Savoir transformer les résidus d’élevage en produits à valeur économique et écologique

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Alors que se multiplient les approches écologiques pour réduire l'impact des activités humaines sur l'environnement, le Centre de recherche et de développement d'Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) à Sherbrooke (au Québec) continue d'innover en la matière.

Les scientifiques poussent plus loin la vaste expérience du centre de recherche en valorisation des fumiers et des lisiers grâce à la Plateforme de recherche technologique sur les effluents d'élevage. Cette dernière est supportée par une nouvelle installation de biométhanisation, appelée biodigesteur, utilisant des micro-organismes tels que des bactéries pour décomposer et faire fermenter les matières organiques.

Leur principal objectif : créer les meilleurs procédés possibles, parfaitement adaptés aux besoins d'une ferme laitière ou porcine de taille moyenne, pour convertir les fumiers, les lisiers et autres résidus agricoles en bioénergie et en bioproduits (sous-produits) de grande valeur économique.

Le biodigesteur en action

Pendant un processus de biométhanisation, des communautés de micro-organismes, telles que des bactéries, coopèrent ensemble pour digérer et transformer les effluents d'élevage (lisiers, fumiers et autres résidus agricoles) en de nouvelles composantes réutilisables.

Le fonctionnement du biodigesteur du Centre de recherche et de développement d'AAC à Sherbrooke est unique. La biométhanisation s'y fait à basse température (20 à 25°C) et elle s'appuie sur l'activité de bactéries dites « anaérobies », parce qu'elles décomposent la matière organique en absence d'oxygène.

Plusieurs familles de bactéries anaérobies entrent en action à tour de rôle pendant le procédé de biométhanisation.

  1. Certaines démarrent la fermentation en digérant les particules solides (protéines, matières grasses et sucres), ce qui émet des composés volatils responsables des odeurs.
  2. D'autres bactéries se nourrissent ensuite des composés volatils, ce qui produit de l'acétate (communément appelé vinaigre).
  3. Pour terminer la biométhanisation, deux types de bactéries spécialisées coopèrent ensemble pour produire du biogaz, dont le méthane.

Les scientifiques en action

Dans le cadre de la Plateforme de recherche technologique sur les effluents d'élevage, des chercheurs d'expertises complémentaires et leurs équipes mettent en commun l'ensemble des connaissances et des outils technologiques pour répondre aux objectifs suivants.

  1. Découvrir comment assurer une biodigestion optimale des fumiers, lisiers et résidus agricoles. Les façons de faire devront permettre de produire le plus de biogaz (méthane) possible pour récupération, générer des bioproduits de grande valeur économique, réduire les odeurs et éliminer le plus possible les agents pathogènes responsables de maladies.
  2. Explorer diverses façons de réutiliser et de valoriser chacun des bioproduits issus de la biodigestion.
  3. Faire des analyses économiques sur la viabilité commerciale d'un biodigesteur, et développer des outils qui permettront d'évaluer la valeur monétaire des bioproduits et l'impact environnemental de ce genre d'installation.

Lorsque les travaux de recherche seront plus avancés et transférés aux secteurs de l'élevage, les résultats pourront aider les agriculteurs et agricultrices à prendre une décision éclairée au sujet de l'implantation d'un biodigesteur sur leur ferme.

De nombreux avantages

Un biodigesteur de type anaérobie permet de créer trois types de bioproduits ayant une valeur économique intéressante :

  • Du biogaz (méthane) récupéré pour produire de l'électricité, ou réutilisé à la ferme comme source de chaleur;
  • Des liquides hautement fertilisants et pauvres en phosphore, comme engrais à épandre sur les terres agricoles;
  • Des résidus solides à utiliser soit comme matières fertilisantes, soit comme litière pour les animaux.

Autre avantage, il diminue le méthane émis dans l'environnement en le valorisant comme source de biogaz. Il réduit aussi une grande partie des mauvaises odeurs lors de l'épandage du digestat (nom donné aux résidus du processus de biométhanisation). Le fait qu'il fonctionne à basse température requiert moins d'apports d'énergie extérieure pour maintenir une température de fonctionnement que d'autres procédés de biométhanisation. Enfin, ce biodigesteur est efficace pour transformer plusieurs types d'effluents – comme ceux des élevages de porc, de vache ou de volaille −, de même que des matières résiduelles d'entreprises agroalimentaires.

Les découvertes de cette plateforme de recherche ont donc tout le potentiel de faire une grande différence pour l'avenir. Les fermes de taille moyenne pourraient améliorer leur empreinte écologique en réduisant l'émission d'un gaz à effet de serre (le méthane) de leur élevage, tout en ayant des avantages économiques en retour. Voilà un bel exemple de science d'AAC aidant le secteur agricole canadien à contribuer à l'atténuation des changements climatiques.

Principales découvertes/avantages

  • Des chercheurs d'Agriculture et Agroalimentaire Canada à Sherbrooke (Québec) unissent leurs efforts pour mettre au point les meilleurs procédés possibles permettant de convertir les fumiers, les lisiers et autres résidus agricoles en bioénergie et en bioproduits (sous-produits) de grande valeur économique.
  • Le biodigesteur de haute technologie utilisé par les chercheurs pour faire de la biométhanisation est unique. Il fonctionne à basse température (20 à 25°C) et s'appuie sur l'activité de bactéries dites « anaérobies », qui décomposent la matière organique en absence d'oxygène.
  • Ce biodigesteur permet de créer trois types de bioproduits : du biogaz (méthane) comme source d'électricité ou de chaleur, des liquides hautement fertilisants utilisables comme engrais et des résidus solides utiles comme matières fertilisantes ou litière pour les animaux.
  • Les découvertes de la Plateforme de recherche technologique sur les effluents d'élevage pourraient permettre aux fermes de taille moyenne de réduire l'émission de méthane de leur élevage, tout en réalisant des avantages économiques.

Galerie de photos

Les trois chercheurs principaux de la plateforme technologique qui utilise le biodigesteur pour mettre au point de meilleurs procédés de biométhanisation : Bernard Goyette, Guylaine Talbot et Rajinikanth Rajagopal (de gauche à droite).

Le biodigesteur construit au Centre de recherche et de développement de Sherbrooke est unique car il fonctionne à basse température (20 à 25°C). Il requiert moins d’apports d’énergie extérieure que d’autres procédés de biométhanisation.

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