Les meilleures pratiques pour le traitement des déchets agricoles et la réutilisation dans les pays méditerranéens
Layman’s
report Le projet est cofinancé par le LIFE+ Programme
www.wastereuse.eu
LIFE10 ENV/GR/594
table des matières
Des déchets agricoles dans la région méditerranéenne
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Les objectifs de WasteReuse
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Recycler et réutiliser les déchets agricoles Les actions et les réalisations L'évaluation initiale
Le développement de pratiques agricoles alternatives Des expériences de laboratoire
Des démonstrations de pratiques culturales alternatives L'Analyse du Cycle de Vie et l'analyse des risques Le Scénario WasteReuse et l'outil de décision Le réseautage et la diffusion
Les conclusions et les récommandations L'identité du projet
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Des déchets agricoles dans la région méditerranéenne
Dans un sens strict la notion de déchets agricoles se réfère à des cultures et des restes de démondage. Dans un sens plus large, les sous-produits d'origine végétale produits dans les industries alimentaires tels que la production d'huile d'olive, l’élaboration des fruits secs, l'industrie du vin, etc., ainsi que, notamment les résidus tels que les composts de la culture des champignons, ou des substrats déjà utilisés dans les cultures en serre, peuvent également être considérés comme des déchets agricoles. Déchets agraires comprennent également le lisier et le fumier. Les eaux usées sont générées par le lavage, l’épluchage ou les processus de blanchiment et contiennent des matières organiques dissoutes et des matières solides en suspension. Des restes de pesticides, d’insectes et de jus peuvent également être trouvés. L'impact environnemental de ce type de résidus est considéré comme significatif et un plan de gestion durable est nécessaire pour éviter la dégradation de l'environnement et à faire du mal à la santé humaine.
De grandes quantités de déchets agricoles sont produites chaque année dans la région méditerranéenne. Par exemple, il est estimé que la production totale moyenne de déchets des huileries d’olive varie entre 10 x 106 et 12 x 106 m3 et se produit sur une courte période de l'année (de novembre à mars). Cela met en évidence la nécessité d'élaborer des plans de gestion durable, qui comprendra le recyclage et la réutilisation, afin de prévenir les dommages environnementaux.
Recycler et réutiliser les déchets agricoles
Le recyclage des déchets agricoles grâce à l'application de la terre pour les végétaux et la production des cultures est une technique traditionnelle et prouvée par l’utilisation des déchets. Si bien fait, il est une méthode écologiquement rationnelle de gestion des déchets résultant aux avantages économiques en raison de la réduction d’utilisation des engrais commerciaux. Cependant, bien que la matière organique et des nutriments pourraient être bénéfiques pour la fertilité du sol et la croissance des plantes, le potentiel de la dégradation sérieuse du sol doit toujours être considéré en raison de très fortes concentrations d'éléments inorganiques et de polyphénols, parfois proches ou au-dessus des seuils. En outre, l'ajout de la matière organique insuffisamment stable présente dans les déchets, même s’il conduit à l'augmentation générale de la matière organique du sol, peut induire un certain nombre d'effets négatifs sur les propriétés du sol et la croissance des plantes, comme la hausse du taux de minéralisation de carbone organique natif ou la libération des substances phytotoxiques qui peuvent avoir des effets négatifs sur la croissance des plantes.1,2
Bien que certaines des technologies développées jusqu'à maintenant pour le traitement des déchets agricoles aient étudié les effets des déchets traités sur les paramètres de croissance et de rendement de quelques cultures, il faut remarquer qu’afin que des déchets agricoles puissent être utilisés en toute sécurité dans l'agriculture, les pratiques culturales spécifiques devraient être élaborées après une étude détaillée de:
• l'effet des déchets agricoles sur la croissance des plantes et les caractéristiques de qualité de rendement • La demande d’eau et de nutriments des cultures spécifiques • L'effet des déchets agricoles sur les propriétés du sol • Les relations sol-climatiques
• Les conditions environnementales
Ainsi, le projet WasteReuse a proposé le développement de nouvelles pratiques agricoles alternatives à l'utilisation des déchets agricoles traités (ou potentiellement non traités) en considérant tous les facteurs ci-dessus en tant que paramètres importants qui affectent, en dehors de la production ellemême, la qualité du sol, de l'eau et de l'air. 1
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Cereti, C.F., Rossini, F., Federici, F., Quaratino, D., Vassilev, N., Fenice, M. Reuse of microbially treated olive mill wastewater as fertilizer for wheat (Triticum durum Desf.). Biosour. Technol. 91 (2004), 135-140
Komilis, D.P. Karatzas, E., Halvadakis, C.P. The effect of olive mill wastewater on seed germination after various pre-treatment techniques. J. Environ. Manag. 74 (2005), 339-348.
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Les objectifs de WasteReuse
Le projet porte essentiellement sur deux problèmes environnementaux majeurs:
• l’élimination incontrôlée des déchets agricoles (p. ex. déchets d’oléiculture, de viniculture, d’élevage), ainsi que leur usage incontrôlé pour l’irrigation ou la fertilisation des cultures • l’usage excessif d’éléments nutritifs et de ressources naturelles (l’eau, les phosphates minéraux pour la production d’engrais chimiques) et le potentiel d'augmenter le recyclage des nutriments et de l'eau avec l'utilisation durable des déchets agricoles traités - ou potentiellement non traités
Les objectifs principaux du projet WasteReuse étaient:
• Evaluer l’aptitude à l’emploi dans l’agriculture de technologies traditionnelles et innovantes de traitement des déchets agricoles
• Développer des pratiques culturales alternatives pour les espèces végétales largement cultivées en Méditerranée et qui consomment beaucoup d’eau par le recyclage des nutriments et de l'eau à partir de déchets agricoles par l'identification et le développement de meilleures pratiques de gestion • Préserver la qualité des sols lors de l’élimination de déchets agricoles traités ou non traités, en développant et en utilisant des pratiques culturales qui sont appropriées pour les types de sols méditerranéens représentants, inclusif les sols dégradés et vulnérables.
• Développer de meilleures pratiques de gestion pour l'application des déchets aux cultures principales du marché visant à maximiser les rendements et à minimiser les impacts environnementaux hors site
• Réduire l’empreinte carbone en optant pour le recyclage des déchets agricoles et la minimisation de l’usage d’engrais. Protéger les ressources naturelles contre l’usage excessif et l’élimination incontrôlée des déchets • Accroître la compétitivité des produits agricoles méditerranéens et des bénéfices via la réduction des apports externes
Les actions et les réalisations L’évaluation initiale
Les actions de démonstration constituaient une grande partie du projet WasteReuse et ont duré au total 2,5 ans. Le projet comprenait deux actions de démonstration, une en Espagne et une en Italie, au cours de laquelles les déchets agricoles traités et non traités ont été utilisés pour cultiver des cultures différentes. L’application comprenait l'utilisation des eaux usées pour l'irrigation et la fertilisation, et de l'utilisation des composts pour l'amélioration de la qualité du sol.
Il y avait deux zones pilotes par pays - toutes accessibles au public - une zone pour la culture en serre et une pour la culture en plein champ. Les bénéficiaires ont fourni une superficie de près de 2.500m2 pour les essais en plein champ et une serre de près de 200m2 pour les démonstrations protégées. En Espagne, des actions de démonstration ont eu lieu dans les locaux de CEBAS, et ils ont inclus: • les cultures de plein champ de l’orge, du blé et du maïs
• les cultures protégées de la laitue, du melon et des tomates En Italie, les actions de démonstration ont eu lieu dans les locaux de CERSAA, et ils ont inclus: • les cultures de plein champ de la laitue et du chou
• les cultures protégées du basilic et des plantes ornementales Avant le début des démonstrations, toutes les données disponibles concernant les autres projets financé par l'UE axés sur le développement et l'application de technologies pour le traitement des déchets agricoles produite en grande quantité dans la région méditerranéenne - tels que déchets d’huileries d’olive, du vin, des déchets animaux et d’autres déchets agricoles divers - ont été recueillies par l'Université technique de Crète, par une recherche approfondie des bases de données pertinentes et disponibles (LIFE, ScienceDirect, Scopus, Cordis, Google, etc.). Un total de 49 projets financés a été identifié et a été inclus dans un inventaire exhaustif. Les technologies pertinentes ont également été évaluées quantitativement en utilisant des indicateurs techniques, environnementaux, économiques et socioculturels pondérés et les meilleures technologies de traitement des déchets agricoles ont été proposées aux bénéficiaires de la scène des démonstrations. 06 / 07
Le développement de pratiques agricoles alternatives Des expériences de laboratoire
En Espagne, les expériences visant à évaluer la valeur agronomique potentielle de différents déchets organiques traités et non traités provenant de différentes technologies, en ce qui concerne leur aptitude à promouvoir la production agricole et la qualité, et l'effet potentiel sur la qualité du sol. Trente-et-un des déchets organiques différents ainsi que seize sols espagnols et grecs ont été recueillis et exhaustivement caractérisés et évalués d'un point de vue agricole.
Les résultats de cette étude ont montré que l'utilisation des déchets organiques dans la culture comme méthode alternative à l'utilisation traditionnelle des engrais inorganiques peut être une stratégie souhaitable de reconstituer les pertes de matière organique du sol causées par la culture successive et intensive, contribuant ainsi à une gestion durable des sols agricoles.
L'application sur le sol de déchets organiques comme engrais a non seulement fourni des nutriments essentiels pour les plantes, mais a aussi amélioré la qualité du sol et le niveau de valorisation des déchets organiques. L’amélioration des conditions environnementales et de santé publique ainsi que la nécessité de réduire les coûts de fertilisation des cultures sont également des raisons importantes pour préconiser l'utilisation accrue de matériaux organiques. L'utilisation des déchets organiques pour le ray-grass et l'orge a entraîné des rendements similaires, et dans certains cas encore plus hauts, que des rendements avec l'utilisation de minéraux N.
En Italie, une enquête extensive exécutée sur environ 30 déchets basée sur l'analyse chimique et les essais de laboratoire a permis la sélection de deux types de composts avec des propriétés agronomiques prometteuses qui ont été étudiés plus par des essais en pot, en utilisant le cresson comme plante indicatrice. L'aptitude des composts comme des médias de culture, lorsqu'ils sont mélangés avec des sols naturels et autres matériaux inorganiques (la zéolite), a été comparée à un substrat à base de tourbe traditionnellement utilisé pour la culture en pot. Les taux du compost (ACV ou ACM) variables de 20 à 40% (v/v) mélangés avec de la terre naturelle caractérisée par une teneur moyenne/haute en macroéléments, Ca et Mg, peuvent conduire à une production de biomasse - au moins en ce qui concerne les espèces de plantes utilisées comme indicateur dans les essais comparable à celle obtenue avec un milieu de culture à base de tourbe. L'ajout de l'engrais et de la zéolite dans le sol peut encore améliorer la production de biomasse et d'atténuer l'effet négatif sur la production de biomasse découlant de l'application de taux plus élevés de compost.
Des démonstrations de pratiques culturales alternatives
En Espagne, les expériences en serre et en plein champ ont démontré que l'utilisation appropriée de matières organiques dans les cultures contribue à une agriculture durable, en protégeant les sols contre les processus de dégradation par l'amélioration dans le sol des propriétés physiques, chimiques et microbiologiques qu'ils produisent. L'ajout de compost a conduit - par rapport à la fertilisation minérale - à une augmentation supérieure de la porosité du sol, des agrégats du sol stables et la capacité de rétention d'eau du sol améliorant la structure du sol et la rétention d'eau, qui à son tour, influencera positivement l'aération du sol et la croissance microbienne.
Il pourrait également être affirmé que l'utilisation de déchets organiques (les composts) dans l'agriculture a augmenté les niveaux de carbone organique dans le sol, ce qui augmente le contenu de substances humiques et des acides humiques dans les sols et contribue à l'augmentation du réservoir de carbone 08 / 09
du sol. En outre, l'utilisation durable des déchets organiques dans l'agriculture a conduit à un effet positif plus haut sur la croissance et l'activité des communautés microbiennes du sol par rapport à la fertilisation minérale classique.
En Italie, les essais en plein champ et en serre ont été mis en place avec différentes espèces de plantes afin de tester les pratiques agricoles évaluées avec des essais en pot et de vérifier la performance agronomique découlant d'une combinaison de certains composts et de zéolite. Les essais ont démontré la possibilité d'exploiter les propriétés uniques de déchets agricoles sélectionnés afin de parvenir à une production agricole plus durable.
Les avantages nutritionnels et chimiques de la matière organique en termes de renforcement de cycle des éléments nutritifs de la plante chimique ont déterminé la possibilité de réduire et même de réduire de moitié les taux d'engrais chimiques, sans aucune altération de la production de biomasse lors du compost et de la zéolite ont été ajoutés à des substrats de terre à des pourcentages définis. Plus spécifiquement, la démonstration en Italie a également prouvé que l'utilisation de déchets organiques peut diminuer l'incidence des maladies de plantes causées par des agents pathogènes transmis par le sol. Enfin, l'enrichissement des substrats de culture avec des zéolites avéré être une bonne pratique agricole qui doit être adoptée par les agriculteurs, contre des coûts raisonnables, afin de réduire la concentration d'azote nitrique dans des sols et des plans d'eau. En particulier dans les zones qui sont reconnues comme vulnérables aux nitrates, comme le plan d’Albenga où les essais ont été réalisés.
L’analyse du Cycle de Vie et l’analyse des risques
Une analyse du Cycle de Vie (ACV) a été effectuée pour l'évaluation quantitative des impacts environnementaux, économiques et sociaux au cours du cycle de vie des déchets agricoles. L'évaluation des impacts des phases du cycle sélectionnées des déchets agricoles réutilisés, a contribué à l'identification des meilleures pratiques de gestion les plus importantes.
Les risques liés aux domaines d'études espagnoles et italiennes ont été évalués en utilisant l'approche DRASTIC, qui est l'outil de cartographie des risques et de la vulnérabilité des eaux souterraines utilisé le plus couramment. Le potentiel de contamination dans les zones d'étude a été classé en cinq catégories de risque allant de «faible» à «très élevé». L'analyse des risques des eaux souterraines a été validée avec 10 / 11
les données disponibles sur la qualité de l'eau obtenue d'organismes publics/gouvernementaux espagnols et italiens. Les résultats montrent une forte corrélation entre la cartographie des risques DRASTIC et les concentrations de nitrates réelles dans les deux zones de démonstration.
Les résultats de l'analyse du cycle de vie de WasteReuse ont montré que les catégories d'impact diffèrent pour les cultures en plein champ en Espagne et en Italie, tandis que pour les cultures en serre de laitue des résultats très similaires sont obtenus pour les deux zones de démonstration. Les résultats indiquent une gamme de 0,171-0,243 kg CO2eq pour un 1 kg de produit de récolte (de la laitue ou de l'orge), montrant un impact plus important pour les cultures en plein champ par rapport à celles en serre. La production de compost, le système d'irrigation et des phases en serre, ont montré les plus fortes contributions d'impact pour les quatre scénarios de culture considérés.
Le Scénario WasteReuse et l'outil de décision
Grâce à l'étude de l’application et des caractéristiques de différents types de déchets agricoles, le projet a développé un scénario intégré pour l'utilisation des déchets agricoles y compris les stratégies pour surveiller les organismes du sol et de l'eau et pour contrôler l'utilisation des déchets liquides/solides dans les productions végétales. Ce scénario a également été traduit en recommandations politiques spécifiques pour les interventions réglementaires et d'autres mesures politiques qui pourraient faciliter la promotion et l'application sécuritaire des pratiques de réutilisation des déchets agricoles.
L'adoption du scénario proposé pourrait contribuer à la durabilité environnementale et économique du secteur agricole, par une vaste gamme d'avantages, dont les suivants:
• la réduction des toxines et de la pollution • la prévention de l'érosion
• La promotion de la croissance saine
• L’atténuation des changements climatiques
• L’augmentation de l'infiltration et de la rétention d'eau • L'inhibition des ravageurs et des maladies
• L’augmentation de la matière organique du sol • Des rendements plus élevés
• La substitution des engrais inorganiques
• L’amélioration de la structure du sol pour une meilleure maniabilité et une meilleure implantation de la culture; les économies de carburant et de temps En outre, et afin d'aider les agriculteurs à sélectionner les types les plus appropriés de déchets agricoles pour des différentes cultures et afin de faciliter le suivi de la réutilisation de déchets agricoles et de la recherche sur les pratiques culturales similaires, le projet a développé une base de données et un outil en ligne, qui comprend tous les détails nécessaires et les restrictions par type de déchets et de culture. L'outil permet l'application de multicritères pour identifier le type approprié de déchets agricoles et est ouvert à la poursuite du développement par d'autres chercheurs, qui voudraient inclure les résultats de leurs expériences avec d'autres types de déchets et/ou de cultures.
Enfin, un rapport détaillé analysant le cadre réglementaire, au niveau national et au niveau de l'UE, pour le traitement de déchets agricoles et en proposant des améliorations législatives et de politique a été produit. Ce rapport a identifié les lacunes de la réglementation et les principales différences entre les législations nationales des États membres, et a suggéré des mesures législatives et nonlégislatives spécifiques de l'UE concernant les déchets agricoles et en particulier le traitement de ce type de déchets. 12 / 13
Le réseautage et la diffusion
La diffusion plus large des résultats du projet a inclus la publication, sur une base régulière, de bulletins d'information, l'organisation d'ateliers et de forums des parties prenantes, des visites des agriculteurs, des étudiants et d'autres parties prenantes dans les zones de démonstration en Espagne et en Italie, la publication et la présentation des articles scientifiques aux conférences et la présentation du projet dans les médias locaux des pays concernés. En outre, un réseau de plus de 400 représentants de l'industrie de déchets et du secteur agricole, des autorités locales et nationales et des institutions de l'UE, a été créé et a été informé systématiquement sur les résultats de recherche et les résultats du projet.
Le Consortium WasteReuse a organisé des ateliers avec les parties prenantes locales à Murcia, en Espagne et à Albenga, en Italie, où les résultats du projet ont été présentés et débattus avec les praticiens afin d'acquérir leurs commentaires et points de vue, et les opinions plus pratiques des professionnels dans les domaines du traitement des déchets et l'agriculture. En outre, un forum multipartite au niveau de l'UE, intitulé « Vers l'utilisation durable des déchets agricoles », a été organisé en collaboration avec le Comité économique et social européen à Bruxelles. Dans le Forum WasteReuse des experts d'autres projets et d'organisations travaillant sur les domaines de l'agriculture durable et le traitement des déchets ont présenté leurs points de vue, expériences et meilleures pratiques concernant l'utilisation et le traitement des déchets agricoles.
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Les conclusions et les récommandations
WasteReuse a présenté que l'augmentation du recyclage des éléments nutritifs et de l'eau avec l'application des méthodes durables et des technologies appropriées pour la réutilisation des déchets agricoles pourrait avoir des avantages diverses et multipliés, environnementaux et économiques. À la condition que toutes les mesures nécessaires soient prises pour assurer une utilisation sûre et efficace des déchets agricoles, le potentiel des méthodologies et des technologies éprouvées est grand, à la fois pour les agriculteurs et pour l'environnement. Afin de maximiser les impacts positifs de la réutilisation des déchets agricoles et d'intégrer son application, la recherche menée dans le projet WasteReuse a conclu que des mesures supplémentaires sont nécessaires dans ce domaine, qui pourrait se résumer dans les points suivants:
a Créer un cadre réglementaire cohérent pour le compost, similaire au cadre pour les boues d'épuration, en harmonisant les règles nationales en vigueur ou en adoptant un cadre juridique commun au niveau de l'UE pour le contenu, la manutention, le stockage et l'utilisation du compost.
b Promouvoir l'utilisation des déchets organiques comme alternative aux engrais minéraux et réviser en conséquence le règlement européen d'engrais (463/2013) afin d'aligner les politiques sur le traitement des déchets agricoles à la stratégie de l'économie circulaire de l'UE et réduire l'utilisation d'engrais par le recyclage des déchets agricoles.
c Favoriser et diffuser des pratiques culturales liées à l'économie circulaire et basées sur le recyclage des différents types de déchets agricoles après leur caractérisation minutieuse.
d Promouvoir l'utilisation de la zéolite pour l'amélioration de la croissance des plantes et la conservation des sols et des plans d'eau contre les effets négatifs découlant de la haute concentration en nitrate.
e Attribuer la marque ECOLABEL à des composts.
f
Encourager l'utilisation des composts à base de plantes dans des milieux de culture ayant une matrice de tourbe.
g Prendre en compte la toxicité pour la caractérisation des déchets agricoles avant et après traitement avec une vue de i) choisir les technologies de traitement les plus appropriées qui devraient réduire la toxicité des déchets agricoles traités à des niveaux acceptables, ii) définir l'utilisation des produits finaux et iii) définir la stratégie de gestion optimale des déchets secondaires produits afin d'éliminer les effets négatifs sur les humains et l'environnement.
h Réduire l'empreinte carbone de la production agricole grâce à un bon recyclage des éléments nutritifs.
i j
Promouvoir la réduction de l'utilisation des pesticides en exploitant le contrôle biologique des agents pathogènes des plantes et des propriétés suppressives du compost sélectionné.
Collaborer avec toutes les parties prenantes en Europe pour diffuser les bonnes pratiques de réutilisation des déchets agricoles et pour recevoir des commentaires et écouter leurs préoccupations au sujet de l'utilisation du compost.
k Promouvoir une approche rénovée de la production agricole basée sur une utilisation plus consciente des ressources.
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L'identité du projet Les meilleures pratiques pour le traitement des et la
déchets agricoles
réutilisation dans les pays méditerranéens
Numéro du project:
LIFE10 ENV/GR/594
Budget total:
1.384.799 €
Durée du project:
CONSORTIUM
01/09/2011 - 31/08/2015
Financement CE: 679.399 €
Coordinateur
Technical University of Crete, Grèce
Bénéficiaires associés
CEBAS-CSIC Institute, Espagne
Ce.R.S.A.A. – Centro Regionale di Sperimentazione e Assistenza Agricola, Italie
Azienda Speciale per la Formazione Professionale e la Promozione Tecnologica e Commerciale della Camera di Commercio Industria e Agricultura di Savona (Laboratorio Chimico CCIAA), Italie Signosis, Belgique
Coordinateur du projet: Prof. Kostas Komnitsas, Technical University of Crete, email: komni@mred.tuc.gr
Recycled paper, 100% Processed Chlorine Free (PCF)
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