur paille (Guernevez)

6766

Ainsi nous constatons que même pour des teneurs en matière sèche de 40 %, la concentrationen azote ne dépasse pas le seuil des 3 % du produit brut comme l’exigent les prescriptions duprojet de norme NFU 44-051. Pour le phosphore, élément stable, ce seuil n’est également pasdépassé. Les composts de lisier sur paille manquent toutefois de références de compositionpour des produits à 40 % de matière sèche ; l’équation de prédiction indique néanmoins uneconcentration en P2O5 de 2,5 % du produit brut pour cette siccité (compost Isater).

Concernant le potassium (Fig. 3, 8, 13 et 18), les issues de compostage du lisier sur paille oudéchets verts respectent également la valeur maximale des 3 % sur produit brut. Ce seuil esttoutefois dépassé pour les composts de fumiers lorsque leur siccité est supérieure à 50 %.

Le compost de lisier sur déchets verts, à siccité comparable, contient moins d’azote et dephosphore que les trois autres composts. Ces différences de teneur sont notamment à met-tre en relation avec la nature et la quantité de substrat ligno-cellulosique mélangé au lisier.Ainsi les composts issus de fumier d’engraissement peuvent initialement avoir reçu une

forte proportion de paille, de 80 à 200 kg par m3 de déjections selon le niveau de paillage enbâtiment. Or ce type de litière est très pourvu en potassium. De la même façon, les compostsde lisier sur déchets verts sont issus d’un ratio de mélange de 1 tonne par m3 de lisier, alorsque les procédés de compostage Guernevez et Isater n’apportent que 70-80 kg de paille parm3 de lisier. Le coefficient de détermination de la teneur en azote (R2= 0,21 - Fig. 16) et enphosphore (R2= 0,17 - Fig. 17) est cependant peu élevé pour le compost de lisier sur déchetsverts, probablement en raison de la grande diversité de composition de ce produit.

Le cumul des concentrations N + P2O5 + K2O est inférieur à 7 % du produit brut comme l’exi-ge le projet de norme NFU 44-051 pour tous les composts (Fig. 9, 14 et 19) sauf celui à basede fumier (Fig. 4). Ces fumiers sont issus de l’engraissement de porcs charcutiers, il pour-rait en être autrement des fumiers de truies gestantes ou de porcelets avec des niveaux depaillage différents. Nous disposons cependant de trop peu de données pour conclure sur cetaspect.

N (

%)

K2O

(%

)

y = 0,0004x2 + 0,0391x - 0,1815R2 = 0,4839

y = 0,001x2 + 0,0877x + 0,1052R2 = 0,6261

y = 0,0017x2 - 0,0184x + 0,5706R2 = 0,4902

y = -0,001x2 + 0,067x - 0,284R2 = 0,2246



N +

P2O

5 +

K2O

(%

)P

2O5

(%)

Mat

ière

org

aniq

ue (

%)

y = 0,0045x2 + 0,3478x + 5,5852R2 = 0,7982

Matière sèche (%)

0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 10 20 30 40

0

0,5

1,5

1,0

2

0 10 20 30 400

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40

Fig. 11 Fig. 12

Fig. 13 Fig. 14

Fig. 15

00,20,40,60,81,01,2

0 10 20 30 40

Compost lisier sur paille (Isater)

N (

%)

K2O

(%

)

y = -0,0004x2 + 0,0492x - 0,5857R2 = 0,0346

y = -0,0005x2 + 0,0793x - 0,2662R2 = 0,1534

y = -0,0004x2 + 0,032x - 1,2072R2 = 0,1723

y = -0,0006x2 + 0,0748x - 1,1855R2 = 0,21136



N +

P2O

5 +

K2O

(%

)P

2O5

(%)

Mat

ière

org

aniq

ue (

%)

y = -0,0073x2 + 1,0737x - 12,182R2 = 0,5289

Matière sèche (%)

0

0,5

1

1,5

0 20 40 60 80

0

0,5

1

1,5

0 20 40 60 80

0

1

2

3

4

0 20 40 60 80

00,20,40,60,8

11,2

0 20 40 60 80

05

101520253035

0 20 40 60 80

Fig. 16 Fig. 17

Fig. 18 Fig. 19

Fig. 20

Compost lisier sur déchets verts

68

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composition des effluents porcins - ifip.asso.fr

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