Un réacteur mobile sur site pour une meilleure gestion et stabilisation des nutriments agricoles
par Kasia Geiger
L’un des principaux problèmes de l’agriculture est la gestion efficace des nutriments et leur distribution équitable entre les régions.
Lorsque les sols ne sont pas suffisamment fertiles, des engrais chimiques doivent être utilisés – à l’échelle mondiale, plus de 200 millions de tonnes d’engrais chimiques sont employées chaque année. Pourtant, avec environ 1 milliard de vaches dans le monde, capables de fournir une alternative naturelle aux engrais chimiques, pourquoi continuons-nous à produire du NPK de synthèse ?
Le fumier, utilisé depuis des siècles comme engrais naturel, est largement disponible et représente une opportunité économique majeure. Cependant, pour exploiter ce potentiel, une solution innovante est nécessaire afin de faciliter son traitement et sa gestion. Le fumier, souvent difficile à manipuler, doit être transformé en un produit stabilisé, standardisé et prêt à l’emploi pour la fertilisation des sols.
D’après une étude de l’Université de l’Iowa, le coût du stockage, du transport et de l’application du fumier dans les exploitations agricoles est en moyenne de 104,10 dollars par tête de bétail et par an.
Dans les exploitations laitières, le fumier est devenu un problème majeur : une vache produit environ 45 kg de fumier par jour, soit 16 tonnes par an, représentant près de 130 kg d’émissions de CO₂ par an. En Europe, avec près de 80 millions de vaches, cela constitue une énorme source d’émissions, mais aussi une ressource précieuse pouvant être valorisée.
Le stockage incontrôlé ou l’épandage inapproprié du fumier peut nuire aux sols, favoriser la propagation de pathogènes et polluer les eaux souterraines et de surface.
Notre solution : une technologie clé en main directement sur site, transformant le fumier en un produit dense et stabilisé.
Grâce à notre réacteur, le fumier devient facile à appliquer, stocker et transporter sans pertes d’azote. Cette technologie permet d’upcycler les nutriments en une alternative aux engrais chimiques tout en offrant des possibilités de personnalisation. En plus du fumier, le réacteur peut également traiter d’autres sous-produits agricoles organiques comme les déchets verts, les résidus de récolte ou les sous-produits de scierie.
Objectif du projet et question de recherche principale
L’objectif du projet est de valider l’efficacité de notre réacteur basé sur la supercavitation, en prouvant sa capacité à stabiliser les nutriments et à optimiser la gestion des matières organiques agricoles.
Thèse du projet
Le réacteur sépare l’eau du fumier et condense les nutriments pour une gestion optimisée des flux de matières.
L’azote récupéré est stable et entraîne beaucoup moins de pertes par rapport à l’azote contenu dans le fumier brut.
Jusqu’à 80 % de l’eau du lisier est récupérée, réduisant ainsi les coûts et l’impact écologique du transport du fumier.
Les matières solides séparées, combinées à d’autres déchets organiques agricoles, peuvent être utilisées comme substrat pour la méthanisation, production de biochar ou fabrication d’acides humiques, permettant une valorisation complète des sous-produits.
Avantages pour l’agriculture
Nous rendons le fumier plus facile à stocker et à transporter, plus simple à appliquer en tant qu’équivalent standardisé du NPK, tout en récupérant de l’eau précieuse.
Les agriculteurs n’ont pas besoin de plus de travail et de coûts supplémentaires : ils ont besoin d’efficacité et d’une gestion équilibrée des nutriments pour optimiser la fertilité des sols et garantir de bonnes récoltes. Notre réacteur est la solution complète pour relever les défis agricoles de demain.
Pourquoi votre idée/projet est-il radical ?
Le caractère disruptif de notre idée repose sur le fait que les exploitations agricoles avec un excédent de nutriments n’ont actuellement aucune solution abordable et sur site pour améliorer leur gestion des nutriments tout en respectant les contraintes environnementales. Nos réacteurs permettent aux agriculteurs de récupérer l’eau, de condenser les nutriments et de réduire les coûts de transport grâce à une diminution du volume des déchets.
Enfin, le produit final stabilisé pourrait être utilisé par les entreprises chimiques comme matière première organique à mélanger avec des engrais chimiques, offrant ainsi aux agriculteurs une nouvelle source de revenus.
Qui sont les acteurs et parties prenantes de votre idée et comment allez-vous interagir avec vos clients et utilisateurs potentiels pendant la phase du projet ?
Les principaux acteurs et parties prenantes du projet sont d’une part les exploitations agricoles et les agriculteurs, et d’autre part les autorités cantonales/nationales ainsi que les instituts de recherche.
Les agriculteurs, en tant qu’utilisateurs finaux et détenteurs des problématiques, collaboreront via la livraison d’échantillons, des tests sur site, des entretiens pragmatiques et des collectes de données pour la future mise en œuvre de la technologie.
Les autorités cantonales et nationales encadreront le projet en établissant les restrictions liées à la gestion des flux de matières.
Les laboratoires spécialisés fourniront des analyses des échantillons et des tests en laboratoire sur la condensation des nutriments et la récupération de l’eau.
Quelles compétences l’équipe apporte-t-elle pour concrétiser l’idée proposée ?
L’équipe possède une expertise approfondie combinant des connaissances académiques et une expérience en entrepreneuriat dans les domaines de l’agronomie, de la gestion des exploitations agricoles, de la fertilisation, de la fixation de l’azote, de l’analyse des défis multifonctionnels de l’agriculture du futur, de l’économie et des chaînes de valeur durables.
Décrivez l’impact de votre idée/projet sur la durabilité (économique, sociale, environnementale).
Le projet englobe les trois piliers du développement durable.
Il favorise une meilleure gestion des nutriments à la ferme, introduit un modèle circulaire pour les sous-produits agricoles et les déchets non comestibles, et permet de réduire considérablement les émissions provenant des stockages de déchets non contrôlés. Il contribue également à mieux fixer le CO₂ et l’azote dans le sol et à remplacer totalement les engrais chimiques.
L’impact environnemental est significatif avec une réduction potentielle allant jusqu’à 95 % des émissions de CO₂e par rapport à l’usage d’engrais chimiques NPK sur les exploitations agricoles.
Sur le plan social, l’implémentation d’un modèle circulaire favorise une production alimentaire plus durable et plus saine, bénéficiant ainsi aux consommateurs finaux.
D’un point de vue environnemental, le projet réduit les émissions des exploitations agricoles, récupère l’eau des effluents d’élevage, limite les émissions liées au transport du fumier et protège les nappes phréatiques et les sols.
D’un point de vue économique, il optimise les coûts d’exploitation des fermes, simplifie la gestion des nutriments et génère une nouvelle source de revenus pour les agriculteurs.
Comment utiliserez-vous les fonds potentiellement accordés par l’Innovation Booster ?
Les fonds seront alloués aux domaines suivants :
Analyses :
- Logistique d’échantillonnage et analyses en laboratoire
- Tests en laboratoire de séparation et de concentration du fumier
- Analyses des nutriments condensés et de la stabilité des molécules d’azote
- Analyses de la qualité de l’eau récupérée
Consulting et conseil :
- Conseil d’Agroscope pour l’analyse et l’interprétation des données
- Études sur les échantillons de fumier et les produits transformés
- Services de conseil LAWA pour la protection des nutriments et des ressources
- Consulting en analyse de cycle de vie avec Green Dreams Lab
Mise en œuvre :
- Prélèvement et envoi des échantillons
- Déplacements liés au projet de recherche, y compris les visites de fermes
- Acquisition d’équipements de laboratoire de base
Si votre projet se développe avec succès pendant la période de financement de l’Innovation Booster, quelles seraient vos prochaines étapes ?
Dans le scénario idéal où le projet financé par l’Innovation Booster est validé avec succès, et que nous avons démontré la faisabilité de la séparation de l’eau et de la stabilisation des nutriments, l’étape suivante serait de déposer une demande de financement auprès d’Innosuisse et de commencer une collaboration avec des fermes laitières locales en tant que premiers utilisateurs.