Lombricompostage 3) Synthèse sur traiter des déchets, reproduire des vers et produire du compost

Synthèse sur une chaîne de traitement des déchets et de production d’amendement

Intro

Dans deux précédents articles nous avons expliqué comment fabriquer des lombricomposteurs verticaux, puis dans un autre article nous avons fait le focus sur un lombricomposteur XXL de 900 litres

Retour d'expérience, nos observations sur le terrain

Nous avons maintenant 30 caisses de 18L (une 20taine de caisses attendent d'être usinées comme cela) et 2 cuves de 900L qui fonctionnent en même temps; soit une capacité totale de 2 400 litres actifs de lombricompostage pur. Nous avons des lombricomposteurs depuis bientôt 7 ans. C'est à partir de ces deux systèmes en parallèle et le traitement de plusieurs dizaines de m3 de déchets que nous écrivons ces lignes. Nous sommes à la limite de ce qu'un particulier doit gérer, en quantité de déchets et par rapport à la taille du système. D'ailleurs la progression de notre installation devient proche de ce qu'utilisent les professionnels.

18 ou 900 litres, quelle taille de lombricomposteur?

Nous vous proposons de faire le tour des différents critères

Population
- Sur les 18l la population est très nombreuse mais composée uniquement de vers de petites tailles.
- Sur les 900l la taille des vers est beaucoup plus grande, des spécimens de 100 mm n'étant pas rares. En revanche la population est faible en juvéniles et la densité moyenne pour les adultes.

Équilibre chimique de la matière traitée
- Sur les 18L même en empilant un grand nombre de caisses (nous en mettons jusqu'à 9 + bac de léxiviat) il est possible de perdre la totalité de sa population de vers. La taille du contenant est trop faible pour assurer une zone qui aurait des propriétés différentes où pourraient se réfugier les vers. La migration entre étages prend du temps aux vers. Même avec les trous au fond des boites, il peut y avoir une accumulation de matière totalement incompatible avec les vers qui fait une barrière, chimique et/ou thermique. Les vers sont coincés dans un bac et si l'ensemble de la matière traitée "vire", la population de vers meure. Ce sont des incidents fréquents sur les petites installations avec des apports nouveaux.
- Sur les 900l  les vers trouvent toujours des zones de refuge. En fonction de la température extérieure, ils naviguent d'une couche ou d'une zone à l’autre. Mais les démontages réguliers de ces cuves ont prouvé que des couches entières ne se dégradent pas correctement avec une forte hausse de PH et le dégagement d’ammoniac. Nous avons eu des relevés de température de plus de 50°c. Nous avons trouvé un stylo en plastique malencontreusement tombé dans le lombricomposteur totalement fondu sur un coté.
Exemple de température relevées dans un composteur  (source Jo Readman "Ces herbes qu'on dit mauvaises" aux éditions Terre Vivante )

Léxiviat 
- Sur les 18l le jus est concentré et même avec un système anti-noyade, des vers meurent. Au jardin le lexiviat est utilisé pur comme désherbant. La production de jus est faible.
- Sur les 900l le drainage est vraiment plus important pour une loi physique simple. Les couches inférieures supportent le poids de tout ce qu'il y a au dessus. Dans une caisse de 18L ce sont au maximum 20 cm de matière qui compriment la première couche. Sur une cuve de 900l il peut y avoir 100cm de matière qui comprime et donc presse les déchets. Nous en avons fait les frais de ce phénomène mécanique qui a pressé les matières à décomposer produisant beaucoup de Léxiviat, et où sans apport d'humidité nous avons eu de très nombreuses pertes bien. Et ce bien que le lombricoposteur était protégé du soleil et avec des nombreuses couches de carton humide posées dessus et avec de nombreux lasagnes. Nous avons donc du ré-humidifier la matière régulièrement par arrosage des couches supérieures. Nous avons opté pour du cyclage de Léxiviat, technique que nous développons plus loin.

Terreau 
- Sur les 18l avec une population nombreuse, des déchets mécaniquement réduits (il ne faut pas faire de la purée) avant apport, le contenu d'une caisse peut être digéré en moins de 6 mois.
- Sur les 900l même sans rajouter de la matière organique fraîche, en faisant un démontage complet (retournement) tous les 3 mois (4h de travail!) en récréant des lasagnes avec des cartons alvéolés (ré-équilibrage de matière carbonée et de structure favorisant la reproduction des vers), certaines couches ne se dégradent pas ou ne sont pas dégradées... Sur une des deux cuves, nous avons retrouvé intacte la paille souillée du poulaille, malgré 6 mois de présence au niveau le plus humide. Donc la quantité de terreau produit est faible et difficilement exploitable puisque coincée entre plusieurs couches moins dégradées.

Quelle taille de déchets?

Les déchets hachés ET mélangés (matières sèches / matières humides que l'on retrouve sous l’appellation Carbone/ Azote ou encore C/N) permettent d'obtenir les meilleurs résultats. Attention il faut que la hauteur des déchets ne comprime pas les couches inférieures au point de chasser l'air et d’empêcher la circulation de l'air. Dans ce cas l'ajout de gros déchets tels que des branches permet d'avoir des zones d'échange gazeux. Les branches ne seront jamais digérées dans un délais court, mais elles permettent de garder des espaces non remplis.
Les déchets hachés permettent d'obtenir des mélanges plus homogènes et plus régulier. A noter que les déchets d'hiver ne sont pas du tout les même que ceux de l'été, en taille, ph, structure, quantité.... La réduction des déchets permet un dosage plus fin des matières et donc d'obtenir le rapport C/N (Carbone/Azote) souhaité et de garantir un taux d'humidité plus régulier.
En rédigeant cet article, nous avons trouvé sur le net une très bonne illustration (source Jo Readman "Ces herbes qu'on dit mauvaises" aux éditions Terre Vivante).

Quel rythme pour les apports en déchets?

Un gros apport de déchet en une fois dans un lombricomposteur risque de créer un processus de flash thermique (voir plus bas paragraphe Notions scientifiques > température). Réaliser ce flash dans un lombricomposteur peut être fatal pour la population. C'est cette technique qui est utilisée pour les réacteurs Jean Pain et le compostage
Les petits apports réguliers, demandent beaucoup plus de maintenance. La composition est très variable, ce qui peut être une source de dérèglement des conditions physico-chimiques dans le lombricomposteur. En revanche le flash de température n'est pas réalisable avec des petites quantités.
Exemple de températures en fonction du volume des déchets traités (source Jo Readman "Ces herbes qu'on dit mauvaises" aux éditions Terre Vivante )

Les retournements, le rebrassage

  • Les retournements augmentent la température et décalent le pic de température sur un composteur. Ce phénomène bien que plus discret existe aussi dans un lombricomposteur.
    Exemple de températures en fonction de la fréquence de retournement (source 
    Jo Readman "Ces herbes qu'on dit mauvaises" aux éditions Terre Vivante )
  • Les vers de terre n'aiment pas être dérangés. Plus ils sont au calme, meilleur est la reproduction. Les vers aiment nicher dans des endroits stables. Ils se rassemblent dans une structure en dur (coquille d’œuf, alvéole de boite à œuf...) pour nicher et élever leurs petits qui vivent groupés.

Apports et retournements

Les apports peuvent être retournés avant incorporation à un ensemble. S'ils sont fait après ils mélangent des déchets à différents stades de décomposition, ce qui allonge le délais d'utilisation du compost. Il faut cesser les apports pendants plusieurs semaines pour que toute la matière soit traitée.

La densité / pressions

Comme mentionné plus haut, la hauteur et la forme du contenant, mais aussi le taux d'humidité, la taille des déchets et leur composition influe sur la densité. Cette densité se traduit aussi par une pression exercée par la gravité. Nous n'avons pas trouvé de chiffres et c'est peut être une mesure importante qu'il manque au très bon livre de Jo Readman "Ces herbes qu'on dit mauvaises" aux éditions Terre Vivante.

Le cas "particulier" des déchets de TLB (Toilettes à litière Biométrisée)

Nous vous conseillons de lire la section TLB du site eautarcie.org. Dans notre cas et la gestion de nos déchets les TLB sont pour l'instant non traitées et attendent la mise en place opérationnelle du schéma qui est présenté plus bas (voir schéma directeur). Un article sera dédié a cette problématique qui fait beaucoup débat.

Quelques notions scientifiques

Courbe de température en compostage

Ce phénomène est lié à une décomposition bactériologique. Elle entraîne une élévation de la température qui peut dépasser les 70°C. A partir d'un point chaud les bactéries prolifèrent, colonisent d'autres déchets ce qui augmente la température et donc le procédé. Ces températures élevées permettent la destruction de nombreuses éléments pathogènes. Mais les vers ne supportent pas les températures supérieures à 35°C.
Voici les données tirées d'un document d'un compostage de paille. La courbe de température croit de manière très forte pour atteindre en 8 jours presque 80°c (repère B).

Les jardiniers qui font des couches chaudes dans des châssis en bois et qui utilisent du fumier de cheval doivent faire attention. Il arrive que ces structures en bois s'enflamment au contact de la matière en décomposition.
Vous pouvez trouver des informations en cliquant sur cette autre courbe plus généraliste

Courbe de ph en compostage


Conclusions à partir des expériences et des observations

Le tout en un dans un seul système pour plusieurs objectifs n'est pas possible. Car nous avons toujours trois objectifs qui sont :
- réduire les déchets (si possible tous, même les pathogènes).
- valoriser les déchets (si possible tous, même les pathogènes) en produisant du terreau, du léxiviat et en option de la chaleur.
- produire des vers de terre.
Nous avons trouvé un article ici qui arrive exactement aux mêmes conclusions :

plusieurs objectifs = plusieurs systèmes interconnectés en cascade. 

Dans un lombricomposteur il y a aussi du compostage sauf à maintenir une population très dense et de risquer des pertes faute de nourriture.

Que les déchets arrivent irrégulièrement en quantité et en qualité. Que le stockage de déchets en attente de traitement est pratiquement obligatoire. mais que le stockage de certaines matières entraîne une mutation (cas des matières humides)

Notre décision

Fractionner la chaîne de traitement en ajoutant du matériel, des étapes et dérouler un nouveau processus de traitement.

Schéma directeur

Voici la chaîne de traitement revisitée (certains détails ont été groupés pour facilité de lecture)

Sources

http://www.fao.org/docrep/008/y5104f/y5104f08.htm#TopOfPage
http://eap.mcgill.ca/SFMC_1.htm
http://www.compostage.info/
http://www.aujardin.org/compost-debutant-questions-t80617.html
http://www.compostage.info/Main_Rapport%20_C_N.htm#Calcul_rapport_m%C3%A9lange
http://www.amazon.fr/Ces-herbes-quon-dit-mauvaises/dp/2904082468
http://www.eautarcie.org/



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About Pierre1911

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12 commentaires :

  1. Bonjours,
    Votre process de compostage m'interesse ( surtout pour la production de vers pour les poules ) mais j'ai quelques questions .

    Les dechets menagers et verts ( surtout les tontes d'herbes ) ont tendances à fermenter rapidement . Comment pensez vous palier ce probleme lors du stockage?

    Dans cette cuve de stockahe , qu'appelez vous percolat brut et dechets pre-dessiqués ?

    Combien de temps dure le passage en cuve flash ? Ou bien c'est selon une prise reguliere de temperature ?

    Quel est l'interet de reintroduire le lexiviat chaud dans la cuve flash ?


    J'ai vu que vous cherchiez de quoi broyer, la recup' d'une tondeuse electrique peut etre une bonne piste

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    1. Bonjour Anonyme ( ;-) )

      Merci pour votre très productif commentaire.
      Je vais refondre et compléter cet article pour plusieurs raisons. Principalement parce que je souhaite apporter des précisions sur les systèmes et vous parler de mes nouvelles recherches sur 3 nouveaux lombricomposteurs dont un linéaire.
      La seconde raison étant que je mets au point un nouveau schéma directeur avec de nouveaux acteurs et qui devrait normalement simplifier la mise en oeuvre. Il va falloir attendre au moins la rentrée scolaire voir même 2017 pour tirer certaines conclusions, mais l'enthousiasme est grand.

      Ci dessous des réponses à chaque point évoqué.

      Merci et à bientôt

      pierre1911

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    2. "Les dechets menagers et verts ( surtout les tontes d'herbes ) ont tendances à fermenter rapidement . Comment pensez vous palier ce probleme lors du stockage?"
      J'utilise du carton et fait des couches très très minces de matière azotée, de l'ordre de 2cm. Il faut que l'air circule entre les couches ce qui est possible si on veille à laisser un espace sur les cotés. Régulièrement je mets des branches de gros volume entre les couches et laisse du vide. ces branches sont colonisées par tout un tas de micro organisme qui aide à contaminer la matière rajoutée. Cette technique est celle utilisée en salaison pour que les saucissons soient contaminés à l'aide de la perche en noisetier sur laquelle ils sont suspendus par paire. C'est la ficelle mouillée qui fait le gué aux micro-organismes précieusement conservés sur la perche entre deux productions.
      Je n'ai rien inventé, juste répliqué un savoir par analogie

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    3. "Dans cette cuve de stockahe , qu'appelez vous percolat brut et dechets pre-dessiqués ?"
      Les percolats bruts sont les liquides qui n'ont pas été absorbés malgré la quantité massive de carton et coulent tout de suite. C'est un jus de déchets qui n'a pratiquement pas travaillé.

      la matière azotée stockée entre les carton sèche très rapidement puisque une bonne partie de l'humidité est des produits va dans les couches de carton et une autre partie est séchée par la ventilation naturelle sur les cotés. Au bout de 2 à 3 jours la matière a changé d'aspect et son taux d'humidité n'a plus rien à voir avec celui d'un déchet frais.

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    4. "Combien de temps dure le passage en cuve flash ? Ou bien c'est selon une prise reguliere de temperature ? "

      Question pertinente mais réponse difficile.
      Il faut rester le plus longtemps possible dans la plage haute. Moins la température est haute, plus il faut rester longtemps. Il faut se référer au tableau en attendant que je puisse fournir d'autres données plus scientifiques faites à partir de véritables analyses

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    5. "Quel est l'interet de reintroduire le lexiviat chaud dans la cuve flash ?"
      De tout faire pour que la température soit la plus haute et la plus durable. D'où le besoin de calorifuger aussi cette cuve pour conserver le maximum de chaleur. Le phénomène de monté en température engendre une forte condensation sur les cotés et donc des percolations qu'il me semble intéressant de ré-injecter.

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    6. "J'ai vu que vous cherchiez de quoi broyer, la recup' d'une tondeuse electrique peut etre une bonne piste"
      J'ai eu la chance d'avoir été sponsorisé par un mécène qui m'a donné une tondeuse thermique en parfait état sauf pour la traction. Je pense à terme monter cette tondeuse sur un bati pour en faire un broyeur au dessus d'une bétonnière qui elle assurerait un malaxage. pour 2025? sourire

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  2. Broyeur+malaxeur, est-ce que ce ne sera pas trop énergivore ?
    De nouveaux acteurs pour le compostage , vous voulez dire de nouvelles sources d'apport de matière ou de nouveaux débouchés ?

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    1. Nous travaillons actuellement sur un malaxeur utilisant un moteur réducté de 250w et notre objectif est de le remplacer par un système a énergie verte, c'est à dire de l'éolien direct ou du pneumatique lui même issu d'énergie "gratuite" multi sources.

      Pour le broyeur pour l'instant nous utiliserons la tondeuse à gazon thermique que je compte bien faire tourner à l'huile de friteuse en attendant mieux. Ce n'est pas le plus vertueux, j'ai ai pleinement conscience, mais étant donné que je détourne quantité de déchets externes voués à ne pas être traités du tout et transportés sur des centaines de km pour certains, la facture générale énergétique est bien plus intéressante, même si je me retrouve moi à dépenser du pétrole pour les autres....

      Nouveaux acteurs de compostage = auxiliaires in situ qui permettent de traiter les déchets comme le font les vers, les bactéries et les champignons!
      Patience, patience!

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  3. Au plaisir de voir cette nouvelle version alors .

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  4. Une dernière question .
    Le stockage des matière est il fait pour pouvoir remplir entièrement les cuves flash et lombricompost d'un seul coup pour ne plus avoir à y toucher plutot que de mettre au fur et à mesure ?

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    1. Le principe de la cuve flash est utilisé pour deux raisons indépendantes:
      Soit pour éviter de faire flamber en température un lombricomposteur ce qui serait fatal pour les vers. Ce traitement en amont permet d'intégrer au lombricomposteur de la matière qui ne va pas le faire monter trop haut en température
      Soit parce que les matières intégrées dans le système ont des éléments pathogènes. En montant en température on tue ces indésirables avec une "stérilisation" naturelle.

      Pour ce qui est du lombricompost les apports réguliers permettent les plus hauts rendements, le moins de casse, surtout sur les système verticaux et encore plus si ces système verticaux ne sont pas cloisonnés. Sur les modèles horizontaux, il y a beaucoup moins de problèmes.

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