Recyclage des résidus organiques en agriculture de la parcelle au territoire : intérêts agronomiques et risques environnementaux
Le bouclage des cycles biogéochimiques à différentes échelles constitue un des leviers majeurs pris en compte dans les recherches en agroécologie. Ce bouclage peut être assuré en partie par le recyclage accru des résidus organiques qui sont des ressources en amendements et engrais pour les systèmes de production agricole, contribuant ainsi à un développement durable basé sur l’économie circulaire.
Cette nécessaire valorisation des nutriments contenus dans ces résidus pose la question de ses limites en raison du caractère polluant de certains d’entre eux appliqués en excès et de la présence de contaminants de l’environnement (éléments traces inorganiques, composés traces organiques, pathogènes …). Le recyclage doit donc être maîtrisé pour garantir l’innocuité des pratiques mises en œuvre en agriculture.
Comprendre les processus mis en jeu par ce recyclage est essentiel pour développer une ingénierie capable de gérer durablement les ressources organiques sur des territoires en considérant les multiples acteurs impliqués.
ISTOM
4 rue Joseph Lakanal, 49000 ANGERS DURÉE
5 jours, soit 32h DATE
Du 27 novembre au 1er décembre 2023
9h00-12h15 / 13h30-16h45 (sortie terrain le mercredi après-midi) TARIF
3000€
Repas, pause ou autre frais à la charge du participant Frais de séjour à la charge du participant INTERVENANTS
ISTOM et CIRAD
Objectifs pédagogiques et compétences visées
Ce module de cours s’adresse à de futurs ingénieurs ou des étudiants de niveau master II, dont les centres d’intérêt se portent vers les enjeux de l’agroécologie, l’économie circulaire et la santé globale des territoires.
Partie « intérêts agronomiques du recyclage » (jours 1 et 2)
- Savoir resituer le recyclage des résidus dans les enjeux de démographie, de concentration en nutriments et de perte de fertilité des sols, notamment dans les pays du sud
- Comprendre le cycle de la matière organique et resituer le rôle du vivant dans le recyclage des éléments
- Savoir identifier et classer les résidus selon différentes appellations
- Connaître la réglementation pour mieux gérer les ressources organiques dans différents contextes
- Savoir décrire les résidus organiques selon différents aspects de leur composition
- Maitriser les outils permettant de classer les résidus en lien avec leur caractérisation et la réglementation
- Avoir une idée des principaux procédés de transformation des résidus et de leurs différents cas d'application
- Connaître les principes de la méthanisation en vue de maîtriser son adaptation à des contextes de gestion territorialisée des déchets
- Connaître les principes du compostage afin de l'adapter à différentes situations individuelles ou collectives de valorisation agronomique et être capable d'en évaluer les impacts sur l'environnement
- Connaître ce qu'est un sol et savoir identifier ce qui détermine sa fertilité. Comprendre le rôle de la matière organique pour le système sol-plante
- Comprendre ce qu'est l'effet amendement. Savoir le caractériser à partir de différentes méthodes de laboratoire. Savoir calculer un bilan humique en utilisant des modèles simples
- Comprendre ce qu'est un fertilisant. Savoir utiliser différentes méthodes permettant de prédire les apports d'engrais organiques ou minéraux (méthodes du bilan prévisionnel, de l'efficience azotée, des indices de nutrition, de la loi du minimum)
Objectif du TD évalué :
Mise en application des deux acquis précédents sur un cas d'étude en culture tropicale. A la fin du TD évalué, tous les groupes doivent avoir abouti à un plan de fertilisation organique et minéral raisonné et cohérent avec les besoins de culture. Un bilan humique doit aussi être fourni à cette occasion.
Partie « maîtrise des risques et évaluation environnementale territoriale » (jours 4 et 5)
- Connaître les principaux impacts environnementaux et sur la santé, liés au recyclage des résidus dans le but d'identifier le risque encouru et de proposer des solutions pour les maîtriser si nécessaire
- Comprendre les concepts de disponibilité environnementale, biodisponibilité et toxicité liées au éléments traces ; comprendre le rôle des phases colloïdales dans le transfert d'éléments nanoparticulaires
- Comprendre les processus de survie et transfert des pathogènes suite à l'épandage de résidus organiques
- Comprendre les processus intervenant dans la volatilisation ammoniacale liée au stockage ou l'épandage des résidus organiques et dans l'émission de protoxyde d'azote au champ
- Comprendre les processus intervenant dans l'érosion du sol, le ruissellement et la lixiviation d'éléments
- Identifier la question de pollution par les composés traces et évaluer les risques en s'appropriant les concepts d'une posture scientifique post-normale
- Comprendre ce qu'est l'évaluation environnementale multicritères et savoir utiliser la méthode de l'analyse du cycle de vie pour l'appliquer aux cas de recyclage de résidus organiques
- Se représenter ce qu'on entend par recyclage lorsqu'on appréhende différentes échelles du système sol-plante-eau-atmosphère au territoire en passant par l'exploitation agricole
- S'approprier différentes méthodes pour réaliser simplement des bilans de nutriments à différentes échelles
- Connaître différentes démarches de modélisation permettant de représenter des flux de nutriments en considérant l'action comme élément central de ces flux
- Comprendre les notions de puits et sources de nutriments, les différentes notions d'environnement, et identifier les situations à enjeux de recyclage ; apprendre à construire des démarches de mise en synergie des acteurs pour promouvoir le recyclage des résidus avec des solutions à impact environnemental maîtrisé
Objectif du TD évalué :
Mise en application des acquis précédents par une mise en situation sur le cas étudié dans le projet GIROVAR "Gestion intégrée des résidus organiques par la valorisation agronomique à la Réunion".
Déroulement du module
- Présentation du Cirad, de l’UR Recyclage et risque et des enjeux du recyclage des déchets
- Concepts de fertilité, qualité et santé des sols et lien avec la valorisation agricole des Mafor (matières fertilisantes d’origine résiduaires)
- Histoire des déchets et de leur gestion
- Les résidus organiques apportés au sol (définitions, aspects réglementaires, caractéristiques physiques, chimiques et biologiques, classifications, typologie, normes, gisements et apports)
- Transformations hors-sol des matières organiques (principaux procédés, méthanisation, compostage)
- Sols - fertilité physique, chimique et biologique – rôle de la matière organique
- Effets recherchés par l’apport de résidus organiques (amendement, engrais, autres effets)
- TD évalué : exercice sur la fertilisation organique de la canne à sucre à la Réunion
- visite d’installations de traitement et de valorisation agronomique de déchets organiques
- et/ou visite de dispositifs expérimentaux
JOUR 4
- Effets à maîtriser liés à l’apport de résidus organiques (éléments traces, nanoparticules et colloïdes, composés traces organiques, pathogènes, émissions gazeuses, ruissellement et lixiviation d’éléments, transfert de contaminants vers la plante)
- Evaluation du risque écotoxicologique
- TD : évaluation des risques sanitaires et écotoxicologiques des contaminants chimiques
- Evaluation environnementale multicritère
- Gestion territoriale (bilan de nutriments, modélisation des flux)
- Symbiose industrielle territoriale
- TD évalué : jeu de rôle sur l’élaboration de scénarios de gestion territoriale
Ce programme pourra être aménagé en fonction des disponibilités des intervenants.
PUBLIC CIBLE :
Formation initiale, niveau Master II ou école d’ingénieur en agronomie (Domaines d’approfondissement)
Formation continue, niveau ingénieur ou master
PRÉ-REQUIS :
Connaissances en agronomie, sciences du sol, biogéochimie
MODALITÉS D'ÉVALUATION :
Exercices durant les travaux dirigés en groupes
CONTACTS :
Responsables pédagogiques :
Jean-Michel Médoc, Laurent Thuriès et Tom Wassenaar, UPR Recyclage et risque du CIRAD
Contact administratif :
Nadia Larpin, Responsable du DA PVT de l’ISTOM
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Nadia LARPIN
Enseignante-Chercheuse en Écologie-Environnement &
Responsable du DA Productions Végétales Tropicales
n.larpin@istom.fr
02.53.61.84.53