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Goutteurs injectés biodégradables cylindriques et plats

 

La quantité de déchets plastiques agricoles produits en 2008 par les 27 pays de l’Union Européenne, Norvège et Suède compris, était de 1 243 millions de tonnes (Mt). 53,6 % de cette production a été jeté. Le reste, soit 46,4 %, a été récupéré : 262 000 tonnes (21 %) ont été recyclées mécaniquement et 315 000 tonnes valorisées sous forme d’énergie. La quantité de déchets générée par les tuyaux et les accessoires d’irrigation représentaient 200 000 tonnes1.

 

Les produits biodégradables sont une possibilité pour mieux recycler des matériaux utilisés en agriculture. Le compostage, transformation organique en compost, de matériaux ou de déchets, par un processus biologique aérobie, améliore grandement le sol. Cette technique se situe dans les directives européennes2 sur les déchets, pour le recyclage des matériaux, juste après leur réutilisation, option la plus favorable, mais avant l’incinération (même s’il y a récupération d’énergie). 

 

Pourquoi du matériel de micro-irrigation compostable ?

Les systèmes d’irrigation habituels sont fabriqués à partir de polyéthylène, provenant lui-même de ressources fossiles et non dégradables dans un environnement naturel. En fin de vie, ce matériel doit être désinstallé et la meilleure façon de le traiter est de le collecter et de le recycler en un nouveau système d’irrigation ou en d’autres produits. Cependant, dans de nombreux cas, ceci n’est pas possible car ce matériel est trop pollué ou le site de retraitement est trop éloigné de la ferme, ce qui entraîne des coûts de transport élevés.

1. Plastic Waste in the Environment, BioIntelligence Service, http://ec.europa.eu/environment/waste/studies /pdf/plastics.pdf

2. Directive 2008/98/EC on waste (Waste Framework Directive)

Dans ces cas, le matériel peut être brulé dans un centre industriel d’incinération (avec contrôle des émissions), mais parfois il est juste enfoui ou brulé sur place par l’agriculteur lui-même avec des conséquences négatives importantes sur l’environnement. C’est pourquoi, comme alternative, on a développé des matériels d’irrigation biodégradables. Ces matériels sont collectés en même temps que les résidus de récolte et traités dans une usine de compostage. Ce traitement biologique efficace des déchets organiques, qui a un certain coût, donne un compost de qualité qui, épandu sur les champs de l’exploitation agricole, permet d’améliorer le sol.

Une collaboration entre les sociétés espagnoles Extruline Systems et AIMPLAS, la société israélienne Metzerplas et la société belge OWS a abouti au développement d’un système de micro-irrigation biodégradable. Ce projet a reçu un financement du programme cadre de la compétitivité et de l’innovation de la Communauté européenne (CIP/2007/2013), sous la convention de subvention ECO/12/332883 (DRIUS3).

 

3. www.drius.eu

 

Installation et tests au champ

La géométrie des goutteurs est importante pour avoir le débit requis pour les différentes cultures. La production de ces ingénieux systèmes a été un véritable challenge pour la recherche en raison de leurs orifices de passage de petite taille et de leurs dimensions particulières. Mais finalement des goutteurs biodégradables, cylindriques et plats, ont pu être produits à l’échelle industrielle (Figure 1). L’ensemble du système de micro-irrigation (canalisations et goutteurs) a été validé en conditions réelles dans un champ situé à Murcia en Espagne (Figure 2). Cette région est très chaude et en été, la température peut atteindre 45-50°. Pendant toute la période du test, le système est resté fonctionnel et les résultats obtenus sont semblables à ceux d’une installation de micro-irrigation conventionnelle.  

 

Compostabilité

Qu’est-ce que la compostabilité ? La norme européenne EN 134324 et la norme internationale ISO 170885 définissent les exigences que le produit doit avoir pour être reconnu comme compostable, à savoir, être biodégradable sous les conditions de compostage, se désintégrer complétement durant des process de compostage industriels et ne pas avoir d’effets négatifs sur la qualité du compost (négatifs aux tests de toxicité et ne pas contenir de métaux lourds). La biodégradation et la désintégration sont souvent les obstacles les plus importants pour qu’un produit soit considéré comme compostable.

4. EN 13432Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation - Test scheme and evaluation criteria for the final acceptance of packaging (2000)

5. ISO 17088 Specifications for compostable plastics(2012)

La biodégradation aérobic est une transformation microbienne du carbone solide présent dans le matériau en C02, eau et biomasse. L’expérience a montré une biodégradation complète sous conditions de compostage contrôlé, comme défini dans la norme ISO 148556. Conformément aux normes EN 13432 et ISO 17088, la biodégradation absolue doit être de 90% ou être égale à 90% de la dégradation maximale d’un substrat de référence comme la cellulose. Ce critère de biodégradation relative est facilement atteint.

La désintégration est le fait qu’un matériau se réduit physiquement en fines particules durant le processus de compostage jusqu’à ce qu’il ne reste plus de résidus visibles du produit. La désintégration qui est fortement influencée par l’épaisseur du produit représentait un réel challenge pour le développement du système de micro-irrigation. L’épaisseur des canalisations était de 0,97 mm et les goutteurs cylindriques ont montré une bonne désintégration pendant les 12 semaines du processus de compostage comme défini dans la norme ISO 169297.

Le processus de désintégration est représenté Figure 4. Après 2 semaines de compostage, on observe clairement des signes de dégradation. Deux semaines plus tard, les canalisations sont totalement couvertes par le développement de champignons et commencent à tomber en morceaux.

 

Conclusion

Avec le projet européen DRIUS, on a développé un système de micro-irrigation compostable qui peut être traité soit dans des installations industrielles de compostage avec les résidus de récolte, soit dans de grands tas de compostage dans les propres locaux de la ferme. Ce compostage offre une possibilité de traitement des résidus intéressante pour l’environnement. Ce n’est pas le cas pour les matériels de micro-irrigation conventionnels.

Ainsi, les possibilités de compostabilité peuvent être précieuses pour de nombreuses autres applications agricoles comme les fils de tomates, les agrafes pour les raisins ou les tuteurs de plants.

6. ISO 14855-1 Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials under controlled composting conditions – Method designed to measure the evolved

carbon dioxide level (2012)