Brevet FR2639344A1 — publié le 19900525

PROCEDE PERFECTIONNE DE COMPOSTAGE DE DECHETS VEGETAUX ORGANIOUES NATURELS. L'invention concerne un procédé perfectionné de compostage de déchets végétaux organiques naturels. Elle se rapporte également a une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Comme on le sait, le compostage est une opération qui consiste à transformer les déchets organiques vége- taux naturels, tels que par exemple des fumiers (mélange de paille et de déjections animales), de composts (mé- lange de résidus et de terres) ou de refus végétaux (légumes, betteraves..) pour les décomposer et les transformer en un engrais d'amendement des sols de culture. Pour ltessentiel, les procédés proposés jusqu'a ce jour consistent - tout d'abord, à laisser se décomposer la matiere sous l'action anaérobique de micro-organismes présents dans la matière même ou ensemences a cette fin - puis, a sécher la masse végétale décomposée - et enfin, a broyer la matière obtenue et t la conditionner. Cette technique, bien que largement exploitée, présente encore de nombreux inconvénients. On peut citer . une évolution incomplète des matières organiques, car le procédé est réalisé en plein air, ce qui entrain un effet de lessivage et un manque d'ae ration une population microbienne non contrôlée ; . le fait d'être difficile à conduire et de donner des produits peu homogènes enfin, un traitement qui s'effectue en milieu non pasteurisé du fait de la montée en température Insuffisante, ce qui entraîne la présence dans les milieux de bactéries nuisibles. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé perfectionné du type en question qui soit plus économique, plus facile d conduire et b contrler, et enfin donne d'excellents résultats tant en rendement quten qualité des produits. Ce procédé perfectionné de compostage de déchets végétaux organiques naturels, du type dans lequel : . on ensemence avec des bactéries la masse végetale à décomposer . on place cette masse sous torme d'andain dans un tunnel ou on la laisse se décomposer au contact de l'air et de la lumière . puis on sèche la matière décomposée obtenue . enfin, on broie cette matière et on conditionne la poudre obtenue1 se caractérise - d'une part1 en ce que pendant la phase de dEcom- position, on insufle de l'air au coeur de l'andain - et d'autre part, en ce que, lorsque la phase de décomposition est terminée, mais avant que ne commence la phase de séchage, on soumet la matière décomposée å une phase supplementaire de mûrissage en la reensemen çant avec des bactéries, puis en épendant le mélange en couche sous un tunnel, et en laissant cette couche évoluer au contact de l'air. En d'autres termes, le perfectionnement de linven- tion consiste - tout d'abord, a insuffler de l'air au coeur de l'andain de déchets végétaux organiques pour assurer une décomposition régulière et homogène de celui-ci sur toute son épaisseur et par lá, éviter la formation d'une crotte qui nuirait ou empêcherait la décomposition et également, a permettre d'assurer une chauffe au coeur même de l'andain - puis, à soumettre la matière des composés, entre la phase de décomposition mais avant la phase de sécha- ge, c'est-à-dire lorsqu'elle dans un état inerte, å une phase originale de mûrissage qui a pour effet de réintroduire de l'oxygène dans la masse et par la, favoriser l'activité des populations microbiennes qui activeront l'humidification du produit grâce à des réactions lents et par voie de conséquence, d'obtenir un rapport C/N voisin de 10, donc comparable à celui de l'humus naturel du 501î ce qui permet ainsi d'obtenir un milieu riche en micro-organismes, favorable pour la tertilite des sols et d'obtenir une matière riche en humus et en acides humiques. Avantageusement, en pratique - on utilise les memes bactéries pendant la phase de décomposition et pendant la phase de mtlrissage ; de préference, on tait appel a des bacteries cellulolytiques - la phase de décomposition comprend essentiellement trois phases distinctes, à savoir une phase mésophile d'une température infé rieure å 500C et qui dure quelques heures (de une à six heures) . une phase thermophile de 50 à 750C qui voit se multiplier les bactéries thermophiles, puis des bactéries sporulées et dure de l'ordre de dix jours1 enfin, une phase de refroidissement de 750C à 400C, qui dure également de l'ordre de dix jours et intervient lorsque les matières biodégradables sont pratiquement toutes consommées et qu'apparaissent des cham pignons ; - pendant toute la phase de décomposition, on insufle de part en part dans l'andain de l'air surpressé ; - -la poudre obtenue après broyage est soit utilisée en l'état, soit mélangée å des organo-mineraux et ce mélange est soit directement conditionné soit transformé en granules ; - la phase de granulation s'ettectue par tout moyen approprié, notamment en ajoutant la matière de l'urées raison de vingt-cinq kilos par tonne de matière, atin de stabiliser les granules et empêcher l'apparition de moisissures ; ; - enfin, l'ensemble des dltterentes phases settec- tue comme dejà dit sous tunnel et sur des surfaces dures, lisses et propres, par exemple en béton, ce qui facilite l'entretien, l'écoulement de jus et évite la presence de terre ou de cailloux dans le compost. La maniere dont l'invention peut ëtre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donne a titre indica- tit et non limitatif, à l'appui de la tigure unique annexee qui est un diagramme des principales sequences du procède pertectionné de l'invention. D'une maniere connue, on mélange des grumiers, des déchets organiques ou des retus végétaux (betteraves, vignes..) (1X, auxquels on additionne a î'épandeur å nerse (2 > une composltlon appropriée de poudre de bac téries () et ce, a raison de trente kilos de bactéries pour quarante tonnes de matières végétales à décomposer. Cette poudre de bactéries (3) comprend essentiellement un mélange de dittérentes souches de bactéries cellulolytiques. Le mélange (21 homogène obtenue est répandu sur un sol bétonné, et est ensuite conforme en andain par un calibreur d'une épaisseur de 1,50 mètre environ sur une longueur d'environ quinze mètres. Cet andain (4) est placé sous un tunnel ou il est soumis a l'action dé l'air et de la lumière. Avantageusement, les parois du tunnel sont en polycarbonate transparent traité en surface.-Au bout de vingt-quatre à quarante-huit heures, la température au coeur de l'andain s'élève tres rapidement à une température voisine de 750C, ce qui active rapidement la décomposition. Le fait de travailler sous un tunnel permet un compostage a l'abri des intempéries et par voie de conséquence, de ne pas bloquer l'aération et ne pas freiner la montée en température de l'andain.On évite ainsi egalement des lessivages importants en élé- ments minéraux, en azote en particulier, donc on obtient un produit plus riche. En outre, on préserve la chaleur dégagee, ce qui favorise la montée en température. Le tunnel est avantageusement comme déa dit, en polycarbonate traite pour éviter le passage des ultra-violets, ce qui protège les bactéries et améliore leur etticaci- te. Selon une premiere caractéristique de l'invention, on insutle de part en part au coeur mme ae l'andain de l'air surpressé [100 a 150 mm de mercure) provenant d'un surpresseur (b) et ce, grace a des sondes disposées regulierement tous les metres le long de cet andain (4) Dans une variante, on peut insufler de l'air au moyen d'une gaine incorporée dans le sol même.La phase de décomposition (4,b) comprend essentiellement trois phases distinctes, å savoir - une phase mesophile Jusqu'à 380C, voire 500C, as surée par les bactéries mésophiles qui sont erticaces Jusqu'a cette température ; cette phase dure quelques heures (huit heures par exemple) et permet d'assurer une montée rapide en température - puis, une phase thermophile de 35 b 750C au cours de laquelle se multiplient les bactéries thermos philes jusqu'à 600C, puis les actinomycetes, puis les bactéries sporulées Jusqu'å 'Ib C ; cette phase dure de l'ordre d'une dizaine de jours - enrin, une phase de refroidissement de 75 à 400C qui dure également de l'ordre de dix jours lorsque les matières biodégradables sont en majorité consommées et au cours de laquelle on voit apparaître des champignons. Pendant toute cette phase de décomposition de l'an dain (4) dans le tunnel, on n'effectue aucune autre intervention que l'insuttlation de l'air (b), par exemple a raison de un quart d'heure toutes les six heures. On obtient alors des blocs compacts de tumier noir, dans lesquels toutes les pailles ou analogues sont detruites. Selon la seconde caractéristique de l'inventlon, on saupoudre ces blocs d'une poudre de bactéries (6) identique a (3) et ce, à raison de dix kilos de poudre de bactéries pour quarante tonnes. On répand ensuite les blocs ensemencés sous un tunnel () sur sol ciment et ce, sur une épaisseur de quarante centlmètres environ. Ce tunnel () est analogue au précédent. On laisse cette phase de mQrissage (7 > evoluer a l'air et a la lumiere pendant dix jours environ sans ettectuer aucune intervention. Le matériau réensemencé müri (7) est ensuite séché (8) dans des conditions connues, notamment grâce å l'installation décrite dans la demande de brevet fran çais 87.08 410 du 12 Juin 1987. Cette phase de sechage a essentiellement pour but d'amener la teneur en eau dans le produit fini en-dessous de 40 %, ce qui permet de dominer les trais de transport de la matière rinie; d'autoriser un épandage direct par tous les types d'épandeurs commercialisés et enfin, de favoriser la granulation. Cette phase de séchage (8) est effectuée avec recirculation de l'air par aspiration et réintroduction dans les goulottes qui servent également d l'évacuation des Dus produits. Cette recirculation de l'air chaud favorise le séchage et l'aération du produit et permet de bien contrôler le taux d'humidité. On laisse la matière évoluer pendant une dizaine de jours environ d température ambiante. Toutefois, pour améliorer et homogénéiser la phase de séchage, et favoriser l'aération du produit, tous les trois jours, on retourne la matière au moyen d'une herse d hérisson. Comme des dit, dans toutes les phases essentielles du procédé, c'est-a-dire lors de la phase ae decomposi- tion (4), de mûrissage (71 et de sechage (8), le sol doit entre le plus propre possible pour éviter toute souillure dans le compost fini. C'est la raison pour laquelle avantageusement, le sol est bétonne. La matiere obtenue est ensuite broyée au mélangeur- émietteur (9), par exemple du type de celui qui est décrit dans la aemande de brevet trançais 83/02 2Sb. On obtient alors une poudre noire seche ayant environ 35 t d'humidité. Selon les applications finales envisagées, on peut additionner a cette poudre des organo-minéraux (10) et ce, en fonction des formulations recherchées. Ce mélange s'effectue avantageusement dans une toupie tournante ou dans un malaxeur. Dans une variante, on peut également ajouter de l'urée a raison de vingt-cinq kilos par tonne de matiere. Selon le cas, le mélange (9) est directement conditionné en sacs (11) ou est transformé en granulés (12) qui sont ensuite conditionnés en sacs (lll. La phase de granulation s'effectue dans les conditions habituelles. Avantageusement, on opère a froid sans adjonction de vapeur d'eau ni d'autres matières tels que plâtre, gypse et ce, atin de ne pas affecter mais de bien preserver la vie microbienne. Le procédé de compostage selon l'invention presente de nombreux avantages par rapport b ceux commercialises a ce Jour. On peut citer - sa simplicite de mise en oeuvre, - son indépendance vis-a-vis des conditions clima tlques, grace a l'utilisation de tunnels, ce qui permet de bien martyriser et contrôler le proceae - la possibilite d'obtenir un produit regulier sur le plan physique et chimique1 riche en micro-organismes, en matières humitiables et en sels minéraux, et suttl- samment sec, et dont la composition et les proprietes sont proches de celles de l'humus naturel - la transformation totale des matières organiques traitées, - l'élimination des pesticides herbicides et des micro-organismes pathogènes et des semances nuisibles grâce à la montee en température dans les tunnels - une excellente et longue stabilité des granules - et enfin, une bonne désagrégations dans les sols. REVENDICATION'S 1/ Procede perfectionné pour le compostage de dechets végétaux organiques naturels (1), du type dans lequel - on ensemence avec des bactéries (3) la masse vegetale (1) å decomposer - on place cette masse (2) sous forme d'andain (4 dans un tunnel, ou on laisse se décomposer au contact de l'air et de la lumière ; - puis, on sèche (8') la matiere decomposee obtenue;; - enfin, on broie (91 cette matière et on condi tionne {11,12) la poudre obtenue, caractérisé - d'une part, en ce que pendant la phase de décomposition t4), on insuffle de l'air (b) au coeur de l'an dain - et d'autre part, en ce que lorsque la phase de décomposition (4) est terminée, mais avant que ne commence la phase de séchage (8), on soumet la matière décomposée a une phase de mQrissage (7) en la réensemen çant avec des bactéries (6), puis en épandant le mélange en couche sous un tunnel, et en laissant cette couche évoluer au contact de l'air. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que pendant la phase de décomposition (3,4 > et pendant la phase de mûrissage (6,7), on utilise des bactéries cellulolytiques. 3/ Procède selon la revendication 1, caractérise en ce que la phase de décomposition (4) comporte trois phases successives distinctes, d savoir - une phase mésophile dont la durée est de quelques heures et au cours de laquelle la température s'élève Jusqu'å 500C - puis, une phase thermophile dont la durée est de tordre de quelques jours et au cours de laquelle la température s'élève de 50 å 750C ; - enfin, une phase de refroidissement dont la duree est également de l'ordre de quelques jours, et au cours de laquelle la température s'abaisse de 75 C å 40oC. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant toute la phase de décomposition (4X, on insufle de part en part dans l'andain de l'air surpressé à raison de un quart d'heure toutes les six heures pendant huit jours. 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que la poudre broyée t9) est mélangée avec des organo-mineraux (10) et éventuellement de l'urée. 6/ Procéde selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mélange de poudre de compost (9) est transformé en granulés (12) ê température ambiante, sans adjonction de vapeur d'eau. .1/ Installation pour le compostage de déchets végétaux organiques naturels selon l'une des revendications 1 å 6, caractérisée en ce qu'elle comprend - un système pour mélanger la masse végetale (1) å décomposer avec des bactéries (3) ; - un système calibreur pour conformer ce mélange (2) en un andain ; - un tunnel (4) pour recouvrir cet andain ; - un moyen pour injecter de l'air surpressé (5) de part en part au coeur même de l'andain (4) ; - un moyen pour melanger une poudre de bactéries (6) au fumier obtenu - un moyen pour repandre ce fumier ensemence sous un tunnel (7) de mûrissage, équipé d'un moyen de recirculation de l'air par aspiration et recir culation (8) ; ; - un moyen de conditionnement en sacs (11) ou en granulés (12).