Lisiers et digestats : déterminer leur composition par capteurs embarqués sur tonnes (pdf à télécharger !)
Capteurs basés sur la spectrométrie proche infrarouge, la conductivité électronique ou la spectrométrie par résonnance magnétique nucléaire
Il y aurait en France, 41 millions de m3 de lisier produit annuellement conjointement par les porcs, les bovins et les volailles dont 17 millions de m3 pour la seule filière porcine. Avec plus de 1 700 unités en fonctionnement fin 2023, la méthanisation poursuit son essor, et par là même, les volumes de digestat produits.
La valorisation agronomique des lisiers et digestats demeure leur ultime devenir. Comme leurs compositions sont très variables, l’utilisation de références moyennes est peu appropriée pour une fertilisation organique de précision.
Si l’analyse de laboratoire constitue la méthode de référence, elle demeure coûteuse et nécessite plusieurs jours, voire semaines pour disposer des résultats.
Des méthodes d’analyses rapides embarquées sur tonne à lisier constituent une alternative. Elles utilisent des capteurs qui se basent sur certaines propriétés physiques des constituants du lisier. Il existe principalement 3 méthodes : les signaux lumineux dans le proche infrarouge, la conductivité électrique et, plus récemment, la résonance magnétique nucléaire.
Parmi les 3 techniques envisageables pour des capteurs embarqués permettant d’estimer la composition des lisiers – mais aussi des digestats – seuls le proche infrarouge (IR) et la conductivité électrique se déploient actuellement sur le terrain.
L’arbitrage entre ces deux techniques s’effectue selon le profil de l’utilisateur : degré d’exigence dans la qualité et la nature des prédictions, type d’équipements déjà acquis, taux d’utilisation de la tonne à lisier, services associés souhaités (outils cartographiques, automatisation des saisies d’épandage), polyvalence du capteur, etc.
- La méthode IR apparait comme la technique la plus précise pour prédire la teneur des principaux composants du lisier. Toutefois, la qualité des résultats obtenus nécessite de calibrer régulièrement les mesures spectrales. Ces calibrations nécessitent une maintenance techniquement difficile devant être préférentiellement réalisée par un opérateur spécialisé. L’installation, assez complexe, et cette maintenance la rend assez coûteuse. Une tonne à lisier très utilisée dans le cadre d’une Eta ou d’une Cuma pourra mieux amortir son coût.
- La mesure de la conductivité électrique est bien adaptée aux éléments solubles, notamment l’azote ammoniacal et dans une moindre mesure le potassium. Par le jeu des corrélations entre éléments, le résultat peut être intéressant pour l’azote total mais demeure imprécis pour le phosphore. L’équipement, sa pose et sa maintenance est simple. Il en résulte un coût d’usage très raisonnable.
- Les prédictions par résonance magnétique nucléaire dispose d’atouts (précision de l’estimation, pas de composants sensibles en contact avec les effluents, ni d’opérations de calibration). Mais malgré cela et compte tenu certainement d’une moindre maturité, elle n’est pas déployée sur le terrain.
L’essor de ces capteurs demeure encore marginal, vraisemblablement moins de 200 tonnes à lisier équipées à ce jour pour un marché potentiel de plusieurs milliers d’unités mais leur essor se poursuit sous l’effet d’une pression économique et réglementaire croissante pour une fertilisation organique de précision.
Comparaison de 3 méthodes (mode d’action, atouts et contraintes) ainsi que 3 propositions commerciales.
Synthèse réalisée dans le cadre du projet Val’Or, coordonnée par Pascal Levasseur, Ingénieur environnement IFIP,
avec la contribution de Jérôme Lenouvel (FRCuma Ouest), Hervé Masserot (FDCuma 53), Samuel Nicolas (FDCuma 44), Adeline Haumont (Aile).
Ce projet a bénéficié du soutien financier du CASDAR du Ministère de l’Agriculture.
Auteur
Ingénieur d’étude - Expert dans la gestion des effluents et la méthanisation