Le compostage est un processus biochimique fascinant et naturel qui transforme les biodéchets en une matière riche en nutriments et micro-organismes, connue sous le nom de compost ou d'humus. Qu'il se produise en milieu naturel ou qu'il soit initié par l'être humain, ce processus aérobie de dégradation de la matière organique aboutit à un produit organique final stable, bénéfique pour la santé des sols et la croissance des plantes. Comprendre la biochimie sous-jacente et les différentes phases du compostage est essentiel pour produire un amendement organique de qualité et maîtriser cette pratique écocitoyenne.
Le Compostage : Un Écosystème Vivant
Le compost est un véritable écosystème vivant où une multitude d'organismes microscopiques et macroscopiques travaillent en synergie pour décomposer la matière organique. Ce processus repose sur la présence de plusieurs éléments clés : de l'eau et de l'humidité, de l'oxygène, de la matière carbonée (bois, branches, brindilles) et de la matière azotée (feuilles, mousse, fruits et légumes, cadavres d'animaux). En présence de ces éléments, les bactéries et autres micro-organismes dégradent la matière, libérant des nutriments et transformant le tout en une substance stable.
Dans la nature, ce processus conduit à la formation d'humus, la couche supérieure du sol riche en nutriments. Lorsque cette décomposition est initiée et gérée par l'être humain, on parle de compostage. Le compostage est un processus aérobie, ce qui signifie qu'il a lieu dans un milieu qui contient de l'oxygène. L'oxygène est consommé par les micro-organismes qui vont dégrader les macromolécules de la matière organique.
Les Acteurs Microscopiques du Compostage
Plusieurs sous-catégories microbiennes se succèdent pour décomposer la matière :
Les bactéries : Ce sont les plus petits des micro-organismes, parfois constitués d'une seule cellule. Elles dégradent la matière en premier et réalisent le gros du travail, s'attaquant aux matières "molles". Elles se comptent en milliards d'individus par kilo de compost ! Les bactéries mésophiles, actives entre 20°C et 45°C, sont les premières à se reproduire en décomposant les molécules organiques simples. Suivent les bactéries thermophiles, qui se développent à des températures comprises entre 45°C et 70°C, décomposant des sources de carbone plus complexes comme la cellulose et la lignine.
Les actinomycètes : À la frontière entre les bactéries et les champignons, les actinomycètes libèrent des enzymes qui découpent les molécules de cellulose, de lignine, de chitine et de protéines, s'attaquant aux matières "dures". Tout au long de leur cycle de vie, les Actinomycètes peuvent combiner ces différentes formes. Leurs filaments apparaissent à partir du germe qui leur a donné naissance pour créer une structure rayonnante ressemblant aux hyphes fongiques.
Les micro-organismes fongiques : Les champignons et les levures se développent en fin de processus de compostage. Ils vont dégrader la matière sèche ou à teneur trop faible en azote pour être consommée par les bactéries. Ils s'attaquent également aux formes récalcitrantes de carbone, telles que la lignine et la lignocellulose, tout en poursuivant la décomposition de la cellulose, de l'hémicellulose et de la chitine initiée par les bactéries.
Les Macro-organismes : Les Finisseurs
Si les micro-organismes sont les principaux artisans de la décomposition, les macro-organismes jouent un rôle crucial dans les phases ultérieures du compostage. Les vers de terre, notamment les vers de compost (Eisenia fetida, Dendrobaena octaedra, Eisenia andrei), les cloportes, les lules (julida), les polydesmes (mille-pattes utiles), les forficules (perce-oreilles) et les larves de cétoine sont des auxiliaires utiles qui colonisent le compost au fur et à mesure que la température diminue.
Les vers de terre, par exemple, finissent le compostage en mangeant la matière décomposée par les bactéries et les champignons. En traversant leur tube digestif, la matière est intimement mélangée avec la terre, et les substances minérales formées servent de nutriments pour la plante. Une colonie de plusieurs centaines de larves de cétoine est particulièrement efficace pour réduire en leur plus simple expression des résidus organiques qui auraient résisté à la phase thermophile.
Les Quatre Phases du Compostage
Le processus de compostage se déroule en quatre grandes phases distinctes, chacune caractérisée par des changements de température, l'activité de micro-organismes spécifiques et la transformation progressive de la matière organique. Le couple temps-température est un élément-clé souvent négligé, mais un parfait suivi permet de valoriser tous les déchets alimentaires en compost.
1. La Phase Mésophile (ou Phase de Fermentation Initiale)
Cette phase marque le début du processus de compostage. Le mélange de matières premières est encore à température ambiante et n’est pas encore humidifié. Les micro-organismes « mésophiles » (ceux qui se développent entre 20°C et 45°C) commencent à se reproduire en décomposant les molécules organiques simples. Ils s'attaquent aux polymères tels que les protéines et l'amidon, ainsi qu'aux matières simples comme les lipides et les sucres.
L’activité métabolique de ces micro-organismes est très intense et provoque une montée rapide de la température, atteignant 35°C au bout de quelques heures ou jours, puis 40-45°C sur une période de deux à huit jours. Cette hausse de température est une conséquence directe de la décomposition des composés carbonés des matières organiques, qui fournit de l'énergie aux microbes et libère principalement du CO2 et du H2O gazeux.
Durant cette période de stockage, si l'humidité est suffisante, la matière organique est envahie de micro-organismes mésophiles. Des bactéries et des champignons vont commencer à fractionner et digérer les débris coriaces. Cette phase est indispensable pour préparer la matière organique aux étapes suivantes. Le contrôle de l'humidité est crucial dès le début, un compost trop sec ne permettant pas aux bactéries de se développer, tandis qu'un compost trop humide risque de favoriser des bactéries anaérobies, responsables de mauvaises odeurs.
2. La Phase Thermophile (ou Phase d'Assainissement)
Également appelée phase d’« assainissement », cette étape voit la température dépasser 45°C. Les micro-organismes mésophiles sont alors remplacés par des « thermophiles », c'est-à-dire des micro-organismes qui se développent à des températures comprises entre 45°C et 70°C. Les thermophiles décomposent des sources de carbone plus complexes, telles que la cellulose et la lignine. À 60°C, la phase thermophile du processus commence.
La température continue de s’élever rapidement, atteignant un pic entre 55°C et 70°C, parfois même 75-80°C dans des tas de plusieurs dizaines de m³. Un pic de 55°C à 70°C pourra avoir lieu. C’est la phase la plus chaude et la plus intense du processus. À partir de 60°C, les micro-organismes pathogènes, y compris les bacilles toxiques pour l'être humain, sont détruits. On parle d’hygiénisation de la matière. Cette étape est primordiale pour utiliser le compost dans l’agriculture sans transmettre de virus à l’être humain, et elle permet également d'éliminer les graines d'adventices. La destruction de tous les germes pathogènes n'est possible que si tous les éléments du compost subissent une température de 55/65°C pendant au moins 15 jours.
Durant cette phase, la décomposition des composés simples est totale, et les champignons ne se développent plus. Le rejet de CO2 entraîne une réduction significative du poids et du volume du compost, parfois de moitié. Une bonne aération du compost et une surveillance rigoureuse sont nécessaires à ce stade, car des températures dépassant 70°C peuvent inhiber même les bactéries thermophiles et retarder ou même stopper le processus. Le compost doit être remué fréquemment pour assurer un traitement homogène.
La phase thermophile doit au moins durer un mois, mais elle sera d’autant plus efficace si elle dure plus longtemps par des apports successifs de matières très fermentescibles et d’azote.
Jardinage écologique - 04 - Les différentes phases du compost
3. La Phase de Refroidissement
Lorsque le carbone et l’azote ont été consommés en grande partie, l’activité biologique des micro-organismes diminue et la température redescend progressivement entre 40 et 50°C. Cette phase, qui dure environ un mois, marque la réduction de l’activité bactériologique.
Les micro-organismes mésophiles réapparaissent et reprennent leur travail de décomposition. C'est également à ce moment que les macro-organismes, tels que les champignons, les cloportes, les lombrics, les actinomycètes et les vers du fumier, reviennent coloniser le compost. Ces derniers assurent la décomposition de la lignine, de la cellulose et de l’hémicellulose, matières organiques plus complexes.
Pendant cette période, une partie de l’humus est fabriquée par incorporation de l’azote restant dans des molécules complexes. Le contrôle de l’humidité reste important tout au long du processus. La flore mésophile finit de dégrader les derniers polymères restés intacts après la phase thermophile.
4. La Phase de Maturation
Cette phase est la période de fermentation où règne la macrofaune, marquant la transformation totale du compost en humus. La température descend sous la barre de 30°C et se rapproche de la température ambiante. La demande biologique en oxygène étant réduite, il devient possible de grossir la dimension des andains à cette étape si on le souhaite. Le compost prend une couleur foncée à noire, et sa texture ressemble à celle d’un sol.
Durant cette période, une série de réactions secondaires se produisent, provoquant la condensation et la polymérisation de l'humus. Les matières organiques plus complexes, plus polymérisées, continuent à se décomposer. Les bactéries ne sont plus dominantes, tandis que les champignons, les protozoaires, les nématodes et divers arthropodes prolifèrent, notamment les collemboles. Plus le processus progresse, plus la diversité des organismes dans le compost augmente. On observe même la présence de bactéries fixatrices d’azote non-symbiotiques à partir de cette étape.
Cette maturation permet d’atteindre après quelques mois un quatrième stade dit de « compost mûr ». La durée nécessaire avant d’atteindre la maturité est très variable selon ce qui est composté et le gel hivernal. Les matières organiques coriaces, dites récalcitrantes, évoluent plus lentement, et les matières labiles, plus rapidement. Éventuellement, des vers épigés (vers à fumier) apparaissent et complètent le compostage en ingérant la majorité des matériaux, laissant des boulettes fécales et amenant le compost à l’état de « terreau ».
À la fin de cette phase de maturation, le compost ne doit comporter aucune matière organique facilement dégradable par les micro-organismes. Après épandage, ce compost continue à évoluer pour former de l’humus agricole. Le pH d’un compost familial peut se situer entre 8 et 9 au début de la phase de maturation. Il ne faut pas chercher à l’acidifier, ce qui pourrait produire des problèmes d’odeur et une perte d’azote.
L'Importance des Conditions Optimales pour un Bon Compostage
Pour un compostage efficace, plusieurs facteurs doivent être attentivement gérés tout au long des différentes phases. L'équilibre entre la matière carbonée et azotée, l'humidité, l'aération et la taille du tas sont cruciaux pour le développement harmonieux de l'écosystème du compost.
Le Rapport Carbone/Azote (C/N)
Le rapport carbone/azote est un facteur particulièrement important. Un bon compost a besoin d'un équilibre entre la matière carbonée (dite « sèche » : copeaux de bois, branches, feuilles mortes) et la matière azotée (dite « humide » ou « verte » : fruits et légumes, restes alimentaires, tontes de pelouse). La matière sèche permet de créer des espaces et donc d’apporter de l’oxygène pour les bactéries au cœur du compost. Pour deux doses de biodéchets, il est conseillé d'ajouter une dose de matière sèche. Un rapport C/N idéal pour le démarrage du compostage se situe entre 25 et 30. Si le rapport est trop élevé (trop de carbone), la décomposition sera lente. S'il est trop faible (trop d'azote), il y aura des pertes d'azote par volatilisation sous forme d'ammoniac, souvent accompagnées de mauvaises odeurs.
L'Humidité : Un Équilibre Délicat
L’eau est vitale pour les bactéries et donc pour le compostage. Un compost devrait avoir une teneur en eau de 40 à 65 pour cent. Un compost trop sec (attention l'été) ne permet pas aux bactéries de se développer. À l'inverse, un compost trop humide (attention à la pluie) risque de dégager de fortes odeurs. En effet, l’eau peut remplir les espaces créés par la matière sèche et empêcher l’oxygène de pénétrer dans le compost. En l’absence d’oxygène, les bactéries aérobies sont remplacées par des bactéries anaérobies. Ces dernières libèrent du méthane ou de l’ammoniac responsables des mauvaises odeurs. L'arrosage doit être effectué régulièrement, surtout en période estivale, pour maintenir une humidité adéquate.
L'Aération : L'Oxygène, Moteur de la Décomposition
Le processus de compostage est aérobie, ce qui signifie qu'il nécessite un apport continu d'oxygène. L'aération est indispensable pour l'activité métabolique des micro-organismes. Elle permet également d'évacuer les gaz piégés dans le tas. L'insuffisance en oxygène est fréquente et peut entraîner une décomposition anaérobie et la production de mauvaises odeurs.
Plusieurs techniques permettent d'assurer une bonne aération :
- La matière sèche : L'ajout de matière sèche grossière crée des espaces pour la circulation de l'air.
- Le retournement : Le retournement régulier du tas est la méthode la plus efficace pour aérer le compost. Cela permet de mélanger les matériaux, d'homogénéiser la température et de fournir de l'oxygène aux micro-organismes. La fréquence de retournement dépend de la phase de compostage et du volume du tas.
- La taille du tas : Un bon compost a besoin d’un volume minimal d’1 m³ pour bien chauffer et maintenir une aération suffisante. Cependant, une taille excessive peut empêcher l'oxygène d'atteindre le centre du tas.
- La structure du tas : Il est possible de créer des systèmes d'aération passifs en utilisant des matériaux grossiers à la base du tas ou des conduits d'aération.
La Température : Un Indicateur de Vitalité
La température est le reflet de la vitalité du compost. Elle doit être contrôlée fréquemment pour s'assurer que le processus se déroule correctement. Une température idéale pour la phase thermophile est située entre 50 et 70°C, voire 75-80°C. Une température trop basse est susceptible de compromettre le bon rapport carbone/azote du compost et de ne pas assurer une hygiénisation suffisante. Il est essentiel de ne pas dépasser les 70°C pendant trop longtemps, car cela peut inhiber l'activité des micro-organismes thermophiles. Des thermomètres de laboratoire peuvent être utilisés pour mesurer précisément la température à plusieurs endroits dans le tas.
Applications et Avantages du Compostage
Le compostage, qu'il soit domestique, partagé ou industriel, offre de grands avantages et contribue à une agriculture durable et à la préservation de l'environnement.
Avantages pour le Jardin et l'Agriculture
Le compost est une matière riche en nutriments (N, P, K, Ca, etc.) qui sont la source principale de nourriture des plantes. Il a une structure physique qui ressemble à une éponge, permettant d’absorber l’humidité de l’air et de retenir l’eau de pluie, agissant ainsi comme un réservoir d’eau pour les plantes. Le compost est également un milieu riche en micro-organismes. La diversité de l’humus permet de prévenir les invasions de parasites, car les bactéries sont en permanence en compétition les unes avec les autres pour les nutriments, l’oxygène et l’eau.
L'incorporation de compost améliore les propriétés physico-chimiques du sol, augmentant sa fertilité et sa capacité de rétention d'eau. Cela favorise une microbienne vigoureuse, essentielle à la santé du sol et à la croissance des cultures.
Réduction des Déchets et Impact Environnemental
Le compostage est un geste écocitoyen majeur qui contribue massivement à la préservation de la planète. Il permet de réduire l’empreinte écologique des déchets alimentaires ménagers et de rendre à la terre ce qu’elle nous a donné. Depuis le 1er janvier 2024, le tri à la source des biodéchets est obligatoire en France, ce qui souligne l'importance croissante de cette pratique.
Le compostage offre un assainissement des biodéchets, une réduction des mauvaises odeurs et réduit les volumes qui doivent être appliqués. Les solutions de compostage électromécanique, par exemple, optimisent l'hygiène, réduisent les nuisances et permettent un compost de qualité tout en supprimant les coûts de collecte dédiée en camion.
Compostage et Séchage : Attention aux Confusions
Il est important de distinguer le compost du "séchât". Le séchât est le résultat du séchage des déchets, où l'eau contenue est retirée en chauffant les déchets, souvent en 12 à 48 heures. Cela permet de réduire le volume de 90% mais le résultat reste un déchet déshydraté. Légalement, le séchât doit être composté ou méthanisé ensuite et ne peut être épandu directement au sol. Tous les processus qui durent moins de 48 heures, même avec l'ajout de bactéries, de champignons ou de levures, sont assimilés à des processus de séchage, car la matière n'est pas fondamentalement transformée en compost. Comparer le séchât au compost, c'est comme comparer du jus de pomme à du cidre.
Gérer les Défis du Compostage
Bien que le compostage soit un processus naturel, certaines difficultés peuvent survenir et nécessitent une attention particulière pour garantir un compost de qualité.
La Gestion des Odeurs
Les mauvaises odeurs sont généralement le signe d'un déséquilibre dans le composteur, souvent lié à un manque d'oxygène ou un excès d'humidité, favorisant le développement de bactéries anaérobies. Ces dernières libèrent du méthane ou de l'ammoniac, responsables des odeurs désagréables. Une bonne aération, un équilibre entre matières sèches et humides, et un contrôle régulier sont essentiels pour prévenir ce problème. Certains systèmes de compostage proposent des dispositifs spécifiques pour gérer les odeurs selon leur nature et la sensibilité de l'utilisateur.
L'Élimination des Agents Pathogènes et des Graines d'Adventices
La phase thermophile est cruciale pour l'hygiénisation du compost, c'est-à-dire l'élimination des agents pathogènes et des graines d'adventices. Cependant, certains agents pathogènes, comme le Fusarium oxysporum ou le Plasmodiophora brassicae, sont difficilement neutralisés si la température n'est pas constante dans toute la masse du compost sur plusieurs jours. Les bords du tas, par exemple, peuvent subir une perte calorique et ne pas atteindre la température requise. Des retournements fréquents sont nécessaires pour assurer un traitement homogène de tous les éléments du compost. Par précaution, certains jardiniers professionnels évitent de composter à froid les tiges et feuilles flétries suspectes d'être contaminées.
Le Broyage des Matières Organiques
Un broyeur est toujours favorable au compost, car plus les matières sont fines, plus elles sont accessibles aux bactéries. Cependant, il ne faut pas broyer la matière en pâte compacte qui bloquerait la respiration des bactéries. Le broyage fin, sans devenir une bouillie, est idéal. Dans certains cas de compostage, le broyage alimentaire est obligatoire, notamment pour les grandes quantités de déchets de type SPAn3 (viande, poisson) et les déchets de cuisine et de table, en particulier s'il y a un risque de morceaux de viande de plus de 12 mm d'épaisseur. La loi l'exige pour des raisons d'hygiène, car cela garantit aux bactéries un temps de digestion adéquat. Le broyage est également indispensable pour composter les emballages compostables.
Le compostage est une pratique à la fois simple et complexe, nécessitant observation, équilibre et patience. En comprenant les phases et les principes biochimiques qui le régissent, chacun peut contribuer à la production d'un amendement organique de qualité, favorisant la santé de nos sols et la vitalité de nos jardins.
tags: #differentes #phases #du #compostage