VALORISATION DES BOUES SECHEES EN AGRICULTURE

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1 RAPPORT PROJET INGENIERIE VALORISATION DES BOUES SECHEES EN AGRICULTURE «ETUDE DE MARCHE DE LA VALORISATION DES BOUES SECHEES EN AGRICULTURE SUR LES DEPARTEMENTS DU 06 ET DU 83» Présenté par Antonine MOHEN Etudiante en Master II Hydroprotech à Polytech Nice-Sophia Laura MADRIERES Etudiante en GE5 à Polytech Nice-Sophia

2 RESUME Ce rapport a pour but de présenter nos résultats dans le cadre du module «Projet Ingénierie» sur la valorisation des boues séchées en agriculture sur les départements du 06 (département des Alpes Maritimes) et du 83 (département du Var). Parmi les divers projets de valorisation que nous avons étudiés, nous présentons ici celui qui nous paraît le plus abouti. Etant restées sur une approche purement théorique, pour une application concrète, notre proposition «virtuelle» nécessiterait un volet opérationnel. Mots clés : Boues de station d épuration, valorisation, homologation -2-

3 REMERCIEMENTS Nous tenons à remercier M. Bourgeois de la Lyonnaise des Eaux pour ses conseils et son encadrement lors de notre mission. -3-

4 SOMMAIRE Résumé... 2 Remerciements... 3 Sommaire... 4 Introduction... 5 I. Presentation du produit... 6 I.1 La station de séchage de la Paoute... 6 I.1.1 Présentation générale... 6 I.1.2 La station de La Paoute... 7 I.2 Les Boues Séchées Thermiquement... 7 I.2.1 Processus de fabrication... 8 I.2.2 Propriétés physico-chimiques... 9 II. Methodologie et Proposition de solution II.1 Principe...10 II.2 Recherche de partenariat...11 II.3 Résultats...11 III. Dossier d homologation du produit III.1 Pièces nécessaires...13 III.2 Procédure...13 Conclusion Annexes Annexe 1 : Liste de contacts établie en vue de recherche de partenariat Annexe 2: Plaquette de présentation des boues séchées Annexe 3 : Compte rendu d avancement début Bibliographie LISTE DES SIGLES UTILISES Liste des tableaux Liste des figures

5 INTRODUCTION Dans le cadre des projets ingénieries, nous avons travaillé sur la valorisation des Boues Séchées Thermiquement (B.S.T.) pour la Lyonnaise des Eaux de Mougins (06). A partir de 2012, les boues issues de la nouvelle station d épuration du bassin cannois seront déshydratées puis séchées sur place comme déjà pratiqué sur la station de la Paoute à Grasse. Le produit final pourra ainsi être valorisé en agriculture sous forme d amendement. Nous verrons quels sont les débouchés possibles dans les départements des Alpes Maritimes (06) et du Var (83). Quelles solutions peuvent être mises en place? Quelle est la procédure à respecter pour obtenir une homologation? -5-

6 I. PRESENTATION DU PRODUIT I.1 La station de séchage de la Paoute I.1.1 Présentation générale La station de séchage basse température de la Paoute se situe en Provence Alpes Côtes d Azur, dans le quartier de «La Paoute» à Grasse. Station de séchage de la Paoute Figure 1. Localisation de la station de séchage de la Paoute à Grasse, Google Maps Janvier L installation de traitement de boues comporte deux lignes de séchage permettant de traiter tonnes de boues centrifugées par an. Les boues centrifugées, quelles qu en soit leurs origines, devront avoir une siccité minimum de 22%. En sortie de l installation, les boues séchées ont une siccité de 80-85% de matière sèche, et représenteront un tonnage annuel prévisionnel d environ tonnes. Un autre sécheur de la Lyonnaise des Eaux va bientôt entrer en activité pour traiter les boues humides de la station Aquaviva à Cannes. Il est prévu qu en sortie de l installation les boues sèches représenteront un tonnage annuel prévisionnel d environ T/an. À terme, les deux sécheurs fourniront T/an de boues séchées. -6-

7 I.1.2 La station de La Paoute Les boues d épuration admises sur le sécheur sont des boues appartenant à la catégorie des déchets non dangereux issus du traitement des eaux résiduaires urbaines ou de l activité de l industrie des arômes et parfums du bassin industriel grassois. Figure 2. Usine du sécheur de la Paoute, Lyonnaise des Eaux. Le sécheur de la Paoute traite actuellement les T/an de boues d épuration de Grasse, y compris celles de l industrie des arômes et parfums du bassin grassois. Il accepte également les boues humides en provenance de Vallauris (Station d épuration «Nobilis») : environ T/an (siccité moyenne de 29%) et de Valbonne (Station d épuration «Les Bouillides») : environ T/an (siccité moyenne de 25%). Ce sont des boues d origine urbaine. Les évolutions prévisibles de capacité (extension des ouvrages, taux de collecte) conduisent à majorer de T environ la production de boues à l horizon 2020 sur ces deux stations de séchage. I.2 Les Boues Séchées Thermiquement Ce produit issu des sédiments organiques, après traitement des eaux, mute en engrais organo-minéral riche en éléments fertilisants disponibles et efficaces (c.f. : Tableau 1). Figure 3. Photographie de boues séchées, Suez Ce produit assure une fertilisation dite «progressive» en entretenant le taux de matières organiques en stimulant la vie microbienne tout en améliorant la structure du sol. -7-

8 Tableau 1. Teneurs moyenne sur brut Teneurs moyennes sur produit brut Matière (Organique + sèche) 90% Ph eau à 20 C 6,5 N Total Azote /00 P 2 O 5 Phosphore total /00 MgO Magnesium total /00 I.2.1 Processus de fabrication En entrée de l équipement de séchage, les boues sont décompactées et calibrées dans une extrudeuse, de façon à obtenir des «spaghettis» de 8mm de diamètre, pouvant être répartis uniformément sur toute la surface du tamis horizontal circulant lentement au centre du tunnel. Cette mise en place sous forme de «spaghettis» facilite le passage de l air au travers du produit et évite le passage à l état plastique des boues. Figure 4. Sécheur thermique en action. La courroie-tamis chargée de boue à sécher se déplace lentement dans le tunnel. Un air chaud et sec le traverse et va extraire l humidité des boues. La technique de la pompe à chaleur mise en œuvre permet le transfert de chaleur, d un foyer froid (échangeur permettant la condensation de l air humide) à un foyer chaud (échangeur permettant le chauffage de l air sec). Cette technique permet de contrôler une chambre de séchage en circuit fermé sans avoir besoin de prendre de l air extérieur, économisant ainsi la perte d un air chaud et saturé (énergie résiduelle) et la diffusion d odeurs. L air sec se chauffe sur un premier échangeur (condenseur), puis il se charge d humidité en passant au travers des boues ; enfin il se condense sur un deuxième échangeur (évaporateur) qui le déshumidifie ; et le cycle se poursuit ainsi tout au long de la bande transporteuse. La pompe à chaleur transfère les calories récupérées du foyer froid vers le foyer chaud. On obtient ainsi un séchage en circuit d air fermé, avec un minimum de pertes énergétiques. L ensemble des opérations est géré au moyen d automates de façon à effectuer un contrôle et un suivi continu de tous les paramètres du processus. Les boues se présentent en sortie du tunnel sous forme de granulés d une siccité de 80-90%. Ces granulés sont alors repris par un convoyeur et dirigés vers un silo destiné à alimenter le chargement des camions. -8-

9 I.2.2 Propriétés physico-chimiques Une procédure rigoureuse de suivi de la qualité des boues est appliquée en vue de : Garantir la qualité des boues séchées destinées à la valorisation Déterminer la nature et l origine des boues qui ont été la cause d une éventuelle nonconformité Cette procédure s applique sur de analyses systématiques du produit en entrée (boues humides) et en sortir (boues sèches). Contrôle des boues en entrée Le producteur de boues humides, réalisera des analyses de boues sur le site de production, en vue de vérifier leur conformité aux critères d acceptabilité. La fréquence de ses contrôles est la suivante : Siccité : toutes les semaines Mensuellement une analyse des paramètres suivants : Tableau 2. Paramètres mesurés mensuellement en entrée de station CaO Cl Total P Alcalins (sur K2O) Hg Somme (Cd, Tl, Hg) Somme (Sb, AS, Pb, Ni, V, Sn, Te, Se) Oxyde de calcium Chlore Phosphore Oxyde de Potassium Mercure Somme (Cadmium, Thallium, Mercure) Somme (Antimoine, Arsénic, Plomb, Nickel, Vanadium, Etain, Tellure, Sélénium) Les résultats des analyses sont fournis au fur et à mesure de leur réalisation à l exploitant du sécheur. Ce programme pourra être adapté en fonction des contraintes de suivi fixées à la filière de traitement et de valorisation des boues séchées. Contrôle des boues en sortie Les boues séchées éliminées par la filière cimenterie font l objet d analyse définies conformément aux arrêtés d exploitation des cimenteries concernées. En l état actuel la Lyonnaise des Eaux a signé un contrat avec le cimentier VICAT qui prévoit une analyse annuelle sur les paramètres : Mercure, Cadmium, Thallium, Cobalt, Antimoine, Plomb, Chrome, Nickel, Vanadium, Etain, Tellure, Zinc, Cuivre, Manganèse, Lithium, Sélénium, Aluminium, Fer, Magnésium, Calcium, Chlore, Brome, Iode, Soufre, Phosphore, Azote. -9-

10 II. METHODOLOGIE ET PROPOSITION DE SOLUTION Dans le but de valoriser les boues dans le domaine de l agriculture, nous avons examiné la répartition des cultures pratiquées dans les Alpes Maritimes (06) et le Var (83) dans les documents fournis par M. Bourgeois. Figure 5. Pourcentage de répartition des surfaces en fonction des cultures pratiquées dans les Alpes Maritimes (à gauche) et dans le Var (à droite) en Source : Rapport Terre d Azur V1, Il apparaît clairement que dans les Alpes Maritimes le principal débouché pour la valorisation serait l épandage dans les prairies permanentes. Dans le département du Var la diversité des cultures est nettement plus importante. Cependant les prairies permanentes représentent plus du tiers de la surface cultivée. De sa composition chimique (c.f. : I.2.2 Propriétés physico-chimiques), le produit constitue un fertilisant organique riche en azote et phosphore. Les possibilités de valorisation sont nombreuses : agriculture, plantes en pots, aménagements paysagers. Il est à noter que l utilisation des B.S.T. en arboriculture n est pas possible car les engrais doivent être solubles dans l eau. Après un entretien avec le représentant des agriculteurs auprès de la Chambre de Commerce de Nice, il apparaît clairement que l emploi des B.S.T. dans de le domaine de l agriculture est difficile, en raison de la provenance du produit et de son historique dans les Alpes Maritimes. Fortes de ces constatations, nous avons décidé de nous orienter vers la production de terre végétale. II.1 Principe La terre végétale est constituée d un mélange de divers composants (déchets végétaux, terre, fertilisants ) en fonction de l utilisation souhaitée. Le débouché pour la terre végétale est assez important allant de la vente aux particuliers sous forme de sacs, au réaménagement de stades sportifs par exemple. Notre but est donc de trouver dans les départements des Alpes-Maritimes et du Var, un producteur qui substituerait, en partie, dans la fabrication de terre végétale certains fertilisants onéreux par les B.S.T

11 II.2 Recherche de partenariat En vue d établir un partenariat, nous avons décidé de recenser tout organisme pouvant nous aider dans cette recherche. Ainsi nous avons réalisé une liste de contacts pouvant utiliser la filière de la valorisation des déchets végétaux ou pouvant nous fournir des renseignements sur l emploi des B.S.T. dans un périmètre proche de la station de La Paoute (c.f. : Annexe 1). Parallèlement nous avons réalisé une mise à jour de la plaquette de présentation des B.S.T. (c.f. : Annexe 2). II.3 Résultats De nos contacts avec les organismes que nous avions recensés, il en ressort que dans le domaine de l agriculture le produit est perçu de façon très négative. En conséquence, il paraît difficile de mettre en place une procédure de valorisation, à court terme dans les Alpes Maritimes. Les organismes de recherches (contactés pour obtenir des informations au sujet de l homologation) n ont pu fournir de détail à ce sujet ni proposer d autres contacts. Les filières dites de «travaux» (élagage, abattage ) ne semblent pas intéressées car elles mettent en décharge tous les déchets verts, produits de leur activité. Il est à noter que l entreprise «Azur Jardins» serait éventuellement prête à s associer à une filière de production de boues mais pas à supporter elle-même la production de terre végétale. Les pépiniéristes brûlent leurs déchets végétaux ou les envoient également en décharge. Quant à l utilisation de B.S.T. comme fertilisant pour leur propre utilisation, cela semble relativement difficile en raison de la provenance du produit et de sa traçabilité. Enfin chez les producteurs de terre végétale, seule l entreprise «Fiandino Malavard» est très intéressée par l ajout de B.S.T.. En effet, selon la destination de la terre végétale, elle serait prête à intégrer un certain pourcentage de boues dans sa production, et compte tenu des volumes considérés, pourrait écouler l intégralité des B.S.T. produites par les deux stations de séchage. Nous sommes toujours en contact avec cette entreprise prête à faire un «test» avec l utilisation de B.S.T

12 III. DOSSIER D HOMOLOGATION DU PRODUIT L article L255-1 du Code Rural 48 précise que : 1- les matières fertilisantes comprennent les engrais, les amendements et, d une manière générale, tous les produits dont l emploi est destiné à assurer ou à améliorer la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols ; 2- les supports de culture sont des produits destinés à servir de milieu de culture à certains végétaux. Ainsi, dans cette logique produit, les matières fertilisantes élaborées à partir de boues doivent soit être conformes à une norme d application obligatoire soit avoir fait l objet d une homologation. Les composts de boues entrent dans la catégorie des produits quand ils sont conformes à la norme NFU relative aux amendements organiques obtenus par compostage et contenant des matières issues du traitement des eaux, d intérêt agronomique. Figure 6. Schéma des voies réglementaires de l épandage agricole des boues, Association des Maires de France,

13 III.1 Pièces nécessaires Les boues ou Matières d Intérêt Agronomique issues du Traitement des Eaux ont un statut de déchets d après la réglementation. L homologation peut leur conférer un statut de produit (code rural art L 255-2). Pour obtenir l homologation, une matière fertilisante doit répondre à trois niveaux de garantie : constance de composition, efficacité agronomique et innocuité dans des conditions d emploi déterminées. (Source : brochure d information Terralys) Figure 7. Pièces nécessaires au dossier d homologation, Brochure Terralys. III.2 Procédure La procédure est relativement longue puisque des tests en champs doivent être réalisés sur deux années consécutives. Cependant, une fois que l homologation est donnée au produit elle est valable dix ans.. Figure 8. Procédure de la validation de la demande d homologation, Brochure Terralys. -13-

14 CONCLUSION Il apparaît de façon évidente que l emploi des B.S.T. dans le domaine agricole est tout à fait envisageable, en raison du nombre et de la diversité des solutions. Cependant, en raison de la position de l opinion publique vis-à-vis du produit, il faudra probablement développer une stratégie commerciale qui permettra de se démarquer de l historique des B.S.T.... Au niveau personnel, cette mission nous aura permis de nous confronter au fort ressenti négatif concernant les produits issus de stations d épuration. Par ailleurs, nous avons pu constater que la démarche de valorisation est plus ou moins connue et reste encore à un état très théorique, bien que certaines propositions d applications datent des années Bien que nous n ayons pas réalisé d application in situ, nous avons identifié une entreprise candidate à une expérimentation «grandeur nature», dans le cadre d un partenariat, devant aboutir à une homologation officielle. -14-

15 ANNEXES Annexe 1 : Liste de contacts établie en vue de recherche de partenariat Nom Activité Localisation Contact Intérêt au projet AGRICUTLURE Alliance Provence agriculteurs Bio Agribio 06 agriculteurs Bio 06 TRAVAUX Mathilde LEGON agriculture : pas de boues Azur Jardins Bocca Jardins Couzin Ph ET JP Donadio Fils Eric Corporandy Groupement Forestier Simacal Jean Dogliotti Jean Louis Labiche J.P.V Espaces verts Respaud Thierry elagage, abattage, debroussaillement elagage, abattage, debroussaillement elagage, abattage, debroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement élagage, abattage, débroussaillement Avenue Roubine, Cannes 116 Chemin Hauts de l'olivet, Cannet 153 Boulevard Jean St Martin, Mandelieula-Napoule 125 Chemin Font Graissan, Mougins 1 Avenue Francis Tonner, Cannes 8 Chemin Industrie, Cannet 1514 Avenue de la Plaine, Mougins 2 Traverse Villamont, Cannet 22 Avenue Frédéric Mistral, Cannes dechets vegetaux envoyés en decharge 70euros/T plutôt intéréssé déchets envoyés en décharge intérêt moyen mail : sarl.eric.corporandy@wanadoo.fr Sigha Rachid élagage, abattage, débroussaillement 59 Avenue Du Dr Raymond Picaud, Cannes Castellari Enzo CAT la siagne Maurice Jardins Fleurs Orso Charles pépiniériste pépiniériste pépiniériste pépiniériste PEPINIERES L Oustaou 40 Bd Périer CANNES 290 imp l'ecole Vieille Roquette sur siagne 75 av Mar. JUIN CANNES Gir veterans av Jean MERMOZ Mandelieu La Napoule déchets brulés sur place pas intéressé pas intéressé -15-

16 Panizzi Jean Baptiste Pépinières de l'abadie Pépinières du Reténaou Pépinières Saint Georges Rubino Jacky Schneider Sœur pépiniériste pépiniériste pépiniériste pépiniériste pépiniériste pépiniériste 626 chem Camp Lauvas Mougins 219 av Michel Jourdan Cannes la bocca Vieux chem Retenaou Vallauris 632 chem st georges Roquette sur siagne chem Antoine Laurent Mandelieu la Napoule 2 route de suisse CANNES pas intéressé Le CRITT Le GRAB Fiandino Malavard SATS Parcs & Sports Sud Blanc Jean Pasini Star Environnement Centres régionaux d'innovation et transfert de technologie Groupe de Recherche en Agriculture Biologique Vente/production Vente/production Vente/production Vente/production Vente/production RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT aucune information aucune information Vente de Terre végétale 72 rte de Grenoble La Manda qua Piboula Colomars 890 rte de Grenoble Nice Route Plan de la Tour Vidauban 421 avenue du Baron D Larrey La Farlède 5320 rd Rte de Malpasset Fréjus Plutôt intéressé RDV à trouver fiandino.malavard@aliceadsl.fr pas intéressé

17 Annexe 2: Plaquette de présentation des boues séchées -17-

18 -18-

19 -19-

20 -20-

21 -21-

22 Annexe 3 : Compte rendu d avancement début -22-

23 BIBLIOGRAPHIE SIMON Nicolas & ODDOU Martine Etude de marché des boues séchées thermiquement, Agro Développement Suez. TERRALYS consulté début 2012 Homologuer les produits ADLER Emmanuel consulté début 2012 Le Maire et les boues d épuration, Guide pratique pour les collectivités territoriales. LISTE DES SIGLES UTILISES B.S.T. : Boues Séchées Thermiquement. c.f. : se référer à. LISTE DES TABLEAUX Tableau 1. Teneurs moyenne sur brut... 8 Tableau 2. Paramètres mesurés mensuellement en entrée de station... 9 LISTE DES FIGURES Figure 1. Localisation de la station de séchage de la Paoute à Grasse, Google Maps Figure 2. Usine du sécheur de la Paoute, Lyonnaise des Eaux Figure 3. Photographie de boues séchées, Suez... 7 Figure 4. Sécheur thermique en action Figure 5. Pourcentage de répartition des surfaces en fonction des cultures pratiquées dans les Alpes Maritimes (à gauche) et dans le Var (à droite) en Source : Rapport Terre d Azur V1, Figure 6. Schéma des voies réglementaires de l épandage agricole des boues, Association des Maires de France, Figure 7. Pièces nécessaires au dossier d homologation, Brochure Terralys Figure 8. Procédure de la validation de la demande d homologation, Brochure Terralys