L’ajout même d’une petite quantité de biochar – un matériau semblable au charbon de bois produit en brûlant de la matière organique – au processus de compostage du fumier d’une laiterie réduit les émissions de méthane de 84 %, selon une étude récente des chercheurs de l’UC Merced.
L’industrie laitière est l’une des principales sources de méthane en Californie, représentant 50 % des émissions de méthane de l’État. La réduction de ces émissions est un élément essentiel des efforts des États et du gouvernement fédéral pour lutter contre le changement climatique.
« C’est un merveilleux exemple de solution climatique inexploitée », a déclaré Rebecca Ryals, professeure en sciences de la vie et de l’environnement. « Le biochar réduit les émissions de polluants provenant de la combustion à l’air libre de la biomasse et les émissions de méthane provenant de la décomposition de la biomasse. »
Bien que la laiterie sur laquelle les chercheurs ont travaillé ait utilisé un digesteur anaérobie pour traiter les déchets de son bétail, il n’est pas courant que les laiteries disposent de cette technologie. Le plan est que la plupart des laiteries aient des digesteurs d’ici 2030 pour atteindre les objectifs climatiques, mais pour le moment, seule une petite fraction en a réellement.
Le fumier laitier est l’une des plus importantes sources de déchets organiques de l’État. Les agriculteurs évacuent les déchets de leurs granges et les liquides vont dans de grands étangs non couverts, tandis que les solides sont empilés, a expliqué l’étudiant diplômé de quatrième année Brendan Harrison, qui étudie l’agroécologie sous Ryals. Parfois, les agriculteurs couvrent les étangs pour capter les gaz méthane, qui sont introduits dans des générateurs et brûlés pour produire de l’électricité.
« C’est en fait un assez bon moyen de réduire les émissions de méthane, compte tenu des technologies actuellement disponibles », a déclaré Harrison. « Mais ce qu’il laisse de côté, ce sont tous les solides, ce qui est un problème car, en gros, soit ils l’épandent sur les champs adjacents juste pour s’en débarrasser, soit ils le stockent dans de grands monticules. Vous pouvez les voir lorsque vous passez devant une laiterie, couverts avec du plastique blanc retenu par des pneus. Ils peuvent accumuler tellement de chaleur qu’ils s’enflamment spontanément.
L’étude a porté sur le compostage du fumier avec du biochar au lieu de le stocker. Le biochar améliore également le fumier composté afin qu’il constitue un meilleur engrais que les agriculteurs peuvent utiliser sur d’autres parties de leurs terres, a déclaré le professeur de génie mécanique Gerardo Diaz.
« Nous cherchions comment réduire les émissions mais aussi comment apporter des avantages à la communauté, en particulier aux communautés mal desservies », a déclaré Diaz. « Nous avons examiné la possibilité de développer une unité mobile que nous pourrions emmener sur différents sites pour y traiter une partie du matériel. »
L’étude a suggéré que les petits agriculteurs pourraient utiliser l’engrais amélioré sur leurs propres exploitations pour augmenter le rendement ou le vendre à d’autres qui en ont besoin.
L’équipe de recherche, dirigée par Diaz, a travaillé avec Philip Verwey Dairy ainsi qu’avec des partenaires industriels tels que Golden State Carbon, LLC, et a utilisé la biomasse locale.
« Il y a un besoin urgent de faire quelque chose avec cette biomasse car la combustion à l’air libre est interdite à partir de 2025 », a déclaré Diaz. Le processus de création de biochar implique une combustion fermée.
Les chercheurs, dont Diaz, Ryals et les professeurs Teamrat Ghezzehei, Asmeret Asefaw Berhe, YangQuan Chen et Catherine Keske, ont examiné le projet sous différents angles, notamment les émissions, une analyse du cycle de vie, la viabilité économique d’un tel travail et son impact sur le sol.
Le biochar, qui était utilisé par les peuples autochtones dans leurs propres pratiques agricoles, a tendance à rester dans le sol beaucoup plus longtemps que d’autres types de composés, mais cette durée de vie dépend de la façon dont le biochar agit sur l’écosystème du sol, y compris les nombreux microbes différents qui y vivre. Cet écosystème détermine combien de temps le carbone reste dans le sol, a expliqué Ryals.
Le résultat final de cette étude est que le biochar profite aux producteurs laitiers et au climat, et Diaz a déclaré que d’autres études examineront différents types de biochar co-compostés avec du fumier laitier pour motiver les agriculteurs à adopter cette technologie.
« Le compostage du fumier solide n’est pas une pratique courante, mais si nous passons du stockage au compostage, nous sommes maintenant passés d’une source de carbone à un puits de carbone », a déclaré Ryals. « Le compostage en soi est une pratique très bénéfique pour le climat. Et vous pouvez essentiellement doubler votre impact en ajoutant un peu de biochar dans ce compost. »
Le travail est publié dans la revue Sciences et technologie de l’environnement.
Plus d’information:
Brendan P. Harrison et al, Dairy Manure Co-composting with Wood Biochar Plays a Critical Role in Meeting Global Methane Goals, Sciences et technologie de l’environnement (2022). DOI : 10.1021/acs.est.2c03467