Un Article De L’agroreporter sur les Lisiers et Digestats

Ô champs et lisiers, …

Depuis le 11 décembre 2015 (1) , les digestats de déjections animales peuvent, sous certaines conditions,  être normalisés dans le cadre d’une dénomination spécifique de la norme NF U42-001, ajoutée par un amendement  à ce texte (2) : Engrais NP issu de lisier méthanisé composté (classe 6b), dans la classe VI des engrais organiques entièrement d’origine animale et/ou végétale.

De quels produits s’agit-il ? Que savons-nous aujourd’hui de l’impact de la digestion sur leur valeur agronomique ? L’AgroReporter fait un plan serré sur cette catégorie d’engrais organiques normalisés issus de la méthanisation.

LISIERS CONCERNES ET MODE D’OBTENTION

Les normes NFU décrivent précisément les matières auxquelles elles s’appliquent et les modes d’obtention ou de transformation autorisés. La norme des engrais NF U42-001 ne fait pas exception. Les « Engrais NP issu de lisier méthanisé composté »  décrits dans l’amendement A12 de cette norme  doivent respecter chacun des critères suivants :

• Ils utilisent la phase solide de digestats bruts issus de la méthanisation des lisiers, avec ou sans addition de matière végétale. Jusqu’à l’introduction de cette nouvelle dénomination, les lisiers pouvaient entrer dans la dénomination n°6 « Engrais NP issu de lisier », utilisant la phase solide des lisiers, à condition de subir un compostage ou un séchage et de présenter des teneurs minimales en matière sèche et en éléments fertilisants. L’ajout dans la norme NF U42-001 de la dénomination  « 6b. Engrais NP issu de lisier méthanisé composté » s’accompagne d’une modification de l’ancienne dénomination n°6. Celle-ci conserve la même appellation (« Engrais NP issu de lisier »), mais sa description précise qu’elle est spécifique aux lisiers bruts (non préalablement digérés). De plus la mention « avec ou sans addition de matière végétale » indique que des matières végétales peuvent avoir été ajoutées lors du process de digestion, de façon volontaire (il ne s’agit pas ici de la litière éventuellement présente initialement avec les effluents de ferme). En cas d’ajout de matières végétales, celles-ci doivent être indiquées sur le produit distribué, dont la dénomination devient alors « Engrais NP issu de lisier avec [matière végétale] » ou « Engrais NP issu de lisier méthanisé composté avec [matière végétale] ». 

• Ils doivent être compostés, avec ou sans addition de matière végétale, avec ou sans séchage. Ces engrais doivent donc obligatoirement être compostés après avoir été digérés. Le texte parle de « compostage caractérisé » et le définit pour les besoins de la norme. Celle-ci a retenu la transformation biologique aérobie des matières, s’accompagnant d’une augmentation de température (permettant l’hygiénisation des matières),  induisant une perte de masse et de volume et une homogénéisation du produit, et aboutissant à un produit dont le degré de maturité est en relation avec l’usage. La norme NF U42-001 n’impose donc pas de température ou de durée minimale de compostage. Selon les matières traitées et les obligations réglementaires applicables aux sous-produits animaux (dont relèvent les lisiers) d’une part, et le régime des installations vis-à-vis de la réglementation ICPE d’autre part, des spécifications techniques précises peuvent s’ajouter pour les fabricants. Enfin, un séchage du compost obtenu est possible pour atteindre un minimum de 40% de matière sèche.

• Ils doivent contenir au minimum 40% de matière sèche, 1.5% de N, 3% de P2O5 et 6% de N+P2O5 + K2O, exprimés sur le produit brut.  Ce critère est applicable que les lisiers aient été préalablement méthanisés (classe 6b) ou non (classe 6a). Les concentrations minimales s’entendent en éléments totaux. Ces engrais organiques doivent par ailleurs contenir au minimum 1% d’azote organique (3).

Lorsque les produits satisfont ces critères, ils peuvent relever de la norme NF U42-001/A12. Les fabricants s’obligent à vérifier la conformité de leurs produits par des autocontrôles réguliers, et à étiqueter les engrais selon les critères réglementaires. Ainsi, dans le cas précis des engrais NP issus de lisiers, le marquage des concentrations en N total, N organique et P2O5 total est le marquage minimal obligatoire (4) .

Mais le contexte normatif continuera à évoluer. Ainsi la norme NF U42-001 est-elle actuellement en cours de révision au Bureau de Normalisation des matières fertilisantes (BN FERTI). Elle sera séparée en 3 parties, traitant respectivement des engrais minéraux (partie NFU42-001-1, déjà en application), des engrais organiques (future NF U42-001-2, dont les engrais NP issus de lisiers) et des engrais organo minéraux (future NF U42-001-3). Les spécifications des engrais sont susceptibles d’être modifiées lors du processus de révision de la norme.

VALEUR AGRONOMIQUE

De par leur concentration totale en azote et phosphore, voire en potassium, les engrais NP issus de lisier méthanisé composté s’apparentent aux engrais. Mais quelle disponibilité peut-on attendre de ces éléments fertilisants, et en particulier de l’azote ?

Un ordre de grandeur : les 2/3 de la matière organique biodégradable sont transformés en biogaz lors de la méthanisation. En fonction de la nature des constituants organiques, cette proportion va varier : de 0% pour la lignine à 90% pour l’amidon, et 60 à 80% pour la cellulose. La transformation  des 2/3 de la matière organique entraine une minéralisation de l’azote dans les mêmes proportions (Moletta et al, 2008 (5) ), lors de laquelle l’azote organique est minéralisé sous forme d’ammonium (NH4). Selon les conditions de stockage et les post-traitements, l’ammonium va évoluer vers des formes différentes. La digestion étant un processus conservatif (en réacteur fermé et en l’absence de pertes), la transformation se fait à quantité d’azote constante.

Lorsque le traitement comporte une séparation de phase, les nutriments vont se répartir entre les phases solides et liquides, selon leur solubilité et leur affinité pour la matière organique. La fraction solide, riche en matière organique, va ainsi concentrer le phosphore et l’azote organique lié à la matière organique, tandis que les formes solubles de l’azote (NH4, NO3) et le potassium vont se retrouver principalement dans la phase liquide.

En raison des effets combinés de la digestion et de la séparation de phase, la phase solide d’un lisier digéré ne sera pas équivalente à la phase solide issue d’un lisier brut, surtout pour les formes azotées. La première devrait être moins riche en azote organique (et en matière organique) mais plus concentrée en azote ammoniacal

D’autre part, les chercheurs se penchent actuellement sur la biodégradabilité résiduelle des matières organiques digérées et leur potentiel de fourniture azoté. Plusieurs projets de recherche sont en cours pour étudier l’efficacité agronomique des digestats et l’influence des procédés. La minéralisation déjà opérée pendant la méthanisation, puis complétée par le compostage dans le cas des engrais NP issus de lisier méthanisé composté, est supposée stabiliser ces produits. Concernant la matière organique, les premiers résultats tendent à montrer que le digestat solide issu de séparation de phase, et son compost, présente une matière organique plus stabilisée (6) que les digestats bruts et la phase liquide. 

Concernant l’azote, les fournitures issues de la minéralisation de l’azote organique seraient faibles comparées aux quantités apportées par les formes minérales d’azote (notamment NH4) initialement présentes dans les produits. La composante organique de ces produits pourrait s’apparenter à celle des amendements organiques. Pour optimiser le potentiel azoté de ces engrais NP issus de lisier méthanisés compostés, il est donc important de connaître précisément les formes azotées de ces produits et d’en minimiser les pertes (volatilisation d’ammoniac) lors de l’épandage. Des études sont également en cours sur les modalités d’épandage les plus adaptées à ces produits. Les résultats de ces différents travaux sont attendus dans les prochains mois (7) .

Le développement de la méthanisation à la ferme, ou de projets territoriaux pouvant associer des effluents d’élevage et des biodéchets, combiné aux différents  procédés et post-traitements possibles, donne naissance à un grand nombre de produits organiques aux propriétés fertilisantes variées. Le laboratoire Auréa AgroSciences, membre du Club Biogaz de l’Atee, propose une gamme analytique complète, permettant de caractériser ces produits organiques dont les engrais issus de lisier (éléments fertilisants, analyses de conformité et de marquage, éléments traces, microbiologie, ISMO, …). Un outil rapide de terrain (Agro-Lisier®) peut notamment compléter utilement l’approche conventionnelle de l’analyse au laboratoire, en vous informant sur la teneur en azote ammoniacal de vos lisiers. N’hésitez pas à nous contacter.

Article coordonné par : Marie-Laure Guillotin – Responsable technique du pôle Valorisation Organique et Environnement (Auréa AgroSciences)

Autres sources bibliographiques :

ADEME, 2011. Qualité agronomique et sanitaire des digestats – Etude réalisée pour le compte de l’ADEME et le Ministère de l’Agriculture par RITTMO Agroenvironnement, Uteam, FIBL, INERIS, LDAR. Rapport final, octobre 2011. 250p.

(1) Publication le 11/12/2015 au Journal Officiel d’un Arrêté de mise en application obligatoire de l’amendement A12 à la norme NFU42-001  « Engrais – Dénominations et spécifications » de 1981

(2) NFU42-001/A12 (mai 2015)

(3) Avec N organique = N total –N ammoniacal – N nitrique – N uréique

(4) Marquage obligatoire : N total, N organique, P2O5 total, ainsi que N nitrique et/ou N ammoniacal et/ou N uréique pour chaque forme ≥ 1%, et K2O si sa concentration est ≥ 2%. Les concentrations s’entendent toujours en % sur le produit brut.

(5) Moletta et al, 2008. La méthanisation. Ed. Tec et Doc, Lavoisier. 525p.

(6) Les études utilisent les cinétiques de minéralisation au laboratoire ou des essais au champ. Néanmoins les dernières publications indiquent que l’ISMO (Indice de Stabilité de la Matière Organique,  utilisé pour la caractérisation de la matière organique stable des amendements organiques), est valable pour les digestats (Houot S, JRI 2016, Limoges)

(7) Source : JRI (Journées Recherche et Innovation) biogaz méthanisation, ATEE-Club Biogaz-OIE, Limoges 10-12 février 2016.