POUR UNE APPROCHE GLOBALEde la valorisation des effluents organiquesLe projet APIVALE
Les rendez-vous de l’Inra au Space – mardi 12 septembre 2017
.02POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
PROGRAMME• Introduction
Nadège Edouard, Inra Bretagne‐Normandie
• Alimentation des animaux et devenir des nutrimentsJean-Yves Dourmad, Inra Bretagne‐Normandie
• Optimisation agronomique et environnementale de la valorisationdes produits organiques issus des filières de transformationSafya Menasseri, Agrocampus Ouest
• Gestion des effluents organiques et risques sanitaires :antibiorésistance et micro-organismes pathogènesAnne-Marie Pourcher, Irstea Rennes
• ConclusionFabrice Béline, Irstea Rennes
.0312 septembre 2017
_01IntroductionNadège Edouard, UMR Inra/Agrocampus Ouest PegaseInra Bretagne‐Normandie
.04POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
L’agriculture et l’élevage au cœur des enjeux de valorisation des effluents organiques
France: 800MT déchets
Origine organique
300MT issus de l’agriculture=> effluents d’élevage
Industries agroalimentaires:
50MT
Elevage = principal producteur ET utilisateur final
.05POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
L’élevage au cœur des cycles de nutriments
CO2, CH4, NH3, N2O,
particules…
Eaux uséesEffluents
nitrates, pesticides…
eau
carbone
azote
phosphore
énergie
Etc…
.06POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Les élevages contribuent aux impacts sur l’environnement
11%
22%
18%21%
26%
2%
2011
Transformation énergie
Industrie manufacturière
Résidentiel/tertiaire
Agriculture/sylviculture
Transport routier
Autres transports
Source : CITEPA / Rapport SECTEN édition mai 2013
38%
52%
10%
N2O
CH4
CO2
En France => agriculture parmi les plus forts contributeurs d’émission de gaz à effet de serre
Dérèglement climatique et ses
conséquences
.07POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Les élevages contribuent aux impacts sur l’environnementEn France => 97% de l’ammoniac (NH3) émis est d’origine agricole
Odeurs => conditions de travail
Précurseur de poussières => santé animale et humaine
Eutrophisation = enrichissement des eaux en N (et P)
=> ↓ biodiversité
Acidifica on des sols (↑pH)=> ↓ biodiversité
Source : CORPEN, 2006
.08POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Les élevages contribuent aux impacts sur l’environnementNitrates : pollution des eaux superficielles et souterraines
Des conséquences visibles !
.09POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Les élevages contribuent aux impacts sur l’environnementDes émissions majoritairement liées à la gestion des déjections
Nitrates, phosphore…
.010POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Une faible efficience des nutrimentsUtilisation/recyclage des nutriments qui pourrait être amélioré
sol
0.7‐0.9 Mt valorisé(sols+végétaux)
N2O NOx
NH3
NO3‐
Azote «organiqu
e»
1,8 Mt
Soit une valorisation de 50% seulement
.011POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Des flux et des impacts associés complexes, variables et difficiles à appréhender
Variables selon :
- l’espèce animale,- le système de production, - les pratiques d’élevage et de gestion des effluents…
Sans oublier les problématiques sanitaires (pathogènes, bactéries résistantes aux antibiotiques, etc..) liées à la nature même des effluents
.012POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Besoin d’identifier/développer des pratiques/technologies visant à réduire les pertes vers l’environnementSur toute la chaine de gestion des déjections
ET dans une approche systémique (interactions, transferts)
A différentes échelles temporelles, géographiques
.013POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
couvrir 3‐5% des besoins énergétiques nationaux
maintenir/augmenter la qualité des sols (taux de matière organique)
réduire de 20 à 50% les besoins de fertilisants minéraux
Pour améliorer l’efficience globale des systèmesUne valorisation optimale des effluents et résidus organiques permettrait de…
réduire les impacts sur l’environnement…
Mais aussi de
.02 12 septembre 2017
_02 Alimentation des animaux et devenir des nutriments
Jean-Yves Dourmad, UMR Pegase, Inra/Agrocampus Ouest Pascal Peu, UR OPAALE, Irstea, Rennes Fabrice Guiziou, UR OPAALE, Irstea, Rennes
.03 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Contexte Contribution des effluents aux émissions gazeuses
• Émission de NH3 (acidification) et N2O (GES) • Émission de CH4
=> GES (émission non contrôlée) => production d’énergie (méthanisation)
Effets de l’alimentation sur ces émissions • NH3 : effet des fibres, des protéines, de certains additifs • CH4 : peu d’études
De nombreux coproduits disponibles pour l’alimentation • Coproduits des biocarburants et des IAA • Riches en fibres et/ou en protéines
Développement de la méthanisation • Production de chaleur et d’électricité • Maitrise des émissions de CH4
.04 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche - Objectifs
Évaluer l’influence de différentes stratégies de formulation des aliments sur :
• La quantité et les caractéristiques physico-chimiques des effluents (fèces, urines, déjections)
• Leur potentiel maximal de production de méthane • L’émission de méthane et d'ammoniac au cours du
stockage ou lors d’une digestion anaérobie Facteurs de variations considérés
• Aliment : Incorporation de co-produits riches en fibres et/ou en protéines (drèches, pulpes, tourteaux de colza)
• Influence du type d’effluent / chaine de collecte (fèces, lisier frais, lisier stockés)
.05 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche intégrée
Matière premières coproduits
Aliments composés
Urine + Fèces
Animal
Déjections
Caractérisation physico-chimique
Préparation d’échantillons
Stockage (simulation)
Méthanisation
Épandage simulation
.06 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Démarche expérimentale Essai 1 - Influence de l’incorporation
de 20% de différents co-produits • Drèches de blé (DB), Pulpe de betterave (PB),
Tourteau de colza gras (TC) • Témoins à haute (HP) ou basse (BP) teneur en protéines ⇒ Potentiel de production de CH4 (BMP)
simulation de stockage (émissions de NH3, CH4) ⇒ Lisier frais, Lisier stocké, Phase solide
Essai 2 – Validation en digesteur anaérobie • Deux régimes iso protéiques avec des teneurs différentes
en fibres : T.soja vs T.colza+drèches ⇒ BMP – Méthaniseurs de laboratoire ⇒ Lisier frais, fèces séparées
.07 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Méthodes et mesures
1 - Essais animaux - Performances (GMQ, IC) - Collecte des excrétas :
urine et fèces
digestibilité des nutriments bilans de MO, MS, N, C, S
2 – Émission de CH4 - BMP (potentiel max)
- Simulation de stockage - Lisier / fèces
émission cumulée et dynamique d’émission
4 – Méthanisation - Mésophile
- Réacteur stabilisé (37 jours TR)
production de biogaz et de méthane
3 – Émission de NH3 - Simulation de
stockage - lisier / fèces / urine
.08 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence de l’incorporation de 20% de trois co-produits riches en fibres
5 Régimes • Tem HP : Témoin tourteau de soja
haut en protéines • Tem BP : Témoin tourteau soja,
bas en protéines • Drèches : Riche en fibres,
drèches de blé éthanol • Pulpe : Riche en fibres,
pulpe de betterave • T.colza : Riche en fibres,
tourteau de colza
0%
5%
10%
15%
20%
MAT
CB
.09 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du régime sur les performances et la digestibilité des nutriments
17,5% 14,0 % Drèches Pulpe Colza
Aliment (MS/j) 1.83 1.83 1.85 1.84 1.83 GMQ (g/j) 1015 865 890 905 870 * IC (kg MS/kg) 1.81 2.13 2.08 2.04 2.12 t
Digest. MO (%) 91.4 91.1 83.7 87.9 84.6 *** Digest. N (%) 91.6 90.5 81.1 83.5 83.4 *** EM (MJ/kg MS) 15.5 15.5 14.4 14.7 14.9 ***
.010 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du régime sur les quantités d’urine et de fèces (g/porc/jour)
.011 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du régime sur le bilan d’azote (g/porc/jour)
17,5% 14 % DB PB TCG
N ingéré (g/j) 58,6 47,0 61,5 59,0 59,0 N fixé (g/j) 31,5 25,9 28,2 29,3 26,4 *** N excrété (g/j) 27,1 21,1 34,3 29,7 32,6 ***
N fécal (%) 18 22 34 33 30 *** N urinaire (%) 82 78 66 67 70 ***
Effet des protéines ⇒ Réduction excrétion
surtout urinaire
Effet des fibres ⇒ Modification de la
répartition de l’excrétion
⇑ azote fécal (organique) ⇓ azote urinaire (minéral)
.012 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du régime sur l’émission d’ammoniac (pilote de laboratoire)
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14 16
N-N
H3 (
g/ce
llule
)
Temps en jour
Témoin à 17,5 %
Témoin à 14 %
Drêche
Tourteaux colza
Pulpe
7.07.58.08.59.09.5
pH
.013 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du régime sur le potentiel de production de méthane (BMP)
.014 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 1- Influence du type d’effluent sur la production cumulée de méthane
0
100
200
300
400
0 25 50 75 100
CH
4, l/k
g M
O
Temps, j
Fèces
Lisier 3 mois(au frais)
Lisier frais
.015 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 2 - Essai de validation
2 Régimes • Témoin : Témoin tourteau de soja • Co-Produits : Tourteau soja
remplacés par du tourteau de colza et des drèches de blés
2 modes de gestion des effluents • Lisier (urine et fèces mélangés) • Séparation de phase solide
Méthanisation • Digesteur en continu stabilisé
0%
5%
10%
15%
20%
Témoin Co-Produits
MAT
CB
ADF
.016 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Essai 2 - Influence du régime et de l’effluent sur le production potentielle et réelle de méthane (/kg MO)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Temoin Fibre Temoin Fibre
CH
4 (L/
kg M
O)
BMP (100j ) Digesteur (37 j)
Lisier frais Fèces
96% 58%
.017 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
100%
168% 139%
250%
0
20
40
60
80
100
120
- Temoin Fibre Temoin Fibre
CH
4 (L/
porc
/jour
)
Lisier frais
Essai 2 - Influence du régime et de la nature de l’effluent sur la production de méthane / porc / jour
Fèces
.018 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
40-60%
100%
168% 139%
250%
0
20
40
60
80
100
120
Lisier stocké Temoin Fibre Temoin Fibre
CH
4 (L/
porc
/jour
)
Lisier frais
Essai 2 - Influence du régime et de la nature de l’effluent sur la production de méthane / porc / jour
Fèces
.019 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
100%
100%
01020304050607080
Temoin Fibre
CH
4 (L/
porc
/jour
)
Essai 2 - Influence du régime sur la production de méthane et l’émission d’ammoniac
Lisier frais Lisier frais
100%
68%
0
1
2
3
4
5
6
Temoin Fibre
NH
3 (g/
porc
/jour
)
Méthane Ammoniac
.020 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Conclusion – Effet des régimes enrichis en fibres (1/2) • Au niveau animal
– Accroissement de la masse fécale : rétention d’eau indigestible – Réorientation de l’excrétion d’azote des urines vers les fèces captation d’ammoniac par la flore intestinale
• Au niveau environnemental – Diminution de la volatilisation d’ammoniac teneur N ammoniacal teneur en AGV, modification de la BE réduction du pH – Potentiel de production de méthane (BMP: CH4 / MO) Pas de différence importante entre régimes T.Soja, T.Colza et Pulpe de ce potentiel pour certains types de drèches (chauffage excessif) – Augmentation du potentiel de production de CH4 / porc / jour excrétion fécale de MO
.021 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Conclusion– Effet des régimes enrichis en fibres (2/2)
• Facteurs d’émission de CH4 de l’IPCC – Semblent surestimés pour les températures élevées – Les affiner pour prendre en compte l’effet de l’aliment
et explorer des plages de température plus faibles
• Stratégies optimales d’alimentation – Prendre en compte simultanément
• Performances animales • Émissions des effluents
– Fonction du choix de la filière de gestion des effluents • Séparation de phase • Laveur d’air … • Méthanisation
.022 POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Merci de votre attention…
Merci aux nombreux collaborateurs de ces travaux conduits dans le cadres de différentes thèses et post-doc
- Stéphanie Portejoie
- Maryline Daumer - Guillaume Jarret
- Pascal Peu - Alba Cerisuelo....
.0112 septembre 2017
_03Optimisation agronomique et environnementale de la valorisation des produits organiques issus des filières de transformationSafya Menasseri, UMR Inra/Agrocampus Ouest SASAgrocampus OuestAnne Trémier, Romain Girault, UR OPAALE, IRSTEA
.02POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Contexte
• Gisements (Quantité, nature, disponibilité et accessibilité)• Origine agricole (effluents d’élevage, cultures intermédiaires, déchets de tonte),
urbaine (boues de STEP, déchets solides des collectivités), industrielle (effluents IAA, déchets industriels organiques)
• Forme solide ou liquide• Obligation ou non d’un procédé de transformation avant valorisation agricole
• Les filières de transformation et leur facteurs de variation• Compostage : type et nombre de retournements, structurant, aération forcée ou
naturelle• Méthanisation : pré-traitement et post-traitement, temps de séjour, température• Dépendent des gisements et de l’objectif : hygiénisation, standardisation, énergie
Diversité des gisements et des filières de transformation
PRODUITS ET CO-PRODUITS RECYCLES DANS LES SOLS
.03POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Contexte : Cadre de la recherche
• Approches méthodologiques qui couplent• Acquisition de données agronomiques et des génies des
procédés• Sites expérimentaux de longue durée, exploitations agricoles,
pilotes, microcosmes, réseaux de parcelles• Outils de modélisation des processus biophysiques• Outils d’évaluation environnementale, type ACV
• Programmes de recherche, SOERE• ETYC, MethaPolsol (Financement Ademe)• SOERE PRO Efele
• Expertises• Expertises Esco « Flux d’azote dans les élevages », « Mafor »
.04POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Contexte : Intérêt d’un recyclage via le retour au sol
Valeur fertilisante des Produits organiques (PRO)
Amélioration des propriétés physiques, chimiques et biologiques du solDisponibilité des éléments
nutritifs pour la plante
PRODUITS ORGANIQUES TRANSFORMES
+ effet sur la santé des plantes (caractère suppressif des PROs sur les nématodes et les maladies fongiques)
4 pour mille
.05POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Valeur engrais possible sur le long terme : cas de l’effet cumulé d’apport de composts
Disponibilité des éléments nutritifs pour la plante
Valeur amendante possible sur le court terme : cas de l’effet de la décomposition des PROs sur la dynamique court-terme de stabilité structurale
Sol instable
Sol moyennement stable
Dénès, 2014
( 5 ans, en conditions de plein champ) (3 mois en conditions contrôlées)
Chalhoub et al., 2013
N prélevé par la culture
MAIS ET
.06POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Impact des PROs sur les propriétés des solsCas de l’étude de l’effet de la digestion anaérobie
+
+
.07POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Méthodes de caractérisation du potentiel intrinsèque des produits transformés
Analyses chimiques (Ctot, Ntot, Nmin) Les incubations en conditions
contrôlées
FractionnementBiochimique de lamatière organique
APPROCHES STATISTIQUES TYPOLOGIES
Vers des caractérisations plus fines et « haut débit » : NIRS, Fluorescence
Expertise Esco Mafor, 2014
Van Soest, Afnor, 2009
.08POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Typologies des produits organiques basées sur le fractionnement biochimique et les approches statistiques
Valeur engrais Valeur amendement
Lasherme et al., 2010
N minéralisé en 91 j > 40 gN/kg MS
.09POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Effet des traitements sur la disponibilité en azote
• Diminution de l’azote minéral et une stabilisation de l’azote organique au cours du compostage (réduction de l’azote organique minéralisable)
• Augmentation de l’azote minéral (digestat plus riche en NH4
+) au cours de la digestion anaérobie
• Attention: existe une variabilité
En règle générale
Grands types de produits organiques Equivalent engrais N
Tout type de composts 0‐20 %
Fumiers 10‐20 %
Lisiers 30‐65 %
Digestats solides 40‐65 %
Digestats liquides 50‐70 %
Source: Gutser et al., 2005Esco »Elevage et azote », 2012
.010POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Biodégradabilité du carbone après digestion et disponibilité en azote
Meilleur pouvoir méthanogène
.011POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche filière : Pouvoir méthanogène et valeur fertilisante
Intérêt énergétique si un recours à l’azote minéral est nécessaire ? Müller‐Stöver et al., 2016
.012POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Effet des traitements sur la disponibilité en azote
• Modalités d’épandage (Dose, période)
Prise en compte du système de culture et des conditions environnementales
• Type de substrat et cultures réceptrices
• Type de sol (pH, CEC), conditions climatiques (T°, Vent, Pluie et H° du sol)
Decoopman, 2017Quideau et al., 2013
.013POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Impact des PROs sur les propriétés des solsAntagonismes et synergies -> Intérêt d’identifier les « besoins » des sols -> Intérêt d’une approche territorialisée
Sols à faible réservoir d’eau, sols filtrants
Sols battants
.014POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche filière : Couplage des approches de modélisation
• Développer des super modèles• Développer des interfaces
• Adapter les modèles pour rendre leurs données d’entrée et de sorties compatibles
Stratégies possibles
.015POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche filière : Couplage des approches de modélisation
Model Pouloud of aggregatestabilization(Abiven et al. 2006)
Projet ETYC, Thèse Jérémy Dénes
.016POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche filière : Couplage des approches de modélisation
.017POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Approche filière : Couplage des approches de modélisation
Minéralisation C, N
Caractéristiques analytiquesPRO initial
Modèle de transformation
Modèle agronomique
Sorties
Dénès et al., 2015
Projet ETYC, Thèse Jérémy Dénes
.018POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche : Le projet MethaPolSol
Atelier animal
Impacts directs et indirects de la méthanisation sur la qualité des eaux et des sols
.019POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche : échelle territoriale
• Identification des enjeux environnementaux et économiques du territoire• Qualité de l’eau, teneur en MO dans les sols, préservation du patrimoine
• Cartographie et caractérisation des gisements / concurrence avec d’autres filières
• Cartographie des types de sols et fonctions de pédotransferts
• Prise en compte des modifications des systèmes de production
• Typologie des systèmes de culture vis‐à‐vis de leur potentialité à être impliqués dans des filières de transformation
• Identification du cadre réglementaire, des objectifs socio‐économiques et agronomiques
Faisabilité et acceptabilité
.020POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche
• Modélisation du procédé de méthanisation
Adapter les modèles à la diversité des nouvelles filières
Projet MethaPolsol,Thèse de Y. Bareha
• Couplage avec les modèles agronomiques
.021POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche
Couplage possible avec SYST’N ?
64%49%
69%56%
25%
50% 69% 61%74%
64%
83%
‐
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
0
50
100
150
200
250
300
AF AM C B E F AL I H D G
Fumier Fumier et lisier Lisier Lisier et digestat
Pluviométrie annuelle (mm/an)
Flux d'azote (kg/ha/an)
N non perdu Pertes N‐NO3‐ (eau) Pertes N‐NH3 (air) Pertes N‐N2O (air) Pluviométr ie
Projet ETYC, Loussouarn et al., 2016
• Mise en évidence de l’effet combiné de
• Climat (pluviométrie)• Espèce végétale• Modalité d’épandage• Type d’effluent
• Utilisation possible pour optimiser les épandages
Flux d’azote à l’échelle du système de culture
.022POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche
Couplage possible avec approche ACV –qualité sol (RothC) ?
Catégorie d’impact Unité REF METH METH vs. REF (%)
Changement climatique kg éq. CO2 1,90 1,86 ‐1,9Demande en énergie cumulée MJ 11,8 10,9 ‐8,1Consommation des ressources abiotiques kg éq. Sb 0,00396 0,00366 ‐7,6
Acidification kg éq. SO2 0,0545 0,0557 +2,1Eutrophisation kg éq. PO4
‐‐‐ 0,0153 0,0157 +2,5Occupation de surface m²y 3,93 3,94 +0,2
Catégorie d’impact Unité REF METH METH vs. REF (%)
Teneur en matière organique du sol kg C 13,5 11,2 ‐17,5Tassement du sol m3 12,1 19,0 +36,4Erosion kg sol
Projet ETYC,Garrigues et Wilfart, 2014
.023POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche
• Développement de SYST’N (outil de diagnostic des pertes N dans les systèmes de cultures) :
• Prise en compte de nouvelles cultures (et associations culturales)
• Paramétrage de nouveaux PROs (digestat)
Parnaudeau et al., 2012
Dupas et al., 2015
Adapter les modèles à la diversité des nouvelles filières
• Représentation des compartiments organiques• Incertitudes• Calibration unique des modèles pour une diversité de produits
.024POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives de recherche : Echelle des processus
Devenir des produits dans les sols et valorisation par le végétal
• Comportement des produits dans le sol : effet direct, effet cumulé
• Recherche du compromis vis‐à‐vis des propriétés du sol à améliorer
• Optimisation des modalités et périodes d’épandage• Interactions entre pratiques agricoles• Choix des espèces et des variétés pour une meilleure
valorisation de l’azote issue de la minéralisation
• Efficience d’utilisation de l’azote par les plantes
• Relations produits organiques –communautés microbiennes du sol ‐ végétal
.025POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Perspectives à long terme : OPTIMISATION DU RECYCLAGE
• Développer Outil d’aide à la décision et un référentiel
• Comparer et choisir une filière en fonctions d’objectifs agronomiques, environnementaux et territoriaux
• Optimiser un procédé pour une qualité de matière organique attendue
• Maitriser les émissions de GES
.01
12 septembre 2017
_04
Gestion des effluents organiques et risques sanitaires :
antibiorésistance et micro-organismes pathogènes
Anne-Marie Pourcher, Céline Druilhe Irstea Rennes Isabelle Kempf, Martine Denis Anses Ploufragan
.02
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Deux problématiques sanitaires majeures associées
aux effluents organiques
http://agriculture.gouv.fr/les-zoonoses-ces-maladies-transmissibles-entre-lhomme-et-lanimal
Dissémination de
l’antibiorésistance
Dissémination
des pathogènes
HOMMES ENVIRONNEMENT
ANIMAUX
.03
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Irstea Édition 2011 Sources : Agreste-SCEES, Geofla®régionsING
Effectif avicole 2008 (nb têtes)
Effectif bovin 2008 (nb têtes)
Effectif porcin 2008 (nb têtes)
Bretagne :
problématique sanitaire associée notamment aux effluents d’élevage
Production porcine bretonne
60 % de la production nationale
20 millions T de lisier /an
Deux problématiques sanitaires majeures associées
aux effluents organiques
.04
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Evaluation du danger
Traitements appliqués
aux effluents Dissémination des
bactéries et de
l’antibiorésistance
Transmission
à l’Homme
bactéries résistantes aux ATBs
et/ ou pathogènes
Deux problématiques sanitaires majeures associées
aux effluents organiques
.05
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Projets menés par l’Anses et Irstea
Compétences complémentaires
Irstea Rennes Unité OPAALE
Comportement des pathogènes Caractérisation physicochimique des effluents Traitements biologiques appliqués aux effluents - Pilotes - Connaissance du terrain
Anses Ploufragan Unité Mycoplasmologie Bactériologie (UMB) Unité Hygiène et qualité des produits avicoles et porcins (HQPAP)
Antibiorésistance des bactéries commensales,
des bactéries pathogènes (Campylobacter) réseau RESAPATH (surveille l’antibiorésistance des
bactéries pathogènes animales en France)
Circulation des pathogènes dans les filières avicole et porcine
Service d’élevage et d’expérimentation avicole
Dissemination des pathogènes et des BRAs dans l’environnement agricole
.06
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Etude de la persistance des Entérobactéries résistantes aux FQ
- au cours du stockage des litières
- après épandage sur le sol des litières
Coordinateur : I. Kempf
Projet EVALU-FQ-VOL
Evaluation de l’utilisation des fluoroquinolones (FQ)
chez la volaille
Partenaires:
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
2007
.07
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Mesure de la concentration en fluoroquinolones :
enrofloxacine et son métabolite, la ciprofloxacine
Dénombrement des Entérobactéries résistantes à la
ciprofloxacine
à 24 jours :
enrofloxacine 10 mg/kg pdt 5 j
Stockage
ANSES Ploufragan
T0 T24 T35 = J0 J 63
fientes + copeaux de bois
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
non traités traités
.08
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
Températures maximales des tas à 80 et 20 cm
Profils de température similaires
Pas d’impact de la présence de FQ sur la montée en température
Pic de température le 1ers jours de stockage
≈ 65°C
0 63
Max à 80 cm
Max à 20 cm
70
60
50
40
30
20
10
0 63
Max à 80 cm
Max à 20 cm
70
60
50
40
30
20
10
non traités traités à l’enrofloxacine
jours jours
.09
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07
0 2 7 14 28 42 63
non traités
traités
107
106
105
104
103
102
10
1
ba
cté
rie
s / g
Jours
entérobactéries
Diminution progressive des entérobactéries
Evolution des teneurs en FQ et en entérobactéries au cours du stockage
Après 2 mois de stockage :
27 % de la teneur initiale en enrofloxacine
Jours 0 10 20 30 40 50 60 70
20
16
12
8
4
0
FQ
(m
g/k
g)
enrofloxacine
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
Présence de souches de E. coli résistantes aux FQ CMI 8 mg/L au début uniquement
E. coli
.010
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
à 24 jours :
enrofloxacine
10 mg/kg pdt 5 j
mesure de la concentration en FQ
dénombrement et identification des Entérobactéries
T
ANSES Ploufragan CA. Kerguéhennec
J-36 J-13 à -8 J-1 J0 5 12 19 26 36 48 89 jours
fientes + copeaux de bois
NT
épandage 8 T /ha
6 parcelles:
3 avec fumier T
3 avec fumier NT
1 échantillon =
5 carottes de 100g
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
non traités traités
Epandage
.011
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Jours Enrofloxacine (µg·kg-1)
Fréquence % min-max
0 100 [18, 23]
5 100 [55, 518]
36 100 [31, 252]
48 100 [14, 22]
Fréquence de détection et teneurs en FQ dans le sol après épandage de la litière des poulets traités
Détection des FQ au moins ≥ 48 jours
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
Présence de souches de E. coli résistantes aux FQ CMI 8 mg/L
-9 0 5 12 19 26 36 48 89
entérobactéries E. coli104
103
102
10
1
bac
téri
es
/ g
Survie de E. coli après épandage ≥ 89 jours
jours
Entérobactéries environnementales CMI : <0,05-0,25 mg/L
.012
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
- Couple durée/ température
concentration en FQ mais pas
disparition complète
Survie de E. coli résistantes aux FQ
- Persistance des FQ
- Survie de E. coli résistantes aux FQ >3 mois
- Pas de transfert détecté de résistance aux
entérobactéries du sol
Impact environnemental du traitement des poulets aux FQ
Projet EVALU-FQ-VOL
Stockage vs épandage direct
.013
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Coordinateur : Irstea Rennes
Partenaire : Martine Denis, Evelyne Boscher. Anses Ploufragan
Dissémination de Listeria monocytogenes dans l'environnement
agricole
Financement Ademe
Objectif
Comprendre le comportement de L. monocytogenes
Etudier sa circulation dans les sites de traitement du lisier
Programme national de recherche santé-environnement-travail 2011
.014
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Lisiers bruts 18%
Lagunes (lisier traité) 28%
Listeria monocytogenes survie importante dans le sol
Etude menée en Bretagne prévalence élevée de L. monocytogenes dans les
élevages porcins
73 élevages: fèces 46%
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Le stockage en lagune des effluents traités favorise la
persistance de L. monocytogenes ?
.015
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
2 sites suivis sur 1 an
P2
P1 lisier Réacteur biologique
centrifugation
Refus de centrifugation
lisier Réacteur biologique
centrifugation
Refus de centrifugation
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
.016
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
P2
épandage
décantation
P1 lisier lagune Réacteur biologique
centrifugation
Lisier traité
déshydraté
presse
Refus de centrifugation
lisier Réacteur biologique
centrifugation
Refus de centrifugation
lagune
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Paramètres microbiologiques Entérocoques, L. monocytogenes
Paramètres physicochimiques température, pH, matière organique, N, P, ions
Typage moléculaire par RFLP-PFGE de 252 souches
de L. monocytogenes
prélèvements
2 sites suivis sur 1 an
.017
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07manure 1 lagoon 1 manure 2 lagoon 2
CF
U/
10
0 m
L
107
106
105
104
103
102
10
1
Entérocoques
mars avril mai juin juil août sept. oct. nov. dec. janv. fév.
Concentrations en entérocoques et L. monocytogenes
lisier 1 lagune 1 lisier 2 lagune 2
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Concentration stable
Impact du traitement 2,5 Log10
.018
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
1,E+00
1,E+01
1,E+02
1,E+03
1,E+04
1,E+05
1,E+06
1,E+07manure 1 lagoon 1 manure 2 lagoon 2
0,1
1,0
10,0
100,0
1 000,0
CF
U/
10
0 m
L
L. monocytogenes 107
106
105
104
103
102
10
1
103
102
10
1
0.1
Abattement 1,6 Log10- 0,4 Log10
Entérocoques
mars avril mai juin juil août sept. oct. nov. dec. janv. fév. mars avril mai juin juil août sept. oct. nov. dec. janv. fév.
Concentrations en entérocoques et L. monocytogenes
lisier 1 lagune 1 lisier 2 lagune 2
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Abattement 2,5 Log10
.019
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Le stockage en lagune des effluents traités favorise
la persistance de L. monocytogenes ?
Origine des souches dans la lagune ?
Formes de résistance de L. monocytogenes dans la lagune ?
.020
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Distribution des génotypes dans les deux sites
0
5
10
15
20
25
30
35
40
A B C D E F G H I J B K L M N O P Q
soil lagoon manureN
b is
ola
ts /m
atr
ice
Site 1
pulsotype
site 2
9 retrouvés dans lisier et lagune origine porcine
17 retrouvés dans lagune et sol origine environnementale
sol lagune lisier
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
.021
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Dissémination de L. monocytogenes dans l'environnement agricole
Le stockage en lagune des effluents traités favorise
la persistance de L. monocytogenes ?
Le génotypage des souches
suggère une origine
environnementale
Mise en évidence de formes viables non
cultivables chez des souches isolées des
effluents :
stratégie adoptée en réponse à des
conditions environnementales défavorables
.022
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Devenir des Clostridium et de bactéries pathogènes non sporulantes
au cours de la digestion anaérobie mésophile des effluents d’élevages
Programme national de recherche santé-environnement-travail 2016
Coordinateur : Irstea Rennes
Partenaire : Martine Denis, Caroline Lemaréchal. Anses Ploufragan
Financement Ademe
.023
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
lisier/ fumier
résidus de culture
déchets d’IAA, de restaurants collectifs
Méthanisation mésophile
Intrants
(35-38°C)
Impact de la digestion anaérobie sur les pathogènes
.024
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Production d’un digestat valorisable en agriculture
biogaz électricité
lisier/ fumier
résidus de culture
déchets d’IAA, de restaurants collectifs
Méthanisation mésophile
Intrants Produits
(35-38°C)
Impact de la digestion anaérobie sur les pathogènes
.025
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Risques potentiels sur la santé et l’environnement obstacle à la valorisation
lisier/ fumier
résidus de culture
déchets d’IAA, de restaurants collectifs
Méthanisation mésophile
Intrants Produits
(35-38°C) biogaz électricité
Impact de la digestion anaérobie sur les pathogènes
Pathogènes
Pathogènes ?
Pathogènes ?
.026
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
lisier/ fumier entrant dans les digesteurs catégorie 2 règlement impose avant l’entrée dans le méthaniseur : broyage (taille des particules ≤ 12 mm) + traitement thermique (70°C pendant 1 heure)
Aspect réglementaire
méthanisation agricole : concernée par la réglementation européenne relative aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine (SPAN) règlement n° 142/2011
Dérogation à l’hygiénisation 70°C, 1 heure
Méthanisation à la ferme en France : Digestion anaérobie mésophile avec dérogation sans prétraitement
Mais questionnement des autorités sanitaires sur l’impact de la méthanisation sur pathogènes dont les Clostridium, bactéries sporulantes très résistantes aux traitements
.027
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Répondre à une série de questions sur l’impact de la digestion anaérobie
Qualité sanitaire des digestats?
Variabilité des caractéristiques chimiques et microbiologiques des digestats au cours de l’année ?
Impact de la charge organique d’alimentation des digesteurs et du temps de séjour hydraulique (TSH) sur le comportement des bactéries ?
Entrée Sortie
TSH : volume réacteur débit d’entrée
Objectifs
.028
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Sur le terrain Suivi sur une année de la qualité chimique et microbiologique des intrants et des digestats de 3 sites
stockage Fosse de stockage
Digesteur
Pilotes de digestion anaérobie mésophile, voie liquide, alimentés en semi-continu avec un mélange de lisier et de co-substrat
Au laboratoire Impact de 3 paramètres sur le comportement des bactéries
Suivi de la production et de la composition du biogaz Analyses microbiologiques et chimiques en régime stationnaire
Lisier prétraité ou non
TSH
15 à 50 jours
Charge organique 1 et 3 g DCO / L de réacteur / j
Analyses de bactéries indicatrices de traitement et de pathogènes
Méthodologie
.029
POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES
Les rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Caractériser, comprendre, limiter le danger microbiologique
Projets menés par l’Anses et Irstea
Effluents d’élevage
Stations de traitement
Sol
Connaissances de terrain/ expertise
Outils de quantification des pathogènes et des bactéries résistantes aux antibiotiques
Zones d’expérimentations sécurisées pour le suivi de pathogènes
.04POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Agriculture et élevage au cœur des enjeux
• Des évolutions importantes de l’agriculture et des modes de vie
• Une régionalisation de l’élevage à l’échelle mondiale et une urbanisation croissante
• Une augmentation globale et locale de la quantité de « déchets » organiques
• Des déséquilibres entre cette production de « déchets » et la capacité locale de recyclage conduisant à des impacts environnementaux majeurs:
• Eutrophisation (N & P)
• Pollutions atmosphériques (NH3 et GES)
• Qualité des sols
• Risques sanitaires
• Au final, un recyclage des « déchets » organiques peu efficient
.05POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Un défi pour l’agriculture et l’élevage
Augmenter l’efficience du recyclage des « déchets » organiques
En les transformant en ressources à travers des filières innovantes
.06POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
De nombreux leviers d’action
• Alimentation des animaux
• Logement des animaux
• Pratiques d’élevage
• Modalités de stockage des effluents
• Procédés de traitement et de transformation
• Modalités d’épandage
• Pratiques culturales et systèmes de cultures
A différentes échelles: de l’exploitation agricole au territoire
.07POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Des systèmes complexes et difficiles à appréhender
Animaux
Alimentation
MéthanisationEffluents
CH4
Digestat
+ aspects sanitaires, qualité des sols, stockage de carbone, …+ ajouts de co‐substrats, autres procédés de transformation, …
Cultures intermédiaires
Epandage
NH3
Technique d’épandage
Sol & cultures
NO3‐
Engrais
.08POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
Une approche systémique incontournable
• De nombreuses compétences techniques et académiques requises• Des dispositifs expérimentaux et analytiques complémentaires• Des collaborations transdisciplinaires
Pour optimiser l’efficience du recyclage
Fédérer la communauté scientifique régionale autour de cette thématique au sein du GIS APIVALE
« APPROCHE INTEGREE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES »
.09POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
GIS APIVALE « APPROCHE INTEGREE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES »
6 partenaires institutionnels
10 unités
~ 100 enseignants, chercheurs, ingénieurs, techniciens
.010POUR UNE APPROCHE GLOBALE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUESLes rendez-vous de l’Inra au Space 12 septembre 2017
• Développer une approche systémique de la valorisation des effluents organiques
• Fédérer et coordonner les infrastructures de recherche
• Contribuer à la formation
• En collaboration avec nos partenaires et en développant de nouvelles collaborations
GIS APIVALE « APPROCHE INTEGREE DE LA VALORISATION DES EFFLUENTS ORGANIQUES »