Soutenance mémoire
Généralités sur les déchets organiques
L’agriculture dans les hauts de l’ouest
La richesse des hauts de l’ouest se caractérise par la diversité :
– du milieu physique marqué par un relief accidenté rendant exclusive certaines voies de communication entre les communes des hauts et concentrant les points de passage pour se rendre dans les bas. Cela accentue l’isolement de beaucoup d’exploitations agricoles et limite l’accessibilité des parcelles aux engins mécanisés.
– du milieu humain : après un exode massif des élites, on assiste depuis la fin des années 1970 à une reconquête de la région. Suite au plan d’aménagement des hauts (1976), le rééquilibrage avec le littoral doit passer par une politique dynamique en matière d’habitat et de structuration des régions et quartiers des hauts.
– du milieu biologique : dans le paysage des hauts de l’ouest, les productions agricoles présentent une stratification altitudinale telle que :
– la canne à sucre qui domine entre 400 et 900 m d’altitude (900 m étant la limite écologique dans l’ouest).
– le géranium qui se mêle à la canne entre 800 et 900 mètres (il peut monter jusqu’à 1 200 mètres).
– au dessus de 800 mètres, on trouve la zone d’élevage.
– les petits ateliers bovins ou caprins ainsi que les productions maraîchères viennent diversifier les systèmes d’exploitation qui abandonnent progressivement la monoculture de canne ou de géranium. On les retrouve donc à des altitudes variables allant de 700 à 1 200 mètres.
Les pratiques agricoles
La connaissance des pratiques agricoles a pour but d’aider à rendre compte des objectifs et des projets de l’agriculture et à apprécier la nature et l’impact des contraintes qui limitent les possibilités de production (VIMEUX L.,1998).
Confrontés au problème de plantation, les agriculteurs doivent réaliser des apports en matières organiques sur leur culture. Leur besoin est en fonction de la surface et des types de culture qu’ils souhaitent mettre en production.
• Pour les cultures exigeantes (pomme de terre, oignon, carotte) en éléments fertilisant, cet apport doit se faire en deux fois (plantation et développement). La quantité de fertilisant importe beaucoup plus que le type.
• Pour les cultures peu exigeantes, on fait l’impasse sur l’amendement organique, en misant sur l’arrière effet d’un apport précédent, l’engrais est aussi apporter en moindre quantité.
Les agriculteurs s’affranchissent de leurs besoins en matière organique soit par la constitution d’un effectif d’animaux adéquat, soit par un approvisionnement extérieur.
Une large majorité des agriculteurs opte pour l’auto production de matière organique : pour des raisons financières (constitution d’un capital sur pied, mobilisable en cas de besoins financiers ou d’autoconsommation ; gain financier lors de la vente d’un animal pour renouvellement).
• différents modes de production de la matière organique dans le cas de l’auto production.
La dimension des cheptels varie d’un exploitant à l’autre. Les troupeaux comptant un nombre assez important d’animaux, présentent l’avantage de laisser un volume de litière important et de représenter une voie de diversification supplémentaire.
Une enquête a été réalisée sur un échantillonnage de 9 agriculteurs qui intègrent bien dans la typologie du système de production variée, qui plus est avec une relative fidélité par rapport à la situation générale.
Le résultat révèle une certaine similitude entre les agriculteurs au niveau de la composition du cheptel. Ceci reflète bien la situation dans la zone : la possession d’un ou deux bovins adultes, fait partie d’une logique d’auto-approvisionnement en matière organique afin de mener à bien les cultures vivrières.
La présence de volailles élevées constitue avant tout une diversification, cependant, la litière récupérée est très appréciée des exploitants.
• Différentes sources d’approvisionnement de matières organiques
Les exploitants qui se pourvoient à l’extérieur ont plusieurs sources d’approvisionnement :
– l’écume de sucrerie ;
– litière de poulailler ;
– lisier de bœuf ;
– lisier de lapin.
Ces sources de matières organiques présentent des avantages : elles sont faciles à manipuler et ne coûtent pas trop cher, excepté l’écume dont le prix reste rédhibitoire.
Les déchets produits sur l’exploitation qui viennent s’ajouter aux apports extérieurs sont :
– Fumier de bovin ;
– Fumier de caprin ;
– Fumier de lapin ;
– Lisier de pondeuse ;
– Lisier de canard ;
– Lisier de porcin.
Le choix des sites expérimentaux
La Mare: La station de la Mare est située dans la zone au vent (Sainte-Marie). Elle bénéficie d’une pluviométrie de 1 700 mm/an et d’une température avoisinant les 24,1°C. La végétation dans cette région est de type mégatherme semi-xérophile, représentée par la savane arbustive. Les sols ferrallitiques de La Mare, cultivés en canne à sucre, reposent sur une coulée de phase III et IV.
Les sols ferrallitiques présentent tous de bonnes propriétés physiques : ils sont moins profonds, grossiers et présentent une bonne structuration. Cependant, ce sont des sols érodibles.
Ce comportement général se retrouve pour chaque profondeur. La structuration est cohérente et ne présente que peu de variabilité. Nous pourrons noter que l’on retrouve des valeurs élevées de la conductivité électrique et du pH au niveau de la bordure nord de la parcelle ; ceci correspond à des extrapolations du logiciel de krigeage.
Les Colimaçons: La station des Colimaçons est localisée dans la commune de Saint-Leu, située dans la région de la côte sous le vent. Elle bénéficie tout de même des conditions climatiques relativement humides (1 280 mm/an) et fraîches (18,8°C). À cette altitude, 780 mètres, on trouve des l’andosols perhydratés non saturés. Les andosols possèdent des propriétés physico-chimiques particulières ; ils sont très filtrants et stables en conditions naturelles. Ils perdent leurs propriétés au cours de leurs mise en culture: en effet ils deviennent érodibles et difficiles à régénérer.
Après l’étude des cartes de variabilités, on observe que l’horizon superficiel labouré présente une structure hétérogène et ce, sur l’ensemble des parcelles. Les pH sont plus acides dans l’horizon superficiel et augmentent avec la profondeur. Ceci peut être relié aux propriétés intrinsèques du sol; cependant, la présence de cultures peut également avoir un effet sur cette augmentation.
Découpage des parcelles expérimentales sur le site de La Mare
Le découpage des parcelles, réalisé dans le but d’y épandre des déchets et d’y effectuer des essais, sera homogène.
La taille des micro-parcelles, devra tenir compte d’une part, de la surface de la parcelle et du gradient d’hétérogénéité des mesures de pH, de conductivité et d’autre part, du nombre de déchets, des doses et de répétitions prévus. Nous avons découper les parcelles en forme de carré de 15 mètres de coté.
Voici un plan possible du découpage de la parcelle B8. Cinq à six parcelles sont identifiées dans le sens de la longueur avec, entre chacune d’elles, une bande d’environ 5 mètres.
Un exemple de plan d’expérimentation pour évaluer les risques liés à la valorisation de déchets
Les premiers déchets organiques liquides qui pourront être utilisés sur la parcelle de La Mare seront les vinasses de distillerie ainsi que les lisiers de porc. Les vinasses apportent essentiellement du potassium et sa minéralisation se fait normalement dans le sol. Les lisiers sont bien équilibrés en éléments minéraux et ces derniers sont facilement mobilisables par les cultures.
Les déchets solides qui pourront être utilisés seront des boues de station d’épuration ou des composts d’origine variée (amendement organique de bonne qualité). Ces derniers sont cependant soumis à une réglementation particulière qui impose un enfouissement pour palier aux nuisances olfactives. Pratiquement, sur une culture de canne à sucre, ces déchets solides ne pourront être utilisé qu’au cours de la replantation, c’est-à-dire environ tous les 6 ou 7 ans.
Par contre, sur d’autres types de cultures, l’utilisation de composts ou de déchets solides au sens large, pourrait être plus facile à gérer.
Le découpage des parcelles tel que proposé ci-dessus permettra de conserver par exemple, deux parcelles témoins sur lesquels aucun épandage ne sera réalisé. Les huit autres parcelles pourront servir à deux déchets avec deux doses différentes et deux répétitions ; soit au total cinq parcelles (avec les témoins) pour chaque déchets épandus.
Sur la station des Colimaçons, le découpage est contraint par la disposition des terrasses et par la présence sur les parcelles de la station météorologique, de la serre, etc.
La typologie des déchets réalisée dans la zone géographique des hauts de l’ouest nous a permis de classer les différents déchets produits par ordre d’importance et de qualité agronomique voire de risques potentiels de pollutions minérales. En l’occurrence, les lisiers de bovins et de porcins représentent la première source de déchets organiques dans les hauts de l’ouest.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I : CONTEXTE ET PRÉSENTATION DE L’ÉTUDE
1.1 – L’île de la Réunion : terre de contrastes
1.1.1 – Situation géographique et morphologique générale
1.1.2 – Contexte géologique
1.1.2.1 – Le massif du Piton des Neiges
1.1.2.2 – Le massif du Piton de la Fournaise
1.1.3 – Contexte climatique
1.1.3.1 – Les températures
1.1.3.2 – Les pluies
1.1.3.3 – Les vents
1.1.3.4 – Les dépressions et cyclones tropicaux
1.1.4 – Contexte pédologique
1.1.4.1 – Définitions et généralités
1.1.4.2 – Complexité des sols réunionnais
1.1.5 – Contexte végétal
1.1.5.1 – La végétation naturelle
1.1.5.2 – Agriculture
1.2 – Généralités sur les déchets organiques
1.2.1 – Les principaux gisements de matière organique
1.2.2 – La matière organique
1.2.2.1 – Dans le sol
1.2.2.2 – Dans les déchets
1.3 – Caractérisation des sols
1.3.1 Le choix des sols
1.3.2 – Le prélèvements
1.3.3 – La préparation des sols
1.3.4 – Les analyses physico-chimiques
PARTIE II : IDENTIFICATION DES SECTEURS AGRICOLES ET DES DÉCHETS ORGANIQUES
2.1 – L’agriculture dans l’île
2.1.1 – Exploitants et structures d’exploitation
2.1.2 – Les principales productions
2.1.2.1 – L’élevage
2.1.2.2 – La culture de la canne à sucre
2.1.2.3 – Le géranium
2.1.2.4 – L’horticulture
2.2 – L’agriculture dans les hauts de l’ouest
2.2.1 – Les pratiques agricoles
2.3 – Caractérisation des déchets (MVAD 2001)
2.3.1 – Fumier de bovin
2.3.2 – Fumier de Caprin
2.3.3 – Lisier de lapin
2.3.4 – Fumier de canard
2.3.5 – Lisier de pondeuse
2.3.6 – Lisier de porcin
PARTIE III : CARACTÉRISATION DU SITE DES COLIMACONS
3.1 – Historique
3.1.1 – Historique des essais par année
3.1.2 – Historique des essais par courbes de niveau
3.2 – Substrat géologique et pédogenèse
3.3 – Traits morphologiques
3.3.1 – Profil type et description des horizons culturaux
3.3.2 – Caractéristiques chimiques des andosols
3.4 –Caractéristique physique des sites
3.4.1 – La granulométrie
3.4.1.1 – Le protocole adopté
3.4.1.2 – Présentation des résultats
3.4.1.3 – Analyse des résultats
3.5 – Caractérisations chimiques des sites
3.5.1 – Interprétation de la parcelle 1
3.5.2 – Interprétation de la parcelle 3
3.5.3 – Interprétation de la parcelle 6
3.5.4 – Analyse géostatistique
PARTIE IV : CARACTÉRISATION DU SITE DE LA MARE
4.1 – Présentation
4.1.1 – Historique du site
4.1.2 – Présentation de la parcelle étudiée
4.2 – Substrat pédologique et pédogenèse
4.3 – Traits morphologiques (Profil type et description des horizons culturaux)
4.4 – Caractéristique physique du sol
4.5 – Analyses de la composition chimique des sols
4.5.1 – Interprétation des cartes de variabilité du pH et de la conductivité
4.5.2 – Interprétation des variogrammes
PARTIE V : Aménagement des parcelles destinées au suivi environnemental
5.1 – Le choix des sites expérimentaux
5.1.1 – La Mare
5.1.2 – Les Colimaçons
5.2 – Découpage des parcelles expérimentales sur le site de La Mare
5.3 – Un exemple de plan d’expérimentation pour évaluer les risques
5.4 – Conclusions
CONCLUSIONS GENERALES
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