Les ruineuses et inefficaces stations de traitement des lisiers

L’azote présent dans les déjections des porcs

L’azote présent dans les déjections des porcs a pour origine prépondérante un des mécanismes du métabolisme des animaux : l’uréotélie.

Comme tous les animaux mammifères monogastriques (dont l’Homme), le porc excrète l’azote sous forme d’urée CO(NH2)2. L’urée est rejetée solubilisée dans les urines.

Une autre forme de l’azote est présente dans les excréments sous forme d’acides aminés (AA) ou protéines, excédents alimentaires non digérés, mais cette forme de l’azote est très fluctuante et peut être facilement réduite en contrôlant l’alimentation.

Enfin, l’excrétion d’azote sous forme d’urate ou d’acide urique peut être signalée chez quelques individus, cependant ces derniers, comme les humains présentant les mêmes symptômes, traduisent un état morbide ; de plus, les urates et l’acide urique ont tendance à être stockés (sang, articulations) plus qu’à être rejetés.

Le mécanisme de production d’ammoniac à partir du lisier

Le porc n’excrète donc pas l’azote sous forme d’ammoniaque, mais d’urée. Le lisier sensu stricto et originel, ne peut donc contenir d’ammoniaque. Un porc qui rejette de l’ammoniaque est un porc mort ! (SIC)

L’urée s’avère cependant une molécule organique très facilement dégradable en présence de l’enzyme uréasiques (Uréase).

Cette enzyme est produite par de nombreuses bactéries de l’intestin et du sol et de nombreuses plantes (soja, pois sabre). Elle est donc présente partout, et tout particulièrement dans un lisier, constitué de matières fécales et d’urine.

L’hydrolyse de l’urée débute en fait dès contact entre les déjections du porc (fèces et urine), c’est à dire dès la salle d’élevage où il fait toujours assez chaud. Elle se poursuit dans le silo d’entreposage et ne s’arrête que lorsque toute l’urée a disparu. La vitesse de réaction dépendant de la température, celle-ci peut donc se prolonger de nombreuses semaines surtout l’hiver dans les silos de stockage extérieurs.

C’est le mécanisme d’hydrolyse de l’urée qui est à l’origine de la volatilisation de l’azote sous forme de gaz ammoniac NH3.

La réaction d’hydrolyse produit, en présence d’uréase, pour chaque molécule d’urée deux ions ammonium et un ion carbonate.

uréase ① CO (NH2)2 +2 H2O -> 2 NH4+ + CO3 — avec CO3— + H2O -> HCO3- + OH- dégagement d’ammoniac (gaz) NH4+ + OH- -> NH3 + H2O

Or, au pH du lisier (pH < 9,3), l’ion carbonate est modifié en ion bicarbonate HCO3-. Cette réaction libère un ion hydroxyde (OH-) qui alcalinise le milieu et provoque le dégagement de NH3 : gaz ammoniac, en réaction avec un ion ammonium.

On remarque que le système est pérenne tant qu’il y a des carbonates présents dans le milieu.

La réaction d’hydrolyse et de volatilisation équilibrée d’ammoniac consomme de l’eau et des ions hydroxydes. Or on voit que l’hydrolyse de l’urée ① produit deux ions ammonium pour un carbonate et que finalement, on manquera d’ion OH- pour permettre la volatilisation intégrale de l’ammoniac.

Restera donc, en fin d’hydrolyse, un lisier contenant de l’ammonium et des AA.

La moitié de l’azote initial aura été volatilisé sous forme d’ammoniac.

Cette réaction naturelle et fondamentale, est impossible à éviter

Dès lors, si on considère que l’essentiel de l’azote excrété par un porc correctement nourri (sans excès) l’est sous forme d’urée, on peut être sûr que la moitié de cet azote sera volatilisé sous forme de gaz ammoniac ( référence : 2 ions ammonium pour un carbonate).

Cette constatation est d’ailleurs corroborée par différentes études (CORPEN, INRA, autres,…) qui indiquent généralement que, par exemple, pour un élevage sur caillebotis, sans traitement, 57% de l’azote seulement retournent au sol * ; autrement dit 43% de l’azote a été volatilisé sous forme d’ammoniac. (Estimation des rejets d’azote – phosphore –potassium -cuivre et zinc des porcs – CORPEN groupe porcs – juin 2003). * donnée totalement erronée dans un sens, car l’azote ammoniacal volatilisé retourne, lui aussi, au sol.

Un mètre-cube de lisier contenant environ 4 kg d’azote, si la moitié est volatilisée, on aura rejeté 2 kg d’azote dans l’air par m3 de lisier soit plus de 8,8 kg de nitrates !! et la Bretagne produit 10 millions de m3 de lisier par an !!

Cette évidence scientifique n’a jamais été prise en compte.

Les stations de nitrif -dénitrif ne traiteront donc, au mieux, que l’azote non volatilisé soit la moitié de l’azote excrété ! l’autre retombant sur la campagne en pluies acides.

Quand on connaît le rendement de ce type d’ouvrage d’épuration (but = volatilisation de l’azote sous forme N2), on peut honnêtement se demander si cette technique reste adaptée écologiquement mais aussi économiquement sinon réglementairement (Directive Nitrates).

La fixation de NH3 et NH4+ sous des formes organiques est, sur ces points bien plus efficace .