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La réutilisation des eaux usées agricoles

 

L’utilisation d’effluents en irrigation permet d’éliminer les eaux usées et de favoriser le développement économique. Apporter les effluents par des pivots est à la fois courant et efficace.

Autrefois, les déchets provenant du bétail étaient essentiel­lement manipulés sec ou sous forme de boue très épaisse.

À différentes périodes de l’année, ces déchets étaient épandus sur les champs sans vraiment prendre en compte leur impact sur le sol ou sur les eaux de surface et sans connaître les quantités en éléments nutritifs apportées par rapport aux besoins de la culture.  L’introduction du Clean Water Act* vers les années 70 ainsi que d’autres actions législatives ont conduit à une situation très différente. Aujourd’hui, de plus en plus, le producteur d’effluents ne possède pas de terres ou de surfaces suffisantes et doit travailler avec des fermes voisines pour s’en débarrasser. Actuellement, les exploitations laitières sont confrontées à une législation régionale et nationale extrêmement stricte en ce qui concerne l’épandage du fumier et du lisier.  Ces épandages, effectués de façon efficace et rentable sont une des premières préoccupations d’un éleveur laitier.

 

L’épandage d’effluents avec des équipements d’irrigation mobiles, comme les pivots et les rampes frontales a été utilisé avec succès depuis plusieurs années.

 

Depuis le début des années 80, les équipements et les techniques d’irrigation avec des eaux traditionnelles ont énor­mément changé et plusieurs de ces changements ont été pris en compte dans les équipements mécanisés utilisés pour les apports au champ (Gilley 1983).

Bien que ces changements aient apporté des améliorations signi­ficatives, d’autres ques­tions ont dû être prises en compte, particu­lièrement la perception du public vis-à-vis des sys­tèmes d’apport au champ. Les systèmes mobiles d’irrigation ont été utilisés pour l’épandage des eaux usées pro­venant des munici­palités, de l’industrie ou de l’agri­culture. L’irri­gation mécanisée, en rai­son de ses caractéristiques, est considérée comme ayant de nombreux avantages pour ce

type d’application. Les fac­teurs les plus inté­ressants sont une main-d’œuvre ré­duite, l’uni­for­­mité d’apport, la facilité de traiter de grands volumes d’ef­fluents et sur­tout la possibilité d’agir activement sur le déve­lop­pement des cultures avec un impact négatif minimal. Les pivots peu­vent fonctionner durant des pério­des où les condi­tions climatiques sont défavorables, ce qui peut s’avérer diffi­cile voir impos­sible avec les techniques conven­tionnelles d’épandage d’eaux usées qui nécessitent l’utilisation de trac­teurs et d’autres équipements pour se déplacer dans les champs.

La possibilité d’utiliser les pivots qui se déplacent dans les champs pour épandre a été la solution la plus souvent retenue.?Cependant,?l’em­bour­­­bement a été un pro­blème et rapidement les pivots, d’une façon générale, ne fonctionnaient plus selon un cercle complet à cause de zones détrempées. L’ajout de systèmes particuliers pour limiter l’embourbement sur certaines unités motrices permit de minimiser cet inconvénient.

L’épandage, utilisant des équipements mécaniques d’irri­gation mobiles a montré des avantages réels dans de nombreux projets de réutilisation des effluents. Une des clefs de la réus­site d’un projet est une approche intégrée de l’étude combinant le matériel, les principes agronomiques, la gestion et le voisi­nage en accord avec le producteur d’effluent.

 

L’épandage du lisier par pivots sur de grandes parcelles, présente plusieurs avantages par rapport à l’épandage par citerne.

 

Il n’y a pas de passages répétés sur le sol et donc pas de compactage, on va donc pouvoir faire un passage en pré-semis ou pré-émergence lorsque le sol est sensible. Une double utilisation, épandage - arro­sage est possible. La durée de l’épandage est réduite ce qui permet d’économiser du temps. La capacité d’épandage permet de hauts débits et le coût est concurrentiel à partir de 15 000 m3 à épandre.

Passer au printemps en pré-émergence maximise le potentiel ferti­lisant du lisier. Avec une précaution : lorsque le maïs est au stade 4/5 feuilles (certains vont à 6/7), il vaut mieux opérer par temps couvert pour éviter de brûler la plante. Le produit à épandre étant acide et comportant des particules, le pivot doit être adapté à cette utilisation. Le lisier passera dans des tubes en PVC ou polyé­thy­lène, les arroseurs seront en thermo­plastique (pas de bronze pour éliminer les phénomènes d’électrolyse) avec ressort inox pro­tégé, les canons seront anodisés ou en inox. L’épandage du lisier est une opération de fertilisation, on va donc rechercher une répartition le long du pivot la plus uniforme possible. Les tubes du pivot doivent être revêtus intérieu­rement par un « liner » en polyéthylène. Il faut mettre un canon par travée avec des buses de plus en plus grosses en s’éloignant du centre.

 

 

Les paramètres clés d’un bon système d’épandage.

 

Le système d’épandage doit s’adapter au contexte existant et/ou au processus de traitement, les terres disponibles doivent être suffisantes pour recevoir les éléments nutritifs prévus et la charge hydraulique, et doit pouvoir être modifié dans l’avenir. L’étude doit prendre en compte les contraintes locales comme l’odeur, l’impact visuel sur le paysage etc. Le projet doit être revu périodiquement pour s’assurer que son fonctionnement est en accord avec les données de base et les besoins des participants, une formation continue doit être mise en place pour le personnel de la société d’ingénierie afin qu’il connaisse les équipements,

les notions de base et les éléments agronomiques dans le

cas d’un système d’épandage d’effluent.

Pour les pivots, les éléments essentiels sont les suivants :

La possibilité d’épandre de très petites quantités d’effluent pour faciliter la gestion des bassins (vitesse élevée du pivot), le contrôle et la surveil­lance à distance (sys­tèmes tels que Field Sentry, Tracker ou autres, panneau de contrôle avec capteurs de vent, de pluie ou autre). On doit également porter une attention particu­lière aux ensembles d’asper­seurs (écar­tement entre asper­seurs aussi large que possible pour utili­ser des buses de gros diamètre, utilisation de régu­la­teurs ou de buses autorégu­lantes afin de déterminer les consé­quences en cas de non-utili­sation de régulateur et d’étu­dier les options propo­sées par les fabricants d’as­perseurs) et l’utilisation des techniques évitant l’embour­bement (trois roues motrices, chenilles sur les unités motrices).

En utilisant les pivots, on peut gérer le niveau des bassins de réception pendant toute la durée de la culture, en pompant l’eau en fonction des besoins, à la différence des épandeurs usuels.

Les pivots permettent à l’éleveur d’arroser les cultures au moment où elles utiliseront au mieux l’eau et les éléments fertilisants pour maximiser la production d’aliment pour le bétail.

Certains pivots sont conçus pour s’adapter au mieux aux dimensions et aux formes des parcelles et on peut leur adjoindre de nombreuses options pour mieux répondre aux besoins de l’exploitation. La longueur d’un pivot standard est d’environ 400 m (approximativement ½ mile) et il couvre une surface de cinquante hectares. Une parcelle qui ne peut être irriguée avec un pivot plein cercle peut l’être avec un pivot à secteur.

 

La conception d’un pivot doit prendre en compte, la nature des éléments solides contenus dans l’effluent et les caractéristiques du sol et des cultures qui vont être mises en place.

 

Pour une irrigation sans problème, le fumier doit être traité en conséquence. Le lisier doit être homogénéisé par agitation ou pompage et subir ensuite une séparation. En plus de déterminer le moment opportun des apports, il est également important de s’intéresser à la composition en éléments fertilisants du lisier, de connaître ses teneurs en phosphate, potassium et nitrates et au besoin de le mélanger avec de l’eau. Le lisier peut également être épandu non dilué mais en pratique il est conseillé de le mélanger avec de l’eau. L’épandage doit se faire aussi près du sol que possible pour éviter les mauvaises odeurs et réduire les pertes de fertilisants.

De plus il existe des buses spéciales pour l’épandage du lisier mais leur utilisation n’est pas nécessaire si au préalable le lisier a subi une séparation.

Après avoir épandu du lisier, nous conseillons de rincer les canalisations avec de l’eau claire. Afin d’éviter que le lisier qui, selon sa valeur de pH est plus ou moins agressif, corrode les matériaux galvanisés, la plupart des fabricants proposent des revêtements spéciaux pour toutes les parties en contact avec l’eau.

Les particules solides contenues dans le lisier dépendent de la méthode utilisée par le fermier pour manipuler le fumier. Afin de sélectionner les caractéristiques propres au pivot d’irrigation selon le type d’effluent utilisé il faut s’interroger sur les points suivants :

Quelle est la méthode utilisée pour enlever le fumier des étables : par jets ou par raclage ? Quel est le type de litière utilisé ? Quel type de filtration est utilisé pour les parties solides : filtration mécanique ou gravité ? Est-ce qu’une partie de l’eau est recyclée pour le nettoyage ? Quels sont la taille, la profondeur et le nombre de bassins de réception ? L’eau sera-t-elle pompée en surface ou vers le fond des bassins de réception ?

La connaissance du système de récupération des parties solides et du pourcentage de particules apportées au pivot par pompage permet de sélectionner le matériel d’aspersion le mieux adapté à l’épandage des particules solides contenues dans l’eau avec un risque minimal de colmatage des buses.

Il est important pour calculer le débit d’un pivot de connaître les différents types de sol de la parcelle car ils déterminent non seulement la valeur de la hauteur d’eau apportée mais également la pluviométrie instantanée de l’irrigation. Lors de l’arrosage, la sélection d’un débit donnant une pluviométrie instantanée (mm/h) proche de la valeur d’infiltration de l’eau dans le sol diminue les risques potentiels de ruissellement.

Les apports d’eau par un pivot peuvent être modifiés au niveau du panneau de commande selon la demande en eau de la culture et le niveau d’humidité du sol de façon à réduire les risques de formation de flaques et de ruissellement en surface, une nécessité absolue lorsque l’on irrigue avec du lisier. Une programmation de l’irrigation, qui satisfait au mieux les besoins de la culture en eau et en éléments fertilisants pendant sa période de développement réduit les possibi­lités de déplacement des nutriments dans le profil du sol et diminue ainsi les risques de pollution des eaux souterraines et superficielles.

 

 

Les pivots donnent aux éleveurs la possibilité d’utiliser au mieux les effluents de façon efficace et économique et, dans un même temps de tirer partie des éléments fertilisants pour la production d’alimentation pour le bétail.

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