Les excréments humains, souvent perçus comme de simples déchets à éliminer, recèlent en réalité un potentiel immense pour la fertilisation des sols et la promotion d'une agriculture durable. Loin d'être une pratique marginale, leur valorisation en engrais est une solution de plus en plus étudiée et mise en œuvre pour répondre aux enjeux environnementaux et agricoles contemporains. Cet article explore les différentes facettes de cette approche, de la collecte aux méthodes de traitement, en passant par ses bénéfices et les défis réglementaires et sanitaires qu'elle soulève.
Une ressource inestimable négligée
Historiquement, le « caca humain » a toujours été utilisé comme engrais dans de nombreuses cultures à travers le monde. Pourtant, dans les sociétés modernes, nous avons développé une « incompréhension totale des déchets humains », comme le souligne Manuel Perez, propriétaire d'une ferme biologique à Porto Rico. Ce que nous considérons comme des déchets est en réalité un « excellent engrais, plein de nutriments », capable de nourrir les plantes et d'enrichir les sols.
L'une des principales raisons de cette revalorisation réside dans la composition même des excréments humains. Notre corps, véritable « usine à engrais », produit une demi-tonne de déjections par an. Celles-ci contiennent des éléments nutritifs essentiels tels que l'azote, le phosphore et le potassium - un « puissant trio d'engrais » - qui sont vitaux pour la croissance des cultures. Actuellement, ces nutriments finissent souvent dans nos océans et nos décharges, au lieu de retourner à la terre d'où ils proviennent.
Le système nutritionnel universel veut que « les déjections des uns sont la nourriture des autres ». Le bon sens paysan voudrait que l'on restitue au sol tout ce qui en provient. Cependant, un « dégoût instinctif pour nos déjections » et des préoccupations sanitaires, souvent exagérées, ont conduit à l'abandon de cette pratique.
Les défis posés par l'élimination conventionnelle des déchets humains
Nos systèmes d'assainissement industriels, bien qu'efficaces pour nous protéger contre des maladies comme le choléra et la dysenterie, posent des problèmes globaux à un autre niveau. Lorsque nous cultivons nos aliments dans certains endroits, mais que nous les mangeons et les excrétons dans d'autres, nous « finissons par redistribuer les nutriments sur la planète » de manière inefficace.
Les stations d'épuration éliminent les bactéries pathogènes des effluents, mais ne les débarrassent généralement pas de ces nutriments précieux. Lorsque ces « effluents riches en engrais s'écoulent dans les lacs, les rivières ou la mer », ils peuvent provoquer la prolifération d'algues toxiques, tuer les poissons, étouffer les récifs coralliens et détruire les marais côtiers. « Plus de 30 % des marais du monde sont fortement pollués par les eaux usées et des pourcentages variables de récifs coralliens sont également pollués », explique Stephanie Wear, écologiste marine et fondatrice de l'Ocean Sewage Alliance.
Quant aux boues biosolides restantes, leur sort est tout aussi problématique. Elles sont parfois brûlées, séchées et mises en décharge où elles pourrissent en libérant des gaz à effet de serre, ou accumulées dans des « lagunes », de gigantesques fosses d'aisance. Pendant ce temps, les terres agricoles s'épuisent après avoir donné des récoltes année après année, ce qui oblige les agriculteurs à acheter et à appliquer des engrais synthétiques. Ces engrais, dont la fabrication nécessite des combustibles fossiles (le processus Haber-Bosch est à l'origine d'environ 1,8 % des émissions mondiales de CO2), perpétuent un « cycle brisé des nutriments ».
« Si vous regardez comment le système fonctionne, cela n'a aucun sens. Nous ne faisons que jeter de l'argent dans les toilettes », déplore Mme Wear.
La Pollution Marine expliquée par Surfrider Foundation Europe
Les avantages multiples de la valorisation des excréments humains
La valorisation des excréments humains en engrais offre une multitude d'avantages, tant sur le plan environnemental qu'économique.
Réduction de la consommation d'eau et de l'empreinte carbone
Le fait de composter les excréments plutôt que de les jeter dans les toilettes permet de réduire la consommation d'eau, une décision judicieuse « à l'ère du changement climatique et des pénuries d'eau ». De plus, l'application du compost sur les terres réduit le besoin d'engrais synthétiques, dont la fabrication est énergivore et émettrice de CO2.
Enrichissement des sols et amélioration de la fertilité
Le compost fécal est une « source naturelle d'éléments nutritifs essentiels à la croissance des plantes ». En transformant les excréments humains en compost riche en nutriments, il est possible de « récupérer des ressources précieuses tout en minimisant l'impact négatif des systèmes conventionnels d'élimination des déchets ». Une étude publiée dans Frontiers in Environmental Science a même montré que l'ajout de compost fécal, bien qu'il diminue légèrement le rendement à court terme, améliore la teneur en carbone des sols, « favorisant une production alimentaire résistante au climat ».
Économie circulaire et gestion durable des déchets
Le recyclage des excréments s'inscrit pleinement dans une logique d'« économie circulaire », où les déchets sont traités et transformés en produits utilisables. « Ce sujet est superchaud en ce moment. Les gens se rendent compte que ce que nous faisons n'est pas durable », explique Kelsey McWilliams, fondatrice de Point of Shift, une entreprise spécialisée dans les systèmes d'assainissement circulaire. Cette approche holistique et durable permet de traiter le problème mondial de la « surcharge de caca humain » de manière plus efficace.
Alternatives aux toilettes à chasse d'eau et accès à l'assainissement
Pour les communautés hors réseau, les éco-villages, les campings ou même les réserves amérindiennes où les toilettes à chasse d'eau sont rares, les toilettes à compost offrent une solution simple et respectueuse de l'environnement. Ces systèmes permettent de remplacer les « lugubres toilettes portatives par quelque chose qui n'empeste pas, qui n'est pas rempli de mouches et de produits chimiques polluants, et qui peut être rendu à la nature », comme l'explique Mme McWilliams.
Méthodes de dilution et de traitement des excréments humains
Pour que les excréments humains puissent être utilisés en toute sécurité comme engrais, un traitement adéquat est essentiel afin d'éliminer les agents pathogènes dangereux. Plusieurs approches ont été développées, allant des solutions individuelles aux systèmes municipaux à grande échelle.
Toilettes à compost et compostage humain
Les toilettes sèches à séparation sont une solution sanitaire respectueuse de l'environnement qui permet de collecter les matières solides et l'urine séparément. Cette séparation « facilite et accélère le compostage ». Manuel Perez, par exemple, a construit une bio-toilette dans sa ferme de Porto Rico, où il utilise des copeaux de bois pour couvrir les déjections et lancer le processus de compostage dans une fosse.
Le « compostage humain » est le processus de transformation des excréments humains en compost riche en nutriments. Pour un compostage efficace et hygiénique, il est important de suivre certaines étapes :
- Préparation et collecte : Utiliser une litière (sciure de bois, restes agricoles) pour réduire les odeurs et assurer une bonne aération dès la collecte. Le papier hygiénique écologique, non blanchi, sans motifs ni parfums est préférable.
- Processus de compostage : Le contenu du conteneur est mis en tas. Il doit être aussi sec que possible et bien mélangé. Un empilement en pente favorise l'aération. Après un an, le tas est retourné pour permettre aux micro-organismes et aux organismes du sol de décomposer les déchets.
- Méthode de rotation : Pour des résultats optimaux, il est conseillé de vider les solides frais à un nouvel endroit chaque année, créant ainsi un nouveau tas et laissant le processus de décomposition se dérouler sans être perturbé.
- Maturation : Après une période de deux à trois ans, une masse d'humus brut se forme, hygiéniquement inoffensive. Cependant, pour une intégration optimale dans le sol, les jardiniers expérimentés recommandent une période de pourrissement de trois à quatre ans dans la plupart des pays d'Europe centrale. L'ajout d'humus ou de compost starter stimule le processus.
Pour gérer les agents pathogènes et les parasites potentiels, la variante du compostage à long terme est particulièrement adaptée. Les organismes pathogènes et les bactéries indésirables sont décomposés soit dans les premiers stades (décomposition à chaud), soit au cours de la longue période de compostage.
Systèmes de traitement à l'échelle des bâtiments et des villes
Des entreprises innovantes développent des technologies pour traiter les eaux usées à différentes échelles :
- Epic Cleantec (San Francisco) : Cette entreprise s'attaque au problème au niveau des immeubles d'habitation. Le système sépare les solides de l'eau, purifiant cette dernière pour la réutiliser (arrosage, chasse d'eau, lessive). Les biosolides séparés sont compactés, subissent un traitement thermique et d'oxydation pour tuer les agents pathogènes. L'avantage est de « capturer les matières solides quelques secondes après que quelqu'un a tiré la chasse d'eau », réduisant ainsi considérablement le taux de pathogènes par rapport aux stations d'épuration traditionnelles. Le produit final est un « produit de sol sec, sans odeur, riche en carbone et en azote ».
- Lystek (Canada) : Cette société canadienne a mis au point un « gigantesque mélangeur d'eaux usées » qui réduit en lambeaux tous les micro-organismes, laissant les agents pathogènes en dessous des limites de détection réglementaires. La bouillie obtenue est ensuite injectée dans le sol des champs agricoles. Cette technologie est déjà utilisée dans plusieurs villes, desservant une population d'environ 1,7 million de personnes.
- DC Water (Washington D.C.) : Cette station d'épuration traite les eaux usées de toute la capitale américaine. Les eaux usées sont mijotées à 148 °C et compressées pour les rendre inoffensives. Les boues cuites sont ensuite pompées dans des biodigesteurs où des bactéries les transforment en une substance boueuse. Après trois semaines de séchage, elles deviennent un engrais appelé Bloom, vendu par l'organisation à but non lucratif BlueDrop. « Les agriculteurs achètent la plus grande partie de Bloom, mais les paysagistes et les entreprises de construction font partie également de la clientèle. »
La méthanisation : une autre voie de valorisation énergétique
En plus de l'utilisation directe comme engrais, les fèces humaines représentent un énorme réservoir d'énergie, particulièrement dans les pays en développement. La méthanisation, un processus biologique de dégradation de la matière organique en l'absence d'oxygène, permet la production de biogaz ou d'électricité.
Des pays comme le Rwanda et le Burkina Faso ont lancé des projets d'installation de biodigesteurs pour les ménages. Au Togo, où « 90,1% des togolais dépendent du bois pour le chauffage », la méthanisation des déchets fécaux est une solution prometteuse pour le développement durable, car la coupe du bois est une source de réchauffement de la planète. Le biogaz, principalement un mélange de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2), peut être utilisé pour la cuisine ou la production d'électricité.
Cependant, la méthanisation n'est pas sans difficultés. La présence d'impuretés comme l'eau (H2O), les sulfures d'hydrogène (H2S), le diazote (N2) et les siloxanes rend le biogaz « très corrosif ». Des questions de sécurité, de pérennisation et de rentabilité doivent être résolues pour que cette technologie soit largement adoptée.
Cadre réglementaire et défis sanitaires : entre mythes et réalités
L'utilisation des excréments humains comme engrais soulève inévitablement des questions de sécurité sanitaire. Le « dégoût instinctif » et la crainte des « maladies » et des « pathogènes » sont des préoccupations légitimes, mais souvent exagérées.
La législation actuelle et ses limites
En France, par exemple, la nouvelle loi entrée en vigueur le 1er janvier 2024 (art. L541-21-1 du Code de l’environnement) « exclut nos déjections des biodéchets, considérant qu’elles ne sont pas biodégradables et doivent donc être traitées comme des déchets ‘dangereux’ ! » Curieusement, l'usage de nos pipis et cacas comme engrais est strictement interdit en agriculture biologique, mais autorisé en agriculture conventionnelle, bien que la procédure administrative soit « si contraignante qu’elle décourage les meilleures volontés ».
Cette approche contraste avec celle des déjections animales. « Tous les fumiers sont des bouillons de culture par excellence, et une fiente de poule n’a rien d’aseptisé. » Il faut attendre que la vie souterraine la transforme en éléments assimilables. L'OMS recommande un stockage d'au moins un mois pour l'urine seule, précisant que les risques sanitaires liés à son utilisation agricole sont faibles.
Les lisiers, mélanges liquides d'urine et d'excréments provenant des élevages intensifs, sont de « véritables bouillons de culture pour les pathogènes ». Pourtant, leur utilisation est moins réglementée. Par exemple, il est seulement « conseillé d’attendre au moins 3 semaines avant de remettre à pâturer après un épandage de lisier sur une prairie ! »
La question des biosolides et des polluants émergents
L'Agence de protection de l'environnement américaine (EPA) utilise le terme « biosolides » pour désigner le fumier obtenu après traitement de nos excréments, et « encourage vivement » leur utilisation pour fertiliser les cultures. Cependant, une nouvelle étude suggère que l'absence de régulation adéquate pourrait être un problème, car des polluants sont désormais détectés dans les boues d'épuration, et même chez les animaux nourris avec des plantes fertilisées par le caca humain.
Murray McBride, chercheur spécialisé dans la contamination des sols à l'Université Cornell, estime que les règles de l'EPA sont « complètement dépassées ». L'EPA contrôle la présence de seulement neuf métaux lourds, alors qu'il existe « bien plus de métaux toxiques sur le tableau périodique des éléments ».
La présence de médicaments et autres résidus organiques dans les biosolides est encore plus préoccupante. L'EPA a évalué que les boues d'épuration pourraient contenir plus de « 92 produits pharmaceutiques, des stéroïdes et des hormones ». David L. pense que « ce que l’EPA réglemente est négligeable ».
Risques liés aux antibiotiques et aux produits chimiques
Malgré les précautions prises, comme la digestion anaérobie et la stérilisation à haute température, il est possible que des bactéries survivent et contribuent à propager des souches bactériennes résistantes aux antibiotiques. Edo McGowan, ancien chercheur en sciences de l'environnement, s'inquiète des résultats de la recherche sur les gènes résistants aux antibiotiques dans les sols traités par biosolides. Ces gènes pourraient être « facilement transportés par les équipements agricoles ou le vent, et sont absorbées par des bactéries qui peuvent être ingérées par des personnes et des animaux ».
Cependant, il n'existe pas encore de consensus scientifique sur l'influence de l'utilisation des biosolides sur l'efficacité des antibiotiques. « Pour l’instant, nous n’émettons que des hypothèses », explique Marc Habash, qui effectue des recherches sur les bactéries contenues dans les biosolides à l’Université de Guelph.
Une étude de 2012 menée par le chimiste Chad Kinney, de l'Université d'État du Colorado, a montré que les vers de terre présents dans les sols arrosés de biosolides contenaient un grand nombre de substances synthétiques, dont des médicaments et des produits d'hygiène. La présence de triméthoprime (un antibiotique) et de triclosan (un biocide) dans les organismes des animaux a été particulièrement notée. Bien que les concentrations soient faibles, cela montre que « les polluants issus des activités humaines migrent des biosolides aux organismes animaux ».
Malgré ces découvertes inquiétantes, Kinney concède que les risques liés aux biosolides sont encore « très théoriques, et difficiles à mesurer », tandis que leurs bénéfices sont « évidents : ils permettent de désencombrer les décharges et de ramener les nutriments dans les sols ». Il souligne également que la toxicologie étudie généralement un seul composé chimique à la fois à court terme, et non les interactions de différents composés chimiques à long terme. « Les effets apparaîtront dans longtemps, de manière discrète », conclut-il, « mais ils pourraient affecter des générations entières. »
Perspectives d'avenir et agriculture responsable
La pratique de la dilution et de la valorisation des excréments humains en engrais représente une voie prometteuse pour une agriculture plus responsable et durable. Les bénéfices environnementaux et agronomiques sont indéniables, même si les défis réglementaires et sanitaires doivent être abordés avec rigueur et transparence.
Le développement de nouvelles technologies de traitement, la sensibilisation du public et la révision des cadres législatifs sont essentiels pour que cette ressource précieuse retrouve sa place légitime dans nos cycles nutritifs. L'objectif est de « créer un cycle nutritif fermé » où les déchets sont transformés en engrais naturels, contribuant ainsi à la protection de l'environnement, à la récupération des nutriments et à la conservation de l'eau. Une « agriculture responsable fait partie des défis majeurs de notre époque », et la valorisation des excréments humains est une composante clé de cette transition.
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