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Le lisier de porc est une ressource abondante, avec environ 18 millions de tonnes produites chaque année en France. Il est essentiel de comprendre sa composition et les méthodes de valorisation pour une utilisation agricole optimale et une réduction des impacts environnementaux.
Dans l’attente de la période propice à la fertilisation des cultures (stade de développement des plantes, structure du sol, conditions climatiques…), le fumier et le lisier sont stockés. Le lisier, qui est liquide, est conservé dans des fosses étanches pour éviter les fuites dans l’environnement. Tous les épandages sont enregistrés sur un cahier de fertilisation consultable par les services de l'Etat.
L'épandage se fait selon des règles très précises pour une fertilisation efficace et juste des plantes. Dans ce cadre, un plan d’épandage parcelle par parcelle est élaboré. L’éleveur tient notamment compte des besoins des cultures, de l’aptitude des sols à recevoir l’engrais et des distances avec les habitations voisines.
Dans les grandes régions de production porcine, certaines exploitations disposent de stations de traitement qui fonctionnent comme les stations d’épuration des villes. Ces équipements permettent de transformer le lisier en engrais sec ou en compost, ensuite exporté vers des régions déficitaires en engrais naturel.
Seulement 21% de l’azote agricole apporté au sol breton provient des élevages de porcs. La digestion anaérobie spontanée dans les fosses à lisier entraîne au fil des mois l'émission vers l'atmosphère de méthane. Le passage dans un digesteur permet d'accélérer ce phénomène tout en récupérant le biogaz émis. Pour le lisier, 22% seulement des matières organiques sont dégradées.
Au plan énergétique, le bénéfice est modeste dans la mesure où le lisier de porc est un effluent dilué (92 à 96% d'eau) avec un potentiel de production d'énergie limité. L'ajout dans une proportion de 3% en masse d'un résidu de biscuiterie a permis de doubler la production de biogaz par tonne d'intrant. Dans ce cas, plus de 90% des matières organiques du co-substrat ont été dégradées si bien que la composition du digestat diffère peu de celle du digestat de lisier.
Concernant l'azote, on observe une légère augmentation de la fraction ammoniacale (72% pour le digestat contre 65% pour le lisier), mais surtout un net accroissement (doublement) des pertes par volatilisation, tant au stockage qu'à l'épandage, corrélées à une hausse du pH qui passe de 7,2 pour le lisier à 8,2 pour le digestat. Sur le phosphore, les effets sont peu importants. Les formes dissoutes sont à peine plus abondantes dans le digestat et les fractions minérales précipitées sous forme de fines particules restent dominantes (80%).
Au plan agronomique, dans ce cas particulier, les digestats du lisier seul ou en mélange avec le co-produit de l'agroalimentaire ont des caractéristiques proches de celle du lisier brut après stockage, hormis les risques accrus de volatilisation d'ammoniac déjà évoqués. Leur utilisation pour la fertilisation d'un maïs n'a pas donné lieu à des différences significatives au niveau des rendements, ni vis à vis des émissions de protoxyde d'azote.
Le lisier contient de l’azote gazeux sous forme d’ammoniac et de l’azote organique solide. L’équilibre et les proportions entre les deux formes varient en fonction du pH. En ajoutant un acide dans le lisier, l’ammoniac gazeux est transformé en ammonium solide. Ce procédé est aujourd’hui développé en masse par les producteurs de porcs danois pour limiter les pertes d’ammoniac par volatilisation.
L’acidification au bâtiment offre le meilleur potentiel de réduction des émissions d’ammoniac, entre 60 et 70 % de volatilisation en moins selon la composition du lisier et la saison. Le lisier des préfosses est pompé une à plusieurs fois par semaine dans un réservoir où il est acidifié jusqu’à un pH de 5,5. Il est ensuite renvoyé vers les préfosses, tandis que le volume excédentaire est pompé dans une fosse de stockage.
C’est le procédé qui requiert la plus grande quantité d’acide : 3,3 à 4,4 litres par tonne (l/t) de lisier sont nécessaires pour garantir un pH inférieur à 6 pendant toute la durée de stockage. Les émissions d’ammoniac sont ainsi réduites de 50 % au stockage et de 63 à 67 % au champ pour un épandage au pendillard. Grâce à ce procédé, les éleveurs n’ont plus besoin de couvrir les fosses. Le système est entièrement automatisé.
L’approvisionnement en acide est réalisé par le fournisseur, évitant à l’éleveur de le manipuler directement et garantissant un minimum de temps de suivi au quotidien. L’érosion du béton, qui était crainte, n’a jusqu’à aujourd’hui pas été observée sur les fosses qui reçoivent du lisier acidifié depuis 2009. Les émissions de protoxyde d’azote et de CO2 n’augmentent pas après acidification. Celles de méthane sont, quant à elles, diminuées.
Le procédé est constitué de modules fixes assignés à un seul bâtiment. Il reste compliqué à installer sur des bâtiments existants. Une version simplifiée existe dans laquelle tout le lisier extrait du bâtiment est traité, puis transféré vers la fosse extérieure.
Au Danemark, l’acidification dans la fosse et au champ se fait au moyen de systèmes mobiles et facilement transportables, généralement loués auprès d’un fournisseur ou d’une coopérative agricole. Dans la fosse, le pH est abaissé à 6. Le lisier doit ensuite être rapidement épandu, avant que son pouvoir tampon ne fasse remonter le pH.
Cependant, la mousse qui se forme lors de l’ajout d’acide nécessite un volume disponible supplémentaire dans la fosse. La quantité d’acide utilisée est plus faible qu’au bâtiment, avec 3 l/t de lisier en moyenne. Toutefois les émissions d’ammoniac ne sont diminuées qu’à l’épandage. La volatilisation au champ est ainsi abaissée de 55 %.
Des systèmes d’injection d’acide dans la tonne à lisier associée à un pendillard permettent de diminuer les émissions d’ammoniac de 25 % à 50 % par rapport à du lisier non acidifié épandu de la même manière. Ils sont adaptables sur de larges tonnes à lisier (minimum 20 m3) et sur des tracteurs de 230 chevaux minimum, avec une capacité de relevage avant de 4 500 kilos. C’est le système qui requiert la plus faible quantité d’acide (2,5 l/t de lisier).
L’acidification du lisier présente des avantages culturaux. En pratique, la quantité d’azote supplémentaire apportée aux cultures par cette acidification varie de 5 à 50 kg/ha. Elle dépend de nombreux paramètres : volume de lisier, composition en ammoniac, en matière sèche, pH, météo à l’épandage, humidité du sol, couvert végétal et technologie d’épandage.
L’acidification du lisier à pH 6,4 brise les liaisons entre le calcium et le phosphore, augmentant de 40 % le taux de phosphore biodisponible pour la plante. L’épandage de lisier acidifié augmente aussi le taux de séquestration du carbone dans le sol.
Au bâtiment, l’investissement se chiffre à 250 000 euros pour 18 000 porcs charcutiers produits (PCP) par an, soit 9 500 m3 de lisier produit. Il comprend une réserve d’acide sécurisée, une cuve de mélange avec un brasseur, des canalisations, un pH-mètre, des vannes, un débitmètre, un tableau de commandes permettant l’automatisation complète du système et le pompage du lisier, une douche et un poste de lavage des yeux installés à proximité en cas d’urgence.
Le coût lié à l’investissement passe de 43 €/PCP/an pour un élevage de 200 truies, à 20 €/PCP/an pour un élevage de 500 truies. Les coûts de fonctionnement incluent principalement le coût de l’acide (7 500 €/an, 128 €/t transport inclus) auquel s’ajoutent les frais d’entretien et de maintenance (4 000 €/an) ; les coûts en énergie liés au fonctionnement de la pompe et du mixeur (3 200 €/an, à 3 kWh/t de lisier) et le coût de la main-d’œuvre (100 €/an).
L’éleveur doit uniquement vérifier le bon fonctionnement général du système et la valeur du pH. Les premiers systèmes d’acidification au bâtiment mis en place depuis plus de 10 ans étant toujours en fonctionnement et en bon état, l’amortissement est ici calculé sur 20 ans. Le coût de l’acide utilisé dans la fosse et au champ s’élève 157 €/t. À un taux d’incorporation de trois litres d’acide par tonne de lisier, le coût à l’hectare est de 13 euros. À cela s’ajoute le coût de l’épandage du lisier acidifié (20 €/ha).
L’acidification au champ est souvent utilisée comme une alternative moins coûteuse à l’injection. Par ailleurs, un lisier acidifié appliqué à un taux de 30 t/ha sur blé d’hiver permet d’économiser en moyenne 15 kg/ha de soufre, couvrant généralement les besoins des cultures déficitaires. Le rapport coût bénéfices étant dépendant des nombreux paramètres précédemment cités, il peut varier de + 0,06 €/t par temps chaud et sec à -0,73 €/t de lisier en condition standard.
Outre sa valeur protéique, l'inclusion de bagasse de bière déshydratée dans l'alimentation peut améliorer l'impact environnemental du lisier de porc. Les gaz les plus importants générés par le lisier sont l'ammoniac et le méthane.
La BSG, le principal sous-produit généré par l'industrie du brassage, est une source potentielle de protéines (24-27% PB) pour le bétail. Cependant, dans le cas des porcs, il est nécessaire de réduire sa teneur en humidité afin d'augmenter sa durée de conservation, de faciliter son transport et de permettre son inclusion dans l'alimentation animale.
Aucune différence significative n'a été constatée dans la quantité de lisier excrété entre les traitements. La concentration d'azote dans le lisier et le pH, qui sont deux des principaux facteurs influençant les émissions d'ammoniac, étaient similaires dans tous les régimes.
Cependant, les émissions d'ammoniac provenant du lisier ont diminué avec l'inclusion de BSG. D'autres études utilisant des sous-produits fibreux dans l'alimentation indiquent qu'une augmentation des fibres dans les régimes peut atténuer les émissions d'ammoniac provenant du lisier en raison, dans le cas des fibres solubles, de changements dans l'activité des micro-organismes intestinaux et, dans le cas des fibres insolubles, d'une réduction de la digestibilité des nutriments tels que les protéines, qui augmentent l'excrétion de l'azote dans les fèces, réduisant l'azote dans l'urine et ralentissant la voie de formation de l'ammoniac.
D'autre part, bien que l'inclusion de BSG dans l'alimentation ait entraîné une augmentation de la concentration de matière organique (MO) dans le lisier, ce qui pourrait conduire à une activité accrue des bactéries méthanogènes, aucune différence significative dans les émissions potentielles de méthane n'a été constatée.
En résumé, l'inclusion de BSG séchée par des technologies respectueuses de l'environnement dans les aliments pour porcs peut avoir un impact positif sur la durabilité de l'alimentation en termes économiques et environnementaux, en raison de son utilisation circulaire, de sa disponibilité locale et de son effet potentiel sur la réduction des émissions d'ammoniac provenant du lisier.
Il est crucial d'évaluer la valeur de votre lisier avec des experts en production porcine pour la comparer à une valeur théorique et identifier les leviers de réduction de pertes de la valeur fertilisante.
Vous avez besoin d’un accompagnement reconnu par l’administration pour connaître les actions efficaces visant à améliorer la valeur fertilisante des déjections sur votre exploitation. Le calcul de la quantité d’azote produite sur l’élevage repose sur l’utilisation de références correspondant à des situations moyennes.
L’étude et l’analyse de vos données est réalisée par un conseiller lors d’une visite de votre exploitation, sur une ou plusieurs journées selon la taille de votre élevage. Le conseiller utilise deux méthodes de calcul : le BRS et le GEREP.
Le BRS prend en compte la composition et les quantités d’aliment ingéré pour déterminer le rejet, ainsi que certaines caractéristiques des bâtiments telles que la présence de raclage en V ou de paille.
La méthode GEREP permet de calculer les risques de pertes d’azote dans l’air au bâtiment, au stockage, au traitement des effluents et à l’épandage en tenant compte des modalités d’élevage : type de sol, caractéristiques du bâtiment, gestion et traitement des effluents. Les valeurs de rejets calculées sont comparées aux références du RMT 2016 (=références CORPEN mises à jour).
Le jour du rendez-vous le conseiller collecte les informations complémentaires pour calculer les volumes de liser produits et les facteurs impactant les pertes d’azote :
Ces calculs sont complétés par une évaluation qualitative du risque d’émission d’ammoniac. Elle permet de repérer les facteurs favorables ou défavorables aux émissions d’ammoniac (et donc qui contribuent à une perte ou une préservation de l’azote des lisiers). Cette évaluation peut se faire globalement sur l’élevage ou bien par stade.
Cette approche qualitative repose sur la collecte d’informations telles que :
L’outil Effluporc permet également aux éleveurs qui souhaitent un diagnostic plus poussé d’aller plus loin. Il est possible de calculer les émissions d’ammoniac à partir d’un 3ème modèle, encore plus précis, qui nécessite de disposer de données exactes et fiables, parfois complexes à collecter :
A l’issue de la réalisation du Bilan Réel Simplifié (BRS) votre conseiller vous remet :
L’identification des facteurs favorisant les pertes d’ammoniac m’a permis de comprendre où passait l’azote et comment y remédier : je peux désormais fournir davantage d’azote à mes préteurs de terres : dans un contexte de tension sur les engrais minéraux c’est encore plus important.
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