Stage en Laboratoire. ETUDE DE FAISABILITE DU COMPOSTAGE À LA CAFÉTÉRIA DE L ECOLE POLYTECHNIQUE

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1 Note au lecteur : Ce document constitue la version finale remise par l étudiant, mais ne contient pas les commentaires et corrections du professeur. Le lecteur est donc invité à faire preuve de discernement lors de la consultation de ce travail. DORÉ Aude (étudiante au baccalauréat) Stage en Laboratoire. ETUDE DE FAISABILITE DU COMPOSTAGE À LA CAFÉTÉRIA DE L ECOLE POLYTECHNIQUE Directeurs du projet : Louise Millette, Eric Bélanger Départements des génies civil, géologique et des mines Hiver

2 Table des matières : Introduction Le contexte Le contexte politique Le contexte politique au Québec Le contexte politique à Montréal Le contexte politique de l Ecole Le contexte économique Le fonctionnement de la cafétéria La quantité de matières putrescibles produites par la cuisine La quantité de matières putrescibles produite par toute l Ecole Le contexte social Les nuisances engendrées par les matières putrescibles La conscience écologique de l Ecole Polytechnique Le contexte environnemental La formation d effluents polluants (RECYC Québec) La perte d une ressource valorisable : le compost Programme de compostage Présentation des différentes méthodes de compostage Quelques exemples d universités Présentation des techniques de compostage Le tri et la récupération des déchets Le tri et la récupération dans les cuisines Le tri par les usagers Le vidage des bacs à compostage Le compostage assuré par une entreprise privée Le transport des matières vers un site de compostage Les entreprises de valorisation Le compostage sur place, assuré par l Ecole Polytechnique Le compostage dans un container ouvert Le vermicompostage Le devenir du compost Le compostage centralisé dans un réacteur Analyse des solutions et recommandations Le tri des déchets et le vidage des poubelles à compostage Le compostage par une entreprise privée Le compostage par l Ecole Polytechnique Recommandations générales Le compostage en container ouvert Le vermicompostage Le compostage centralisé dans un réacteur Conclusion Références

3 Liste des tableaux. Tableau 1 : Exemples de méthode de compostage choisie par des Universités Nord-Américaines...11 Tableau 2 : Déchets à composter dans le cas d un container et d un réacteur...20 Tableau 3 : Déchets à composter dans le cas d un vermicompostage...24 Tableau 4 : Modèles de vermicompostières proposées par Original Vermitech Systems...25 Tableau 5 : Modèles disponibles par NaturTech...31 Tableau 6 : Tableau Bilan des impacts sur l environnement, des nuisances, de la main d oeuvre et des coûts

4 Introduction. L Ecole Polytechnique met tout en œuvre pour s intégrer dans les principes de développement durable. Dans la suite de l étude d une cafétéria verte, et de la mise en place du recyclage dans l établissement, elle met en place l étude de faisabilité du compostage, dans le principe des 3R-V. Le but de cette étude est de montrer comment il est possible de mettre en place le compostage à l Ecole Polytechnique. Pour cela, on examinera les aspects sociaux, économiques et environnementales. Le compostage participe à éviter de mettre systématiquement les déchets dans des sites d enfouissement et d incinération. Il valorise les matières putrescibles en compost. 40% des déchets d une poubelle sont compostables (RECYC Québec, 2005). Les matières putrescibles représentent 30% de l espace des lieux d enfouissement (RECYQ Québec, 2005). Le gaspillage d espace réduit la durée de vie des sites et pousse à construire d autres sites d enfouissement. La mise en place du compostage à l Ecole Polytechnique pourrait réduire la facture de la gestion des déchets, les impacts environnementaux liés à leur enfouissement et amener un potentiel éducatif sur le comportement du recyclage domestique. Le compostage est un procédé naturel. Des microorganismes décomposent la matière organique, en présence d oxygène au sens strict ou non au sens large, en un terreau utilisable pour l agriculture. Les matières putrescibles à l Ecole Polytechnique pouvant être utilisées dans le compostage sont les déchets de cuisine et les déchets de table. Dans une première partie, le contexte politique, économique, social et environnemental sera étudié pour évaluer les méthodes de compostage les plus adaptées, la gestion des matières putrescibles et de leur compostage. Dans une deuxième partie, les différentes méthodes applicables de compostage de ces matières organiques seront détaillées. Enfin, dans une troisième partie, ces méthodes seront analysées par rapport au coût et à la main d œuvre. Des recommandations seront proposées pour assurer la mise en place efficace et rapide et la durabilité du compostage dans le temps. 1

5 1. Le contexte Le contexte politique. Le Gouvernement du Québec amis en place une politique pour la réduction des déchets qui est suivi par la Ville de Montréal et l Ecole Polytechnique Le contexte politique au Québec. Le Québec a adopté le Plan d action québécois sur la gestion des matières résiduelles en Cette politique a pour objectif premier de réduire la quantité de matières résiduelles par la mise en valeur des matières résiduelles qui représentent 7,7 millions de tonnes. Dans le cadre des institutions, les matières pouvant être recyclées, réutilisées, productrices d énergie ou compostables représentent 90,5% des déchets produits. Les matières putrescibles sont valorisables en compost. Ce plan prône d atteindre la mise en valeur de 60% de ces matières putrescibles, par la mise en compostage et la réutilisation du compost. Actuellement, 188 tonnes de résidus compostables sont produits. 133 tonnes doivent donc être valorisés avant 2008 pour atteindre l objectif des 60% Le contexte politique à Montréal. Dans le premier plan stratégique de développement durable la collectivité Montréalaise, l objectif est d implanter des mesures de réduction et de récupération des matières résiduelles des institutions, des industries et des commerces. Lorsque le plan de gestion sur la gestion des matières résiduelles sera mis en place, la municipalité devra récupérer les matières compostables des institutions et des particuliers une fois par semaine. Les déchets seront alors acheminés au Centre St-Michel. La collecte des déchets par la Ville commencera au printemps (Ville de Montréal, 2006) Le contexte politique de l Ecole. L Ecole Polytechnique de Montréal a adopté une politique de protection, de gestion et de promotion en matière d environnement en avril Elle a pour but d améliorer la conscience écologique de la communauté et de s insérer dans une politique de 2

6 développement durable. Des actions devront être menées pour la conservation des ressources et la bonne gestion des résidus dont les matières recyclables et tout autre rejet. Un comité de gestion environnementale à l Ecole Polytechnique a été mis en place pour promouvoir le développement durable de l Ecole : gestion des déchets, transport, et économie des ressources. LE COGEP relève directement du conseil d administration. Il est formé d une dizaine de membres, échantillon de la communauté de l Ecole : des professeurs, des étudiants, et du personnel de soutien Le contexte économique Le fonctionnement de la cafétéria. Depuis juillet 2004, le marché de la restauration à Polytechnique appartient à Aramark Québec Inc, sous la gestion des Etudiants de Polytechnique (AEP). Aramark sert 700 repas/jour pendant les sessions d automne et d hiver et 325 pendant la session d été. La cafétéria offre un potentiel de 750 places assises. On recense six points de vente Aramark : - trois points de vente de repas dans le bâtiment principal : la petite Italie et la cafétéria principale au 1 er, et des points de vente au 2 ème et au 6 ème étage ; - trois autres points de vente dans les pavillons Lassonde. La nature des déchets putrescibles produits. La cuisine a un espace de travail très réduit, 154m². Il y a trois plans de travail pour préparer la nourriture dans la cuisine. La majorité des légumes, de la viande, des desserts sont déjà prédécoupés et préparés dans des emballages plastiques. Les résidus sont gérés par le producteur et le fournisseur, donc à l extérieur de Poly. Les déchets putrescibles produits en cuisine sont très variés : épluchures de légumes (oignons, navet, pomme de terre ), queues de piments, chutes de sandwich, tranches de pain, peau et os de poulets Au grill de la cafétéria principale, les coquilles d œuf peuvent être récupérées, environ 15 douzaines par jour. Le marc de café représente une source de déchets putrescibles dans les tous les points de vente de café. Les restes en fin de journée pourraient également faire partie du compostage mais la plupart des aliments non consommés est ramenée à la cuisine et réutilisée en cuisine. Par exemple, les légumes sont transformés en potage, le poulet en salade, les gâteaux secs en dessert En cuisine, les stocks sont gérés de façon à ne pas produire de surplus pendant les repas. Le gaspillage à la fin d une journée est donc limité. En effet, Aramark perdrait de l argent s il y avait du 3

7 gaspillage. Toutefois, le vendredi soir est une exception, une grande quantité de nourriture est jetée, car aucun repas n est servi les fins de semaines. Plans de travail de la cuisine. Photo 1 Plan de travail de la cuisine. Photo 2 Déchets putrescibles de cuisine. Photo La quantité de matières putrescibles produites par la cuisine. Calcul théorique de matières putrescibles produites. Un rapport sur la mise en place de la récupération dans la cuisine (Papillon, 2005) à Polytechnique a évalué les quantités de déchets produits par la cuisine. Les données sont basées sur une extrapolation de la quantité de déchets produits entre juin 2004 et janvier Elles ont été recueillies auprès d Aramark. L évaluation se base sur le nombre de sacs poubelles générés par jour, suivant la session. Le volume d un sac est de 160L. 30 sacs sont produits par jour en automne et en hiver (168 jours au total) et 10 sacs par jour en été (84 jours au total). On suppose une masse volumique des déchets de 175 kg/m 3. La quantité annuelle de déchets issus de la cuisine est évaluée à kg. Ils représenteraient donc 64% des déchets de toute l Ecole. (Papillon, 2005, p7) Ces données avaient été établies avant la mise en place des pavillons Lassonde. Compte tenu de la récente mise en fonctionnement du bâtiment, il n y a pas assez de données 4

8 utilisables pour ces pavillons. La valeur précédente est considérée acceptable en l absence de données récentes. Le coût de gestion de ces déchets est évalué à partir du nombre de levées de conteneur à déchets nécessaires. On suppose qu à chaque levée le container, d un volume de 23m 3, est entièrement rempli et que les déchets se compactent à 50 % dans le container. A partir de la masse volumique des déchets, 175 kg/m 3, on déduit le volume de déchets produits placés dans le container, le nombre de levée puis le coût total. Le coût de la gestion des déchets produits par la cuisine serait de 8 300$. Il représenterait donc 55% du coût total de la gestion des déchets de toute l Ecole. (Papillon, 2005, p7) 19% des flux de déchets seraient des matières putrescibles (Forget, Duplessis, Ba, Hall et Gauvin, 2001, p157), c est-à-dire que 19% de la masse des déchets placés dans les poubelles serait des matières putrescibles. La quantité totale de matières putrescibles produites seraient donc de kg/an. La quantité devant être valorisée pour 2008, selon le Plan de gestion sur les matières putrescibles, doit être de 60% de la quantité totale produite, soit kg de matières à valoriser. Evaluation par pesée. Cette évaluation a été réalisée par une simulation de compostage à la cafétéria de 7h30 à 10h, le 29 mars Cette opération a été permise grâce au chef cuisinier Marc Langlois. Toutes les matières putrescibles de la cuisine et le marc du café de tout l établissement ont été récupérés. La matière produite dans le reste de la journée est la moitié de celle produite le matin (Entretien personnelle, février 2006, Marc Langlois, Chef cuisinier). Toute la matière putrescible jetée le vendredi 30 mars 2006, a été récupérée, et pesée. Ces mesures ont permis d évaluer la quantité produite par jour, par semaine et par mois. On suppose cinq jours par semaine, quatre semaines par mois et huit mois d automne et d hiver, c est-à-dire dans les conditions de l expérience et quatre mois d été. La quantité de matières putrescibles produites l été a été divisée par trois car il y a trois fois moins de repas servis. La quantité totale de matières putrescibles basée sur l évaluation par pesée serait de 68 kg/jour, 450 kg/semaine et kg/an. Les chiffres de la première évaluation (31293 kg/an) présente un écart de 50% par rapport à l évaluation par pesée. Cet écart serait du au recyclage (papier, carton, métal et plastique) effectué à la cuisine, ce qui influencerait le pourcentage du flux de matières putrescibles. Seulement 9% du poids des poubelles de la cuisine serait des matières putrescibles. 5

9 Le volume de déchets est évalué à partir de la masse volumique de la matière putrescible qui serait de 263 kg/m3 (Pelletier et Tremblay, 1993). Le volume de déchets à gérer pour le compostage serait de 0,25m 3 /jour, 1,5m 3 /semaine et 56 m 3 /an. Le tableau en annexe 1 indique la quantité et le volume de matières putrescibles jetées par la cuisine par jour, par semaine et par année, suivant la nature des déchets. Le nombre de levée que représentent les matières putrescibles est difficilement évaluable. Toutefois, on peut évaluer le coût que représente l enfouissement de ces matières, sachant que le coût à l enfouissement des déchets est de 37,5$/tonne. Pour la cuisine, le coût que représentent les matières putrescibles pour l enfouissement est évalué à 561$/an La quantité de matières putrescibles produite par toute l Ecole. La quantité totale de matières putrescibles est basée sur une extrapolation des relevés de facture entre juin 2004 et janvier 2005 (Papillon, 2005, p7). Cette étude repose directement sur la facturation de la gestion des déchets. La gestion des déchets de l Ecole Polytechnique est assurée par la compagnie BFI qui assure la collecte, le transport et l enfouissement des déchets. Le coût d une levée est de 100$ et le coût à l enfouissement est de 37$/tonne. La quantité totale des déchets est de 257 tonnes et elle représente un coût de $. Sachant que 19% des matières résiduelles (Forget, Duplessis, Ba, Hall et Gauvin, 2001, p157), seraient des matières putrescibles, on peut déterminer la quantité de matières putrescibles produites. En retirant la masse des déchets de la cuisine, car les déchets putrescibles de la cuisine représenterait 10% de la quantité totale de déchets, on obtiendrait une quantité de matières putrescibles de 18 tonnes produites en dehors des cuisines, par les usagers. Sachant que la masse volumique de la matière putrescible est de 263 kg/m 3 (Pelletier et Tremblay, 1993), cela représente un volume de 70 m 3 supplémentaires. Les matières putrescibles de l Ecole Polytechnique représenteraient un poids de kg et un volume de 126 m 3. Toutefois, ce chiffre est à prendre avec beaucoup de précaution. Toutes les matières putrescibles ne peuvent pas être mises au compostage. De plus, la quantité et la qualité du tri des usagers est difficile à évaluer. Des essais devront être effectués pour mesurer réellement la quantité de déchets des usagers pouvant être mise en compost. 6

10 Pour les fins de cette étude, les méthodes de compostage seront étudiées à partir de la quantité de déchets putrescibles produits par la cuisine, kg/an Le contexte social Les nuisances engendrées par les matières putrescibles. Sur la santé humaine. Les grandes quantités de matières putrescibles dans les sites d enfouissement attirent les animaux : les rats, et les oiseaux, porteurs de germes pathogènes. Ils sont source de propagation de maladies infectieuses. Des odeurs. Les sites d enfouissement peuvent propager une odeur nauséabonde à leurs alentours et causent un désagrément considérable aux habitants voisins du site d enfouissement La conscience écologique de l Ecole Polytechnique. Le succès du projet passe par l implication des cuisiniers et des utilisateurs de la cafétéria. Un sondage a été réalisé par PolySphère, pendant la semaine du 25 octobre ,7% des personnes sondées se sont dites être concernées par les enjeux environnementaux (Poly Sphère, 2004). La conscience écologique générale de la communauté de Polytechnique peut être évaluée comme bonne, ce qui est favorable à l implantation de notre projet. Le comportement des usagers de la cantine. En utilisant le sondage de Polysphère, on peut évaluer le comportement moyen de l utilisation de la cafétéria. 77,6% mangent de zéro à trois repas par semaine à la cafétéria (Poly Sphère, 2004b). Les efforts, nécessaires aux utilisateurs de la cafétéria, sont donc ponctuels au cours de la semaine. Le succès de l implantation du compostage serait donc facilité. Toutefois, il existe un nombre important de personnes qui apportent leur propre repas. Ils devront aussi être pris en compte dans la mise en place du compostage. De plus, 63 % des utilisateurs de la cafétéria mangent à l extérieur de la cafétéria (Poly Sphère, 2004). Plusieurs systèmes répartis de collecte devraient être mis en place. 7

11 Le comportement des personnes qui recyclent. Une étude a été réalisée le 2 février 2006, sur la qualité de la ségrégation des bacs du 4 ème et 5 ème étage du bâtiment principal (Bélanger, Gaucheteau, 2006). Elle a montré une qualité à 95% : seulement 5% des bacs sont contaminés avec des matières disparates. La qualité du tri des déchets par les usagers pour le compostage pourrait être bonne. La récupération des matières putrescibles des utilisateurs serait donc envisageable. L implication des cuisiniers. Après avoir interrogé les cuisiniers, la majorité est prête à réaliser le tri des déchets pour le compostage. De même, les employés chargés de mettre les bacs aux déchets sont d accord pour amener une poubelle supplémentaire aux déchets. Toutefois, quelques employés sont réticents car leur charge de travail est déjà importante. Les cuisiniers sont favorables à participer au compostage. Il faudrait mettre en place un système de tri facile et rapide afin de ne pas retarder leur travail Le contexte environnemental La formation d effluents polluants. Les matières putrescibles peuvent s avérer très nuisibles pour l environnement dans les sites d enfouissement. Il est préférable de les valoriser. La formation d un lixiviat toxique (RECYC Québec, 2005). L interaction des différents microorganismes peut entraîner l acidification de la matière. Lorsque les matières putrescibles sont entassées dans un site d enfouissement, les acides formés sont transportés par l eau de ruissellement (neige et pluie) et par l eau contenue dans la matière putrescible. Par percolation, l eau et ses acides forment le lixiviat. Cette solution acide peut alors dissoudre les métaux lourds et contaminer le lixiviat. Le lixiviat au fond de la zone d enfouissement est récupéré et traité. Mais, dans le cas d un problème de perméabilité de la zone d enfouissement ou dans les zones d enfouissement antérieures à la mise en place des normes, il peut se déverser dans les eaux de surface et les eaux souterraines. 8

12 La formation d un biogaz dans les sites d enfouissement (RECYC Québec, 2005). Le tassement des matières putrescibles, suite au recouvrement, dans les sites d enfouissement crée des zones anaérobies et la décomposition de la matière en conditions d anaérobie forme alors des biogaz : - du dioxyde de carbone CO 2 ; - du méthane CH 4, gaz explosif et à effet de serre ; - des traces de composés azotés et soufrés responsables des pluies acides ; - et des traces de composés organiques volatils (COV). Les gaz à effet de serre produits ne doivent pas être comptabilisés car ces gaz font partie du processus naturel de biodégradation du carbone. Toutefois, le méthane est vingt fois plus dommageable pour l effet de serre que le CO 2, il se forme en conditions anaérobies, permises par le tassement des déchets dans les décharges. Le méthane est brûlé pour former du CO 2 dans les nouveaux sites d enfouissement mais les sites d enfouissement antérieurs aux nouvelles lois libèrent le méthane sans le brûler. La formation de gaz d échappement pendant le transport. Les camions rejettent des gaz à effet de serre lors du transport des matières. En effet, lors du transport des matières vers le lieu d enfouissement, les camions émettent des gaz à effet de serre : CO 2 et CH 4. Et il se dégage d autres gaz nocifs pour la santé : oxydes d azote, SO, CO, et COV. Ces gaz sont cancérigènes pour la peau, et le système respiratoire. Et les 2 oxydes d azote et le SO 2 sont responsables des pluies acides. La mise en compost des matières putrescibles sur le site de Polytechnique réduirait le volume des déchets, le nombre de levée, le nombre de déplacements de camion et, donc, la quantité de gaz à effet de serre émis. Toutefois, dans le cas du transport des matières putrescibles vers des centres de compostage, ces mêmes gaz à effet de serre sont émis. Dans le cas d un transport des matières vers un centre de compostage, on tentera de minimiser ou au moins d égaler le kilométrage actuel pour atteindre les centres d enfouissement pour ne pas alourdir le bilan de gaz à effet de serre rejeté. 9

13 La perte d une ressource valorisable : le compost. Le compostage transforme les matières putrescibles en compost. Ce compost forme un excellent amendement pour le sol. La haute concentration en matières organiques et en nutriments apporte des nouveaux éléments à la terre. Les nutriments apportés à la terre sont : le fer, le manganèse, le cuivre, le zinc, et le bore. Ces nutriments sont alors puisés par les plantes. Le compost permet donc l amélioration du rythme de diffusion des nutriments et de la croissance des végétaux et des racines. Dans les régions soumises à l érosion, le compost accentue leur résistance au phénomène. Le compost est composé d éléments de différentes tailles, qui déposés sur un sol compact permet d améliorer la porosité du sol, si le sol a été préparé préalablement. L eau absorbée par la matière organique augmente la capacité de rétention d eau au cours des pluies et des arrosages. Enfin, certains composts permettent d éliminer des maladies chez les végétaux. (RECYC Québec, 2005) 10

14 2. Programme de compostage Présentation des différentes méthodes de compostage. (Piller, Tivemark, Gravelle, Snider, Engler, McFarlane et Julie Hamelin, 2005) Quelques exemples d universités. L implantation du compostage dans les universités aux Etats-Unis et au Canada a été un succès. Le nombre d Universités à mettre en place le compostage est croissant. Le tableau 1 recense la méthode de compostage choisie par des Universités de l Amérique du Nord. Tableau 1 Exemples de méthode de compostage choisie par des Universités Nord-Américaines. [2 Etablissement Localisation Nombre Système utilise d étudiants Université de Montréal Montréal Vermicompostage à petite échelle Collège de Rosemont Montréal Containers en bois. Université de Montréal Containers en bois. Sherbrooke Université de McGill Montréal Vermicompostage à petite échelle University of Ottawa Ottawa Vermicompostage dans le campus. University of Toronto Ontario Digestion anaérobie par une entreprise privée. University of Maine Maine Andain municipal University of Vermont Vermont Andain géré par une ONG. Dalhousie University Nouvelle Réacteur municipal. Ecosse Cornell University New York Andain interne à l extérieur du campus. Ithaca College Ithaca Piles statiques aérées internes à l extérieur du campus Dartmouth College Hanovre Andain à l extérieur du campus, géré par la municipalité. University of California - Berkeley Californie Vermicompostage, géré par une entreprise privée. Tulane University Nouvelle- Orléans Trois containers en bois. 11

15 Les méthodes de compostage choisies par ces universités sont très diversifiées. Beaucoup de ces méthodes seraient envisageables par l Ecole Polytechnique. On peut séparer en deux principaux modes de gestion des matières compostables : le compostage géré par une entreprise privée ou le compostage géré par l Ecole Polytechnique, sur le site. De plus, le compostage des déchets putrescibles pourrait être centralisé avec ceux de toute l Université de Montréal Présentation des techniques de compostage. Il existe différentes techniques de compostage : les systèmes non confinés (compostage en andain, et compostage en petit tas) et les systèmes confinés (vermicompostage et réacteur). Dans tous les systèmes de compostage, on place sous forme de pile la matière à composter. Le haut de la pile est composé de la nouvelle matière organique à composter et le bas du compost plus âgé. Il y a deux phases dans le compostage, sauf dans le cas du vermicompostage. La première est composée par les hautes températures, phase thermophile. La durée dépend du type de système et du caractère des déchets organiques. La deuxième est le traitement et le vieillissement du compost, maturation du compost. Le compost est souvent enlevé du système, entreposé dans un endroit différent puis placé sur l humus. Le compostage en andain. Ce type de compostage nécessite beaucoup d espace, et se pratique à l extérieur. L andain repose sur un socle de béton pour éviter que le lixiviat ne migre dans les eaux souterraines. Les déchets organiques sont placés en rangées de tailles variables. Ils mesurent typiquement 4,6mx1,5mx1,2m, ce qui facilite la manipulation. Les piles doivent être assez grandes pour produire assez de chaleur pour la décomposition et la réduction de pathogènes et assez petites pour permettre l aération des andains. En effet, une température trop faible et des conditions anaérobies ralentissent le système de décomposition. L aération demande beaucoup de travail. Elle est réalisée avec un tracteur ou une pelle. Les inconvénients du compostage en andain sont les conditions météorologiques quand l andain est placé à l extérieur. Les andains peuvent être inondés, congelés ou produire des odeurs qui attirent les rongeurs et les mouches. L andain peut donc être placé à l intérieur d un bâtiment, dans un container ouvert ou sous un porche à l abri des intempéries. 12

16 Compostage en petit tas. Ce type de compostage est semblable au système en andain, mais la taille des piles est petite et donc plus maniable. La pile doit aussi être aérée pour maintenir les conditions aérobies. Elle est placée sur un socle en béton pour éviter la contamination du sous-sol. Le système peut être placé à l intérieur mais des systèmes doivent maintenir l humidité. L aération peut être passive ou mécanique. Le système est très peu coûteux mais peut demander beaucoup de travail pour aérer les tas. Une étude sur la sensibilité du sous-sol par le lixiviat devrait être réalisée pour éviter une pollution aux nitrates, ou aux phosphates. Un compostage dans un container ouvert, avec des fentes pour l aération, pourrait être préférable au compostage en andain et en petit tas pour éviter la fuite des lixiviats vers le sous-sol. Compostage dans un réacteur. Ce compostage s effectue dans un conteneur de dimensions variables, généralement sous forme de silo ou de cylindre latéral. Dans le silo, il y a habituellement une turbine, mécanique ou manuelle, qui effectue l aération et le mélange des déchets. Dans le cas du cylindre latéral, le cylindre tourne habituellement mécaniquement pour aérer et mélanger le compost. Le processus de compostage est accéléré par rapport au compostage en andain. Des souches microbiennes sont souvent inoculées pour activer le processus de compostage. Le réacteur sous les conditions climatiques de Montréal doit être placé de préférence à l intérieur d un bâtiment pour prolonger la saison du compostage. Ce système est idéal pour préserver l environnement, car un système de drainage permet le contrôle des lixiviats et les odeurs sont maintenues à l intérieur du réacteur. Il réduit la main d œuvre car les réacteurs sont automatisés pour maintenir les paramètres optimaux du compostage : humidité, température, ph, teneur en O 2 Ce système est cependant cher à cause de l achat, de l entretien des machines, de la construction et de la rénovation du bâtiment dans lequel il est situé. Il faut ajouter à cela le coût de la consommation énergétique. Le vermicompostage. Ce type de compostage nécessite un grand contenant pour contenir des vers, habituellement des Eisenia Fœtida et une litière (foin, feuilles, journal, ou une source sèche différente de carbone). Les vermicompostières doivent être placées à l intérieur d un bâtiment car les vers ne résistent pas au froid. La transformation des déchets par les vers forme un humus plus riche que les autres types de compostage et sans élément pathogène. Le rendement est plus élevé que tous les autres types de compostage. La demande en main d œuvre est peu 13

17 élevée car le travail est entièrement assuré par les vers en continu et l aération est permise grâce à leurs galeries. Leur espérance de vie est de 2 ans dans des systèmes industriels. La combinaison du terreau et des matières passe jusqu à dix fois dans leur corps. Un kilogramme de vers digère un kilogramme de déchets putrescibles entre une demi-journée et deux jours. Ce système est actuellement adapté à moyenne et grande échelle avec des systèmes automatisés comme dans le cas des réacteurs : contrôle de l humidité, de la température et une récolte mécanique du compost. Les nuisances sont minimes car les odeurs sont confinées dans les vermicompostières. Ce système est plus ou moins coûteux suivant le degré de technologie de la vermicompostière. Compostage anaérobie. Des digesteurs anaérobies sont réservés principalement pour le compostage des déchets humides, telles que des excréments d'animaux. Ils ne sont pas appropriés au compostage pour les déchets alimentaires. Ce digesteur est un système complètement fermé avec des bactéries anaérobies, méthanogènes, et méthanotrophes. Les déchets organiques sont décomposés et stabilisé en méthane. Le méthane produit est conservé et employé comme source d énergie. Le coût de construction de ce type de digesteur à grande échelle peut être élevé. Dans le cas où l Ecole Polytechnique assurerait elle-même le compostage, nous ne retiendrons que deux techniques de compostage possibles : le compostage dans un conteneur ouvert et le vermicompostage. Ces méthodes sont applicables, compte tenu de la quantité de déchets putrescibles produits, et des contraintes techniques, financières et environnementales de l Ecole. Dans le cas d un compostage centralisé en partenariat avec toute l Université de Montréal, nous retiendrons le compostage en réacteur. Cette méthode est adaptée à un compostage à grande échelle Le tri et la récupération des déchets. L origine des déchets putrescibles est double. Des déchets putrescibles sont produits dans les cuisines de l Ecole lors de la préparation des repas et à la fin des repas par les usagers de la cafétéria. Un système adapté pour la récupération des déchets doit être mis en place. Les déchets doivent ensuite être acheminés au lieu de rassemblement de toutes les matières putrescibles. 14

18 Le tri et la récupération dans les cuisines. Lors de la simulation de compostage, la méthode de tri dans les cuisines a été mise naturellement en place. Dans les cuisines, un bac de récupération a été placé sur chaque plan de travail. Une deuxième poubelle a été placée à côté de celle existante pour le marc de café dans les points de vente hors cafétéria ainsi qu une poubelle pour les coquilles d œuf et le pain dans le grill de la cafétéria principale. Les photos 4 et 5 montrent un exemple de l emplacement des poubelles, le seau blanc est utilisé pour les déchets putrescibles. Aramark est prêt à utiliser ces seaux pour le compostage. Tri dans un point de vente. Photo 4 Tri à la cuisine. Photo 5 Selon un entretien personnel avec Jean François Champagne, plusieurs bacs de 240L sont actuellement disponibles pour mettre les déchets compostables. Compte tenu de la production journalière de 257L en semaine et de 477L le vendredi, deux bacs par jour seraient nécessaires. Les bacs de compostage seront entreposés à l emplacement actuel pour toutes les poubelles, voir photo 6, puis déplacés à l emplacement des déchets. Emplacement des poubelles de la cuisine. Photo 6 Le marc de café de tous les points de vente à l extérieur de la cafétéria doit être rapatrié à la fin de la journée vers le contenant pour le compostage. Les sacs utilisés pour la récupération des matières devront être biodégradables pour faciliter la manipulation des matières. Les bacs sont adaptés pour le transfert dans les véhicules de 15

19 transport de déchets, suite à la confirmation par entretien téléphonique avec M. Pelchat de la société BFI. L entreprise BFI n aura pas à prêter des bacs à Polytechnique ou l Ecole à en acheter Le tri par les usagers. Le principal problème du compostage des matières putrescibles est la qualité du tri. Actuellement, toute la vaisselle est en styromousse ou en plastique. Les couverts et la vaisselle peuvent tomber accidentellement et sévèrement contaminer la qualité du compost. La mise en place du tri pour les usagers serait préférable avec la mise en place d une vaisselle durable ou certifiée biodégradable. Des îlots de poubelles doivent être placés pour faciliter le tri. Les usagers pourront trier à la fois les matières plastiques, le verre et le métal, les matières compostables et le reste des déchets. Deux îlots centralisés devraient être placés dans les deux cafétérias. Un pictogramme est téléchargeable sur le site RECYC Québec et utilisable par l Ecole. Il permet de signaliser la poubelle pour les déchets compostables. Pictogramme disponible par RECYC Québec. Figure 1 Toutefois, une liste exhaustive des déchets pouvant être placés dans le bac doit être facilement lisible. Un rappel sur la contamination du compostage et sa répercussion sur la qualité du tri doit être fait. Une formation des usagers de Polytechnique s imposerait. Elle pourrait regrouper les étapes suivantes. Tout d abord, une campagne de lancement de l opération devrait être orchestrée : affiches, courriels, semaine du compostage ou des déchets avec des conférences, des spectacles, des 5à7 Celle-ci pourrait être assurée par 16

20 Polysphère. Il faudra assurer une publicité efficace pour répandre l information jusqu à l UdM, voire dans les autres universités. Puis, pour les nouveaux arrivants, à chaque début de session, des courriels doivent être envoyés expliquant les déchets à mettre dans le bac pour le compostage et rappeler l importance de la qualité du tri. Suivant la qualité du tri et la quantité des matières récupérées, le nombre de poubelles pourrait être augmenté. Un suivi précis des quantités et de la qualité des déchets mis dans les poubelles au compostage devrait être réalisé, en vue de l intégrer au bilan environnemental, dans le cas du compostage des matières putrescibles des usagers de l Ecole. Par ailleurs, un audit en aveugle pourrait être fait à chaque session Le vidage des bacs à compostage. Entretien avec Jean-François Champagne, Service des immeubles. Téléphone : Poste 5984 Une main d œuvre supplémentaire est nécessaire pour vider les bacs à compostage. L activité des employés de l entretien est déjà à son maximum. Deux solutions s offrent : ajouter des ressources humaines ou changer les méthodes en optimisant le ramassage actuel des matières recyclables, par exemple, en réduisant le nombre de bac de récupération des déchets. Il faudrait donc limiter les bacs à compostage dans les bâtiments. Dans le même esprit de maximisation du temps de la main d œuvre, l utilisation de sacs biodégradables éviterait de devoir nettoyer les bacs après leur utilisation et facilite la manipulation. La récupération de deux bacs pour les déchets des usagers, mentionnés précédemment, devrait représenter moins d une demi-heure de travail par jour Le compostage assuré par une entreprise privée Le transport des matières vers un site de compostage. Entretien téléphonique avec Jean-François Pelchat de la société de gestion des matières résiduelles BFI. Téléphone : Poste 234 L entreprise qui s occupe actuellement du transport des déchets vers le site d enfouissement est BFI. Les déchets sont transportés au site de Lachenaie, à 39,7 km de l Ecole. Il n y a pas actuellement de récupération des matières compostables au centre ville, secteur dont dépend l Ecole Polytechnique. Il y a seulement un camion qui circule dans la région Nord de 17

21 l île. De plus, la fréquence de récupération maximale des matières ne peut pas dépasser une fois par semaine. Le coût est de 100$ par collecte des déchets. Un conteneur réfrigéré peut être acheté pour réduire la fréquence du transport et économiser sur les frais de collecte. Toutefois, un conteneur réfrigéré représente un coût de départ de $ auquel s ajoute les coûts énergétiques Les entreprises de valorisation. Seules les entreprises situées à moins de 70 km de l Ecole ont été retenues pour cette étude. En effet, on gagne en valorisant des matières putrescibles mais on perd en quantité de gaz d échappement émis durant le transport. La société BFI est l intermédiaire de transport entre le site de compostage choisi et l Ecole Polytechnique. Les prix indiqués sont évalués par BFI à partir des prix fournis par les sociétés de compostage interrogés par téléphone pendant le PFE. Site de Laval/Miranor. Entretien téléphonique avec Jacinthe Rousseau, Site de Laval. Téléphone : Poste: 4654 Le site de Laval est situé à 27 km de l Ecole et quelques kilomètres de la société de transport. La ville de Laval de Laval est le maître d œuvre du site de Laval. Le maître d ouvrage est la compagnie Miranor. Pour mettre les déchets de l Ecole, il faut demander une autorisation à la ville de Laval et à la compagnie gestionnaire Miranor. Toutefois, BFI a l autorisation de déposer des déchets. L Ecole n aura pas à demander une autorisation (Pelchat). Le coût de la mise en compost sur le site de Laval est de 48$/tonne. GSI Entretien téléphonique avec Simon Naylor, GSl. Téléphone : Poste : 234 Le centre de compostage GSI est situé à 70 km de l Ecole Polytechnique et à 100 km de la société de transport BFI. Il a une capacité de 1 million de tonnes. Il est prêt à accepter tous les déchets organiques de Polytechnique. Ce compost produit est ensuite vendu ou donné aux horticulteurs, au Ministère du Transport, ou pour des épandages agricoles. Le prix varie de 60$ à 80$/tonne, suivant la qualité du tri des déchets. En effet, les déchets placés dans les bacs par les utilisateurs de la cafétéria peuvent être contaminés par des couverts en plastique ou des récipients en styromousse ou autres déchets non compostables. 18

22 La ferme St Basile Entretien téléphonique avec Réal Fafard. Téléphone : La ferme est située à 31 km de l Ecole Polytechnique, mais elle est située à 60 km du site de transport BFI. La personne responsable de la ferme attend actuellement l accord du Ministère de l Environnement pour accepter les matières putrescibles d origine institutionnelle. En effet, elle ne peut accepter actuellement que des déchets de type boues d épuration, des déchets verts (feuilles d arbre, herbe coupées ), résidus agroalimentaires La ferme a déjà déposé un dossier au MDDEP et la réponse est attendue pour juin Les déchets acceptés sont de type compostage domestique, voir tableau 2 (page 20). La capacité de la ferme est de tonnes actuellement mais on attend une autorisation pour tonnes du MDDEP dans trois mois. Le compost formé est utilisé par l agriculteur lui-même pour la culture du maïs, du soja, des céréales des pépinières, et des cèdres. Une partie du compost est vendu à des horticulteurs pour former du terreau pour des cèdres vendus en pot. Le coût est de 60$/tonne Le compostage sur place, assuré par l Ecole Polytechnique Le compostage dans un conteneur ouvert. Exemple du Collège de Rosemont. Entretien téléphonique avec Pascal Labonté, mars Téléphone : Le Collège de Rosemont a mis en place un système de compostage dès Il possède six boites de 6 m 3. Le compostage s effectue avec beaucoup de feuilles, ramassées en automne. Le compost est collecté tous les ans. Le compostage des déchets se fait du 15 août au 15 juin. Le compost non mature est replacé dans les boites. Le système ne comporte pas de problème d odeurs. Les boites sont placées à l arrière de la cours. La main d œuvre nécessite cinq à dix minutes par jour. Le collège de Rosemont produit actuellement kg de compost par an à partir de kg de déchets putrescibles. Les boites pour l entretien du compost ont été construites par la menuiserie interne du collège. Un grillage métallique évite l entrée des rongeurs et un cadenas évite la contamination des déchets par des visiteurs. 19

23 Les déchets à composter dans le cas de containers ouverts (RECYC Québec, 2002). Tableau 2 Déchets à composter dans le cas d un conteneur et d un réacteur. Matières riches en azote. Matières riches en carbone. Matières à ne pas composter. - Restes de fruits - Restes de légumes - Tonte de gazon - Coquille d oeuf - Feuilles d arbres - Sciure de bois - Brindilles - Marc de café avec filtre (non blanchi de préférence) - Sachets de thé - Papier recyclé (déjà recycler de préférence) - Serviettes de papier - Pâtes alimentaires - Pain - Riz - Terre - Noyaux - Viande et poisson - Huile et autres graisses - Os - Produits laitiers - Poussières - Feuilles de rhubarbe - Matériaux contaminés par des produits dangereux (pesticides, bois traité) Dispositifs techniques. Entretien avec Mario Bernier, Responsable des ateliers de l Ecole Polytechnique. Téléphone : Poste 3758 Les boites à compost pourraient être construites à partir de palettes d expédition usagées, on augmente ainsi la durabilité du projet. Néanmoins, des containers en cèdre peuvent offrir une bonne résistance dans le temps. Une évaluation du coût a été réalisée par le responsable des ateliers. L évaluation prend en compte un bac en palettes de bois, avec un fond en ciment, de dimension de 4mx2,5mx1m et avec un couvercle amovible avec des fentes pour l aération. Le coût est de 1 700$ pour un bac en bois de 10m 3. Le fond en ciment permet d éviter l infiltration des lixiviats dans le sous-sol. Les lixiviats pourraient être acheminés jusqu à un réseau d eaux usées. Ce type de compostage pourrait générer en compost le quart de la quantité initiale de matières organiques traitées, en se basant sur le cas du Collège de Rosemont. Les déchets 20

24 des cuisines de Polytechnique produiraient ainsi kg de compost par an, en se référant aux données mesurées. Les paramètres à contrôler (Desjardins, 2003). - Le ratio carbone/azote. Le rapport C/N est très important pour le bon fonctionnement du compostage. Les microorganismes consomment un ration C:N de 30 pour 1. Le compostage doit être démarré avec un ratio C:N entre 25:1 et 75:1. Ce rapport diminuera progressivement jusqu à atteindre un rapport de 25:1 lorsque le compost est stabilisé. On s efforcera de mélanger diverses matières pour équilibrer le substrat. Un mauvais rapport C/N entraîne une production d ammoniac responsable des odeurs si ce ratio est trop bas et une dégradation lente si le rapport est trop élevé. - La température. Le profil thermique varie suivant la matière initiale. La décomposition de matières riches en azote entraînera une élévation plus grande de la température. La structure de la pile joue aussi un rôle important. Une pile plus importante contre plus facilement les pertes thermiques par rayonnement et convection. Les réactions biologiques peuvent faire augmenter la température jusqu à 50 C lors de la phase thermophile. Une température supérieure à 70 C peut inhiber l activité enzymatique. La phase thermophile est très importante, elle permet la pasteurisation du compost, la surmultiplication microbienne, l évaporation de l eau dans le cas de substrats très humides et l humidification active de la matière organique. Quelques minutes supérieures à 55 C peuvent détruire 90% des pathogènes. En trois à quatre jours, tous les pathogènes sont détruits. - L oxygène. L oxygène est indispensable au procédé. Les microorganismes le consomment pour oxyder les composés organiques pour produire de l énergie. Le taux d oxygène entre les pores du compost doit être de 5% au minimum pour obtenir des conditions aérobies. En conditions anaérobies, la fermentation remplace la respiration aérobie, ce qui génère moins d énergie, entraîne la production du méthane (gaz à effet de serre) et d odeurs. - La teneur en eau. 21

25 Le taux d humidité du compost doit varier entre 50 et 65% pour que le processus fonctionne correctement. L eau joue un rôle dans le transport des microorganismes vers la matière organique, la diffusion des enzymes vers les substrats, l absorption de la chaleur produite par la dégradation. Même si les réactions biologiques produisent de l eau, le contenu en eau a tendance à s évaporer. Une trop forte teneur en eau, supérieure à 70%, peut limiter le transfert d oxygène et créer des zones anaérobies. Une trop faible teneur en eau, inférieure à 45%, peut limiter la multiplication de la biomasse et le contact entre les enzymes et le substrat. Un système d aération manuelle permet de contrôler ces trois derniers paramètres, température, oxygène et teneur en eau. Une aération manuelle permet de répondre à la demande microbiologique en oxygène, à contrôler le taux d humidité et à contrôler la température. L aération naturelle ne suffit pas à répondre aux besoins en oxygène. Une irrigation manuelle permet d ajuster la quantité d eau dans le substrat. Elle peut être réalisée en même temps que le retournement des matières. - Le ph. Le ph optimal pour la croissance des microorganismes est entre 5 et 8,5. Certaines espèces de microorganismes apprécient toutefois les conditions acides ou basiques. Les champignons et les levures sont plus résistants que les bactéries aux variations de ph. Au cours du compostage le ph varie entre les différentes phases. D une façon générale, le ph doit être maintenu entre 6,5 et 8. La matière organique a un caractère tampon et maintient généralement le ph stable. 22

26 Le vermicompostage. Exemple du Santropol Roulant. Entretien avec Benjamin, Santropol Roulant. Téléphone : Depuis trois mois, le Santropol Roulant produit 15 kg de déchets/jour. Ils ont mis en place trois vermicompostières. Les déchets putrescibles sont placés en couche de 15 cm, et séparés par une épaisseur de 10 cm de litière (paille et terreau). La paille et le terreau permettent d éviter la présence de mouches, et de maintenir l humidité. Un arrosage manuel est réalisé après la mise en place de la litière. L humidité est contrôlée manuellement : une poignée de litière est pressée par la main, de l eau s écoule et l eau récupérée doit être de l ordre d une cuillère à café. La plaque chauffante en aluminium est alors placée sur la couche de litière. Un thermomètre permet le contrôle de la température. Si la température est supérieure à 26 C, les vers ne sont pas nourris. Un suivi de la quantité de nourriture, et de la température est assuré quotidiennement. Le compost mature est récupéré quotidiennement par un système de grillage vibrant par une manivelle manuelle. Les vermicompostières sont placées dans une pièce isolée du reste de la maison, spécialement aménagée. Un système de ventilation permet de contrôler les odeurs. Le temps d entretien est de 30 minutes tous les trois jours. Le prix est de 600$ par vermicompostière. Le coût des vers était de 25 $/kg. Vermicompostière. Photo 7 Seau à matières putrescibles. Photo 8 Plaque chauffante et thermomètre. Photo 9 Système de ventilation. Photo 10 23

27 Les déchets à composter dans une vermicompostière (Ferme Pousse menu). Tableau 3 Déchets à composter dans le cas d un vermicompostage. MATIÈRES À COMPOSTER. Matières riches en azote. - Restes et pelures de fruits - Restes et pelures de légumes - Tonte de gazon - Coquille d oeuf Matières riches en carbone. - Céréales et légumineuses crus ou cuits. - Pépins, - Marcs de café avec filtres, sacs de thé et tisanes. - Pain, A LIMITER. - Pelure d agrumes (trop acides). - Les matières grasses (huiles, fritures). A PROSCRIRE. - Tout produit d origine animale, (Poisson, viande, os, graisse, produits laitiers, litière d animaux domestiques). - Condiments (vinaigre, vinaigrette, moutarde, mayonnaise, épices). - Aiguilles de conifères (trop acides). - Les plantes malades ou nuisibles et/ou en graines : Chiendent, liseron, herbe à puce ou à poux (difficiles à détruire, risque de contamination ou de prolifération). - Tabac, cigarettes, gazon traité aux pesticides (contaminant). - Les produits ménagers dangereux (contaminant). - Les matières nonbiodégradables. - Poussières. Des petits déchets organiques sont préférables car ils fournissent plus de superficie d attaque pour les bactéries. Un déchiquetage préalable de la nourriture serait donc préférable. 24