# Systèmes agri-alimentaires circulaires : valoriser les excrétats humains séparés à la source pour assurer la sécurité alimentaire et en eau sur les territoires

Tanguy Fardet, Mathilde Besson, Nicolas Bijon, Manuel Pruvost-Bouvattier

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

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Tanguy Fardet, Mathilde Besson, Nicolas Bijon, Manuel Pruvost-Bouvattier. Systèmes agri-alimentaires circulaires : valoriser les excrétats humains séparés à la source pour assurer la sécurité alimentaire et en eau sur les territoires. 2ème Congrès Interdisciplinaire sur l'Economie Circulaire (CIEC 2025), Université de Picardie Jules Verne [UPJV] ; Université de Lille [U-Lille], Sep 2025, Amiens, France. hal-05356164

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Submitted on 10 Nov 2025

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# Systèmes agri-alimentaires circulaires : valoriser les excrétats humains séparés à la source pour assurer la sécurité alimentaire et en eau sur les territoires.

T. Fardet<sup>a, b</sup>, M. Besson<sup>a, c</sup>, N. Bijon<sup>d</sup>, M. Pruvost-Bouvattier<sup>e</sup>

Auteur correspondant : tanguy.fardet@ens-lyon.org

Le système d'assainissement français actuel, fortement linéaire [1], atteint aujourd'hui ses limites. Les pertes de nutriments qu'il génère induisent une dépendance à des ressource fossiles, pour les engrais azotés, et minières, pour les engrais phosphatés, ressources qui ne sont que peu, voire pas, présentes sur les territoires français et européens. De plus, l'utilisation de chasse d'eau pour le transport des excrétats nécessite des prélèvements en eau importants et l'assainissement par égout conduit à une pollution des eaux et des sols par ses rejets. Des améliorations incrémentales de ce système semblent insuffisantes, même à court ou à moyen terme : la consommation énergétique des traitements nécessaire pour se conformer aux législations européennes est importante et la baisse tendancielle des débits des rivières due au changement climatique complique encore la situation ; même en cas de réussite, les traitements en station limitent fortement la récupération de l'azote [2] et la teneur importante en polluants des boues d'épuration rend leur valorisation agricole complexe. Enfin, les initiatives de type « REUT » – le réemploi des eaux usées traitées – en agriculture risquent d'empêcher le retour de l'eau au milieu aquatique sans pour autant assurer une bonne circularité des nutriments, l'azote ayant déjà été en grande partie perdu lors du traitement [1].

Pour répondre simultanément à ces enjeux, nous explorons le potentiel de la séparation à la source des excrétats humains et de leur revalorisation agricole pour assurer la sécurité alimentaire et en eau des territoires en :

* limitant les prélèvements en eau grâce à des sanitaires sans eau ou à micro-chasse,

* limitant la pollution de l'eau et des sols via une gestion séparée de l'égout et des autres eaux ménagères,

* assurant une circularité maximale des nutriments en les recyclant en engrais renouvelables et locaux pour l'agriculture

<footnote><sup>a</sup> TBI, Université de Toulouse, CNRS, INRAE, INSA, Toulouse, France</footnote>

<footnote><sup>b</sup> OCAPI, LEESU, École Nationale des Ponts et Chaussées, IP Paris, France</footnote>

<footnote><sup>c</sup> CRITT GPTE, INSA Toulouse, Toulouse, France</footnote>

<footnote><sup>d</sup> SOLAGRO, 75 Voie Toec, 31000 Toulouse, France</footnote>

<footnote><sup>e</sup> Institut Paris Region, Saint-Denis, France</footnote>
Un des verrous actuels de la mise en place de ces systèmes est la difficulté pour les acteurs à se projeter dans des scénarios de séparation des excrétats. La quantification des gisements de ces matières et les débouchés agricoles est difficile à prendre en main pour les acteurs des territoires. De plus, cette quantification des flux dépend du lieu de production (logement, lieu de travail...) et de l'échelle à laquelle travaillent les acteurs (projet immobilier, commune, zone de renouvellement urbain, région...).

Nous présentons donc un ensemble de méthodes pour évaluer les gisements de nutriments dans les urines et matières fécales de la population présente sur un territoire, via une analyse du métabolisme humain et urbain. Cette analyse passe par l'exploitation de bases de données compilées à partir de la littérature médicale et de données ouvertes statistiques et géographiques.

L'importance de la séparation à la source et de la valorisation agricole des excrétats est évaluée à différentes échelles territoriales, de la commune jusqu'au territoire métropolitain dans son ensemble (Fig. 1). En utilisant des données de suivi de l'assainissement, des prélèvements en eau, et de consommation en engrais de synthèse, nous montrons :

* la cohérence des résultats avec les données de l'assainissement [2] (Table 1)

* le rôle central que peuvent représenter les excrétats humains pour l'agriculture [3]

* les économies d'eau associées.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>**Fig. 1.** À gauche : évaluation des gisements sur le territoire de Toulouse Métropole combiné à la zone d'assainissement. À droite : distance parcourue par les engrais jusqu'à la parcelle agricole dans le cas d'une valorisation de l'intégralité des nutriments issus des excrétats humains, dans le paradigme agricole actuel. Hormis le cas des excrétats du pourtour méditerranéen, cette valorisation se fait généralement à moins de 50 km.</figcaption></figure>
<table><caption>**Table 1.** Comparaison entre les mesures des flux entrant pour les 3 principales stations d'épuration traitant les eaux usées de la métropole de Toulouse et le flux d'azote calculé en provenance des excrétats humains.</caption><thead><tr><th>Station d'épuration principale de Toulouse métropole</th><th>Flux entrant en station + pertes réseaux (tN/an)</th><th>Excrétats humain (tN/an)</th><th>% du flux entrant provenant des excrétats</th></tr></thead><tbody><tr><td>Ginestous Garonne</td><td>3040</td><td>2967</td><td>98%</td></tr><tr><td>Seilh</td><td>304</td><td>260</td><td>86%</td></tr><tr><td>Cugnaux</td><td>181</td><td>178</td><td>98%</td></tr></tbody></table>

Pour finir, la pertinence de ces nouvelles filières par rapport aux politiques territoriale existantes est discuté afin de mettre en évidence la manière donc elles peuvent être appropriées par différents acteurs, ainsi que les synergies possibles avec les filières existantes de gestion des biodéchets. Le cas d'étude du plateau de Saclay sera présenté en cohérence avec le Projet Alimentaire Territoriale (PAT) de la Plaine aux Plateaux et du Parc Naturel Régional (PNR) de la Haute Vallée de Chevreuse, cf. Fig 2. Ce travail permet de montrer les synergies possibles entre acteurs d'un territoire, lieux de collecte potentiels des excrétats (zone d'activité) et acteurs potentiels de filières en devenir (AMAP, site de compostage, méthaniseurs, etc).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Fig. 2.** Exemple de territoire propice mettant en évidence les acteurs institutionnels pertinents pour les collectivités (PNR : Parc Naturel Régional ; PAT : Projet Alimentaire Territorial), les opportunités de collectes dans les grands établissements, ainsi que les synergies possibles avec des acteurs locaux : stations de compostage et de méthanisation, Associations pour le Maintien d'une Agriculture Paysanne (AMAP).</figcaption></figure>
Références :

[1] T. Starck, T. Fardet, F. Esculier. *Fate of nitrogen in French human excreta: Current waste and agronomic opportunities for the future*. Sci. Tot. Env. **912**, 168978 (2023).

[2] Besson, M., Berger, S., Tiruta-barna, L., Paul, E., Spérandio, M., 2021. *Environmental assessment of urine, black and grey water separation for resource recovery in a new district compared to centralized wastewater resources recovery plant*. Journal of Cleaner Production 301, 126868.

[3] J. R. Mihelcic, L.M. Fry, R. Shaw. *Global potential of phosphorus recovery from human urine and feces*. *Chemosphere* **84**(6), 832–839 (2011)