Compost

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Le compost est un matériau meuble, finement divisé, constitué de matière organique décomposée. Il est principalement utilisé comme nutriment pour les plantes et amendement du sol pour stimuler la croissance des cultures. Bien que de nombreuses personnes associent la production de compost à de petits tas de compost de jardin entretenus à la pelle, la plupart du compost est produit dans de grandes installations municipales, industrielles ou agricoles à l'aide d'équipements mécanisés.

Contexte

L'expression "plus vieux que la saleté" s'applique certainement au compost. La nature produit du compost depuis des millions d'années dans le cadre du cycle de la vie et de la mort sur Terre. La première utilisation humaine de fumier animal, une forme brute de compost, remonte à environ 3 000 av. en Egypte quand il était épandu directement sur les champs comme engrais. Plus tard, le fumier a été mélangé avec de la paille d'écurie sale et d'autres déchets et laissé en tas jusqu'à ce qu'il soit nécessaire. La pluie a gardé les tas humides et a facilité le processus de décomposition, produisant un riche compost.

Les Grecs et les Romains connaissaient la valeur du compost pour stimuler la production agricole et utilisaient même la chaleur du compost en décomposition pour produire des légumes d'été en hiver. Les monastères chrétiens ont maintenu l'art du compostage en vie en Europe après la chute de l'Empire romain, et vers 1200, le compost était à nouveau utilisé par de nombreux agriculteurs. Shakespeare le mentionne dans plusieurs de ses pièces écrites au début des années 1600.

Aux États-Unis, les présidents George Washington et Thomas Jefferson étaient d'éminents propriétaires terriens à la fin des années 1700 et au début des années 1800. Lorsqu'ils n'étaient pas impliqués dans les affaires de l'État, ils passaient tous les deux une grande partie de leur temps à essayer des pratiques agricoles innovantes, y compris des expériences avec diverses méthodes et matériaux de compostage. Au fur et à mesure que des années de cultures successives ont épuisé les éléments nutritifs du sol sur la côte est, la pratique du compostage s'est généralisée. Cette tendance s'est poursuivie jusqu'au début des années 1900, lorsqu'on estimait que 90 % des engrais utilisés aux États-Unis provenaient du compost.

Tout a changé en 1913, lorsqu'une entreprise allemande a commencé à produire des composés azotés synthétiques, y compris des engrais. Ces nouveaux engrais chimiques pourraient être produits moins cher que le compost de fumier animal salissant, et le tas de compost de ferme est rapidement devenu une chose du passé. En 1950, on estimait que seulement 1 % des engrais utilisés aux États-Unis provenaient du compost.

Une exception notable à cette tendance a été le travail commencé en 1942 par J.I. Rodale, un pionnier reconnu dans le développement de la méthode d'agriculture biologique. Rodale a été l'un des premiers à voir les dangers de l'utilisation d'engrais synthétiques et les avantages de l'utilisation de compost dérivé de sources naturelles. Le compostage a connu un essor de courte durée pendant l'ère soucieuse de l'environnement des années 1960, mais ce n'est que dans les années 1980 qu'il est devenu une grande entreprise. Cette poussée n'était pas le résultat d'une prise de conscience renouvelée des aspects positifs du compost, mais plutôt d'une préoccupation croissante concernant les aspects négatifs des déchets. Bref, dans nos efforts pour nous débarrasser de nos déchets, nous polluions notre air, empoisonnions nos rivières et nous nous y enfoncions littéralement avec nos décharges.

Afin de détourner une partie des déchets municipaux des décharges, plusieurs villes ont établi des centres de recyclage au début des années 1970 où les gens pouvaient apporter des canettes, des bouteilles et des journaux plutôt que de les jeter à la poubelle. Cela a été suivi par la collecte sélective, où les gens pouvaient placer ces matières recyclables dans des conteneurs séparés pour les ramasser devant leur maison. Enfin, de nombreuses villes ont ajouté des conteneurs supplémentaires en bordure de rue pour le compostage des déchets de jardin. En 1992, près de 1 500 villes disposaient d'installations de compostage des déchets de jardin.

Dans le même temps, de nouvelles lois environnementales strictes stipulaient que les industries ne pouvaient plus simplement déverser leurs déchets sur les terres environnantes ou les déverser dans les rivières voisines. Pour respecter ces lois, de nombreuses industries ont lancé leurs propres programmes de recyclage et de compostage. Les préoccupations environnementales ont également affecté les agriculteurs, qui ont été blâmés pour les effets négatifs sur la santé des engrais chimiques et des pesticides sur les humains et la faune. En conséquence, de nombreux agriculteurs ont décidé de réduire ou d'éliminer les produits chimiques au profit du compost.

Aujourd'hui, la plupart du compost est traité dans de grandes installations conçues pour traiter un type spécifique de matière première. Le compost agricole est généralement produit et utilisé sur la même ferme qui a généré les matières premières. Le compost industriel peut être mis en sac et vendu à des acheteurs individuels, ou les matières premières peuvent être vendues en vrac à d'autres installations de compostage. Le compost de déchets de jardin municipaux est généralement produit dans des installations exploitées par la ville ou l'entreprise de collecte des déchets et est vendu aux entreprises d'aménagement paysager et aux centres de jardinage locaux.

Matières premières

Techniquement, le compost peut être fabriqué à partir de n'importe quelle matière organique. C'est-à-dire qu'il peut être fabriqué à partir de n'importe quelle partie d'un organisme, végétal ou animal, qui contient du carbone. Le compost nécessite également une source d'azote, d'oxygène et d'eau, ainsi que de petites quantités d'une variété d'éléments généralement présents dans les matières organiques, notamment le phosphore, le cuivre, le potassium, le calcium et autres.

Pour que les matières organiques se combinent avec les autres matières et se décomposent en compost, plusieurs organismes vivants et micro-organismes sont nécessaires. Ceux-ci incluent les cloportes, qui aident à digérer les matériaux et à transporter les bactéries; les vers de terre, qui aèrent les matériaux avec leurs tunnels; une variété de champignons, qui aident à digérer la cellulose résistante à la pourriture ; des bactéries ressemblant à des moisissures appelées actinomycètes, qui attaquent les tissus végétaux crus; et plein d'autres.

Les matières premières les plus couramment utilisées pour fabriquer du compost sont les déchets de jardin tels que les tontes de gazon, les feuilles, les mauvaises herbes et les petites tailles d'arbustes et d'arbres. La plupart des tas de compost de jardin potager et des installations municipales de compostage utilisent exclusivement des déchets de jardin en raison du grand volume de matériaux disponibles.

Les installations de compostage industriel ont tendance à utiliser des déchets générés dans une usine ou une région particulière. Par exemple, la pulpe de betterave sucrière est mélangée à d'autres matériaux pour faire du compost dans une zone où opèrent des raffineries de sucre. Le houblon usé et les céréales des brasseries constituent également d'excellents matériaux de compost. Les autres matériaux comprennent la sciure et les copeaux de bois des scieries, les déchets de poisson des conserveries et le sang séché et les os d'animaux pulvérisés provenant des abattoirs.

Les installations de compostage agricole utilisent des matériaux facilement disponibles dans les fermes voisines. Il s'agit notamment du fumier animal, de la paille d'étable usagée, des fruits et légumes gâtés, des déchets des champs, des élagages des vignobles et des vergers, du foin pourri et d'autres déchets agricoles.

Certaines des matières premières les plus inhabituelles utilisées pour fabriquer du compost comprennent les algues, les plumes de poulet, les coquilles d'arachide et les tontes de cheveux.

Le processus de fabrication

La production de compost est à la fois un processus mécanique et biologique. Les matières premières doivent d'abord être séparées, collectées et broyées par des moyens mécaniques avant que le processus de décomposition biologique puisse commencer. Dans certains cas, le processus de décomposition lui-même est facilité par l'agitation mécanique ou l'aération des matériaux. Après décomposition, le compost fini est tamisé mécaniquement et ensaché pour être distribué.

Il existe plusieurs méthodes pour produire du compost à grande échelle. La méthode du digesteur de méthane place les matières premières dans un grand récipient scellé pour exclure l'oxygène. La décomposition qui en résulte, privée d'oxygène, produit non seulement du compost, mais également du méthane, qui peut être utilisé pour la cuisson ou le chauffage. La méthode du tas aéré place les matières premières dans des tas ou des tranchées contenant des tuyaux perforés qui font circuler l'air. La décomposition riche en oxygène qui en résulte produit une grande quantité de chaleur, qui tue la plupart des bactéries nocives. La méthode des andains place les matières premières dans de longs tas, appelés andains, où on les laisse se décomposer naturellement sur une période de plusieurs semaines ou mois. C'est la méthode la moins chère de toutes. Voici une séquence typique d'opérations utilisées pour convertir les déchets de jardin municipaux en compost à l'aide de la méthode de l'andain.

Séparer

• 1 Les déchets de jardin sont déposés dans des conteneurs séparés par les propriétaires, et les conteneurs sont placés en bordure de rue pour être ramassés le jour normal de collecte des ordures. Les propriétaires sont informés que seuls certains déchets de jardin sont acceptables pour la collecte. Il s'agit notamment de tontes de gazon, de feuilles, de mauvaises herbes et de petites tailles d'arbustes et d'arbres. De courts morceaux de branches d'arbre jusqu'à environ 6 pouces (15 cm) de diamètre sont également acceptables. Les propriétaires sont également informés que certains autres déchets de jardin ne sont pas acceptables. Il s'agit notamment de roches, de gazon, d'excréments d'animaux et de quantités excessives de saleté. Les feuilles de palmier sont interdites car les pointes des frondes ne se décomposent pas et transportent un poison. Les restes de nourriture, les fruits et les légumes sont également interdits car ils peuvent attirer les rongeurs, transporter des graines indésirables et contribuer aux odeurs.
• 2 Les déchets de jardin sont collectés par des camions à ordures séparés et sont transportés vers le centre de traitement où ils sont déversés en tas. Les piles sont inspectées visuellement et tous les matériaux surdimensionnés ou inacceptables sont retirés manuellement.

Broyage

• 3 Une grande machine à roues appelée chargeur frontal ramasse le matériau des piles et le jette dans un broyeur à cuve. Le broyeur à cuve a une coque extérieure cylindrique verticale fixe avec une coque intérieure cylindrique rotative. Au fur et à mesure que le matériau passe entre les deux coques, il est broyé en petits morceaux et soigneusement mélangé. Le matériau broyé tombe par le bas et à travers un tamis où les plus gros morceaux sont filtrés. Le matériel restant est transporté par une bande transporteuse jusqu'à une pile de stockage.
• 4 Les plus gros morceaux sont vendus à des entreprises d'aménagement paysager pour être utilisés comme paillis ou couvre-sol sans autre traitement. Le reste est chargé dans de gros camions à benne basculante et transporté vers la zone de compostage où il est déversé en longues rangées, appelées andains. Chaque rangée mesure environ 6-10 pieds (2-3 m) de haut et plusieurs centaines de pieds (m) de long avec une section transversale triangulaire. Un espace plat d'environ 10 pi (3 m) de large est laissé entre chaque rangée pour permettre aux véhicules de se déplacer sur toute la longueur.

Compostage

• 5 La zone de compostage peut couvrir plusieurs acres (hectares). Après la mise en place d'un andain, le matériau est humidifié par un camion-citerne qui se déplace le long du rang en pulvérisant de l'eau. L'eau facilite le processus de compostage et aide à minimiser la poussière soufflée par le vent.
• 6 Toutes les quelques semaines, une machine spéciale chevauche chaque andain et se déplace sur sa longueur pour retourner et agiter le matériau. Cela décompose le matériau en morceaux encore plus petits et l'expose à l'oxygène, ce qui facilite le processus de décomposition. Une fois l'andain retourné, il est à nouveau aspergé d'eau. Ce processus se poursuit pendant deux ou trois mois. Par temps chaud et sec, les andains peuvent devoir être arrosés plus souvent. Pendant la décomposition, la température interne du tas peut atteindre 130° F (54° C), ce qui aide à tuer la plupart des graines de mauvaises herbes qui pourraient être présentes.

Durcissement

• 7 Le compost brut est ramassé avec un chargeur frontal et déplacé vers un grand tas conique où il est autorisé à terminer le processus de décomposition sur une période de plusieurs semaines. Ce processus s'appelle le durcissement et il permet au carbone et à l'azote du compost de s'ajuster à leurs niveaux finaux.

Dépistage

• 8 Une fois le compost durci, il est ramassé avec un chargeur frontal et déversé dans la trémie d'un tamis rotatif. Ce dispositif est constitué d'un grand tamis cylindrique tournant sur un axe légèrement incliné au-dessus de l'horizontale. Les ouvertures en Diogramme illustrant le traitement commercial des déchets de jardin en compost. l'écran mesure environ 0,5 po (1 cm) de diamètre. Le compost est introduit dans l'extrémité surélevée du tamis rotatif depuis la trémie par une bande transporteuse. Au fur et à mesure que le compost descend le long du tamis rotatif, le plus petit matériau tombe à travers le tamis et est déplacé vers une pile de stockage par une bande transporteuse. Le matériau plus gros qui ne peut pas passer à travers le tamis tombe de l'extrémité inférieure du cylindre et est soit renvoyé dans les tas de compost pour une décomposition plus poussée, soit vendu sous forme de copeaux de bois.

Distribution

• 9 Une grande partie du compost fini est chargée dans de gros camions à benne basculante et vendue en vrac aux entreprises d'aménagement paysager, aux municipalités, aux pépinières et à d'autres clients commerciaux. Une partie est scellée dans des sacs en plastique de 40 lb (18 kg) pour la vente au détail aux propriétaires. En utilisant la méthode des andains, une installation de traitement des déchets de jardin de banlieue typique peut produire jusqu'à 100 000 tonnes (91 000 tonnes métriques) de compost par an.

Contrôle qualité

Les entreprises de compostage font régulièrement tester leur compost fini pour s'assurer qu'il est exempt de matières nocives et qu'il contient les quantités appropriées d'éléments nutritifs pour les plantes. Les tests mesurent la taille des particules, le niveau d'humidité, la teneur en minéraux, le rapport carbone/azote, l'acidité, la teneur en éléments nutritifs, le taux de germination des graines de mauvaises herbes et de nombreux autres facteurs. Par exemple, les particules de déchets doivent avoir un diamètre compris entre 0,5 et 2 pouces (1,2 à 5 cm) afin d'encourager le flux d'oxygène dans le compost. De même, le taux d'humidité doit être supérieur à 40 % pour faciliter le processus de compostage. Des taux d'humidité inférieurs à 40 % ralentissent le processus et présentent un risque de combustion spontanée. En outre, le rapport idéal du carbone à l'azote devrait être en moyenne de 30 parties de carbone pour une partie d'azote en poids. L'équilibre idéal maintient une population microbienne saine qui accélère la décomposition et minimise les odeurs.

Matériaux nocifs

Le compost fabriqué à partir de déchets de jardin, tels que les feuilles et les tontes de gazon, contient rarement des matières nocives. Cependant, des problèmes peuvent survenir lorsque le compost est fabriqué à partir de déchets municipaux partiellement triés, de certains déchets industriels ou de boues d'épuration. Dans ces cas, des niveaux inacceptables de métaux toxiques, de produits chimiques ou de bactéries nocives peuvent être présents.

Pour protéger le public, l'Environmental Protection Agency (EPA) fédérale fixe des niveaux acceptables pour des milliers de matériaux qui pourraient être présents dans le compost. Chaque État peut également avoir ses propres normes. Pour les déchets municipaux, la séparation à la source, c'est-à-dire que les propriétaires trient leurs déchets de jardin dans des conteneurs séparés plutôt que de les jeter avec le reste de leurs déchets, est considéré comme l'un des moyens les plus efficaces de produire un compost propre et sûr.

Le futur

En séparant les déchets de jardin et en les transformant en compost, on estime que les municipalités peuvent réduire la quantité de déchets envoyés aux sites d'enfouissement d'environ 20 %. Bien qu'il s'agisse d'une réduction significative, on s'attend à ce qu'à l'avenir encore plus de déchets soient détournés des décharges. Des matériaux tels que des emballages alimentaires souillés, des rembourrages de couches jetables, des restes de nourriture, des chiffons en fibres naturelles, des morceaux de bois et d'autres matières organiques pourraient tous être compostés. Pour ce faire, les municipalités peuvent avoir à établir des installations de traitement des déchets solides municipaux (DSM) pour séparer les matières compostables des matières nocives, telles que les piles, l'huile à moteur, l'amiante et de nombreux produits chimiques ménagers mis au rebut.

Finalement, le compostage peut également fournir un moyen de manipuler et de neutraliser même les matières nocives. Par exemple, dans plusieurs anciennes usines de munitions et installations de stockage militaires, le sol environnant est contaminé par le matériau explosif trinitrotoluène, également connu sous le nom de TNT. Les chercheurs utilisent un mélange de compost spécialement formulé de déchets végétaux et de fumier de buffle pour neutraliser le sol grâce à un simple processus de compostage biologique qui convertit les composants organiques explosifs du TNT en composés moins nocifs.