Evaluation de la technique d'aération afin de traiter les effluents d'élevage

La production porcine entraîne des conséquences nuisibles pour l'environnement dont certaines sont bien identifiées, comme les émissions d'ammoniac et de gaz à  effet de serre ou la pollution des eaux. Plusieurs filières de traitement ont été proposées pour limiter les pollutions émises par les effluents d'élevages. Parmi celles-ci, le traitement aérobie, couramment utilisé pour la dépollution des eaux urbaines, est une filière intéressante à  explorer. L'objectif de cette étude est d'évaluer la pertinence de l'utilisation de la digestion aérobie lorsqu'elle est appliquée au traitement du lisier de porc. On a donc cherché à  déterminer dans quelles conditions il était approprié d'appliquer ce type de traitement au secteur de l'élevage. Le travail de thèse est fondé sur les recherches effectuées par l'auteur de 1990 à  2005 au Silsoe Research Institute, centre de recherche situé à  Bedford, au Royaume Uni, et, depuis 2005, au sein de l'unité GERE du Cemagref de Rennes. Dix publications ont été sélectionnées pour illustrer ces travaux, dont neuf avec comité de lecture. La 10e publication est extraite d'un livre de référence édité par l'auteur. L'aération représente le traitement le plus efficace pour éliminer la charge organique ainsi que les odeurs désagréables. L'oxydation convertit en effet la majeure partie des composés responsables des odeurs nauséabondes en sous-produits non odoriférants tels que le dioxyde de carbone et l'eau. Un traitement aérobie appliqué pendant un jour est déjà  suffisant pour éliminer les odeurs issues des déjections animales mais le stockage de l'effluent pendant plusieurs semaines nécessite un traitement plus poussé d'une durée minimale de 5 à  6 jours. Le traitement aérobie, dont les cinétiques de dégradation sont plus rapides que celles de la digestion anaérobie, permet l'élimination totale de la teneur en demande biologique en oxygène sur cinq jours (DBO5) grâce à  un apport spécifique en oxygène. La chaleur libérée et la présence d'oxygène peuvent conduire à  une élimination rapide de certains pathogènes. Le traitement aérobie des effluents permet d'éliminer l'ammoniac sous forme de N2 grâce à  l'alternance de phases aérobies et anoxiques. Cependant, le mécanisme de nitrification/dénitrification peut entrainer des émissions importantes de N2O, gaz associé à  l'effet de serre et à  la destruction de la couche d'ozone. Le N2O peut aussi être libéré lorsque la nitrification est incomplète ou lorsque le temps de séjour est inférieur à  3 jours ce qui limite la multiplication des bactéries nitrifiantes autotrophes à  croissance lente (à  l'exemple de Nitrosomonas). Le traitement aérobie facilite la décantation et ainsi l'élimination du phosphore et des métaux lourds insolubles. Malgré son efficacité, l'aération reste une filière de traitement marginale pour les effluents d'élevage, principalement en raison de son coà»t. Elle est pourtant particulièrement intéressante lorsque l'objectif est de réduire la charge organique ou la teneur en azote des effluents. Lorsque l'objectif est clairement identifié, il est possible de comparer plusieurs systèmes entre eux (ou plusieurs façons de gérer un même système) et donc d'optimiser la filière. Cependant, en l'absence de subventions, même avec un coût réduit, cette filière de traitement reste trop onéreuse pour la majorité des éleveurs.