Etat des lieux des Centres de biodéchets en Wallonie

Traitement des déchets par compostage: Cadre légal et technique

1. Cadre légal

Directives européennes

DE 2008/98/CE: Directive européenne relative aux déchets visant à établir des mesures protégeant l’environnement et la santé humaine par la prévention et la gestion des déchets, et par une réduction des incidences globales de l’utilisation des ressources et une amélioration de l’efficacité de cette utilisation.
DE 2008/1/CE: Directive européenne relative à la prévention et à la réduction intégrées dans la pollution (IPPC) abrogeant la directive 96/61/CE et qui concerne diverses catégories d’activités industrielles dont notamment les centres de compostage.
Un "Livre vert" sur la gestion des biodéchets dans l'Union européenne a été publié en décembre 2008. Il vise à explorer les possibilités d’améliorer la gestion des déchets et fournit des informations générales à propos:
- des politiques actuelles en matière de gestion des déchets;
- des résultats des recherches en gestion de déchets;
- des méthodes de communication environnementale au niveau des états membres.

Arrêtés du Gouvernement wallon
La transposition des directives européennes a abouti aux conditions sectorielles relatives aux installations de compostage telles que définies par l'AGW du 18 juin 2009. Celui-ci régit des installations de capacités clairement définies, comme l'indique son intitulé exact:
AGW du 18 juin 2009: Arrêté du gouvernement wallon déterminant les conditions sectorielles relatives aux installations de compostage lorsque la quantité de matière entreposée est supérieure ou égale à 500 m³ et modifiant l'arrêté du Gouvernement wallon du 4 juillet 2002 relatif à la procédure et à diverses mesures d'exécution du décret du 11 mars 1999 relatif au permis d'environnement.

Autorisations d'exploiter
Selon la capacité de traitement de l'installation, les démarches administratives pour obtenir une autorisation d'exploiter sont sensiblement différentes. Pour les établissements traitant des capacités peu élevées (établissements de classe 3), seule une déclaration à la commune suffit. Pour les installations de classe 2, la demande de permis doit être introduite à la commune ou directement à la Région wallonne. Par contre, en ce qui concerne les exploitations de classe 1 pour lesquelles le flux de matières est le plus important, une étude d'incidence environnementale (EIE) est obligatoire pour l'évaluation de la demande.
Chaque exploitant doit en plus se plier aux conditions générales et particulières d'exploitation définies par les autorités compétentes.

Certificat d'utilisation
En Région wallonne, un exploitant qui désire valoriser le compost qu'il produit doit être titulaire d'un enregistrement (délivré par la Région wallonne et généralement valable pour une période de 10 ans), d'un certificat d'utilisation (délivré par la Région wallonne et généralement valable pour une période de 3 ans, avec un maximum de 5 ans) et d'une dérogation pour la commercialisation des engrais, des amendements de sol et des substrats de culture (délivrée par Service public fédéral, Santé publique, Sécurité de la chaîne alimentaire et Environnement). Les certificats peuvent être renouvelés; la demande de renouvellement comporte, outre les informations à fournir pour l'octroi du certificat, un rapport de synthèse relatif aux tests de qualité effectués durant la dernière période de validité du certificat d'utilisation.

2. Classification des Centres

Les centres de compostage se catégorisent en trois classes, selon leur capacité de traitement:

Classe 1: Quantité de matière en cours de traitement > 40.000 m³
Classe 2: Quantité de matière en cours de traitement > 500 m³ et < 40.000 m³
Classe 3: Quantité de matière en cours de traitement < 500 m³

Une étude d'incidence environnementale est obligatoire préalablement à l'octroi d'un permis pour les installations de classe 1.

3. Procédé biologique de compostage

Le compostage est un procédé biologique de conversion aérobie et de valorisation de biodéchets en un produit stabilisé, hygiénisé, semblable à un terreau et riche en composés humiques, le compost.
Il existe trois phases distinctes dans le processus de compostage, faisant chacune intervenir des mécanismes de décomposition biologiques dont les acteurs varient selon le stade d'évolution du compost:

La phase mésophile
Les premiers acteurs du compostage sont des bactéries mésophiles, dont la température optimale de croissance se situe entre 30 et 45 °C. Ces bactéries attaquent rapidement les matières organiques (les sucres simples et les acides aminés) en commençant par les éléments les plus fermentescibles comme les déchets de cuisine, les tontes de gazon fraîches et les matières fécales. Il s'ensuit alors une importante multiplication des microorganismes dont l’activité va provoquer une montée en température progressive, un dégagement important de CO2 et de vapeur d’eau. La température va ainsi augmenter jusqu’à atteindre 45 °C. C’est alors que les bactéries thermophiles vont progressivement prendre le relai.

La phase thermophile
Durant cette phase, l’optimum de température des bactéries thermophiles se trouve aux alentours de 60 °C. Elles continuent à attaquer préférentiellement la matière fraîche riche en azote et facilement dégradable. La dégradation des longues chaînes carbonées par ces bactéries va à nouveau rapidement faire monter la température jusqu’à 70 °C. À cette température le compost s'hygiénise, c’est à dire que l’ensemble des germes pathogènes et des graines indésirables sont tués. Après plusieurs semaines, l’activité bactérienne diminue en même temps que disparaissent les matières tendres dont les bactéries se nourrissent. Le compost entame alors une phase de refroidissement lent.

Le refroidissement et la maturation
À ce stade de développement, il apparaît au sein du compost de nouveaux organismes. Des champignons et des actinomycètes dégradent les composés plus résistants tels que la cellulose et la lignine. Éventuellement, des animaux venus du sol (vers du fumier, cloportes, ...) procèdent au déchiquetage et à la digestion des particules et au brassage du tas. L'activité de tous ces organismes, bactéries, champignons et animaux conduit à la destruction d'une partie de la matière organique (minéralisation) et à la transformation plus ou moins complète du reste. La recombinaison des éléments minéraux avec les produits de dégradation de la lignine conduit à la formation d'humus.

4. Modes d'exploitations des installations de compostage

Afin d'assurer un processus biologique de compostage optimal, une séquence précise de manipulations de la matière entrante doit être respectée. Celle-ci comporte cinq grandes opérations:

La réception et le stockage des matières organiques. À leur arrivée, les déchets verts sont systématiquement contrôlés (visuellement), pesés et enregistrés. Ils sont entreposés pour une courte durée, selon les quantités entrantes, la nature des déchets et la capacité de stockage du site.
La préparation des déchets. Il peut s'agir d'un tri, d'un broyage, d'un criblage et/ou d'un mélange des déchets afin d'obtenir une composition optimale pour les transformations biologiques. Le criblage peut se faire au moyen d'un tamis rotatif (trommel) de maille appropriée ou d'un crible à étoiles. Quant au broyage, il s'opère au moyen de broyeurs à ciseaux ou à marteaux. Les premiers broient la matière plus finement, tandis que les seconds permettent un éclatement des fibres végétales, ce qui garantit une décomposition plus rapide des matières vertes.
La fermentation aérobie. C'est à ce moment que démarre véritablement le processus de compostage. Les matières organiques sont mises en andains, statiques ou retournés, lesquels sont soit laissés à l'extérieur, soit simplement abrités, soit placés dans un système clos (hangar fermé, caisson, tunnel, silo, .). Pour cette étape, il est primordial de maintenir un taux d'oxygène suffisant au sein des andains afin d'éviter la décomposition anaérobie de la matière, et conséquemment la production de méthane (en partie responsable des nuisances olfactives).
L'aération des andains peut se faire soit par retournement mécanique (andains retournés), soit par insufflation d'air au travers des déchets (par exemple, lorsque ceux-ci sont entreposés sur une dalle aéraulique) ou par aspiration d'air au moyen de tubes microperforés (andains statiques). Incontestablement, le retournement mécanique est le plus souvent recommandé; en effet, pour les deux autres techniques, des phénomènes de passages préférentiels de l'air prennent place et seule une partie de la matière fermente réellement en conditions aérobies. L'obstruction des pores assurant le passage de l'air, que ce soient les pores d'une dalle aéraulique ou ceux des tubes perforés, est également un problème récurrent. Généralement, des sondes de monitoring pour le taux d'oxygène sont placées au sein des andains afin d'en réguler la ventilation.
La fermentation peut durer plusieurs semaines à plusieurs mois selon la technique utilisée, la nature des déchets, les conditions climatiques (si les andains sont stockés à ciel ouvert), … C'est au cours de la fermentation qu'ont lieu les phases dites thermophile et mésophile; la température y atteint son maximum, permettant au compost de s'hygiéniser.
La maturation et le stockage. Dès que le compost a subi l'étape de fermentation, il est retourné (éventuellement criblé) et disposé en andains ou en tas pour sa dernière phase de compostage. Durant la maturation, le compost voit sa température diminuer tandis que les dernières transformations de la matière s'opèrent. Cette phase ne nécessite pas spécialement d'aération ni de retournement; elle peut durer de 1 à 6 semaines.
Le criblage/tamisage. Le criblage (ou tamisage) peut en réalité précéder ou succéder à l'étape de maturation; il permet d'atteindre la granulométrie souhaitée en fonction de l'utilisation prévue pour le compost (agriculture, horticulture, couverture de C.E.T., …). Le compost est la fraction ayant généralement une granulométrie comprise entre 0 et 40 mm (voire 80 mm pour certaines applications). Le refus de criblage, également dénommé "mulch" ou fraction grossière, est soit réintroduit en début de processus de compostage, soit évacué du site pour être valorisé (biomasse, combustible, …). C'est généralement durant le criblage que les indésirables (comme le métal, les pierres, le verre ou des polymères synthétiques) sont retirés du compost.

À titre illustratif, le schéma ci-après montre le trajet de la matière depuis son entrée dans un centre de compostage (1) jusqu'à l'obtention du compost mûr (6). Dans ce cas de figure, la fermentation (présentement dénommée précompostage) se fait sous aspiration d'air au travers des andains. L'air aspiré est envoyé vers un biofiltre pour l'abattement des composés organiques volatils (dont certains sont source de nuisances olfactives).

Schéma
Figure : Exemple de processus de compostage (Source: Brochure BEP Environnement "Des déchets de jardins au compost vert")