Gaz à effet de serre: réduction, valorisation et économie circulaire

Lisier et GES

Bien que l’industrie porcine ne soit pas la plus génératrice de GES en termes d’élevage agricole, elle émet cependant des quantités importantes de gaz à effet de serre, et notamment du méthane. Outre la fermentation entérique, le lisier constitue une importante source d’émission de méthane dont la production est influencée par certains facteurs atmosphériques. Par exemple, une atmosphère humide et donc moins chargée en oxygène active la production de méthane. La quantité d’émission des élevages varie donc aussi selon leur situation géographique et les conditions climatiques.

Récapitulatif des émissions de GES dans l’élevage. Source FAO

Durant le stockage en fosse du lisier, et l’épandage sur les terres arables, tout un ensemble d’actions chimiques interviennent et dégradent progressivement cet effluent, ce qui se manifeste par des émissions gazeuses et des changements physico chimiques. C’est ainsi que le lisier génère du méthane (CH4) de l’oxyde nitreux (N2O), ainsi que de l’ammoniac (NH3), du sulfure d’hydrogène (H2S), des particules fines et des composés organiques volatils.

L’épandage répété peut alors entraîner une saturation du sol en certains éléments tels que le phosphore et provoquer des phénomènes d’eutrophisation.

Les sources principales d’émissions de GES dans la filière porcine sont :

– La fermentation entérique – ce sont les gaz émis lors de la digestion des animaux.

– La gestion du lisier: par gestion du lisier on comprend entreposage, transport et épandage.

Cette gestion du lisier engendre l’émission de deux principaux gaz à effet de serre : le méthane (CH4) et l’oxyde nitreux (N20)

Un exemple : les États-Unis

Prenons pour exemple le cas des États-Unis. ( Source : Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2019)

La fermentation entérique

À titre d’exemple voici l’évolution sur 14 ans des émissions de méthane produites par la fermentation entérique des porcs aux États-Unis. Les chiffres sont exprimés en tonnes métriques eq C02.

2005	2015	2019
2 300 000	2 600 000	2 900 000

Il est important de noter que ces émissions de méthane générées par la digestion entérique de la filière porcine ne représentent qu’un pourcentage minime de la totalité des GES émis par l’intégralité de la filière d’élevage (bétail et volaille) aux USA, soit : 1,62 %

La gestion du lisier

Le tableau suivant résume l’évolution des émissions de ces GES en tonnes métriques eq CO2 aux USA .

	2005	2015	2019
CH4 Méthane	20 300 000	20 200 000	23 100 000
N20 Oxyde nitreux	1 600 000	1 800 000	2 100 000

À noter que dans le cas de la gestion des fumiers/lisiers , le lisier porcin génère 37 % des émissions de méthane et 10,70 % des émission d’oxyde nitreux de la filière d’élevage globale (bétail et volaille) .

La problématique des émissions de GES générées par la pratique généralisée qui consiste à entreposer et à épandre le lisier, est évidente, et révélatrice de la nécessité d’œuvrer au déploiement de solutions de traitement qui limitent l’impact environnemental de ce mode de gestion conventionnelle.

L’ammoniac

Bien qu’il soit essentiellement question de méthane lorsque l’on évoque les émissions de GES par l’agriculture, l’ammoniac (NH3), un gaz très volatil, est aussi source de contraintes environnementales : qualité de l’air, de l’eau, et impact sur les écosystèmes. Se combinant dans l’atmosphère avec des oxydes d’azote et de soufre il peut former des particules fines. Les particules fines qui sont d’une taille inférieure à 2,5 microns constituent des risques pour la santé. Les émissions d’ammoniac (NH3) provenant des bâtiments porcins, des fosses à lisier ( en particulier lors du brassage) ou de l’épandage des lisiers aux champs par volatilisation de l’azote constituent une source indirecte d’émissions de gaz à effet de serre. L’agriculture au Canada produit la majorité (85 %) des émissions d’ammoniac, dont les particules secondaires à base d’ammonium, en particulier dans les zones où se pratiquent l’élevage d’animaux et l’utilisation intensive d’engrais.

Extrêmement volatil, l’ammoniac (NH3), lors de l’épandage et immédiatement après, représente une perte importante de source azotée pour les cultures. Sous certaines conditions atmosphériques (température, vent, …) la volatilisation de l’azote ammoniacal peut représenter une perte de 80 % de ce composé durant et juste après l’épandage. Il est à noter que la volatilisation du composé ammoniacal est liée à d’autres substances malodorantes. Réduire la volatilisation c’est aussi réduire, dans une certaine mesure, les odeurs.

Le lisier constitue pour les cultures une source importante d’azote ammoniacal. La volatilisation intervient rapidement après l’épandage et en fonction de son exposition à l’atmosphère. Dans certains cas de figure lorsque cette volatilisation est importante l’agriculteur est amené à pallier à cette perte par l’ajout de fertilisants minéraux.

Solugen valorise l’ammoniac sous forme de solution ammoniacale

La technologie de traitement de lisier de Solugen permet de dissocier les éléments constitutifs du lisier.

Si l’on prend l’exemple d’un lisier de maternité nous aurons après traitement :

Un important volume d’eau pure, de l’ordre de 84 % du volume initial de lisier pour le lisier de maternité.

Une fraction solide qui concentre la majorité du phosphore
Un concentré liquide riche en potassium
Et une solution ammoniacale. L’ammoniac du lisier ayant été capté par le procédé de traitement et restitué sous une forme liquide.
Il en résulte les avantages suivants :

Des coûts de transports drastiquement réduits en ce qui concerne la fraction solide et le concentré de potassium

Une fertilisation plus facilement dosable, notamment en ce qui concerne le phosphore, et le respect facilité des plans d’agro fertilisation.

Une réduction importante des gaz à effet de serre normalement générés lors de l’entreposage (surtout lors du brassage du lisier) et de l’épandage.

Et une conservation de l’azote ammoniacal sous une forme liquide dont la majeure partie aurait été perdue lors de l’épandage en l’absence de traitement du lisier. Cette forme plus stable que l’ammoniac en termes de volatilisation constitue un fertilisant azoté de premier choix, notamment en injection ou en fertigation et facile à utiliser et à doser en fonction du niveau de concentration de la solution.

Ce faisant, Solugen, par son procédé, contribue à une réduction des émissions de gaz à effet de serre produits par la filière porcine, mais en outre, en captant l’ammoniac lors du traitement du lisier, et en le restituant sous une forme liquide valorisable, un engrais azoté d’origine naturelle, crée une économie circulaire.