vendredi 15 décembre 2017

Il faut savoir soufrer pour être belle

« Il faut savoir « soufrer » pour être belle » : telle pourrait être la devise des grandes cultures en France et en Europe. Systématique sur colza, la fertilisation soufrée n’est pas encore au cœur du raisonnement pour les céréales à paille. Pourtant la diminution importante des retombées atmosphériques de soufre ces 20 dernières années a étendu les surfaces justifiant un apport. Cet AgroReporter fait le point sur les facteurs à prendre compte pour le raisonnement de la fertilisation soufrée des grandes cultures.

LE SOUFRE DANS LA PLANTE
Quatrième élément le plus limitant en théorie pour les cultures (après l’azote, le potassium et le phosphore), le soufre joue un rôle essentiel dans l’élaboration du rendement (CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017). Il entre dans la composition des acides aminés soufrés (cystine, cystéine, méthionine), de la chlorophylle et de certaines vitamines et molécules impliquées dans la résistance à des pathogènes (ex glucosinolates). Il joue également un rôle dans la formation des nodosités des légumineuses.
Les fonctions du soufre sont très liées à celles de l’azote. Les deux éléments agissent en synergie, un équilibre dans la plante est donc nécessaire. Le soufre ne peut cependant pas se substituer à l’azote.
La plante prélève le soufre dans la solution du sol sous forme d’anion SO42-.
Les besoins des cultures sont très liés à la teneur en protéines :
  • 150 à 200 kg SO3/ha : Espèces riches en protéines et composés soufrés (ex Colza)
  • 50 à 125 kg SO3/ha : Espèces riches en protéines (ex légumineuses)
  • 25-50 kg SO3/ha : Espèces avec peu de protéines soufrées (ex céréales)
Note : la forme oxyde SO3 n’existe pas dans la nature. Comme pour le phosphore (P2O5), le potassium (K2O), le calcium (CaO) et le magnésium (MgO), l’expression sous forme oxyde est conventionnelle et basée sur l’étiquetage réglementaire des matières fertilisantes. Les quantités exportées se raisonnent plutôt en élément S. Le facteur de conversion est le suivant : SO3 = S x 2.5.

Sur céréales, une déficience en soufre peut entrainer des pertes de rendement modérées (2 à 10 Qx/ha si la déficience est temporaire) à sévères (15 à 30 Qx/ha). La carence en soufre (expression visuelle du déficit) se caractérise par des jaunissements des jeunes feuilles (contrairement à la carence en azote qui marque les feuilles plus âgées).





La forte interaction entre azote et soufre implique qu’en cas d’augmentation de la dose d’azote :
- Les besoins en soufre sont accrus
- L’apparition d’une déficience en soufre est favorisée
- La réponse de la culture aux apports de soufre est amplifiée.

Bien que le soufre joue un rôle dans la qualité des récoltes, les apports de soufre justifiés pour le rendement ont peu d’effets directs marqués sur la qualité des blés (Bouthier, 2017). Lorsque l’apport de soufre ne se justifie pas pour pallier une carence, il ne se justifie donc pas pour améliorer la qualité technologique.

LE CYCLE DU SOUFRE
Les principaux réservoirs en soufre sont les océans et la croute terrestre. La couche arable des sols agricoles (0-25 cm) contient entre 650 et 6 500 kg SO3/ha, 60 à 95 % étant sous forme organique (CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017).





Dans le sol, le cycle du soufre est très proche de celui de l’azote. La minéralisation du soufre organique est soumis aux mêmes facteurs (argile, calcaire, pH) et l’ion sulfate est tout aussi lixiviable que l’ion nitrate. Cette lixiviation dépend bien entendu de la pluviométrie hivernale (principalement octobre à mars) mais également de la profondeur de sol.
Les activités humaines (combustion du charbon, pétrole, gaz – industrie et domestique) sont à l’origine des émissions de SO2 vers l’atmosphère qui est un compartiment de transfert. Les retombées atmosphériques contiennent la forme hydrolysée H2SO4, à l’origine des « pluies acides ».
Ces émissions ont été divisées par 20 entre 1980 et 2014, pour atteindre un niveau inférieur à 5 kg SO3/ha.





A la baisse des retombées atmosphériques s’est ajoutée une baisse des apports par les fertilisants (baisse des teneurs en S des engrais) et les produits phytosanitaires, compensée en partie par l’utilisation des matières fertilisantes organiques.



GESTION DE LA FERTILISATION SOUFREE DANS CEREALES
Des éléments cités précédemment ressortent les principaux facteurs favorisant le déficit en soufre :
- Sol : texture argileuse et/ou calcaire, sol superficiel, sol caillouteux
- Pluviométrie élevée
- Absence d’apports organiques
- Absence de colza en précédent (résidus riches en soufre)

Ils sont utilisés dans l’établissement du conseil de dose soufre proposé par Auréa dans FertiWeb et sur les rapports de reliquats azotés sortie hiver, issu des règles de décision d’ARVALIS.





L’utilisation d’indicateurs sol n’apporte pas d’information supplémentaire pour le conseil de dose, mais permet de discriminer les situations vraiment carencées.

DES EVOLUTIONS A VENIR
Des essais récents en limons profonds du Nord de la France montrent que le bilan du soufre devient déficitaire en cas de rendements élevés (Bouthier, 2016). En effet, il faut 0.6 kg de SO3 par quintal de blé, ce qui peut représenter jusqu’à 70 kg SO3/ha pour des rendements de 115 Qx/ha.






Des carences sont également observées sur les légumineuses des systèmes en agriculture biologique en grande culture sans élevage.

La meilleure connaissance de la minéralisation du soufre et des autres postes du cycle devrait permettre d’améliorer l’estimation des risques, en évoluant vers une approche de type bilan d’azote. L’analyse du soufre total dans les produits organiques donne notamment une information facilement accessible sur les apports par ces fertilisants.


Article rédigé par : Matthieu Valé – Responsable du Pôle Technique Agriculture d’Auréa AgroSciences avec l’accord d’Alain Bouthier (Arvalis), que nous remercions pour sa contribution.


Bibliographie  :
- BOUTHIER, 2016 : Fertilisation soufrée des céréales, des situations déficitaires plus nombreuses ; Perspectives Agricoles 430
- BOUTHIER, 2017 : Gestion de la fertilisation soufrée dans les systèmes de grande culture ; Rencontres techniques Auréa Agro Sciences, Châlons-en-Champagne, 19/10/2017
- CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017 : Cycle biogéochimique du soufre, Guide de la fertilisation raisonnée, éditions France Agricole
- NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2008 : Minéralisation du soufre associée à la décomposition des matières organiques dans les sols et relations avec les dynamiques du carbone et de l’azote ; Thèse de doctorat, Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement, Paris.(lien)

jeudi 9 novembre 2017

Casse-tête sédimentaire

Le territoire français compte 525 000 km de cours d'eau, qui transportent chaque année, en moyenne 6 millions de m3 de sédiments. Leur dépôt sur le fond provoque l'envasement de ces cours d'eau, des canaux, et des plans d'eau. Ce phénomène naturel est accentué par une topographie plane, de faibles débits, les processus d'érosion, ainsi que par les rejets industriels et urbains. Il est à l’origine de problématiques diverses, parmi lesquelles : gêne à la navigation, amplification des inondations, prolifération d’algues, baisse de la qualité de l’eau, perte de biodiversité, nuisances olfactives et visuelles…. D’où l’importance d’effectuer des opérations de curage, afin d’entretenir ou de restaurer le milieu.


UN PEU DE GEOLOGIE
Qu’il soit marin, estuarien, de canaux ou de cours d’eau, le sédiment est un matériau issu de l'érosion, transporté et déposé par le cours d'eau, et n'ayant pas encore subi de transformation diagénétique (passage à une roche sédimentaire par compression des sédiments, accompagnée d'une évacuation de l'eau et de la pression). Il s’agit donc de la matière qui, après avoir été en suspension dans un liquide, termine au fond en raison de sa plus grande gravité. Les sédiments sont constitués d’une part amorphe ou cristalline, composée d’argiles, d’hydroxyles et d’oxydes métalliques (principalement du fer et de l’aluminium), de quartz (silice), de carbonates, ... et des matières organiques animales et végétales en cours de dégradation. Ils se propagent dans l’environnement avec les mouvements des masses d’eaux marines et continentales et se déposent sur le fond, en fonction de leur granulométrie et de la vitesse d’écoulement du courant. Ce comportement des particules est illustré par le diagramme de Hjulström. Le dépôt se fait donc essentiellement au sein des canaux et des zones de décharges (estuaires, ...), lorsque la vitesse d’écoulement est plus faible.  





Dépôt meuble laissé par les eaux, le sédiment peut donc être, selon son origine : marin (1) , estuarien, portuaire, fluvial, lacustre, ou encore lagunaire. De par ces provenances différentes, on distingue ainsi les sédiments marins et estuariens des sédiments de canaux ou de cours d’eaux. Qu’elles soient maritimes ou fluviales, les opérations de dragages (2)  menées dans un but d'entretien ou de travaux d'aménagement, relèvent de la règlementation relative à la protection de l’eau et des milieux aquatiques (loi du 30 décembre 2006). À ce titre, elles sont soumises à autorisation ou déclaration au titre de l'article L.214-1 et suivants du Code de l'environnement. Le texte de référence est la circulaire du 4 juillet 2008, qui vient préciser les notions de curage et dragage (et donc de gestion des sédiments), et définit entre autre le droit applicable aux techniques de remise en suspension et/ou d’immersion.



Cette loi précise par exemple que des opérations de dragage régulier doivent être effectuées selon les modalités prévues pour les opérations groupées dans le cadre de l’entretien des voies navigables. Ces opérations doivent faire l'objet d'un plan de gestion pluriannuel à l’échelle d’une Unité Hydrographique Cohérente (UHC, Code environnement, art. L.215-15). L’arrêté du 30/05/2008 est le texte de référence pour l’élaboration de ce plan de gestion. Il définit le curage d’entretien d’un cours d’eau et fournit les prescriptions en matière de contenu du dossier de programmation soumis à la procédure d’approbation. Depuis le 1er janvier 2012, tous les travaux de dragage d'entretien des cours d’eau ou canaux doivent relever d'un plan pluriannuel d'entretien des cours d'eau ou canaux approuvé (Rubrique 3.2.1.0).


ETAT DES LIEUX
Les volumes dragués en France représentent chaque année environ 50 millions de m3, dont 90 % concernent les dragages maritimes des ports estuariens. Les techniques de remise en suspension et/ou d’immersion, sont les plus couramment utilisées compte tenu des volumes en cause et dans ce cas, le cadre réglementaire existant est sans ambiguïté :les articles L. 214-1 à L. 214-6 du code de l’environnement soumettent ces opérations à autorisation ou à déclaration. Différents critères permettent de préciser si ces opérations sont soumises à autorisation ou déclaration, tels que les volumes, qui diffèrent suivant les façades maritimes, la proximité d’une zone conchylicole ou de cultures marines, les niveaux de contamination (seuils S1 et R1, R2 en eau douce, N1 et N2 en milieu marin) fixés par un arrêté du 9 août 2006, le fait d’être en eaux marines (procédure d’immersion) ou en eaux de surface intérieures. Par ailleurs, lorsque le projet est de nature à affecter de façon notable un site Natura 2000 au sens de l’article L. 414-4, le document d’incidences « loi sur l’eau » comporte l’évaluation de ces incidences au regard des objectifs de conservation du site.





Dans d’autres cas, les techniques de remise en suspension et/ou d’immersion ne sont ni possibles, ni souhaitables, compte tenu de différents impératifs environnementaux (absence de courant dans les canaux ou colmatage des fonds par exemple) ou sanitaires qui doivent être pris en compte (protection de zones désignées pour la protection des espèces aquatiques importantes du point de vue économique) et une gestion à terre doit alors être envisagée (point 4 de la circulaire du 4/07/2008).
Le dragage des canaux, des fossés, des mares, des ports, des bassins de rétention d’eaux nécessite donc une caractérisation des sédiments pour mener à bien l’opération de dragage en elle-même ainsi que pour gérer la destination des sédiments : revalorisation, épandage, Centre d’Enfouissement Technique C.E.T… (relire l’AgroReporter du 15 mai 2014 : dragage, et après ?).

DEVENIR DES SEDIMENTS EXTRAITS
Le devenir des sédiments est soumis au même principe de hiérarchisation de la filière « déchets » : il faut, dans l’ordre, examiner les possibilités de réutilisation, recyclage, destruction ou traitement des constituants dangereux, d’évacuation à terre ou mer. L’immersion en mer doit être évitée si d’autres solutions sont préférables pour l’environnement. La circulaire « dragage » du 4/07/2008 propose en premier lieu la commercialisation ou la valorisation à terre des sédiments. Quelle que soit la référence réglementaire prise en compte (déchet ou dragage), l’objectif est de réduire au minimum le déchet dit « ultime » (destiné au stockage) donc de valoriser au maximum. Selon le décret du 18/4/2002 (n°2002-540) et au titre de la nomenclature européenne ICPE, complétée par le décret 2013-369 du 13/4/2010, les sédiments de dragage figurent comme « déchets » aux rubriques 17 05 05* (si le sédiment contient des substances dangereuses) ou 17 05 06 (dans le cas contraire).





Les sédiments constituent une matière première durable. Plusieurs programmes scientifiques ont prouvé la faisabilité de leur valorisation dans différentes filières économiques :
  • Fabrication de briques, ciments ou bétons,
  • Réalisation de chemins et de sous-couches routières
  • Aménagement paysager
  • Reconstitution de sols (valorisation agricole, réhabilitation de friches urbaines)
  • Restauration et stabilisation de berges par enrochement béton
  • Remblaiement
Cette valorisation dans des filières industrielles peut constituer une véritable opportunité économique pour le territoire, dans les secteurs de la chimie, de la construction, du BTP et de l’aménagement de la voie d’eau. Elle constituerait aussi un concours concret et vertueux des entreprises au développement durable du territoire, grâce à la mise en place de circuits d’économie circulaire, à l’amélioration des performances du transport fluvial, etc.





Les paramètres analytiques à réaliser, dans le cadre de la caractérisation du sédiment, sont propres au type de gestion envisagé. Par exemple, dans le cadre de l’arrêté du 9/08/2006, les analyses porteront essentiellement sur les métaux, les micropolluants organiques, les organoétains et les PCP, dans le sédiment brut. Dans le cadre d’un plan d’épandage, les analyses seront les mêmes que celles habituellement demandées sur les boues (valeur agronomique, ETM, MPO). Enfin, dans le cadre d’une mise en décharge ou d’une valorisation routière, les analyses porteront à la fois sur le sédiment brut (polluants organiques : BTEX, MPO, COT, hydrocarbures) et sur l’éluat (métaux, fluorures, chlorures, sulfates, COT, fraction soluble). Ainsi, selon la destination finale souhaitée, nous pouvons vous proposer le menu analytique adapté pour vos sédiments. AUREA est accrédité sur les sédiments (programme 156), pour les métaux et MPO notamment. N’hésitez pas à nous contacter.

Article rédigé par : Marie-Elisabeth DESPONTRéférente Technique Valorisation Organique et Environnement – Auréa AgroSciences

Contact : contact@aurea.eu

Pour aller plus loin : Les sédiments marins sont aussi de formidables témoins du climat passé : c’est pas sorcier !




(1) Le titre IV de la nomenclature (tableau de l'article R. 214-1 du code de l'Environnement) donne une définition du milieu marin. Celui-ci est constitué par :
• Les eaux des ports maritimes et des accès aux ports maritimes sauf celles qui sont à l’amont du front de salinité dans les estuaires de la Seine, de la Loire et de la Gironde,
• Les eaux côtières du rivage de la mer jusqu’à la limite extérieure de la mer territoriale,
• Les eaux de transition des cours d’eau à l’aval du front de salinité,
• Les eaux de transition des canaux et étangs littoraux salés ou saumâtres
(2) Le dragage est compris comme une opération d'une certaine envergure réalisée avec des outils lourds (pompe aspirante, drague, etc.). Il est utilisé dans le cadre des opérations de maintien du chenal de navigation des canaux et cours d'eau. Le curage est le terme le plus générique qui couvre tant des opérations de simple mobilisation de sédiments à très petite échelle sans sortie du lit mineur du cours d'eau que l'enlèvement des sédiments lié à une opération d'entretien de cours d'eau à grande échelle ou liée à des travaux ou à la création d'un ouvrage dans le lit mineur d'un cours d'eau et à l'entretien de cet ouvrage (curage des retenues de barrages par exemple). Il est communément utilisé dans le cadre de l'entretien ou de travaux en milieu fluvial (hors maintien des chenaux de navigation) - Réf. Circulaire du 4 juillet relative à la procédure concernant la gestion des sédiments lors de travaux ou d’opérations impliquant des dragages ou curages maritimes ou fluviaux.

jeudi 5 octobre 2017

Eaux : redevance et dispositif SRR

 Eaux : redevance et dispositif SRR  



En application de la Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques du 30/12/2006, les Agences de l’Eau perçoivent différentes redevances auprès des usagers (consommateurs et activités économiques). Le Suivi Régulier des Rejets (SRR) est un dispositif qui permet de calculer la redevance pour la pollution de l’eau d’origine industrielle. Son principe, présenté dans cet article de l’AgroReporter, est basé sur le calcul d’une redevance en rapport avec une pollution réellement rejetée ou éliminée, en remplacement d’un calcul forfaitaire. 


Les établissements industriels concernés
L’arrêté ministériel du 21 décembre 2007, actualisé en Mars 2015 et Juin 2016, précise les modalités de redevance pour pollution de l’eau d’origine non domestique et pour modernisation du réseau de collecte. Tous les types de rejet peuvent être concernés :
  • directement au milieu naturel
  • raccordés au réseau d’assainissement collectif d’une collectivité
  • par épandage direct sur des terres agricoles
Un établissement est ainsi assujetti obligatoirement au SRR lorsque l’un des Niveaux Théoriques de Pollution produite à l’année, avant épuration, dépasse le seuil d’un des éléments constitutifs suivants :



Les « NTP » sont calculés sur la base de grandeurs et coefficients caractéristiques de l’activité industrielle avec une identification par code, inscrits au
tableau n°2 de l’arrêté 21/12/2007).
Si le calcul de la pollution est inférieur aux seuils NTP, l’industriel peut tout de même faire une demande auprès de l’Agence de l’eau, qui pourra lui accorder une baisse de la redevance par exemple. On notera également qu’il existe une autre forme d’évaluation de la pollution rejetée dit de « pollution évitée ». Pour cela l’établissement ne doit pas être soumis au SRR et posséder sa propre station d’épuration. Le calcul de la redevance prend alors en compte les rendements épuratoires de l’ouvrage en remplacement de valeurs forfaitaires.
Pollution évitée = pollution produite x Coefficient Rendement de dépollution

Agrément de l’industriel par l’agence de l’eau

Si l’Agence de l’eau prend en compte les valeurs « réelles » de l’industriel pour le calcul de la redevance, elle demandera en contrepartie le respect d’un cahier des charges. Cela passe en premier lieu par l’agrément ( dossier_agrementex ) du dispositif SRR. L’industriel doit transmettre un dossier à l’agence qui comprend notamment :
  1. le descriptif administratif et technique des installations du site,
  2. les équipements d’épuration des eaux et des boues ainsi que de collecte,
  3. les dispositifs d’autosurveillance en place avec d’un côté l’instrumentation (débitmètre & échantillonneur) et la réalisation des analyses (en interne et/ou confié à un laboratoire COFRAC).
Concernant le programme analytique de suivi, il est défini par l’agence de l’eau avec comme référence les valeurs NTP de l’industriel. Pour un site ayant obligation de mettre en place un suivi SRR, les fréquences d’analyses sur le rejet sont notifiées dans le tableau n°1 de l’arrêté du 21/12/2007 :


Dans ce cadre réglementaire, une analyse représentative de la pollution rejetée est donc réalisée chaque jour (DCO par exemple). Pour un SRR volontaire, cette analyse représentative est hebdomadaire.
A noter cependant que les établissements possédant un arrêté préfectoral d’autorisation ont déjà un programme analytique défini. Dans le cas d’un paramètre commun entre les deux réglementations, la fréquence analytique la plus élevée sera maintenu. Une fois réceptionnée, l’agence de l’eau examine le dossier et procède si besoin à un contrôle sur site. L’absence de réponse de l’agence sous deux mois vaut agrément du dispositif.
Une demande d’agrément doit arriver à l’Agence de l’eau avant le 31 mai pour être valable l’année de la demande. Concernant les industriels qui fonctionnent en « pollution évitée » (prise en compte de leurs rendements épuratoires), le suivi est à réaliser en entrée et en sortie de station. La fréquence analytique est assimilée à un SRR volontaire.

Evaluation périodique du dispositif
En complément de l’agrément, l’établissement devra faire réaliser à sa charge un diagnostic du fonctionnement du dispositif SRR ou Pollution évitée. Cet audit sera réalisé par l’un des organismes habilités pour les contrôles techniques (dont AUREA fait partie) au minimum tous les deux ans. A noter : la périodicité était annuelle jusqu’en 2016 ! L’organisme s’attachera en particulier à vérifier :
  1. le respect des prescriptions de l’arrêté de 21/12/07 modifié
  2. la fiabilité des mesures, des débits et des prélèvements
  3. la réalisation d’analyses croisées entre les mesures de l’établissement et celle d’un laboratoire accrédité par le COFRAC.
 Le rapport d’audit sera transmis à l’agence de l’eau avec un avis sur la poursuite de l’agrément.

 Laboratoire AUREA votre partenaire du SRR
Avec de nombreux suivis à son actif et son expérience dans le domaine de l’assainissement, AUREA est un partenaire reconnu des Agences de l’eau et du secteur industriel. Notre société est habilitée pour réaliser les diagnostics et apporte son expertise aux établissements concernés par ces dispositifs :
  • Assistance à la rédaction du dossier d’agrément
  • Réalisation les diagnostics sur site, contrôles métrologiques des débitmètres et échantillonneurs AUREA préconise d’ailleurs le maintien d’un suivi annuel par le biais par exemple de « visite métrologique ».
  • Suivi analytique sous accréditations COFRAC et agrément ministère de l’environnement.
  • Conseils sur le suivi et le fonctionnement de vos installations de traitement des eaux afin de diminuer votre redevance.


Plus d’informations et contact :

Article coordonné par : Vincent de la Poterie – Responsable support technique du pôle Eaux (Auréa AgroSciences)