Compost : La Solution Ultime d'Enrichissement des Sols

Le compost est un matériau finement divisé, meuble, constitué de matière organique décomposée. Il est principalement utilisé comme nutriment pour plantes et amendement du sol pour stimuler la croissance des cultures. Bien que beaucoup associent la production de compost aux petits tas de jardin entretenus à la bêche, la majeure partie du compost est produite dans de grandes installations municipales, industrielles ou agricoles utilisant du matériel mécanisé.

Historique

L'expression « plus vieux que la terre » s'applique certainement au compost. La nature produit du compost depuis des millions d'années dans le cycle de la vie et de la mort sur Terre. La première utilisation humaine de fumier animal, forme brute de compost, remonte à environ 3000 av. J.-C. en Égypte, où il était épandu directement sur les champs comme engrais. Plus tard, le fumier était mélangé à de la paille d'étable souillée et d'autres déchets et laissé en tas jusqu'à ce qu'il soit nécessaire. La pluie maintenait les tas humides et favorisait la décomposition, produisant un compost riche.

Les Grecs et Romains connaissaient la valeur du compost pour augmenter les rendements et utilisaient même la chaleur du compost en décomposition pour produire des légumes d'été en hiver. Les monastères chrétiens ont perpétué l'art du compostage 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 au début des années 1600.

Aux États-Unis, les présidents George Washington et Thomas Jefferson étaient d'importants propriétaires terriens à la fin des années 1700 et au début des années 1800. Hors affaires d'État, ils consacraient beaucoup de temps à des pratiques agricoles innovantes, dont des expériences sur diverses méthodes et matériaux de compostage. À mesure que des années de cultures successives épuisaient les nutriments des sols de la côte Est, le compostage s'est généralisé. Cette tendance s'est poursuivie jusqu'au début des années 1900, quand on estimait que 90 % de l'engrais utilisé aux États-Unis provenait du compost.

Tout a changé en 1913, quand une entreprise allemande a commencé à produire des composés azotés de synthèse, dont des engrais. Ces nouveaux engrais chimiques pouvaient être produits moins chèrement que le compost de fumier animal salissant, et le tas de compost de ferme est vite devenu chose du passé. En 1950, on estimait que seulement 1 % de l'engrais utilisé aux États-Unis provenait du compost.

Une exception notable fut le travail commencé en 1942 par J.I. Rodale, pionnier de l'agriculture biologique. Rodale a très tôt vu les dangers de dépendre des engrais de synthèse et les avantages du compost issu de sources naturelles. Le compostage a connu un bref regain pendant l'ère écologiste des années 1960, mais ce n'est qu'aux années 1980 qu'il est devenu une grande industrie. Ce sursaut n'était pas dû à une prise de conscience renouvelée des aspects positifs du compost, mais à une préoccupation croissante pour les aspects négatifs des déchets. En bref, dans nos efforts pour nous débarrasser de nos déchets, nous polluions l'air, empoisonnions nos rivières et nous enterraient littéralement dedans avec nos décharges.

Pour détourner une partie des déchets municipaux des décharges, plusieurs villes ont créé des centres de recyclage au début des années 1970 où les gens pouvaient apporter canettes, bouteilles et journaux au lieu de les jeter. Cela a été suivi par la collecte sélective à domicile, où les gens pouvaient placer ces matériaux recyclables dans des conteneurs séparés pour ramassage devant chez eux. Enfin, de nombreuses villes ont ajouté des conteneurs supplémentaires pour les déchets verts à composter. En 1992, près de 1 500 villes avaient des installations de compostage de déchets verts.

Parallèlement, de nouvelles lois environnementales strictes ont imposé aux industries de ne plus simplement déverser leurs déchets sur les terres environnantes ou les rejeter dans les rivières. Pour se conformer, de nombreuses industries ont lancé leurs propres programmes de recyclage et compostage. Les préoccupations environnementales ont aussi touché les agriculteurs, accusés des effets néfastes des engrais et pesticides chimiques sur la santé humaine et la faune. En conséquence, beaucoup d'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 gérer 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 ensaché et vendu aux particuliers, ou les matières premières vendues en vrac à d'autres installations. Le compost municipal de déchets verts est généralement produit dans des installations gérées par la ville ou la société de collecte et vendu aux entreprises paysagistes et jardineries locales.

Matières Premières

Techniquement, le compost peut être fabriqué à partir de toute matière organique. C'est-à-dire, de toute partie d'un organisme, plante ou animal, contenant du carbone. Le compost nécessite aussi une source d'azote, d'oxygène et d'eau, plus de petites quantités de divers éléments généralement présents dans la matière organique, notamment phosphore, cuivre, potassium, calcium, et autres.

Pour que les matières organiques se combinent avec les autres éléments et se décomposent en compost, plusieurs organismes vivants et microorganismes sont nécessaires. On trouve notamment des cloportes, qui aident à digérer les matériaux et transportent les bactéries ; des vers de terre, qui aèrent les matériaux par leurs galeries ; une variété de champignons, qui aident à digérer la cellulose résistante à la décomposition ; des bactéries filamenteuses appelées actinomycètes, qui attaquent les tissus végétaux crus ; et bien d'autres.

Les matières premières les plus courantes pour le compost sont les déchets verts : tontes de gazon, feuilles, mauvaises herbes, et petites tailles d'arbustes et d'arbres. La plupart des tas de compost domestiques et installations municipales utilisent exclusivement des déchets verts en raison du grand volume disponible.

Les installations de compostage industriel tendent à utiliser des déchets générés dans une usine ou une région donnée. 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. Drêches et grains épuisés des brasseries font aussi d'excellents matériaux. Autres matériaux : sciure et copeaux de scieries, déchets de poisson des conserveries, sang séché et os animaux pulvérisés des abattoirs.

Les installations de compostage agricole utilisent des matériaux disponibles dans les fermes voisines : fumier animal, paille d'étable usagée, fruits et légumes gâtés, refus des champs, tailles de vignes et vergers, foin pourri, et autres déchets agricoles.

Parmi les matières premières plus inhabituelles : algues, plumes de poulet, coques d'arachide, et cheveux coupés.

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 la décomposition biologique ne commence. Dans certains cas, la décomposition elle-même est assistée par agitation mécanique ou aération des matériaux. Après décomposition, le compost fini est mécaniquement tamisé et ensaché pour la distribution.

Il existe plusieurs méthodes pour produire du compost à grande échelle. La méthode du digesteur à méthane place les matières premières dans un grand conteneur scellé pour exclure l'oxygène. La décomposition anaérobie qui en résulte produit non seulement du compost, mais aussi du méthane, utilisable pour la cuisson ou le chauffage. La méthode des tas aérés place les matières en tas ou tranchées contenant des tuyaux perforés qui font circuler l'air. La décomposition aérobie qui en résulte produit beaucoup de chaleur, tuant la plupart des bactéries nocives. La méthode des andains place les matières en longues rangées, appelées andains, où elles se décomposent naturellement sur plusieurs semaines ou mois. C'est la méthode la moins coûteuse. Voici une séquence typique d'opérations pour convertir les déchets verts municipaux en compost par la méthode des andains.

Séparation

• 1 Les déchets verts sont déposés dans des conteneurs séparés par les particuliers, et les conteneurs sont placés au bord de la route pour ramassage le jour de la collecte habituelle. Les particuliers sont informés que seuls certains déchets verts sont acceptables : tontes de gazon, feuilles, mauvaises herbes, et petites tailles d'arbustes et d'arbres. De courts morceaux de branches jusqu'à environ 15 cm de diamètre sont aussi acceptés. Sont interdits : pierres, gazon, excréments animaux, et quantités excessives de terre. Les palmes sont prohibées car leurs pointes ne se décomposent pas et sont toxiques. Restes alimentaires, fruits et légumes sont aussi interdits car ils attirent les rongeurs, apportent des graines indésirables et génèrent des odeurs.
• 2 Les déchets verts sont collectés par des camions dédiés et transportés au centre de traitement où ils sont déchargés en tas. Les tas sont inspectés visuellement, et tout matériau surdimensionné ou inacceptable est retiré manuellement.

Broyage

• 3 Une grande machine sur roues, un chargeur frontal, prélève du matériau dans les tas et le déverse dans un broyeur à cuve. Le broyeur a une enveloppe cylindrique verticale fixe avec un cylindre intérieur rotatif. Au passage entre les deux cylindres, le matériau est broyé en morceaux plus petits et soigneusement mélangé. Le matériau broyé tombe par le bas et traverse un crible où les gros morceaux sont écartés. Le reste est transporté par convoyeur vers un tas de stockage.
• 4 Les gros morceaux sont vendus aux entreprises paysagistes pour paillis ou couvre-sol sans traitement supplémentaire. Le reste est chargé dans de gros camions-bennes et transporté à la zone de compostage où il est déchargé en longues rangées, les andains. Chaque rangée fait environ 2-3 m de haut et plusieurs centaines de mètres de long avec une section transversale triangulaire. Un espace plat d'environ 3 m de large est laissé entre chaque rangée pour permettre la circulation des véhicules.

Compostage

• 5 La zone de compostage peut couvrir plusieurs hectares. Après mise en place d'un andain, le matériau est humidifié par un camion-citerne qui longe la rangée en pulvérisant de l'eau. L'eau facilite le compostage et limite la poussière volante.
• 6 Toutes les quelques semaines, une machine spéciale enjambe chaque andain et parcourt sa longueur pour retourner et agiter le matériau. Cela le décompose en morceaux encore plus petits et l'expose à l'oxygène, favorisant la décomposition. Après retournement, l'andain est à nouveau arrosé. 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 de la pile peut atteindre 54 °C (130 °F), ce qui aide à tuer de nombreuses graines de mauvaises herbes potentiellement présentes.

Maturation

• 7 Le compost brut est repris au chargeur frontal et déplacé dans un grand tas conique où il achève la décomposition sur plusieurs semaines. Ce processus, appelé maturation, permet au carbone et à l'azote du compost d'atteindre leurs niveaux finaux.

Criblage

• 8 Après maturation, le compost est repris au chargeur et déversé dans la trémie d'un crible rotatif. Cet appareil consiste en un grand crible cylindrique tournant sur un axe légèrement incliné au-dessus de l'horizontale. Les ouvertures du crible font environ 1 cm de diamètre. Le compost est introduit par l'extrémité surélevée du crible rotatif depuis la trémie par un convoyeur. Au fur et à mesure que le compost tombe le long du crible, les fines particules passent au travers et sont déplacées vers un tas de stockage par un convoyeur. Le matériau plus gros qui ne passe pas tombe par l'extrémité inférieure du cylindre et est soit retourné aux tas de compost pour décomposition supplémentaire, soit vendu comme copeaux de bois.

Distribution

• 9 Une grande partie du compost fini est chargée dans de gros camions-bennes et vendue en vrac aux entreprises paysagistes, municipalités, pépinières et autres clients commerciaux. Une partie est conditionnée en sacs plastiques de 18 kg (40 lb) pour la vente au détail aux particuliers. Avec la méthode des andains, une installation typique de traitement de déchets verts en banlieue peut produire jusqu'à 91 000 tonnes métriques (100 000 tons) de compost par an.

Contrôle Qualité

Les entreprises de compostage font régulièrement tester leur compost fini pour s'assurer qu'il est exempt de substances nocives et contient les bonnes quantités de nutriments pour les plantes. Les tests mesurent la granulométrie, le taux d'humidité, le contenu minéral, le rapport carbone/azote, l'acidité, la teneur en nutriments, le taux de germination des graines de mauvaises herbes, et bien d'autres facteurs. Par exemple, les particules de déchets doivent mesurer entre 1,2 et 5 cm de diamètre pour favoriser la circulation de l'oxygène dans le compost. De même, le taux d'humidité doit être supérieur à 40 % pour faciliter le processus. Des taux inférieurs à 40 % ralentissent le processus et présentent un risque de combustion spontanée. Le rapport carbone/azote idéal devrait être en moyenne de 30 parties de carbone pour une partie d'azote en poids. Cet équilibre idéal maintient une population microbienne saine qui accélère la décomposition et minimise les odeurs.

Matériaux Nocifs

Le compost issu de déchets verts, comme feuilles et tontes de gazon, contient rarement des matériaux nocifs. Des problèmes peuvent survenir quand le compost est fait 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, produits chimiques ou bactéries nuisibles peuvent être présents.

Pour protéger le public, l'EPA (Agence fédérale de protection de l'environnement) fixe des niveaux acceptables pour des milliers de matériaux pouvant être présents dans le compost. Chaque État peut avoir ses propres normes. Pour les déchets municipaux, la séparation à la source — c'est-à-dire faire trier les déchets verts par les particuliers dans des conteneurs séparés plutôt que de les jeter avec le reste de leurs ordures — est considérée comme l'un des moyens les plus efficaces pour produire un compost propre et sûr.

Perspectives d'Avenir

En séparant les déchets verts domestiques et les transformant en compost, on estime que les municipalités peuvent réduire d'environ 20 % la quantité d'ordures envoyées en décharge. Bien que ce soit une réduction significative, on s'attend à ce que davantage de déchets devront être détournés des décharges à l'avenir. Des matériaux comme les emballages alimentaires souillés, le rembourrage de couches jetables, les restes alimentaires, les chiffons en fibres naturelles, les morceaux de bois, et d'autres matières organiques pourraient tous être compostés. Pour cela, les municipalités devront peut-être établir des installations de traitement des déchets solides municipaux (DSM) pour séparer les matériaux compostables des matériaux nocifs, comme les piles usagées, l'huile de moteur, l'amiante, et de nombreux produits chimiques ménagers.

Finalement, le compostage pourrait aussi fournir un moyen de traiter et neutraliser même les matériaux nocifs. Par exemple, dans d'anciennes usines et dépôts de munitions militaires, le sol environnant est contaminé par l'explosif trinitrotoluène (TNT). Des chercheurs utilisent un mélange de compost spécialement formulé à base de déchets végétaux et de fumier de buffle pour neutraliser le sol par un simple processus biologique de compostage qui convertit les composants organiques explosifs du TNT en composés moins nocifs.