Groupe Technique «Expérimentation nationale sur la valorisation des sous-produits vinicoles» Fiche de Synthèse Compostage

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1 EXPERIMENTATION NATIONALE SUR LA VALORISATION DES SOUS-PRODUITS VINICOLES GROUPE NATIONAL FRANCE AGRIMER FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE REUNION DU GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Le présent document propose une synthèse des éléments bibliographiques ainsi que les résultats acquis sur la valorisation des marcs de raisins par compostage. Cette fiche de synthèse a été rédigée par l IFV et soumise pour avis au sous-groupe compostage. A ce stade, le sous-groupe compostage souhaite avertir le lecteur que cette fiche est en cours d élaboration et qu elle est susceptible d évoluer. I. Définition du compostage A Données bibliographiques Le compostage consiste en un traitement biologique de déchets ou matières organiques fermentescibles en milieu fortement oxygéné. Cette technique s applique généralement aux déchets fermentescibles, aux déchets verts, aux déchets agricoles, aux boues de station d épuration. Elle peut aussi s appliquer à des déchets issus d activités industrielles qui ont une forte teneur en matière organique (déchets de l industrie agroalimentaire notamment). Outre des déchets verts issus des déchèteries ou des jardins publics, des apports de boues de station d épuration biologique, voire de certains déchets ménagers préalablement triés, permettent d accroître la quantité de déchets organiques recyclés. Cette technique permet d éviter le brûlage à l air libre de déchets verts parfois utilisé alors qu il est maintenant interdit par les règlements sanitaires départementaux. II. Le processus de compostage Le compost se forme sous l action de micro-organismes (bactéries, champignons, ) et de macroorganismes (lombrics, acariens, cloportes ). Au début du compostage, seuls les micro-organismes sont actifs. Cette phase, grande consommatrice d oxygène voit la température monter ; c est la phase de décomposition. La transformation de la matière carbonée en CO 2 et l évaporation expliquent la diminution de masse constatée. L activité des micro-organismes diminue ensuite, la température baisse et les macro-organismes prennent le relais. Les déchets doivent présenter un rapport carbone / azote de l ordre de 30. Les matières apportant surtout du carbone sont le bois, la paille, les feuilles mortes, le papier, alors que les déchets verts, les épluchures, apportent principalement l azote. L humidité et l air sont également des éléments indispensables à la transformation des matières en humus. Une bonne aération (brassage) empêche l apparition de phénomènes anaérobies donc la formation de mauvaises odeurs. Définition du co-compostage : FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 1 / 20

2 Compostage en mélange de différents types de déchets organiques dont les caractéristiques sont complémentaires (teneurs en eau, en azote et carbone, porosité). Liste non exhaustive des co-substrats autres que le marc de raisins: - des déchets ou matières organiques plus ou moins riches en azote : des déchets végétaux, de jardinage (tailles de haies, tontes de pelouse...), des déchets ménagers périssables (déchets des légumes et de fruits) et déchets des industries agroalimentaires - des déchets ou matières organiques plus ou moins riches en carbone : des branches broyées, les feuilles mortes, la paille - fumiers ou effluents élevage Les cinq étapes du process de compostage : - 1ère étape : Réception et contrôle : Après un contrôle visuel, les produits sont stockés dans l attente de la mise en andain sur une aire bétonnée avec un système de récupération des jus d égouttage. Un andain est une bande continue de section triangulaire. - 2ème étape : Le broyage (si nécessaire) et le mélange des co-substrats : Le broyage constitue la première transformation mécanique du compostage, il a lieu sur la plateforme de compostage, et son but est double : o déchiqueter les branches et les tailles, o mélanger de façon homogène l ensemble des déchets verts co-substrats (déchets verts, boues, fumiers, ) En effet, un bon défibrage permet d offrir aux micro-organismes aérobies une surface d échange importante et de faciliter la dégradation des matières ligneuses. - 3ème étape : La fermentation active : Après broyage, la fermentation active de l andain va commencer. Une montée en température est observée due à l activité biologique des microorganismes. - 4ème étape : La maturation et les retournements : Les retournements ont lieu tous les mois et demi ou dès constat de la chute importante de la température de l andain ou de la teneur en oxygène. Ils ont pour rôle de : o o Aérer la masse de compost, Faciliter la dégradation en améliorant la qualité du mélange. Les opérations de retournement peuvent être réalisées à l aide d un chargeur à godet qui déplace latéralement les tas de compost sur la plateforme ou tout simplement à la fourche. L opération de retournement peut être suivie d une séquence d arrosage pour réguler les besoins hydriques du processus de compostage. Mesures de température et d humidité font l objet d un contrôle régulier tout au long du processus de compostage. - 5ème étape : Le criblage du compost (si nécessaire) : A l issue de la maturation, on obtient un compost brut. Le criblage constitue l étape ultime du process. Il a pour but de calibrer et d affiner les composts en écartant les morceaux grossiers. Afin d obtenir la granulométrie désirée, le compost brut est passé à travers un crible rotatif à trommel qui permet de séparer différentes fractions. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 2 / 20

3 III. Hygiénisation La montée en température de l andain est responsable de l hygiénisation. Cependant, elle n est pas le seul facteur : le couple temps-température détermine l hygiénisation (une température faible par exemple, peut permettre l hygiénisation si elle est associée à une longue durée). Des critères d hygiénisation sont donnés dans la règlementation en vigueur concernant les Installations Classées pour la Protection de l Environnement. L arrêté du 20 avril 2012 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à enregistrement sous la rubrique n 2780 définit le couple temps-température nécessaire pour le compostage, dans le cadre des installations classées pour la protection de l environnement soumises à enregistrement. C est le cas également des arrêtés du 22 avril 2008 et du 12 juillet 2011 applicables respectivement aux installations soumises à autorisation et à déclaration. Procédé Compostage avec aération par retournements Compostage en aération forcée 2 semaines de fermentation aérobie au minimum Process 3 semaines de fermentation aérobie au minimum ; Au moins 3 retournements espacés d au moins 3 jours ; 55 C au moins pendant une durée minimale totale de 72 heures. Au moins 1 retournement (opération de retournement après fermentation aérobie suivie d une remontée de température à 50 C pendant 24 heures) ; 55 C au moins pendant une durée minimale totale de 72 heures. Le couple temps température n est pas un critère suffisant pour valoriser un lot de compost en amendement organique. En effet, une analyse du produit finit doit montrer l absence de pathogènes. Dans la norme NF U A1 :2010, l hygiénisation des composts est indiquée par un critère de conformité et des indicateurs de traitement. Le critère de conformité est l absence de pathogènes : salmonelles ou œufs d helminthes. S il y a présence de l un de ces micro-organismes, le compost n est pas conforme à la norme. Par contre, les indicateurs de traitement (Escherichia coli et Entérocoques) ne sont pas des critères de conformité, ils donnent une indication à l opérateur sur l hygiénisation de l andain. IV. Caractéristiques de la norme NF U A1 A l issue du process de compostage, le compost peut être normé comme amendement organique s il répond aux exigences de la norme NF U A1 qui définit les exigences normatives auxquelles doit répondre le compost pour pouvoir être commercialisé dans le respect de la règlementation. Elle définit des valeurs maximales ou minimales pour chaque paramètre physico-chimique et biologique du compost. Ainsi, des éléments tels que les éléments traces métalliques (ETM) (mercure, plomb, arsenic...) et les éléments fertilisants sont contrôlés avant la commercialisation de ce produit. Les lots de compost non conformes à la norme NF U A1 :2010 doivent être éliminés conformément à la règlementation en vigueur relative à l ICPE 1. 1 Centre de compostage (2780), établissement vinicole (2251, 2260), plate-forme intermédiaire (2716), unité de méthanisation (2781). FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 3 / 20

4 B Les données acquises par le groupe technique national I. Caractérisation analytique du compost de marc de raisins a) en laboratoire - Valeur agronomique et éléments traces métalliques (ETM) Les essais compostage à l échelle laboratoire ont été réalisés par RITTMO Agroenvironnement, sur commande de l AVA. Des batchs de compostage en pilote de laboratoire d un volume de 10 l utiles ont été réalisés pendant une durée de 1,5 à 2 mois afin de mesurer la phase thermophile. Les marcs de raisins ont ensuite été disposés en phase de maturation pendant 5 à 7 mois dans des enceintes adiabatiques 2 (contrôle des paramètres d humidité, suivi de l évolution de la température, mesures des dégagements gazeux). Les analyses prévues dans la norme NF U A1 ont été réalisées (valeur agronomique, qualité de la matière organique, paramètres microbiologiques, inertes et impuretés). Deux modalités ont été étudiées : marcs de raisins seuls et marcs de raisins + fumier (10% équin 90% bovin) en mélange (50% de chaque substrat). Les marcs de raisins utilisés sont des marcs blancs d Alsace de 2010 (gewurztraminer et riesling). Les marcs de raisins ont été préalablement stockés en container durant 1 mois avant d être mis à composter. Les critères d innocuité des marcs de raisins blancs avant compostage ont été étudiés : - Pour les métaux, les substrats initiaux montrent essentiellement des teneurs en cuivre et en zinc à des concentrations assez faibles comparativement à la réglementation française de mise sur le marché. - La teneur en Hydrocarbures Aromatique Polycyclique est inférieure à la limite de quantification (<0.100 mg/kg MS). - Il n y a ni inertes ni impuretés dans les marcs de raisins analysés. - Les paramètres microbiologiques montrent une absence d œufs d helminthes et une faible flore bactérienne. Les analyses des composts ont montré que ces produits ont des caractéristiques similaires aux amendements organiques, tels qu ils sont définis dans la norme NFU A1. Cependant, le compost de marc de riesling seul présente un taux de matière sèche inférieur à la limite de la norme ; et le co-compost de gewurztraminer et fumier présente un taux de K 2 O supérieur à la limite de norme. Dans le cas des marcs de raisins seuls, on note une absence d organismes pathogènes (œufs d Helminthes et Salmonelles), et des teneurs en composés traces organiques et ETM faibles. Les teneurs en éléments traces métalliques (ETM) les plus limitantes sont observées pour le cuivre et le nickel, bien que très inférieures aux seuils réglementaires. 2 A l image des systèmes «vase Dewar», les enceintes adiabatiques permettent d éviter les échanges d énergie entres entre ce qui se trouve à l intérieur et à l extérieur du vase, sauf en surface afin de permettre la respiration. Toute élévation de température mesurée à l intérieur est due à la seule activité du substrat placé à l intérieur. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 4 / 20

5 Dans le cas du co-compostage avec fumier, on note une présence d organismes pathogènes (œufs d Helminthes) liée au fumier (Cf. Tableau 1) ainsi que des seuils d Escherichia Coli et d Entérocoques supérieurs à ceux précisés dans la norme NF U (indicateurs de traitement) et dans la réglementation sur les sous-produits animaux 3. Ce lot n est donc pas conforme à la norme NF U Règlement (CE) N 1069/2009 du Parlement Européen et du Conseil du 21 octobre 2009 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine et abrogeant le règlement (CE) n 1774/2002 (règlement relatif aux sous-produits animaux) FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 5 / 20

6 unités Compost (5 mois) de marc de raisins de gewurzt. Compost (5 mois) de marc de raisins de riesling Compost fumier + riesling (5 mois) Compost fumier + gewurzt. (5 mois) Limite (NF U44-051) Matière sèche g/100g ,5 62,5 30% MB Matière organique g/100g 29,4 20,9 29,1 51,8 20% MB C/N 16,6 16,3 14, N total g/100g 0,89 0,64 0,99 1,6 3% MB N-NH 4 g/100g <0,04 <0,03 <0,04 <0,06 / N uréique g/100g <0,1 <0,1 <0,04 <0,06 / N-NO 3 g/100g <0,0071 <0,0044 0,0135 <0,0114 / N organique g/100g 0,86 0,62 0,96 1,61 / P g/100g 0,4 0,31 0,44 0,66 3% MB K 2 O g/100g 1,4 0,96 2,6 3,9 3% MB CaO g/100g 0,3 0,24 0,64 0,87 / MgO g/100g 0,095 0,074 0,21 0,29 / Somme N+P+K g/100g 2,69 1,91 4,03 6,16 <7% MB E. coli sur TBX Par g < < < < / Entérocoques fécaux NPP npp/g > / Œufs d Helminthes Dans 1,5g absence absence présence présence absence Salmonelles Dans 1,5g absence absence absence absence absence As mg/kg MS <1,5 <1,7 <1,54 <1,42 18 Cd mg/kg MS <0,3 <0,3 <0,30 <0,29 3 Cr mg/kg MS 1,7 1,6 3,57 3, Hg mg/kg MS <0,2 <0,2 <0,15 <0,14 2 Ni mg/kg MS 11,2 24,3 2,36 1,6 60 Pb mg/kg MS <7,5 <8,7 <7,68 <7, Se mg/kg MS <0,6 <0,7 <0,6 <0,56 12 Cu mg/kg MS 78 86,8 26,34 28,8 300 Zn mg/kg MS 40,6 69,4 57,61 36, Fluoranthène mg/kg MS <0,100 <0,100 <0,100 <0,100 4 Benzo(b)fluoranthène mg/kg MS <0,100 <0,100 <0,100 <0,100 2,5 Benzo(a)pyrène mg/kg MS <0,100 <0,100 <0,100 <0,100 1,5 Eléments piquants ou coupants % MS Film et PSE>5mm % MS <0,3% MS Inertes totaux % MS Lourds mi-lourds >5mm % MS Verre et métaux >2mm % MS <2% MS Plastics durs >5mm % MS <0,8% MS Tableau 1 : composition agronomique de 4 lots de composts contenant du marc de raisins blanc d Alsace et valeurs limites de référence 4 23 Les nombres surlignés en rouge correspondent aux valeurs se situant en dehors des valeurs limites de la norme NF U FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 6 / 20

7 - Indice de stabilité de la matière organique (ISMO) L ISMO permet, sur la base de calculs définis dans la norme XP U , d estimer la matière organique stable qu une tonne de produit brut ou sec apporte au sol. Le tableau 2 ci-dessous présente les valeurs d ISMO calculées pour les 4 composts réalisés à partir de marcs de raisins blanc d Alsace. Les 4 composts étudiés présentent des valeurs en matière organique stable élevées. Cette matière organique va participer à enrichir le sol récepteur en matière organique. La première qualité agronomique attendue d un compost est d apporter une matière organique stable. La valeur amendante d un compost est liée à son niveau de stabilité défini par la résistance de sa MO à la biodégradation. Pour les composts étudiés, entre 70 % et 75% de la matière organique sur produit sec est stable et va contribuer à amender le sol récepteur. Les valeurs d ISMO calculées des 4 lots de compost varient peu (coefficient de variation de 6%). Les valeurs les plus élevées en apport de matière organique stable sont obtenues avec le compost de marc de gewurztraminer et fumier (221,6 kg de MO stable par tonne de compost brut et 354,6 kg de MO stable par tonne de compost sec). Les teneurs les plus faibles sont obtenues avec les composts de marc de riesling et fumier (365 kg de MO stable par tonne de compost brut) et de marc de riesling seul (158,6 kg de MO stable par tonne de compost sec) 5. ISMO calculé Compost (5 mois) de marc de gewurztraminer 70,4 Compost (5 mois) de marc de riesling 75,9 Compost (5 mois) de marcs de gewurztraminer + fumier 68,5 Compost (5 mois) de marcs de riesling + fumier 77,8 Tableau 2 : ISMO de 4 lots de compost réalisés à partir de marcs de raisins blanc d Alsace - Potentiels de minéralisation de l azote et du carbone Les potentiels de minéralisation de l azote et du carbone ont été mesurés par incubation en conditions contrôlées 6. Méthode d analyse normalisée : le produit est mélangé avec du sol et mis en incubation. Le gaz carbonique émis est piégé et on suit la formation d azote minéral (azote ammoniacal et azote nitrique) au cours du temps. Dans les conditions de température et d humidité contrôlées et pour les conditions expérimentales utilisées (incorporation intime du produit séché et broyé dans un type de sol spécifié, ainsi qu avec une quantité d azote minéral disponible définie), on approche une valeur «potentielle» de minéralisation de ces produits organiques. Minéralisation du carbone : Pour les 4 composts de marcs blancs d Alsace étudiés, la minéralisation du carbone est lente par rapport à d autres produits. Les courbes ne présentent pas de plateau à la fin de la période d incubation. Après 91 jours d incubation, 15 à 20 % du carbone organique est minéralisé. Les lots de 5 Ces 2 lots de composts ne sont pas conformes à la norme NF U en raison de la présence de pathogènes liée au fumier 6 Mesures réalisées par RITTMO et le LDAR PROTOCOLE XP U FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 7 / 20

8 composts contenant du marc de raisins de riesling présentent des valeurs plus faibles (11,6 et 13,8 % du C organique) que ceux contenant du marc de raisins de gewurtzraminer (22,2 et 20,4 % du C organique). % du C organique Jours Compost Riesling+fumier Compost Gewurzt.+fumier Compost Riesling Compost Gewurzt. Figure 1 : Evolution du taux de minéralisation du carbone des composts de marcs de raisins blanc d Alsace Minéralisation de l azote Les courbes de minéralisation des 4 composts de marcs de raisins blanc d Alsace produits présentent la même allure. On distingue deux phases : Une première phase, d une semaine environ, avec une consommation nette d azote. Il y a consommation d azote par les microorganismes du sol pour la dégradation du carbone (risque temporaire de faim d azote). L azote immobilisé provient de l'azote minéral présent dans le sol au temps 0, de l'azote minéral apporté par le produit directement, de la minéralisation de la matière organique du sol et de la minéralisation du produit lui-même. La soustraction de la consommation d azote à la minéralisation donne un résultat négatif. Une deuxième phase où la minéralisation nette devient positive. Après 91 jours d incubation, le taux de minéralisation des différents produits est de l ordre de 10 %. Ces résultats sont conformes à ceux mesurés dans le cadre des essais d épandage de marcs de raisins (Cf. Fiche de synthèse Epandage page 12). Par contre, contrairement aux mesures réalisées dans le cadre des essais épandage, une minéralisation nette est mise en évidence ici. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 8 / 20

9 15 10 % du N organique Jours Compost Riesling+fumier Compost Riesling Compost Gewurzt.+fumier Compost Gewurzt. Figure 2 : Evolution du taux de minéralisation de l azote des composts de marcs de raisins blanc d Alsace Les quantités de carbone et d azote restant (non minéralisées) vont rejoindre le stock de matière organique du sol. Même si les conditions de l essai sont différentes des conditions habituelles au champ, il convient de retenir que ces produits sont relativement stables et sont susceptibles de contribuer à un enrichissement du pool de carbone organique du sol. Suite à l apport de ces produits, il est probable que l on observe une immobilisation temporaire d azote (7 à 14 jours normalisés 7 ) puis ensuite une phase de re-minéralisation (relargage d azote minéral dans le sol). L azote minéralisé à cette période pourra contribuer à la nutrition azotée des cultures (entre 5 et 10% du N organique apporté). Cette immobilisation temporaire, sans nuire à la qualité amendante précisée ci-dessus, doit néanmoins être prise en compte dans la définition des bonnes pratiques d utilisation d un compost réalisé avec des marcs de raisins. b) à l échelle viticulteur - Vallée du Rhône : Distillerie du Bois des Dames La Distillerie du Bois des Dames, sur commande de l IFV, a mis en place trois modalités de compost. Deux modalités contiennent du marc de raisins rouge égrappé (millésime 2011) : 50% marcs de raisins avec 50% déchets verts broyés, 75% marcs de raisins avec 25% déchets verts broyés. La troisième modalité est un andain composé à 100% de marcs de raisins distillés. Les analyses montrent que les 3 produits respectent la norme NF U L utilisation des jours normalisés permet de convertir des jours à température et humidité constatées (au champ), en jours à température et humidité de référence (en conditions contrôlées). FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 9 / 20

10 L'ajout supplémentaire de déchets verts (passage de 25 à 50%) permet d'augmenter le taux de MS et, par conséquent, les teneurs en éléments minéraux (principalement Mg et Ca). Les teneurs en ETM sont également augmentées sur le brut mais aussi sur le sec (teneurs initialement plus élevées dans les déchets verts?). La comparaison par rapport au compost de marc distillé montre que ce dernier est plus humide et plus riche en éléments minéraux sur le sec, et sur le brut pour Ca et Mg. Marc avant compostage Marc distillé Composts 50% marc 50% DV 75% marc 25% DV NF U Limites MS (%) 38,6 50,7 76,4 60,4 30 % MB Matières minérales sec (g/kg) Matières minérales brut (g/kg) 46,3 195,7 252,9 147 ph 2,4 9,2 9,6 9,1 MO sec (g/kg) MO brut (g/kg) MB NT sec (g/kg) 14,91 32,01 23,36 28,4 NT brut (g/kg) 5,75 16,2 17,85 17,2 < 30 MB NTK sec (g/kg) 14, ,3 28,4 NTK brut (g/kg) 5,75 16,2 17,8 17,2 C/N 5,8 9,6 14,3 13,3 P2O5 sec (g/kg) 6,16 11,8 7,27 7,02 P2O5 brut (g/kg) 2,38 6 5,55 4,24 K2O sec (g/kg) 48 52, ,4 K2O brut (g/kg) 18,5 26,4 29,8 28,6 < 30 MB MgO sec (g/kg) 1,55 5,58 3,78 2,86 MgO brut (g/kg) 0,6 2,83 2,89 1,73 Ca sec (g/kg) 13,2 88,4 56,9 32,6 Ca brut (g/kg) 5,1 44,8 43,4 19,7 Tableau 4: Valeur agronomique de 2 lots de composts contenant du marc de raisins rouge de la Vallée du Rhône II. Evaluation technique de la faisabilité du compostage et du co-compostage de marc de raisins a) Echelle laboratoire Les facteurs température, hygiénisation et nuisances olfactives du compostage de marc de raisins ont été observés par le laboratoire RITTMO lors des essais menés en Température Le compost de marc de raisins monte lentement en température. Les marcs de raisins seuls atteignent 50 C après 3 semaines de compostage (pendant 4 à 7 jours). La présence du co-substrat FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 10 / 20

11 entraîne une élévation de température plus rapide et plus importante comparativement au compostage du marc de raisins seul : 66 C en 4 à 5 jours (pendant 7 jours). Hygiénisation L hygiénisation n a pas été suffisante pour les deux modalités de compost avec fumier pour lesquels on observe une présence de pathogènes (œufs d Helminthes) liée au fumier. Ces deux lots ne sont donc pas conformes à la norme NF U Nuisances olfactives Des faibles teneurs en H 2 S et CH 4 ont été analysées sur les composts. Les taux de méthane produits sont peu élevés et sont apparus presque exclusivement au début de la phase thermophile à 2-3 jours de traitement. Un premier retournement du batch a alors eu lieu et il n a plus été observé de teneurs significatives en méthane. Cependant, de fortes odeurs d alcool, liées à la fermentation au cours du stockage préalable, ont été perçues durant les 20 premiers jours de compostage. b) Echelle viticulteur Trois expérimentations compostage ont été menées à l échelle viticulteur : une en Champagne par le CIVC, une en Vallée du Rhône par la Distillerie du Bois des Dames, une en Auvergne par l IRSTEA. - Champagne Différentes modalités de compostage de marc de raisins ont été testées à l échelle viticulteur par le CIVC 8 (andains de 38 tonnes) : marcs de raisins seuls, 50% marcs de raisins-50% déchets verts, 20% marcs de raisins-80% déchets verts, 100% déchets verts. Les marcs de raisins utilisés dans le cadre de cette expérimentation sont des marcs de Champagne de la campagne L intégration de déchets verts (plus secs) a été nécessaire (rôle de structurant du compost). - Vallée du Rhône : Distillerie du Bois des Dames 9 Les trois andains ont été mis en place au même moment. L andain composé à 100% de marcs de raisins distillés à été mis en place à la sortie de la colonne de diffusion ; sa température s élève à 45 C dès la mise en andain. La température de départ des deux andains contenant du marc de raisins est de 20 à 25 C. 8 Hamoudi-Viaud M-N., Descôtes A., Moncomble D., Epandage et compostage - Intérêts, limites et perspectives. Le Vigneron Champenois, n 5, p Distillerie du Bois des Dames, Rapport essais compostage récolte 2011, décembre 2012 FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 11 / 20

12 L homogénéisation du marc de raisin avec les déchets verts broyés a été difficile, de même que l apport en déchets verts broyés car ces derniers ne sont pas broyés en déchetterie mais sur les plateformes de compostage qui les utilisent pour leurs composts. Cette expérimentation a montré qu une plus grande quantité de déchets verts dans le cocompostage permet d éliminer plus rapidement l alcool des marcs de raisins. Le 20 décembre 2011, la modalité 50/50 présente un degré d alcool de 0% vol. alors que la modalité 75/25 contient 3% vol. d alcool. Des émanations d alcool ont été perçues et de nombreuses drosophiles ont été constatées. La montée en température de l andain contenant 75% de marcs de raisins a été plus lente que celle de l andain contenant 50% de marcs de raisins. (Cf. Figure 3). La phase de fermentation des andains contenant du marc de raisins est plus longue que celle de l andain composé à 100% de marcs de raisins distillés. Il est nécessaire d avoir un équipement adéquat tel que chargeurs sur roue type carrière de puissance moyenne. Le compostage de marcs de raisins et de déchets verts broyés représente du temps et du travail (réception des déchets organiques, triage, homogénéisation, suivis des températures, 4 retournements, suivis et coûts des analyses, criblage de l andain ). 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 28/10/11 04/11/11 12/11/11 18/11/11 25/11/11 Températures en C 02/12/11 09/12/11 16/12/11 19/12/11 06/01/12 13/01/12 20/01/12 27/01/12 03/02/12 10/02/12 17/02/12 24/02/12 02/03/12 09/03/12 16/03/12 23/03/12 30/03/12 05/04/12 13/04/12 20/04/12 27/04/12 04/05/12 11/05/12 21/05/12 25/05/12 31/05/12 08/06/12 15/06/12 22/06/12 02/07/12 06/07/12 12/07/12 18/07/12 Date des relevés de températures Lot 1 50%/50% Lot 2 75%/25% Compost Distillerie Figure 3 : Courbes de températures de 3 andains contenant du marc de raisins (et marc de raisins distillées) rouge de Vallée du Rhône et des déchets verts broyés - Vallée du Rhône : plateforme de compostage Orga d Oc Sur commande de l IFV, un andain contenant 50% de marcs de raisins (rouge de la Vallée du Rhône 50 tonnes) et 50% de déchets verts broyés (en volume) a été mis en place en octobre A ce jour, le processus de compostage n est pas terminé. La figure 4 ci-dessous présente la courbe de température. L andain mis en place le 15 octobre 2012 a atteint une température supérieure à 60 C deux mois après. A la fin du mois de janvier 2013, la température semble amorcer une chute passant de 70 C à 60 C en une semaine. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 12 / 20

13 Températures ( C) Dates des relevés de températures Figure 4 : Courbe de températures d un andain de marcs de raisins rouge de la Vallée du Rhône et de déchets verts broyés - Auvergne : IRSTEA 10 L IRSTEA, dans le cadre de l expérimentation sur l épandage des marcs de raisins (Cf. Fiche de synthèse Epandage) a réalisé du compost de marc de raisins rouge, égrappé (millésime 2011) avec pour co-substrat du fumier bovin. Les essais menés jusqu à présent permettent de formuler des premières préconisations concernant le compostage des marcs de raisins. Le co-compostage est à privilégier par rapport au compostage de marc de raisins seul car la montée en température est difficile du fait de la faible porosité de ce dernier. Le co-substrat joue le rôle de structurant et facilite la montée en température, surtout dans le cas de marcs de raisins à faible taux de matière sèche. III. Environnement : Analyse de Cycle de Vie Une ACV comparative de 5 voies de valorisation a été réalisée. Elle est actuellement soumise à Revue Critique (du 11 février au 15 mars 2013). Une fois cette phase de validation de l ACV terminée, les résultats seront intégrés dans la fiche de synthèse. IV. Economie 4 scenarii ont été retenus pour évaluer le coût pour le producteur de vin du compostage des marcs de raisins : - Compostage de 300 t de marcs de raisins sur le lieu de pressurage - Compostage de 300 t de marcs de raisins sur un site commun à plusieurs exploitations - Compostage de 30 t de marcs de raisins, à l exploitation 10 IRSTEA, Evaluation de l aptitude à l épandage de marc de raisins. Mesures avec marc frais et compost de marc (avril 2012). 37 pages. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 13 / 20

14 - Compostage de 300 t de marcs de raisins en provenance de plusieurs exploitations par un prestataire de service Le compostage de marcs de raisins a été pensé en co-compostage avec 50% de déchets verts. Les 4 scenarii envisagent la gratuité de la livraison des déchets verts sur le site de compostage. a. Compostage de 300 t de marcs de raisins sur le lieu de pressurage Eléments de coûts pris en compte : dimensionnement des infrastructures et plan d épandage pour les coûts d investissement, les opérations de retournement, criblage et broyage en prestation de service et le suivi agronomique pour les coûts de fonctionnement. L achat d un épandeur ainsi que les coûts de livraison et d épandage du compost n ont pas été pris en compte. Le compostage se faisant sur le lieu de pressurage, il n y a pas de coût de transport de la matière première 11. b. Compostage de 300 t de marcs de raisins sur un site commun à plusieurs exploitations Les éléments économiques pris en compte sont identiques au scenario précédent. Deux coûts ont été ajoutés : le transport du marc de raisins depuis les exploitations jusqu à la plateforme de compostage, et la mise aux normes ICPE du site de compostage 12. c. Compostage de 30 t de marcs de raisins à l exploitation Eléments de coûts pris en compte : dimensionnement des infrastructures et plan d épandage pour les coûts d investissement ; les opérations de retournement, criblage et broyage en prestation de service et le suivi agronomique pour les coûts de fonctionnement. L achat d un épandeur ainsi que les coûts de livraison et d épandage du compost n ont pas été pris en compte. Le compostage se faisant sur le lieu de pressurage, il n y a pas de coût de transport de la matière première 13. d. Compostage de 300 t de marcs de raisins en provenance de plusieurs exploitations par un prestataire de service Les éléments économiques pris en compte sont identiques au scenario précédent. Le coût du transport du marc de raisins depuis les exploitations jusqu à la plateforme de compostage a été ajouté IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet Page IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet Page IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet Page IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet Page 20. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 14 / 20

15 Compostage prestataire Transport prestataire Transport Plan d'épandage Suivi agronomique Mise aux normes ICPE Main d'œuvre Dimensionnement installation Acquisition de matériel Frais financiers 0 a. 300 t sur le lieu de pressurage b. 300 t site commun à plusieurs exploitations c. 30 t exploitation d. 300 t prestataire COMPOSTAGE Figure 4 : Détail du coût du compostage d une tonne de marc de raisins par scenario 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Compostage prestataire Transport prestataire Transport Plan d'épandage Suivi agronomique Mise aux normes ICPE Main d'œuvre Dimensionnement installation Acquisition de matériel Frais financiers 10% 0% a. 300 t sur le lieu de pressurage b. 300 t site commun à plusieurs exploitations c. 30 t exploitation d. 300 t prestataire COMPOSTAGE Figure 5 : Part des postes financiers par scenario pour le compostage d une tonne de marcs de raisins L étude économique considère que les déchets verts broyés entrant dans la composition des andains sont livrés gratuitement. Cette gratuité est cependant peu probable. Le coût d achat des déchets verts broyés est donc à ajouter aux calculs présentés ci-dessous. Dans le cas du compostage de 300 tonnes de marcs de raisins sur le lieu de pressurage (scenario a), aucun coût de transport n a été pris en compte. Cependant, il est à noter que les centres de pressurage ne disposent pas forcément de la place nécessaire au compostage de 300 tonnes de FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 15 / 20

16 marcs de raisins (en co-compostage). Des coûts de transport vers une plate-forme dédiée seront certainement à prendre en compte. Le coût éventuel des taxes et redevances environnementales (notamment redevances à l Agence de l Eau) n ont pas été pris en compte ici. Les sous-produits de la vinification étant obligatoirement livrés en distillerie, les producteurs de vin ne payent pas de redevance à l Agence de l Eau. Si la gestion des sous-produits est laissée aux producteurs de vin, il est possible qu une redevance leur soit demandée 15. V. Réglementation a) La Norme AFNOR NF U A1 sur les amendements organiques Dans l amendement de décembre 2010 relatif à la norme NF U , les marcs de raisins n entrent pas dans la liste positive des matières premières utilisables pour la fabrication d amendements organiques. De fait, les composts obtenus à partir de marcs de raisins ne sont pas considérés comme conformes à la norme NF U A1 et ils doivent être épandus avec un plan d épandage. b) Les installations classées pour la protection de l environnement (ICPE) Les arrêtés relatifs aux ICPE et le règlement sanitaire départemental (RSD) précisent les dispositions à respecter pour la mise en œuvre du compostage. Toute exploitation industrielle ou agricole susceptible de créer des risques ou de provoquer des pollutions ou nuisances, notamment pour la sécurité et la santé des riverains est une installation classée. Les activités relevant de la législation des installations classées sont énumérées dans une nomenclature qui les soumet à un régime d autorisation ou de déclaration en fonction de l importance des risques ou des inconvénients qui peuvent être engendrés. Intitulés des rubriques : Préparation, conditionnement de vins Broyage, concassage, criblage... des substances végétales et produits organiques naturels Méthanisation Installation de compostage de déchets non dangereux ou de matière végétale brute, ayant le cas échéant subi une étape de méthanisation Installation de transit, regroupement ou tri de déchets non dangereux non inertes à l'exclusion des installations visées aux rubriques 2710, 2711, 2712, 2713, 2714, 2715 et IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet Page Les unités de méthanisation peuvent composter le digestat de méthanisation FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 16 / 20

17 Origine du marc de raisins Destination du compost Compostage de marc de raisins sur le site d un établissement vinicole Etablissement vinicole (2251, 2260) Retour sur établissement vinicole Epandage Compostage de marcs de raisins en provenance de plusieurs établissements vinicoles regroupés ou non sur une plateforme intermédiaire avant acheminement sur l unité de compostage Etablissements vinicoles (2251, 2260) ou plateforme intermédiaire (2716) ou unité de méthanisation (2781) Epandage, compost non cédé ni vendu Statuts ICPE a 2780 ICPE e 2780 ICPE d 2780 Non ICPE Déchet Plus de 50 t/j de matière entrante sur l installation soumise à autorisation Plan d épandage. Aire étanche, système de récupération des jus. De 30 à 50 t/j de matière entrante sur l installation soumise à enregistrement (arrêté du 20 avril 2012). Plan d épandage. Aire étanche, système de récupération des jus. De 3 à 30 t/j de matière entrante sur l installation soumise à déclaration (arrêté du 12 juillet 2011) Plan d épandage. Aire étanche, système de récupération des jus. Moins de 3 t/j de matière entrante Le compostage et l épandage sont régis par le règlement sanitaire départemental ICPE a : soumise à autorisation ; d : déclaration Tableau 5 : Réglementation en vigueur sur le compostage de marc de raisins Les sites de compostage doivent respecter les prescriptions des ICPE de la rubrique La distinction réglementaire se fait en fonction du lieu de compostage soit sur le site de l établissement vinicole, soit une unité de compostage dédiée (Cf. Tableau 5). Dans ce dernier cas, les marcs de raisins pourront être regroupés sur une plate-forme de stockage intermédiaire (rubrique 2716), puis acheminés vers l unité de compostage, elle-même régie par la législation des ICPE. Pour les sites de compostage de faible tonnage (non classés), il est indispensable que ces installations soient construites de manière à prévenir toute nuisance olfactive et tout risque de pollution notamment par écoulement des jus de marcs de raisins. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 17 / 20

18 c) La règlementation relative aux sous-produits animaux La règlementation en vigueur sur les sous-produits animaux est issue du règlement (CE) N 1069/2009 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine. Elle s applique à tout produit contenant des sous-produits animaux. d) Arrêté du 20 avril 2012 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à enregistrement sous la rubrique n 2780 L arrêté définit le couple temps-température nécessaire pour l hygiénisation du compost, dans le cadre des installations classées pour la protection de l environnement soumises à enregistrement. C est le cas également des arrêtés du 22 avril 2008 et du 12 juillet 2011 applicables respectivement aux installations soumises à autorisation et à déclaration. Volet technique C Informations à venir - Un essai de co-compostage de marcs de raisins avec des déchets verts broyés a été mis en place en Champagne au cours de la campagne 2012, sur une plateforme de compostage utilisant un système d aération forcé des andains. 100 tonnes de marcs de raisins ont fait l objet d un retrait sous contrôle. L andain a été mis en place en septembre A ce jour, le processus de compostage n est pas terminé. Les résultats de cet essai seront transmis ultérieurement. - La Chambre d Agriculture de la Gironde a mis en place en 2012 deux essais de cocompostage de marcs de raisins dans l objectif d évaluer la faisabilité et l intérêt agronomique du cocompostage des marcs de raisins avec d autres déchets et sous-produits d une même exploitation : sarments et souches broyés, rafles, et résidus de tonte des exploitations. Les deux andains sont actuellement en phase de fermentation. Les résultats de ces essais seront transmis ultérieurement. - Un essai de co-compostage de marcs de raisins blancs d Alsace a été réalisé en Alsace en 2011 et 2012 par l association Vignes Vivantes sur commande de l IFV. 30 tonnes de marcs de raisins ont fait l objet d un retrait sous contrôle. 4 protocoles ont été mis en place afin d évaluer la faisabilité du co-compostage des marcs de raisins avec des sarments broyés, du fumier, des terres de filtration usagées, des lies de vin et des bourbes. Volet environnemental - Une ACV comparative de 5 voies de valorisation a été réalisée. Elle est actuellement soumise à Revue Critique (du 11 février au 15 mars 2013). Une fois cette phase de validation de l ACV terminée, les résultats seront intégrés dans la fiche de synthèse. - Des mesures des émissions de Composés Organiques Volatils (COV) du marc de raisins dans les cas de l épandage, du compostage et du stockage en silo sont en cours. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 18 / 20

19 D Synthèse des acquis de l expérimentation Technique Environnement Economie Réglementation - Nécessité de disposer de co-substrats en même temps que le marc de raisins - Lente montée en température d un andain composé majoritairement de marcs de raisins. - Phase de fermentation du compost plus longue dans le cas d un compostage de marcs de raisins. - présence de drosophilesp - Difficulté pour homogénéiser le marc de raisins avec les déchets verts - Besoin de matériel spécifique pour la constitution et le retournement des andains, pour le suivi de la température et le criblage du compost - Le compostage de marcs et de déchets verts représente du temps et du travail - Présence de pathogènes (œufs d Helminthes) dans les composts de marc de raisins associé à du fumier. Ce compost ne répond pas aux exigences d hygiénisation de la norme NF U A1 - Les andains contenant des marcs de raisins ont atteint le coupletempérature inscrit dans la règlementation pour l hygiénisation - Sur deux échantillons de compost de marc de raisins (issus des essais laboratoire), un est conforme à l ensemble des critères de la norme NF U A1, l autre n est pas conforme en raison de son taux de matière sèche trop faible - Sur 6 échantillons de compost à base de marcs de raisins (essais échelle viticulteur), un n est pas conforme à la norme NF U en raison de sa teneur en MO (17,6%) inférieure au taux minimal (20%) (soit 15%) - Perception d odeurs d alcool durant les 20 premiers jours et lors des retournements - L étude économique nationale a évalué le coût du compostage des marcs de raisins pour le producteur de vin : de 63 à 100 / t - Nécessité de réaliser le compost sur une aire étanche avec récupération des jus d égouttage - Le compost de marcs de raisins doit faire l objet d un plan d épandage pour être valorisé sur sols agricoles - En cas de co-compostage avec des sous-produits animaux, nécessité que l installation soit dotée d un agrément sanitaire - Les lixiviats et les jus d égouttage doivent être récupérés, stockés et faire l objet d un traitement E Points non résolus L expérimentation nationale n a, à ce jour, pas permis de résoudre certains questionnements listés dans le paragraphe ci-dessous : - Influence de la présence d alcool dans les marcs de raisins sur la vitesse de montée en température lors du compostage. FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 19 / 20

20 F Bibliographie Etudes - Distillerie du Bois des Dames, Rapport essais compostage récolte 2011, décembre Hamoudi-Viaud M-N., Descôtes A., Moncomble D., Epandage et compostage - Intérêts, limites et perspectives. Le Vigneron Champenois, n 5, p IHEV, ZEBIC O., Rapport Eléments Economiques, juillet IRSTEA, Evaluation de l aptitude à l épandage de marc de raisins. Mesures avec marc frais et compost de marc (avril 2012). 37 pages. - RITTMO, Compostage des marcs de raisins en réacteurs en laboratoire, juillet 2012 Règlementation - Arrêté du 12 juillet 2011 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à déclaration sous la rubrique n Arrêté du 20 avril 2012 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à enregistrement sous la rubrique n Arrêté du 22 avril 2008 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de compostage ou de stabilisation biologique aérobie soumises à autorisation - Arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d eau ainsi qu aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l environnement soumises à autorisation (Articles 21, 27, 30, 59 et 70). - Arrêté du 29 mai 2000 portant modification de l'arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l'environnement soumises à autorisation - Directive communautaire 99/13/CE du Conseil de l Union européenne du 11 mars 1999 relative à la réduction des émissions de composés organiques dues à l utilisation de solvants organiques volatils dans certaines activités et installations. - Norme AFNOR NF U A1 : 2010 Amendement organiques Dénomination, spécifications et marquage. - Règlement (CE) N 1069/2009 du Parlement Européen et du Conseil du 21 octobre 2009 établissant des règles sanitaires applicables aux sous-produits animaux et produits dérivés non destinés à la consommation humaine et abrogeant le règlement (CE) n 1774/2002 (règlement relatif aux sous-produits animaux) Sites internet Composition du sous-groupe Compostage : ASAE, AVA, CIVC, FNDCV, IFV, IRSTEA, RITTMO, UNDV, UNGDA FICHE DE SYNTHESE COMPOSTAGE GROUPE TECHNIQUE N 9 11 FEVRIER 2013 Page 20 / 20