Évaluation de l’influence de la méthanisation, du séchage et du compostage

Les sols du Sénégal Au Sénégal, on rencontre plusieurs types de sol dont les sols minéraux bruts de cuirasse, gravillonnaires sur cuirasse, brun-rouge subaride sur sable, ferrugineux tropicaux, ferralitiques sur grès sablo-argileux, halomorphes, hydromorphes, et les sols sulfatés acides sur sables (Khouma, 2002). Il s’agit généralement des sols pauvres en fer et en zinc, qui contiennent des carbonates avec des pH des horizons compris entre 6 et 7 (Khouma, 2002). Leur teneur en carbone est généralement faible (Tableau 1). Elle varie de 2 à 15,9t de C /ha (Khouma, 2002; Badian et al., 2020). A Dahra, le carbone du sol est en moyenne 2,61t/ha (Ndiaye et al., 2015). Le modèle Century estime l’évolution du stock de carbone organique de sol de -3,19 à 11,1t de C/ha de 2002 à 2050 en fonction des cultures (Badian et al., 2020). L’azote varie entre 0,012 et 0,12% (Khouma, 2002). A Dahra, l’azote du sol est en moyenne 0,28t/ha (Ndiaye et al., 2015). La zone des Niayes du Sénégal est une zone agro-écologique, périurbaines fortement exploitées. On y rencontre des sols ferrugineux tropicaux peu lessivés, riche en fer mais fréquemment lessivés (Khouma, 2002), des sols carbonatés pouvant être hydromorphes (Ntoma et al., 2017) et des arenosols (Feder et al., 2016). Le Tableau 1: L’azote et le carbone dans les types de sols au Sénégal (Khouma, 2002) présente l’ensemble des sols du Sénégal avec leur teneur en carbone et en azote ainsi que le rapport C/N. Tableau 1: L’azote et le carbone dans les types de sols au Sénégal (Khouma, 2002) Type de sol % carbone % azote C/N sol faiblement ferralitique 0,96 0,06 13,4 sol halomorphe 1,00 0,07 13,5 sol sulfaté acide 1,28 0,13 10,0 Sols brun-rouge subarides sur sable 0,15 0,01 12,3 Sols ferrugineux tropicaux faiblement lessivés sur sable 0,22 0,02 11,8 Sols ferrugineux tropicaux lessivés sur grès sablo-argileux 0,43 0,03 15,9 Sols hydromorphes 0,29 0,03 9,0 Sols hydromorphes minéraux à pseudogley sur argile de décantation 0,62 0,59 11 4 2.2 Les produits résiduaires organiques Les Produits Résiduaires Organiques (PRO) regroupent les effluents d’élevage et les matières organiques, traitées ou non, provenant de l’agriculture (ex. bois de taille), des activités urbaines (ex. boues de STEP, ordures ménagères), des industries agro-alimentaires (ex. vinasses, plumes, boues de laiteries) et autres industries (ex. boues papetières). Au Sénégal, on rencontre plusieurs types de PRO qui sont utilisés tant en agriculture urbaine que rurale. Il s’agit des produits agricoles (lisiers, fumiers, fientes, les composts), urbains (boues de station d’épuration, déchets ménagers) ou agro-industriels (déchets d’abattoirs, tourteaux, vinasses) (Feder et al., 2016). L’intérêt agronomique de ces PRO n’est plus à démontrer. A titre illustratif, la boue stabilisée issues des stations d’épurations des eaux usées de Dakar contient 3,07g/kg de N total ; 1,31% de P et 0,32% de K de matière sèche avec un rapport C/N faible de 7,4. Le fumier de bovin contient 1,6g/kg de N ; 0,31% de P et 1,66% de K de matière sèche avec un rapport C/N moyen de 16,2 (Badiane Ndour et al., 2016). Une association des engrais chimiques et des PRO permet de booster les rendements. En effet, sur des parcelles recevant à la fois de l’urée et un PRO (fumier) à dose égale à Bélobaka, le rendement des légumes feuilles a augmenté jusqu’à 38% (Thuriès et al., 2016). La qualité d’un PRO dépend des composantes d’origine et des traitements subis. En effet, les PRO peuvent être des substrats (Girault et al., 2013) qui peuvent être directement utilisé en agriculture pour l’amélioration des rendements (Duchemin, 2020). Ils sont susceptibles de subir des traitements (méthanisation, séchage, compostage) ( Dudkowski, 2000; Roux et al., 2010; Houot et al., 2014).

Traitements des PRO

Le retour au sol de produits résiduaires organiques (PRO) contribue à la fertilisation des cultures (valeur fertilisante) et à l’entretien des teneurs en matière organique des sols (valeur amendante) (Roux et al., 2010). Ils subissent plusieurs types de traitements qui peuvent affecter leur qualité agronomique.

Le séchage

Le séchage est une opération qui permet de réduire de façon considérable le volume de la boue (Arlabosse, 2001). Selon (Roux et al., 2010), lors de la réalisation des incubations en conditions 5 contrôlées, la préparation des PRO influe sur les conditions de minéralisation. Le séchage peut modifier la composition initiale du PRO. Une part de l’azote ammoniacal peut être volatilisée sous forme d’ammoniac.

Le compostage

Le compostage est un processus de dégradation ou de décomposition de la matière organique par les micro-organismes dans des conditions bien définies (présence de microflore, la température, présence d’oxygène, humidité, support organique). Les matières premières organiques, telles que les résidus de culture, les déchets animaux, les restes alimentaires, certains déchets urbains et les déchets industriels appropriés, peuvent être appliquées aux sols en tant que fertilisant, une fois le processus de compostage terminé (FAO, 2005). Le produit issu du compostage est le compost (Berner, 2013; Lopez, 2017). Selon Berner (2013), les apports de composts contribuent à l’entretien et à l’augmentation du stock de la matière organique du sol. Ce qui favorise la séquestration du carbone, améliore la fertilité des sols : stabilisation de la structure, libération d’éléments fertilisants, stimulation d’activités biologiques du sol. Il est apporté en tant qu’amendement organique et son apport répété augmente la fertilité du sol (Berner, 2013; Houot et al., 2014). Cependant, il pourrait ne pas être un bon choix pour les substrats de culture (Lopez, 2017). En effet, les propriétés chimiques et physiques du compost peuvent être très variables. Il contient des taux élevés de sels solubles. Même si les intrants sont constants, les taux de nutriments varient dans les produits compostées. La libération de nutriments (N), est difficile à prédire. L’azote des composts peut être lié aux substrats si le compostage n’est pas complet

La méthanisation

La méthanisation est un procédé aboutissant à la production de biogaz à partir de matière organique, sous l’action de différentes bactéries et en l’absence d’oxygène (digestion anaérobie) ( Figure 1). Elle transforme une partie du carbone organique contenu dans les substrats en méthane (CH4) et dioxyde de carbone (CO2), composés principaux du biogaz (Lecollinet & Christ, 2019). Ce qui a un impact sur la quantité de matière organique (par rapport au produit frais) mais aussi sur sa nature. Le premier effet de la méthanisation est la perte d’une partie des matières organiques transformées en biogaz. Mais elle n’impacte pas la quantité d’azote total. Elle 6 améliore la valeur fertilisante. En effet, le digestat brut mineralise 60-180g de N par kg de MS avec un C/N faible de 4-12, le liquide 50-130g de N par kg de MS avec un C/N de 0 à 10 et le solide 20-70g de N par kg de MS avec un C/N de 4 à 32 (Bastide, 2014; ADEME, 2018). La valeur amendante est aussi conservée (ADEME, 2011; Quideau et al., 2013; Houot et al., 2016).