Problèmes de formation d'écume dans les lisiers

Dans la région du centre ouest des Etats-Unis, le type de sol et les systèmes de culture permettent d’utiliser tous les nutriments du lisier, et, par conséquent, on essaie de préserver la qualité des nutriments de ce lisier en diminuant au minimum les émissions atmosphériques d’ammoniaque. Les systèmes courants de logements de porcs permettent jusqu’à un an de stockage de lisier sous le sol. Normalement, on remplit une fosse de 2,4 mètres de profondeur et ces lisiers sont injectés sur les terres de culture après la récolte d’automne, bien que, dans beaucoup de cas, on effectue une application supplémentaire au début du printemps avant l’ensemencement. La plupart des bâtiments pour les porcs de finition sont construits principalement pour profiter de la qualité des nutriments des lisiers, transformant les agriculteurs en producteurs de porcs dans des systèmes de production intégrée.

Sur les dernières années, est apparu le problème de la « formation d’écume » excessive sur les lisiers et d des efforts ont été menés pour faire face à ce phénomène. La formation d’écume sur le lisier porcin n’est pas un problème récent. Depuis longtemps, il y a eu des cas sporadiques de formation d’écume dans les systèmes de stockage de lisier à long terme. Ce qui a changé aujourd’hui, c’est l’augmentation significative des cas. Elle a commencé environ en 2008. Les enquêtes postérieures réalisées chez les producteurs du centre ouest montrent que depuis l’année 2008 et de manière constante, 25% des dépôts de lisier ont eu ou ont de l’écume persistante.

Figure 1 : Ecume dans la zone occupée par les animaux dans un engraissement avec une fosse à lisiers.
Photo due à la courtoisie de: Dr. Larry Jacobson y Dr. Chuck Clanton, Université du Minnesota.

Pour que la formation de l‘écume se produise et se maintienne, trois facteurs clés simultanés sont nécessaires. Premièrement, il faut une source de gaz et les lisiers dirigés en anaérobiose la fournissent sous forme de sulfure d’hydrogène et de méthane. Deuxièmement, on a besoin d’un agent surfactant qui permet de donner de l’élasticité à la superficie des lisiers, permettant la formation de bulles. Enfin, on a besoin d’un certain type de support, comme des petites fibres ou des éléments solides du lisier pour maintenir la bulle intacte et stable. Si on élimine un de ces trois facteurs clés, la bulle ne restera pas dans un état stable. Le méthane est un gaz qui est libéré de façon naturelle, en très petites quantités, dans le stockage en anaérobiose des lisiers. Cependant, quand il reste enfermé dans une bulle, le méthane atteint des niveaux élevés jusqu’à 70%, très au-dessus de la concentration explosive de 5 à 15%. Si ces bulles s’agitent et se rompent, entraînant avec cela une libération rapide de méthane, des incendies et des explosions peuvent se produire si on fournit une source de mise à feu. Quelques sources de mise à feu courantes sont les lumières indicatrices des chauffages, les machines de lavage à pression et les activités de soudure.

Figure 2 : Ecume dépassant du sol des caillebotis.
Photo due à la courtoisie de: Dr. Larry Jacobson y Dr. Chuck Clanton, Université du Minnesota.

L’association des producteurs de porcs de l’Iowa a financé un projet de recherche multidisciplinaire dans plusieurs états pour rechercher les mécanismes de formation de l’écume dans les élevages de porcs et les stratégies pour sa diminution. Des ingénieurs, des chimistes, des microbiologistes et des nutritionnistes porcins des universités des états de l’Iowa, du Minnesota, de l’Illinois et le Département de l’Agriculture des Etats-Unis cherchent les mécanismes qui causent la formation d’écume et développent des stratégies durables pour son atténuation. Ce programme a une durée de trois ans plus une autre année pour les résultats. On a prélevé des milliers d’échantillons de lisier avec et sans écume et on a analysé les différences dans les propriétés physiques, chimiques et microbiologiques. On a développé des outils pour estimer la tendance des lisiers porcins à former de ’écume ou pour rester stable. Les résultats à ce jour montrent que dans les lisiers avec écume la quantité de carbone est significativement plus importante et on pense que cela fournit la base pour une activité méthanogène excessive. Il se produit un changement dans la population microbienne, des taux de production plus importants de méthane et l’écume elle-même est enrichie en protéines et en particules fines  qui lui confèrent la stabilité. On pense que la population microbienne en relation avec la formation d’écume dans les lisiers porcins traite de manière plus efficace les sources de carbone, particulièrement la fibre et la graisse. Il en résulte des taux plus importants de méthane et cela provoque un plus grand flux de méthane à travers les lisiers qui déplace des polymères biologiques et des protéines à la surface, beaucoup de travail à faire, mais l’objectif est de parvenir à des stratégies d’atténuation dans l’élevage à la fin de cette étude.

Figure 3. Ecume sortant de l’accès pour la pompe avant l’application sur le terrain
Photo due à la courtoisie de: Dr. Larry Jacobson y Dr. Chuck Clanton, Université du Minnesota.

Jusqu’à ce que l’on trouve une solution permanente, on a averti les producteurs qu’ils prennent la précaution de ne pas agiter l’écume avant que tout le personnel n’ait été évacué, de ne pas garder de source de mise à feu et de ventiler le bâtiment à une vitesse d’au moins 30 renouvellements d’air par heure. Les résultats de cette étude seront disponibles en été 2016.

Figure 4. Diffuseur et mur latéral endommagés par un feu soudain
Photo due à la courtoisie de: Dr. Larry Jacobson y Dr. Chuck Clanton, Université du Minnesota.