Brevet FR2563828A1 — publié le 19851108

La présente invention est relative à un procédé pour préparer des composts et aux composts préparés selon le procédé. Les composts produits, selon la présente invention, sont du type de ceux qui tendent à rendre au sol agricole son équilib-re natu re I. Cet équilibre qui est perdu à force d'utiliser des fertilisants chimiques et des pecticides tout en privant le sol de déchets organiques animaux et végétaux à la suite du changement des métho des culturales. Dans le sol privé de déchets organiques, traité avec des fertili sants chimiques et pesticides, aéré de façon exagérée, on peut avoir les conséquences suivantes : - l'absence de la régénération humique, - la destruction de l'humus existant déjà dans le sol, surtout avec une irrigation mal conduite, - le colmatage des horizons sous-jacents et la réduction de l'e- paisseur de la terre arable, - la destruction la vie dans le sol : microflore et faune du sol, existant en équilibre naturel avec le sol et s'enrichissant réciproquement avec celui-ci. On sait que le sol sans humus possède une capacité de fixation et d'échange de sels minéraux réduite. L'humus possède une grande capacité de rétention d'eau ; la miné ralisation de celui-ci à la suite de l'aération du sol dans la présence d'un système d'irrigation mal conduit qui donne comme résultat l'entrainement des éléments fins dans les couches infé rieures et par conséquent, la colmatation des horizons sous-ja cents et le rétrécissement de la couche pénétrable par les raci nes, cette minéralisation rend le sol sensible à la sécheresse. D'autre part, la suppression des sources d'humus au sol empêche la régénération de cet humus. De plus, on sait que la vie animale du sol, micro-organismes y compris, réagit de façon mécanique et biologique aux déchets orga niques du sol favorisant la formation de L'humus ; la destruction de celle-la par l'usage intensif des pecticides ne favorise pas cette formation. L'humus joue un rôle essentiel dans les propriétés physiques, chimiques et biologiques du soL : - l'humus forme avec L'argile le complexe argilo-humique qui, une fois floculé, forme des agrégats élémentaires et des grumeaux plus grossiers, ceci améliore la perméabilité, l'aération, l'éc- hauffement du sol et aussi sa résistance à l'érosion. L'humus peut absorber jusqu'à 15 fois son propre poids d'eau, formant ainsi un réservoir d'eau et améLiorant la résistance du sol à la sécheresse. - La capacite d'échange des cations (C.E.C.) mesure ta fertiLité d'un sol. La C.E.C. de l'argile varie, selon la composition et La nature de ce dernier de 10 'å 100 milli-équivalent/100 g d'argiLe. Celle de l'humus varie de 100 à 200 m.e.q/100 g d'humus. On voit nettement L'importance de l'existence de L'humus dans la détermination de la fertilité du soL. De plus, l'humus a la propriété de fixer certains oligo-eléments pouvant être toxiques du sol. Cette propriété est particuLièrement intéressante dans Les soLs acides où ces éléments sont mobiLes. L'humus facilite, au meme titre que l'argile, l'absorption des ions minéraux fixés sur lui par Les plantes. Il intervient également au niveau de la physiologie des plantes les acides phenol-carboniques provenant de l'humification de la legnine stimulent la croissance des végétaux, les substances renfermées dans la matière organique interviennent dans le mécanisme enzymatique favorisant le passage de l'azote minéral existant dans les sels minéraux à l'azote organique faisant partie de la plante. On conçoit parfaitement que l'humus joue un rôle prépondérant et déterminant pour l'équilibre du sol. On entend par un sol équilibré un sol capable de résister à la sécheresse, capable de produire pour une longue durée, capable de réagir avec la plante en faveur de celle-ci, capable de reproduire de l'humus à partir des déchets organiques qu'il reçoit et capable de résister à l'érosion. Un sol équilibré est aussi un sol qui gère bien ce qu'iL reçoit d'eau et de chaleur, un sol aéré de façon suffisante et non exces sive. La présente invention a comme but d'offir au sol des matières organiques fortement humifiées et riches en micro-organismes en vue de l'amender immédiatement et de l'inciter à reprendre son rôle comme sol actif à Long terme. Un autre but de cette invention est de permettre d'éliminer des matières classées polluantes par exemple marc de raisins, résidus de scieries, gadoue urbaine fraiche, matières provenant du nettoyage de décanteurs des stations d'épuration et autres en les transformant en composts utiles et bénéfiques pour le sol. Les composts produits, selon la présente invention, sont utilisables aussi comme support pour culture horticole ou autres. Il est à signaler que dans la recherche de production de substan ces humiques, seules les matières organiques d'origine végétale sont à prendre en considération comme précurseurs. Selon l'invention, on prépare d'abord un levain, on l'incorpore avec des déchets organiques à dégrader pour préparer le compost. A cet effet, suivant une disposition de L'invention, La phase de préparation du levain comprend de préférence Les étapes suivantes : a) prélever des horizons AO et AOO d'un sol à humus de type mull frostier acide dont la valeur PH est environ de 5 à 5,5 et le rapport carbone/azote (C/N) est environ de 15 à 20, ensemencer, de façon à avoir un mélange homogène, avec le pré lèvement précité, un milieu solide composé de : glucose, pepto ne, oligo-éléments, matière présentant une source énergitique et pouvant servir comme support pour les micro-organismes, par exemple son et matière contenant du calcium et du phosphore par exemple poudre d'os, humidifiés suffisamment pour aider Le développement des micro-organismes. Maintenir la température à 270 C environ. b) Ajouter (24 Heures et 48 heures plus tard) de la tourbe ou du substrat à dégrader, ou un mélange de ces derniers, de la marc de raisins et une matière contenant du collagène dénaturé ou non par exemple farine de cuir. Homogéneiser par brassage et maintenir l'humidité à un taux suffisant. Ajouter (96 h plus tard compteés à partir du commencement de l'opération) de La tourbe, du substrat à dégrader, ou un mélange de ces derniers. Homogéneiser et maintenir l'humidité à taux suffisant. Brasser le mélange de temps à autre, si nécessaire, pour faire dégager la chaleur produite dans celui-ci. Le levain ainsi préparé étant utilisable au bout du 9ème au 10ème jour. La phase de compostage se caractérise essentiellement par l'incor- poration du levain préparé selon le procédé et des déchets organi ques végétaux ou un mélange de déchets organiques végétaux et ani maux. Incorporer dans le mélange précédant les quantités suivantes pour chaque mètre cube - colomite : 5 kg, - azote organique : 4,4 kg (cet azote pouvant parvenir par exemple de la farine de cuir), - phosphore organique : 0,6 kg de provenance par exemple de la poudre d'os, - potassium organique : 0,7 kg, de provenance par exemple de la pulpe de marc de raisins, - oligo-éléments sur support de gypse : 3 kg ce produit étant disponible sur le marché. Certaines matières précitées pouvant être supprimées, dans le cas où le substrat à dégrader contient suffisamment de matières semblables par exemple le pottassium pouvant etre supprimé dans Le compostage du marc de raisins. On range le tout dans un tas, on fournit l'humidité necessaire et on brasse de temps à autre pour aérer. Le compost ainsi préparé est prêt dans une durée qui peut varier de 45 à90 jours. L'humidité peut être fournie sous forme d'eau chargée de décanteurs de stations d'épuration. La charge de cette dernière constituée par des matières organiques diverses sera aussi dégradée sous l'influence du levain. Le rapport C/N du compost est réglable au choix grâce à la faculté de dégradation globale et/ou orientée du levain et compte tenu des substances à dégrader. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de La description détaillée ci-aprés. L'horizon Ao d'un sol est l'horizon organique. Il est constitué de La partie la plus haute du profiL du soL. Cet horizon comprend généralement 3 couches la Litière formée de retombées végétales, la couche de fermenta- tion et la couche humifiée. La Litière faisant parfois l'objet d'une désignation à part Aoo, dans ce dernier cas, L'horizon Ao serait constitué de la couche de fermentation et de La couche humifiée. L'humidité idéale pour le développement de micro-organismes est l'humidité d'un sol qui vient d'atteindre sa capacité au champ; cette dernière étant la quantité maximum d'eau que peut retenir le sol en place après cessation du drainage. Pour préparer le levain, selon l'invention, on suit les étapes suivantes, dans lesquelles les quantités de différentes matières sont données à titre d'exemple - prélever environ 25 kg des horizons Ao et Aoo d'un sol à humus de type mull forestier acide et le rapport carbone/azote (C/N) et environ de 15 à 20. - Ensemencer de façon à avoir un mélange homogène, avec le preleve- ment précité un milieu solide compsoé d'environ 40 kg de son (ou une quantité équivalente d'une matière présen tant une source énergétique et pouvant servir comme support pour les micro-organismes), 500 gr de glucose, 50 gr de peptone, 5 5 kg de poudre d'os (ou une quantité équivalente d'une matière contenant du calcium et du phosphore), et commme oligo-éléments: . 2,5 mg de molybdate d'ammonium, 2,5 mg de borate de sodium, 2,5 mg de sulfate de cuivre, . 2,5 mg de sulfate de magnésium, . 2,5 mg de nitrate de cobalt, . 2,0 mg de sulfate de fer. - Ajouter (24 h plus tard comptées à partir du commencement environ): 50 kg de tourbe ou de substrat à dégrader ou mélange de ces deux derniers, . 10 kg de farine de cuir (ou une quantité équivalente d'une matière contenant du collagène), . 10 kg de pulpe de marc de raisins. - Ajouter (48 h plus tard comptées à partir du commencement de l'o- pération) environ . 100 kg de tourbe ou substrat à dégrader ou un mélange d'eux, . 10 kg de farine de cuir ou équivalent, . 10 kg de pulpe de marc de raisins. - Ajouter (96 heures comptées à partir du commencement de l'opera- ti-on) environ : . 250 kg de tourbe ou substrat à dégrader ou un mélange de ceux- ci. Entre ces étapes, on homogéneise le mélange par brassage. De temps à autre, on brasse le mélange pour faire dégager la cha leur produite dans celui-ci. Le levain est prêt à l'usage au bout de 9 à 10 jours. Pendant la préparation du levain et pour chaque étape à partir de 24 heures plus tard comptées à partir du commencement de L'opéra- tion, on peut ajouter soit de la tourbe, soit d'autre substrat à dégrader, soit un mélange de ceux-ci. En fait, le prélèvement des horizons Ao et Aoo contient plusieurs groupements de micro-organismes, chacune est spécialisée dans la dégradation d'un ou des types de produits que contient un substrat par exemple cellulose, hémicellulose, lignines, pectines, substances glucidiques, amylacées, protéiques, lipidiques, polyphénoli- ques, etc.. Le fait d'ajouter, pendant la préparation du levain, un substrat à dégrader de même sorte que celui qui est à dégrader par la suite par le dit levain favorise le développement de micro-organismes spécialisées dans la dégradation de produits contenus dans ce substrat et accélère l'opération de compostage. Le compostage est fait en incorporant une proportion de levain avec une proportion de déchets organiques à dégrader, on fournit l'humidité nécessaire pour aider au développement de micro-organismes. Les proportions de levain et de déchets peuvent varier suivant l'accélération qu'on veut donner à l'opération de compostage. On range les déchets organiques à dégrader et ensemencés par le levain dans un tas. Incorporer dans le mélange précédant les quantités suivantes pour chaque métre cube : - colomite : 5 kg, - azote organique : 4,4 kg, cet azote pouvant parvenir par exemple de la farine de cuir, - phosphore organique : 0,6 kg de provenance par exemple de la poudre d'os, - potassium organique : 0,7 kg de provenance par exemple de la pul pe de marc de raisins, - oligo-éléments su support de gypse : 3 kg, ce produit étant dis ponible sur le marché. Certaines matières précitées pouvant être supprimées, dans le cas où le substrat à dégrader contient suffisamment de matières semblables par exemple le potassium étant supprimé dans le compostage du marc de raisins. On les brasse de temps à autre pour les aérer : opération nécessai- re pour ie processus aerobie de dégradation. On maintient L'humidité à taux suffisant. Le compost est prêt à l'usage au bout de 45 à 90 jours. La durée de compostage est fonction de la température ambiante, de la sorte de déchets organiques à dégrader et des proportions de levain et de déchets organiques. La proportion de deux volumes de levain et la proportion 20 volume de déchets organiques à dégrader nous parait raisonnabLes de façon générale pour le compostage. La quantité d'humidité nécessaire pour le processus de dégradation peut être fournie sous forme d'eau chargée de stations d'épuration, cette eau étant chargée de matières organiques diverses souvent riches en azote qui seront dégrades sous l'influence du Levain Cette eau qui provient du nettoyage périodique de décanteurs des dites stations est chargée essentiellement en matière organique dégradee et en matière organique à dégrader. Cette dernière est constituée par la matière organique qui composait l'ensemble de micro-organismes existant dans les dites stations. Le rapport carbone/azote (C/N) du compost est réglable au choix. Ceci résulte de la liberté de choisir du substrat à dégrader grace à la faculté de dégradation globale et/ou orientée du levain. Dans ce qui suit, on donne trois exemples de compost, le premier est préparé à partir de la tourbe et du levain, le second est prk- paré à partir de marc de raisins et du levain et le troisième est préparé à partir d'un mélange de marc de raisins et de vinasses et du levai n. Les deux premiers composts sont légèrement acides,leur pH est inférieur à 7, le troisième est légèrement basique. La capacité totale d'échange, les concentrations des cations Ca++ calcium, Mg++ Magnésium, K+ potassium et Na+ sodium sont exprimées en milli-équivalents (meq). Par définition, l'équivalent de cations est l'ensemble de cations dont la charge globale est un coulomb. Les concentrations en fer "Fe", Manganese "Mn", zinc "Zn", cuivre "Cu" et Bore "B" sont exprimées en parties par million "ppm". Compost obtenu à partir de la tourbe : pH : 6,00 matière organique : 69,6 %, C/N : 24,8 X Capacité totale d'échange : 52,76 meq / 100 g Somme des cations : 34,87 meq / 100 g Ca++ échangeable : 26,00 meq / 100 g Mg++ échangeable : 5,01 meq / 100 g K+ échangeable : 2,59 meq / 100 g Na+ échangeable : 1,27 meq / 100 g P205 : 0,347 % Fe facilement extractible 310,3 ppm Mn++ 8,2 ppm Zn++ 5,3 ppm Cu++ 7,8 ppm B 2,0 ppm Compost obtnu à partir de marc de raisins : pH : 6,05 mati ère organique : 84,9 X C/N 20,2 Capacité totale d'échange : 77,04 meq / 100 g Somme des cations : 51,65 meq / 100 g Ca++ échangeable : 25,76 meq / 100 g Mg++ échangeable : 3,11 meq / 100 g K+ échangeable : 21,50 meq / 100 g Na+ échangeable : 1,28 meq / 100 g P205 : 0,839 X Fe faciLement extractible : 157,2 ppm Mn++ : 10,2 ppm Zn++ : 11,6 ppm Cru++ 14,3 ppm B : 2,8 ppm Compost obtenu à partir d'un mélange de marc de raisins et de vinasse: pH : 8,10 matière organique :76,9X C/N :14,0 Capacité totale d'échange:130,00 meq /1009 P205 : 0,900X K20 total : 3,1X MgO total : 1,2X Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Procédé pour préparer un compost constitué par des produits organiques évolués et stables utilisables par exemple comme support de culture horticole ou comme produit fortement humifié pour amendement humique dans le sol agricole, caractérisé en ce qu'il comprend deux phases :: - une phase pour préparer un levain possédant plusieurs groupe ments de micro-organismes, chacune étant spécialisée dans la dégradation d'un ou des types de produits que contient le substrat à dégrader par exemple cellulose, hemicellulose, lignines, pectines, substances glucidiques, amylacées, pro téiques, lipidiques, polyphénoliques, etc..., le développe ment d'une ou de certaines sortes des dits micro-organismes pouvant être accentué'donnant ainsi un levain contenant la globalité des micro-organismes mais orienté pour dégrader essentiellement certains des produits précités, - une phase de compostage à partir des déchets organiques à dégrader et du levain, les dits déchets pouvant être sous forme solide ou liquide. R2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisée en ce que la pha se de préparation du levain comprend les étapes suivantes a) prélever des horizons Aoo et Ao d'un sol à humus de type mull forestier acide et Le rapport carbone/azote (C/N) est environ de 15 à 20, ensemencer de façon à avoir un mélange avec le prélèvement précité un milieu solide composé de : glucose, peptone, oli go-élément, matière présentant une source énergétique et pouvant servir comme support pour les micro-organismes par exemple son et matière contenant du calcium et du phosphore par exemple poudre d'os, - humidifier suffisamment pour aider le développement de mic ro-organismes, . maintenir la température à 270C environ. b) Ajouter (24 heures et 48 heures plus tard) de la tourbe, du substrat à dégrader ou un mélange de ceux-ci, le marc de raisins et une matière contenant du collagène dénaturé ou non par exemple la farine de cuire, homogéneiser par brass-age et maintenir l'humidité à taux suffisant. c) Ajouter (96 h plus tard comptées à partir de commencement de l'opération) de la tourbe, du substrat à dégrader ou un mélange de ceux-ci. . homogéneiser et maintenir l'humidité à taux suffisant, . brasser le mélange de temps à autre, si nécessaire, pour faire dégager la chaleur produite dans celui-ci. Le Levain ainsi préparé, etant utilisable au bout du 9e au 10è jour. R3/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les com posants utilisés pour préparer le dit levain ont environ Les proportions suivantes ou leurs muliples : au commencement - 25 kg d'un prélèvement dans les horizons Ao et Aoo, - 40 kg de son ou équivalent, --500 g de glucose, - 50 g de peptone, - 5 kg de poudre d'os ou équivalent, et comme oligo-éléments - 2,5 mg de molybdate d'ammonium, - 2,5 mg de borate de sodium, - 2,5 mg de sulfate de cuivre, - 2,5 mg de sulfate de magnésium, - 2,5 mg de nitrate de cobalt et - 2,0 mg de sulfate de fer, * 24 heures plus tard : - 50 kg de tourbe ou de substrat à dégrader ou d'un mélange de ceux-ci, - 10 kg de farine de cuir ou équivalent, - 10 kg de pulpe de marc de raisins, * 48 heures plus tard comptées à partir du commencement de l'opé ration :: - 100 kg de tourbe, de substrat à dégrader ou d'un mélange de ceux-ci, - 10 kg de farine de cuir ou équivalent, - 10 kg de pulpe de marc de raisins, * 96 heures après le commencement - 250 kg de tourbe, de substrat à dégrader ou d'un mélange de ceux-ci. R4/ Procédé selon les revendications 2 et 3 caractérise en ce que pour préparer le levain, on utilise à la place de la totalité ou d'une partie de la tourbe, un substrat à dégrader de même sorte que celui qui est à degrader, par la suite, par le dit levain, en vue d'orienter le développement de micro-organisme spécialisés dans la dégradation du dit substrat. R5/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la phase de compostage comprend les étapes suivantes - incorporer une proportion de levain préparé selon le procédé avec une proportion de déchets organique végétaux ou un mélange de déchets organique végétaux et animaux de façon à avoir un mélange homogene, - incorporer dans le mélange précédant les quantités suivantes pour chaque métre cube : . colomite : 5 kg, . azote organique : 4,4 kg, cet azote pouvant parvenir par exemple de la farine de cuir, . phosphore organique : 0,6 kg de provenance par exemple de la farine d'os, potassium organique : 0,7 kg de provenance par exemple de la pulpe de marc de raisins, . oligo-éléments sur support de gypse : 3 kg, ce produit étant disponible sur le marché ; certaines matiéres précitées pouvant être supprimées, dans le cas ou le substrat dégrader contient suffisainnent de matiéres semblables par exemple le potassium étant supp rimé dans Le compostage du marc de raisins ; - ranger le tout sous forme d'un tas, - fournir la quantité nécessaire de L'humidité, - brasser de temps à autre, pour aérer, et maintenir L'humidité à un taux suffisant ; le compost ainsi préparé étant prêt à t'usage dans une du rée qui peut varier de 45 à 90 jours. R6/ Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que, pour la phase de compostage, la proportion du levain et la proportion des déchets organiques à dégrader sont variables. R7/ Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que pour La phase de compostage Le rapport en volume de déchets organiques à dégrader / levain est de l'ordre de 10. R8/ Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que pendant la phase de compostage, la quantité de l'humidité nécessaire pour la dite oréparation peut etre fournie sous forme d'eau chargée de stations d'épuration ou autres, cette eau étant chargée de matières organiques diverses, qui seront dégradées sous l'influence du levain. R9/ Compost préparé selon le procédé décrit dans les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le dit compost a un rapport carbo ne/azote (C/N) réglable au choix grâce à la faculté de dégra dation globale et/ou orientée du levain et compte tenu des substances à dégrader. R1O/Compost selon la revendication 9 préparé à partir de la tourbe et du levain caractérisé en ce qu'il a les caractéristiques suivantes pH : 6,00 matière organique : 69,60 % C/N : 24,8 % Capacité totale d'échange : 52,76 meq / 100 g Somme des cations 34,87 - 52,76 meq / 100 9 Ca++ échangeable 26,00 meq / 100 g Mg++ échangeable 5,01 meq / 100 g K+ échangeable 2,59 meq / 100 g Na+ échangeable ' 1,27 meq / 100 g P205 0,243 % Fe facilement extractible 310,90 ppm Mn++ 8,20 ppm Zn++ 5,30 ppm Cu++ 7,80 ppm B 2,00 ppm R11/Compost selon la revendication 9 préparé à partir de marc de raisin et du levain caractérisé en ce qu'il a les caractéristi ques suivantes pH : 6,05 matière organique : 84,9 % C/N : 20,2 Capacité totale d'échange : 77,04 meq / 100 g Somme de cations : 51,65 meq / 100 g Ca++ échangeable : 25,76 meq / 100 g Mg++ échangeable : 3,11 meq / 100 g K+ échangeable : 21,50 meq / 100 g Na+ échangeable : 1,28 meq / 100 g P205 : 0,839 % Fe facilement extractible : 157,2 ppm Mn++ : 10,2 ppm Zn++ : 11,6 ppm Cu++ : 14,3 ppm B : 2,8 ppm R12/ Compost selon la revendication 9 préparé à partir d'un mélange de marc de raisins et de vinasses caracterisé en ce qu'il a les cacactéristiques suivantes: pH : 8,1 Matière organique : 76,9X C/N : 14,0 Capacité totale d'échange : 130,0 meq/100 g P205 : 0,900 X K20 total : 3,1 X MgO total : 1,2 %