Co-produits de méthanisation - Enfouir les digestats juste après épandage pour bien les valoriser

Une composition variable selon les intrants et les post-traitements

Après le processus de méthanisation, il reste un résidu, appelé digestat, composé d’un mélange de matière minérale et de matière organique déjà en grande partie digérées par l’action de fermentation anaérobie des micro-organismes.

Dans l’ensemble, et malgré des variations importantes, les digestats sont riches en azote (de 2 à 7 kg N total par tonne de produit brut). Environ la moitié de cet azote est présent sous forme ammoniacale (NH₄⁺). Celle-ci a l’avantage d’être rapidement assimilable par les plantes, ce qui assure au digestat un effet fertilisant sur le court terme. Pour ce type de produit organique, il est donc préconisé de réaliser des apports au plus proches des besoins de la culture. Les digestats contiennent également de la matière organique stable qui leur procure un bon effet amendant.

En plus de l’azote et de la matière organique, les digestats bruts contiennent du phosphore, du potassium, du soufre et d’autres oligo-éléments. Tous ces nutriments sont présents en quantités variables selon la nature et la proportion des intrants de méthanisation utilisés (figure 1). Il peut s’agir de lisier, de fumier, de cultures intermédiaires à vocation énergétique (Cive), de résidus industriels, de déchets de collectivités…

Figure 1 : Diversité de composition des digestats utilisés en expérimentations

Source : ARVALIS

Par ailleurs, deux autres types de produits peuvent être obtenus suite à une séparation de phase du digestat : une phase liquide et une phase solide (figure 2). La première est encore plus concentrée en azote minéral que le digestat brut, ainsi qu’en potassium qui est très soluble. La phase solide est enrichie en azote organique ainsi qu’en phosphore qui est peu soluble. La phase liquide (qui se rapproche d’un lisier) est donc utilisée comme un fertilisant minéral alors que la phase solide (qui se rapproche d’un compost) sert plutôt d’amendement.

Figure 2 : Lien entre valeur amendante et fertilisante des MAFOR

Source : INRAe

Ainsi, selon les intrants utilisés et les éventuels post-traitements effectués, la composition du digestat à épandre ne sera pas la même. Afin de connaître à l’avance cette composition, des travaux sont en cours pour réaliser une typologie des intrants (Projet CONCEPT-DIG). Mais la méthode idéale reste de faire une l’analyse du digestat au plus proche de l’apport.

Un risque de volatilisation ammoniacale à ne pas négliger

La forte teneur en azote ammoniacal des digestats est à l’origine d’un risque de volatilisation, au même titre que d’autres produits organiques comme les lisiers par exemple. Le niveau de pH élevé de ces produits (souvent supérieur à 8) constitue un facteur de risque en plus.

La volatilisation correspond en effet au passage de l’ion ammonium (NH₄⁺), lié aux constituants du sol ou dissous dans la solution du sol, sous la forme d’ammoniac gazeux (NH₃) qui s’échappe dans l’atmosphère. Ce phénomène s’opère à la surface du sol et il intervient immédiatement après l’apport (figure 3).

La volatilisation ammoniacale dépend de nombreux facteurs pédoclimatiques. Elle est notamment favorisée par des températures élevées et la présence de vent. Prendre en compte ces facteurs pour choisir la date d’apport permet donc de limiter les pertes d’azote.

Figure 3 : Cinétique de volatilisation d’azote ammoniacal (N-NH₃) pour un digestat épandu avec un épandeur à pendillards à patins, suivi d’un enfouissement superficiel (5 à 10 cm) immédiat ou 48 h après

Sources : Essai de Valhuon, Chambre d’agriculture Nord-Pas de Calais en partenariat avec ARVALIS, Uneal, SAS Metha-Ternois, avec le soutien financier de l’Agence de l’eau Artois Picardie, l’Ademe et la région Hauts-de-France.

Au moment de l’épandage, utiliser un matériel adapté sera déterminant. Certains équipements, tels que le pendillard, apportent le digestat directement à la surface du sol, limitant ainsi le contact avec l’air. L’enfouissement du digestat est la méthode la plus efficace, soit à l’épandage à l’aide d’un matériel adapté (épandeur avec enfouisseurs), ou immédiatement après l’épandage grâce à un outil de travail du sol. Il faudra alors veiller à réaliser cette deuxième opération dans les heures qui suivent l’épandage.

Limiter la volatilisation présente un double avantage. C’est un gain économique pour l’agriculteur, en permettant de conserver l’azote pour la culture. Et au niveau environnemental, cela permet de préserver la qualité de l’air.