Recycler massivement les nutriments

Recycler massivement les nutriments

Proposer une amélioration/correction

florencia-viadana-__YQG5mINWA-unsplash

Description

Dans une forêt, lorsqu’un arbre meurt, il est décomposé par des milliers de bactéries, champignons, insectes… Tout ce qui composait l’arbre, a alors été digéré et réduit à l’état de nutriment. Ces nutriments serviront ensuite à la croissance d’un arbre qui mourra un jour. On comprend ainsi que dans la nature, les nutriments font partie d’un cycle fermé. Or depuis quelques centaines d’années, l’homme s’est mis à extraire des nutriments de son environnement en les envoyant, après digestion, dans un fleuve ou une station d’épuration. Nous avons réussi à pallier ce problème en ayant recours à un usage massif des engrais de synthèse extrait de ressources fossiles (ex : roches phosphatés du Maroc). Sauf que ces réserves s’épuisent extrêmement vite et nécessitent un usage massif du pétrole. Il nous faut donc refermer cette hémorragie de nutriments et redonner à la terre ce qui appartient à la terre. Voici quelques exemples de mesure : 

  1. Faire des établissements publics des exemples en matière de recyclage des excrétas : Remplacer les urinoirs masculins par des urinoirs secs (également possibles avec des urinoirs féminins, remplacement des toilettes par des toilettes sèches à séparation d’urine, valorisation des initiatives auprès des usagers. Promouvoir les toilettes sèches auprès de la population.
  2.  Installer des équipements de récupération des excrétas, surtout dans les zones urbaines traversées par des cours d’eau à faible débit
  3. Structurer une filière de valorisation agricole des excrétas humains sur le territoire : soutenir le développement des structures et de la logistique nécessaires à l’émergence d’une filière locale
  4. Recycler les biodéchets : création d’un système de récupération des déchets (compost collectif, création d’une poubelle à déchet vert collecté par la commune), sensibilisation des usagers, déploiements des moyens techniques

Le recyclage massif des nutriments permet de : 

  • Sortir d’une linéarité et boucler un cycle. En effet, « les excrétas humains urbains contiennent des éléments valorisables en agriculture (carbone, azote, phosphore, potassium…). Si une part importante des excrétas était valorisée au 19e siècle, la généralisation du tout-à-l’égout concomitante au développement du phénomène urbain au cours du 20e siècle a massivement orienté leur gestion vers des systèmes d’assainissement linéaires (Barles, 2005 ; Esculier, 2018), aux taux de recyclage très faibles et par ailleurs générateurs d’impacts environnementaux ». 
  • Ces systèmes d’assainissement polluent les milieux aquatiques (trame bleue, trame turquoise), rejettent des nutriments contribuant à l’eutrophisation* et émettent des gaz à effet de serre. Ils sont aussi de gros consommateurs d’eau, d’énergie et de réactifs (Cairn, 2021). 

La réduction des impacts passe par la séparation des fèces et/ou des urines, à savoir, une gestion différenciée des effluents. La récupération des nutriments contenus dans ces effluents permet de fertiliser les plantes en remplacement des engrais minéraux et de synthèse. Cela s’inscrit dans une logique circulaire de gestion intégrée de ces ressources. Les ressources sont ainsi renouvelables et locales, ce qui n’est pas le cas actuellement: les engrais de synthèse sont produits à partir de gaz fossile et le phosphore, contenu naturellement en faible quantité dans le sol, est introduit massivement à partir de roches phosphatées dont l’extraction se fait dans un groupe de pays restreints. 

eutrophisation* : accumulation de nutriment qui peut entraîner une perturbation du milieu (ex : prolifération d’espèces invasive) 

Enjeux relatifs à la mise en place

  • Expertise/ nombre d’acteurs/ complexité : C’est un projet complexe qui peut être mis en place assez facilement du moment ou l’on s’entoure des expertises adéquates. 

En effet, en fonction du projet (Ecole ou non etc…) des compétences juridiques sont à mobiliser pour respecter la réglementation. Au-delà en matière d’architecture de recyclage, de recyclage et de réutilisation des compétences sont à mobiliser.

Dès lors : un juriste, un architecte, un expert du recyclage des nutriments, des parties prenantes ayant les compétences techniques de réalisation. Un recyclage des déchets alimentaires est cependant plus simple à mettre en place. 

  • Durée : Tout dépend la taille du projet, de à peine quelques jours à plusieurs mois si par exemple pour un bâtiment entier
  • Coût : Le coût est très variable en fonction de la taille du projet. A titre individuel cela peut commencer aux alentours d’une centaine d’euros grand minimum en auto-construction…ou plutôt 1000 euros à l’achat. Pour un projet collectif, ça peut s’élever à plusieurs milliers d’euros
  • Equipement :
    • Des toilettes séparatrices ou sèches le cas échéant 
    • Tuyauteries et en fonction de la taille du projet des réseaux d’évacuation 
    • Un espace de stockage et les containers permettant cela 
  • Le recyclage des nutriments répond à un besoin du territoire : L’urine, et les excrétas peuvent reconnecter la ville et les champs. Dans un contexte où l'approvisionnement des produits phytosanitaires se tend du fait du contexte géopolitique et de la descente énergétique inévitable entraînant une hausse des coûts du transport, cette solution permet d’être plus résilient. De plus, une solution naturelle de rebouclage diminue fortement les impacts environnementaux et améliore les finances publiques locales (diminution des coûts de traitement).  

Les eaux usées utilisées pour l’évacuation des urines ne représentent qu’une faible part du total des eaux usées. Et parmi les eaux usées, l’urine représente près de 50 % du phosphore et 80 % de l’azote, le tout concentré dans un faible volume si on le compare au volume global des eaux usées. L’urine ne représente qu’1% des eaux usées. Une miction avoisine 30-50cl qui sont dilués dans 5l-10l d’eau selon l’efficacité de la chasse d’eau. Bien que l’urine soit faiblement contaminée en pathogènes et métaux, contrairement à d’autres intrants comme les boues d’épuration et certains engrais minéraux, il subsiste des questionnements au sujet des résidus médicamenteux présents dans l’urine à faible concentration.

L’exemple du plateau de Saclay est frappant, car l’urine des habitants représenterait près du double des besoins des agriculteurs en fertilisant. Le cas de l’agglomération parisienne est particulièrement pertinent aussi, car elle regroupe plus de 10 millions de personnes et est entourée de plaines céréalières très demandeuses en fertilisants. Les besoins en engrais minéraux de l’Ile-de-France pourraient être couverts avec l’urine de l’agglomération parisienne (source: leesu - Ocapi). 

Contributions à la résilience

  • Sortir des engrais NPK (Azote, phosphore, potassium) 
  • Résilience alimentaire avec fertilisation 
  • Réduction de la consommation de ressources en eau 
  • Favorise l’équilibre des écosystèmes / biodiversité

Points d’attention

  • L’installation de toilettes sèches dans les ERP (écoles, hébergements touristiques, parcs de loisirs,...) doit se conformer à la norme NF P 99-611 (URL : https://www.lovelytoilettes.com/norme-pmr-erp-sanitaires-publics/) sur les sanitaires publics. Celle-ci impose des contraintes en termes de sécurité, d’hygiène et d’accessibilité auxquelles peuvent répondre ce type de toilettes.
    https://www.partenaire-europeen.fr/reglementation-toilettes-seches 

Exemples inspirants

Exemple 1 : Cressy - toilettes sèches

Description : 

Le premier immeuble de la coopérative compte 13 logements. Tous les appartements sont équipés de toilettes sèches «traditionnelles», dans lesquelles urine et matières fécales sont mélangées. Chaque cuvette est reliée par un tuyau vertical de 30 cm de diamètre à un composteur d’un volume utile d’environ 1 m3 (soit env. 300 l/EH), situé à la cave (fig. 2).
Dans les composteurs, des milliers de lombrics, aidés par une micro- et une macro-faune, décomposent les matières fécales, le papier, les copeaux de bois et l’urine. L’expérience montre que les particules de bois sont utiles pour favoriser la nitrification et réduire les odeurs. Cela peut s’expliquer par la structure alvéolaire du bois, bon support bactérien, et/ou par son activité enzymatique. Certaines essences de bois, comme l’épicéa, produisent de meilleurs résultats.
Les quantités de matières solides sont réduites approximativement d’un facteur 20. Une famille de 4 personnes génère environ 150 litres de compost qui sera évacué dans le jardin; Le composteur est vidé une à deux fois par an. Ce compost mature dans le jardin, il peut être réutilisé pour les plantes ornementales. Un système récupère et stabilise l’excédent de liquide des composteurs, riche en nutriments. Il est actuellement en phase de test. Un filtre de phytoépuration traite les eaux grises à l’extérieur.

Exemple 2 : Toilettes sèches séparatives à Grenoble

Description :

L’ensemble des logements, au nombre de 5, au sein de l’habitat participatif “Au Clair du Quartier” à Grenoble, est équipé de toilettes sèches séparatives (TSS). Il a été réalisé en 2016-2017. Ce concept est particulièrement intéressant au sens où il s’agit d’un contexte urbain dense, ce qui complexifie le principe

Il existe en France au moins deux autres projets d’HP (habitat participatif) avec des immeubles intégralement équipés de TSS. C’est le cas d’un bâtiment de six logements de l’HP Ecoravie, situé à proximité du centre-bourg de Dieulefit (Drôme) et construit en 2016. 

Exemple 3 : Toilettes sèches séparatives à Dol-de-Bretagne

Description :

Plus ambitieux encore, et actuellement en cours de construction, le projet d’HP L’Ôôôberge, en périphérie du bourg de Dol-de-Bretagne (Ille-et-Vilaine), prévoit d’équiper en TSS vingt-quatre logements répartis dans trois immeubles, avec pour but de valoriser à la fois les urines et matières fécales. Ces deux projets sont toutefois situés dans des contextes moins denses et plus ruraux qu’Au Clair du Quartier (Grenoble)

Exemple 4 :

Description :

Exemple 5 : L’école de St Germe

Description :

Autres exemples : .

Description :

En Scandinavie, les éco-villages de Understenshöjden à Stockholm, et Munksøgård à Roskilde (Johansson, 2001) ;

En Suisse, les immeubles de la coopérative d’habitat Équilibre à Cressy et à Soubeyran (Dayer, Morier-Genoud, 2019).

Ressources

  • Johansson M. (Ed.), 2001, Urine Separation, Closing the Nutrient Cycle, Final Report On The R&D Project Source-Separated humain urine, a future source of fertilizer for agriculture in the Stockholm region. [En ligne] Disponible à l’adresse : https://sswm.info/node/882
  • le japon se tourne vers les engrais d'origine humaine face à la poussée des prix: https://www.france24.com/fr/info-en-continu/20230630-le-japon-se-tourne-vers-les-engrais-d-origine-humaine-face-%C3%A0-la-pouss%C3%A9e-des-prix

Bibliographie

  • Livre « Les Greniers d’Abondance (2020) Vers la résilience alimentaire. Faire face aux menaces globales à l'échelle des territoires ». 2ème édition, 184 pages., Felix Lallemand & Arthur Grimonpont
  • Barles S., 2005, L’invention des déchets urbains : France 1790-1970, Seyssel : Champ Vallon.
  • Esculier F., 2018, Le système alimentation/excrétion des territoires urbains : régimes et transitions socio-écologiques, Thèse de doctorat en sciences et techniques de l’environnement, sous la direction de Bruno Tassin, Université Paris-Est. [En ligne] Disponible à l’adresse : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01787854

Recycler massivement les nutriments

Proposer une amélioration/correction

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Description

Dans une forêt, lorsqu’un arbre meurt, il est décomposé par des milliers de bactéries, champignons, insectes… Tout ce qui composait l’arbre, a alors été digéré et réduit à l’état de nutriment. Ces nutriments serviront ensuite à la croissance d’un arbre qui mourra un jour. On comprend ainsi que dans la nature, les nutriments font partie d’un cycle fermé. Or depuis quelques centaines d’années, l’homme s’est mis à extraire des nutriments de son environnement en les envoyant, après digestion, dans un fleuve ou une station d’épuration. Nous avons réussi à pallier ce problème en ayant recours à un usage massif des engrais de synthèse extrait de ressources fossiles (ex : roches phosphatés du Maroc). Sauf que ces réserves s’épuisent extrêmement vite et nécessitent un usage massif du pétrole. Il nous faut donc refermer cette hémorragie de nutriments et redonner à la terre ce qui appartient à la terre. Voici quelques exemples de mesure : 

  1. Faire des établissements publics des exemples en matière de recyclage des excrétas : Remplacer les urinoirs masculins par des urinoirs secs (également possibles avec des urinoirs féminins, remplacement des toilettes par des toilettes sèches à séparation d’urine, valorisation des initiatives auprès des usagers. Promouvoir les toilettes sèches auprès de la population.
  2.  Installer des équipements de récupération des excrétas, surtout dans les zones urbaines traversées par des cours d’eau à faible débit
  3. Structurer une filière de valorisation agricole des excrétas humains sur le territoire : soutenir le développement des structures et de la logistique nécessaires à l’émergence d’une filière locale
  4. Recycler les biodéchets : création d’un système de récupération des déchets (compost collectif, création d’une poubelle à déchet vert collecté par la commune), sensibilisation des usagers, déploiements des moyens techniques

Le recyclage massif des nutriments permet de : 

  • Sortir d’une linéarité et boucler un cycle. En effet, « les excrétas humains urbains contiennent des éléments valorisables en agriculture (carbone, azote, phosphore, potassium…). Si une part importante des excrétas était valorisée au 19e siècle, la généralisation du tout-à-l’égout concomitante au développement du phénomène urbain au cours du 20e siècle a massivement orienté leur gestion vers des systèmes d’assainissement linéaires (Barles, 2005 ; Esculier, 2018), aux taux de recyclage très faibles et par ailleurs générateurs d’impacts environnementaux ». 
  • Ces systèmes d’assainissement polluent les milieux aquatiques (trame bleue, trame turquoise), rejettent des nutriments contribuant à l’eutrophisation* et émettent des gaz à effet de serre. Ils sont aussi de gros consommateurs d’eau, d’énergie et de réactifs (Cairn, 2021). 

La réduction des impacts passe par la séparation des fèces et/ou des urines, à savoir, une gestion différenciée des effluents. La récupération des nutriments contenus dans ces effluents permet de fertiliser les plantes en remplacement des engrais minéraux et de synthèse. Cela s’inscrit dans une logique circulaire de gestion intégrée de ces ressources. Les ressources sont ainsi renouvelables et locales, ce qui n’est pas le cas actuellement: les engrais de synthèse sont produits à partir de gaz fossile et le phosphore, contenu naturellement en faible quantité dans le sol, est introduit massivement à partir de roches phosphatées dont l’extraction se fait dans un groupe de pays restreints. 

eutrophisation* : accumulation de nutriment qui peut entraîner une perturbation du milieu (ex : prolifération d’espèces invasive) 

Enjeux relatifs à la mise en place

  • Expertise/ nombre d’acteurs/ complexité : C’est un projet complexe qui peut être mis en place assez facilement du moment ou l’on s’entoure des expertises adéquates. 

En effet, en fonction du projet (Ecole ou non etc…) des compétences juridiques sont à mobiliser pour respecter la réglementation. Au-delà en matière d’architecture de recyclage, de recyclage et de réutilisation des compétences sont à mobiliser.

Dès lors : un juriste, un architecte, un expert du recyclage des nutriments, des parties prenantes ayant les compétences techniques de réalisation. Un recyclage des déchets alimentaires est cependant plus simple à mettre en place. 

  • Durée : Tout dépend la taille du projet, de à peine quelques jours à plusieurs mois si par exemple pour un bâtiment entier
  • Coût : Le coût est très variable en fonction de la taille du projet. A titre individuel cela peut commencer aux alentours d’une centaine d’euros grand minimum en auto-construction…ou plutôt 1000 euros à l’achat. Pour un projet collectif, ça peut s’élever à plusieurs milliers d’euros
  • Equipement :
    • Des toilettes séparatrices ou sèches le cas échéant 
    • Tuyauteries et en fonction de la taille du projet des réseaux d’évacuation 
    • Un espace de stockage et les containers permettant cela 
  • Le recyclage des nutriments répond à un besoin du territoire : L’urine, et les excrétas peuvent reconnecter la ville et les champs. Dans un contexte où l'approvisionnement des produits phytosanitaires se tend du fait du contexte géopolitique et de la descente énergétique inévitable entraînant une hausse des coûts du transport, cette solution permet d’être plus résilient. De plus, une solution naturelle de rebouclage diminue fortement les impacts environnementaux et améliore les finances publiques locales (diminution des coûts de traitement).  

Les eaux usées utilisées pour l’évacuation des urines ne représentent qu’une faible part du total des eaux usées. Et parmi les eaux usées, l’urine représente près de 50 % du phosphore et 80 % de l’azote, le tout concentré dans un faible volume si on le compare au volume global des eaux usées. L’urine ne représente qu’1% des eaux usées. Une miction avoisine 30-50cl qui sont dilués dans 5l-10l d’eau selon l’efficacité de la chasse d’eau. Bien que l’urine soit faiblement contaminée en pathogènes et métaux, contrairement à d’autres intrants comme les boues d’épuration et certains engrais minéraux, il subsiste des questionnements au sujet des résidus médicamenteux présents dans l’urine à faible concentration.

L’exemple du plateau de Saclay est frappant, car l’urine des habitants représenterait près du double des besoins des agriculteurs en fertilisant. Le cas de l’agglomération parisienne est particulièrement pertinent aussi, car elle regroupe plus de 10 millions de personnes et est entourée de plaines céréalières très demandeuses en fertilisants. Les besoins en engrais minéraux de l’Ile-de-France pourraient être couverts avec l’urine de l’agglomération parisienne (source: leesu - Ocapi). 

Contributions à la résilience

  • Sortir des engrais NPK (Azote, phosphore, potassium) 
  • Résilience alimentaire avec fertilisation 
  • Réduction de la consommation de ressources en eau 
  • Favorise l’équilibre des écosystèmes / biodiversité

Points d’attention

  • L’installation de toilettes sèches dans les ERP (écoles, hébergements touristiques, parcs de loisirs,...) doit se conformer à la norme NF P 99-611 (URL : https://www.lovelytoilettes.com/norme-pmr-erp-sanitaires-publics/) sur les sanitaires publics. Celle-ci impose des contraintes en termes de sécurité, d’hygiène et d’accessibilité auxquelles peuvent répondre ce type de toilettes.
    https://www.partenaire-europeen.fr/reglementation-toilettes-seches 

Exemples inspirants

Exemple 1 : Cressy - toilettes sèches

Description : 

Le premier immeuble de la coopérative compte 13 logements. Tous les appartements sont équipés de toilettes sèches «traditionnelles», dans lesquelles urine et matières fécales sont mélangées. Chaque cuvette est reliée par un tuyau vertical de 30 cm de diamètre à un composteur d’un volume utile d’environ 1 m3 (soit env. 300 l/EH), situé à la cave (fig. 2).
Dans les composteurs, des milliers de lombrics, aidés par une micro- et une macro-faune, décomposent les matières fécales, le papier, les copeaux de bois et l’urine. L’expérience montre que les particules de bois sont utiles pour favoriser la nitrification et réduire les odeurs. Cela peut s’expliquer par la structure alvéolaire du bois, bon support bactérien, et/ou par son activité enzymatique. Certaines essences de bois, comme l’épicéa, produisent de meilleurs résultats.
Les quantités de matières solides sont réduites approximativement d’un facteur 20. Une famille de 4 personnes génère environ 150 litres de compost qui sera évacué dans le jardin; Le composteur est vidé une à deux fois par an. Ce compost mature dans le jardin, il peut être réutilisé pour les plantes ornementales. Un système récupère et stabilise l’excédent de liquide des composteurs, riche en nutriments. Il est actuellement en phase de test. Un filtre de phytoépuration traite les eaux grises à l’extérieur.

Exemple 2 : Toilettes sèches séparatives à Grenoble

Description :

L’ensemble des logements, au nombre de 5, au sein de l’habitat participatif “Au Clair du Quartier” à Grenoble, est équipé de toilettes sèches séparatives (TSS). Il a été réalisé en 2016-2017. Ce concept est particulièrement intéressant au sens où il s’agit d’un contexte urbain dense, ce qui complexifie le principe

Il existe en France au moins deux autres projets d’HP (habitat participatif) avec des immeubles intégralement équipés de TSS. C’est le cas d’un bâtiment de six logements de l’HP Ecoravie, situé à proximité du centre-bourg de Dieulefit (Drôme) et construit en 2016. 

Exemple 3 : Toilettes sèches séparatives à Dol-de-Bretagne

Description :

Plus ambitieux encore, et actuellement en cours de construction, le projet d’HP L’Ôôôberge, en périphérie du bourg de Dol-de-Bretagne (Ille-et-Vilaine), prévoit d’équiper en TSS vingt-quatre logements répartis dans trois immeubles, avec pour but de valoriser à la fois les urines et matières fécales. Ces deux projets sont toutefois situés dans des contextes moins denses et plus ruraux qu’Au Clair du Quartier (Grenoble)

Exemple 4 :

Description :

Exemple 5 : L’école de St Germe

Description :

Autres exemples : .

Description :

En Scandinavie, les éco-villages de Understenshöjden à Stockholm, et Munksøgård à Roskilde (Johansson, 2001) ;

En Suisse, les immeubles de la coopérative d’habitat Équilibre à Cressy et à Soubeyran (Dayer, Morier-Genoud, 2019).

Ressources

  • Johansson M. (Ed.), 2001, Urine Separation, Closing the Nutrient Cycle, Final Report On The R&D Project Source-Separated humain urine, a future source of fertilizer for agriculture in the Stockholm region. [En ligne] Disponible à l’adresse : https://sswm.info/node/882
  • le japon se tourne vers les engrais d'origine humaine face à la poussée des prix: https://www.france24.com/fr/info-en-continu/20230630-le-japon-se-tourne-vers-les-engrais-d-origine-humaine-face-%C3%A0-la-pouss%C3%A9e-des-prix

Bibliographie

  • Livre « Les Greniers d’Abondance (2020) Vers la résilience alimentaire. Faire face aux menaces globales à l'échelle des territoires ». 2ème édition, 184 pages., Felix Lallemand & Arthur Grimonpont
  • Barles S., 2005, L’invention des déchets urbains : France 1790-1970, Seyssel : Champ Vallon.
  • Esculier F., 2018, Le système alimentation/excrétion des territoires urbains : régimes et transitions socio-écologiques, Thèse de doctorat en sciences et techniques de l’environnement, sous la direction de Bruno Tassin, Université Paris-Est. [En ligne] Disponible à l’adresse : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01787854

Fiches actions rédigées et répertoriées par : Jérôme François, Loïc Marcé.

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