Le compostage

LE COMPOSTAGE

Les cycles biogéochimiques : (voir P.DUVIGNEAUD et F. RAMADE , voir bibliographie).

Le fonctionnement de la biosphère est inscrit dans des grands cycles biogéochimiques dont les diverses phases se déroulent au sein des divers écosystèmes. Les cycles biogéochimiques sont des mouvements circulaires des éléments chimiques du monde abiotique qui suivent des chemins caractéristiques les menant de l'environnement vers les organismes vivants et des organismes vivants vers l'environnement. Les éléments minéraux sont captés dans les tissus des plantes et des animaux en croissance pour constituer une partie de la matière organique. Ils sont rendus à l'environnement après la mort des animaux et des végétaux pour être réutilisés par d'autres organismes après des transformations complexes. Le compostage est précisément un chaînon de ces cycles biogéochimiques. Les principaux cycles dans la biosphère concernent principalement le carbone, l'eau, l'azote, le phosphore, le soufre. Le compostage fait partie de ces cycles mais les deux éléments principaux qui le concernent sont le carbone et l'azote.

Le cycle du carbone :

C'est uniquement le CO2 à l'état gazeux dans l'atmosphère, ou à l'état dissous dans les eaux, qui fournit le carbone servant de base à l'élaboration de la matière organique des êtres vivants. Ce CO2 est capté par les plantes vertes (contenant de la chlorophylle) et est transformé par la photosynthèse en glucides (sucres) et par d'autres biosynthèses en protides (protéines), en lipides (graisses).

Ces différentes substances servent de nourriture aux animaux et aux plantes sans chlorophylle (champignons, …).

Tous les organismes vivants respirent et rejettent à leur tour le carbone dans l'atmosphère sous forme de CO2.

Lorsque des êtres vivants (plantes et animaux) meurent, les débris sont décomposés et minéralisés par d'autres organismes vivants, les décomposeurs et les bioréducteurs. Au bout de la chaîne, le carbone est remis en circulation sous forme de CO2. C'est en quelque sorte la "respiration du sol". Il en va de même pour tous les résidus des êtres vivants, déjections, sécrétions, etc.

Le compost est une étape intermédiaire dans la décomposition des matières organiques, étape qui conduira à la minéralisation ultime.

Le cycle de l'azote :

Le grand réservoir d'azote nécessaire à la vie est l'air. L'air est composé de 80% d'azote et de 20% d'oxygène.

Pour pouvoir être utilisé par les organismes vivants, l'azote atmosphérique doit d'abord être minéralisé.

Ce sont des micro-organismes , surtout des bactéries, qui ont pour action de réaliser cette minéralisation.

Cette minéralisation apporte l'azote au contact des racines des plantes sous la forme de nitrates. Ces nitrates sont alors absorbés et transportés jusqu'aux feuilles où ils sont utilisés pour la synthèse des protéines.

Ces protéines sont la base de l'alimentation azotée des animaux.

A la mort des êtres vivants, des micro-organismes décomposeurs, rendent au sol l'azote minéral tandis que certaines bactéries spécialisées décomposent une partie des nitrates pour rendre l'azote à l'air.

Le compostage :

Le compostage est donc un procédé naturel qui transforme, en présence d'oxygène (aérobiose), la matière organique en un produit ressemblant à de la terre, appelé humus ou compost.

La matière organique est décomposée dans la nature par des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons qui la transforment en éléments simples dont s'alimentent les végétaux.

Les éléments essentiels du compostage sont :

• les matières premières à composter ( les matières organiques) ;
• l'eau ;
• l'oxygène ;
• une bonne gestion du procédé qui permet notamment de contrôler la température du processus et d'éviter la putréfaction, les odeurs désagréables et la présence d'animaux indésirables.

Dans l'opération de compostage, il n'y a pas d'apport d'énergie extérieure hormis celle du soleil et celle fournie par les micro-organismes eux-mêmes.

Ce sont les micro-organismes et d'autres êtres vivants qui fabriquent le compost à partir de la matière organique dont ils se nourrissent. C'est la raison pour laquelle, à la fois le degré de réussite du compostage et la qualité du produit fini, le compost, dépendent du "menu" que l'on offre aux micro-organismes.

Bien que la plupart des résidus organiques fournissent aux micro-organismes tous les nutriments nécessaires à leur croissance, une quantité équilibrée de carbone (C) et d'azote (N) assure le meilleur "régime". Le carbone est l'élément de base de la matière organique et l'azote est l'élément indispensable pour l'élaboration des protéines. Si l'azote vient à manquer, toute croissance ou développement des organismes est arrêté.

Le rapport idéal pour débuter un compost est de 30 (C/N=30). En effet, les micro-organismes utilisent 30 parties de carbone comme source énergétique pour 1 partie d'azote pour leur multiplication, la construction de leurs cellules. Si ce rapport est supérieur à 50, le temps de compostage sera trop long car les micro-organismes dans ce cas, deviennent nécrophages. Ils se nourrissent de la substance même d'autres micro-organismes morts.

En fin de compostage, le rapport C/N est d'environ 15.

La teneur en carbone est élevée dans les feuilles et le bois, tandis que le gazon coupé et les déchets de légumes sont riches en azote.

L'utilisation du tableau ci dessous doit permettre d'équilibrer les apports en carbone et azote.

Attention : Il ne faut pas confondre décomposition (ce qui se produit dans le compostage) et pourriture. Les processus de pourriture se produisent en absence d'oxygène (anaérobie) et dégagent de mauvaises odeurs.

L'activité des êtres vivants dans le compostage.

Ce sont des êtres vivants qui sont responsables de la décomposition de la matière organique.

Ces êtres vivants du compost peuvent être classés en deux catégories : les micro-organismes et les macro-organismes.

Les micro-organismes sont de trois types : les bactéries, les champignons et les actinomycètes.

Les bactéries et les champignons sont les responsables de l'élévation rapide de la température du compost dès les premiers jours.

Le compost constitue un véritable milieu de vie dont le fonctionnement est influencé par des conditions particulières, l'oxygénation, la température, l'humidité, les matières nutritives, etc. … .

Les êtres vivants qui le peuplent sont des êtres spécialisés qui doivent disposer des conditions qui leurs sont les plus favorables. C'est la raison pour laquelle, les variations de température ont une influence profonde dur la composition de la flore microbienne notamment, et par conséquence sur le produit final de la dégradation.

Les bactéries : Elles sont toujours présentes dans la masse des déchets organiques dès le début du processus. Elles restent actives durant tout le compostage et en particulier à haute température. Elles se multiplient très rapidement. Cette multiplication rapide et le grand nombre d'espèces différentes permettent l'utilisation de résidus organiques "tout venant".

Les champignons : Ils agissent surtout sur les matières qui résistent aux bactéries. Ils ont donc un rôle capital. Les champignons ne résistent pas à des températures supérieures à 50 °C, ce qui explique qu'on les retrouve plus particulièrement en périphérie du compost.

Les actinomycètes : Sorte de bactéries filamenteuses, ils agissent plus tardivement que les bactéries et les champignons et se multiplient moins rapidement. Les actinomycètes sont spécialisés dans les derniers stades du compostage en s'attaquant aux structures plus résistantes comme la cellulose et la lignine (constituants du bois notamment).

A côté de ces trois types de micro-organismes , on retrouve également dans le compost des algues, des virus, des protozoaires.

Les macro-organismes sont très diversifiés dans le processus du compostage.

Les lombrics, par exemple, agissent au début du processus, sur des éléments peu décomposés. Les grands lombrics entraînent dans leurs terriers des fragments de feuilles ou même des feuilles entières. Ils ingèrent ainsi un mélange de débris organiques et leurs excréments constituent un milieu idéal pour les activités microbiologiques qui conduisent à l'élaboration du compost mûr.

Beaucoup d'autres macro-organismes apparaissent surtout dans la phase de maturation du compost.

Les principaux macro-organismes du compost sont les vers de terre (nombre de genres très élevé), les insectes, les acariens, les gastéropodes, les myriapodes, les cloportes, etc.

Quantités d'êtres vivants intervenant dans le compostage.