Les déjections animales représentent une ressource agricole fondamentale, dont la gestion appropriée est essentielle tant pour la fertilité des sols que pour la protection de l'environnement. Parmi ces ressources, le fumier de bovins laitiers occupe une place prépondérante dans de nombreux systèmes d'élevage. Cependant, la consistance de ce fumier peut varier considérablement, présentant des défis uniques en termes de stockage, d'épandage et de valorisation agronomique. Comprendre les différences entre les fumiers mous (FM) et les fumiers compacts (FC) est crucial pour les éleveurs souhaitant optimiser l'utilisation de ces produits tout en respectant les cadres réglementaires en vigueur. Cet article explore en profondeur les mécanismes de formation, les enjeux de gestion et les solutions techniques associées aux différentes consistances de fumier de vache laitière, en s'appuyant sur des directives et des pratiques éprouvées.
La Valorisation Agronomique du Fumier de Bovins Laitiers : Un Engrais Organique Essentiel
La valorisation agronomique des engrais de ferme est intrinsèquement liée aux conditions d'épandage, un facteur déterminant pour maximiser les bénéfices environnementaux et économiques de ces ressources précieuses. Le fumier de bovins laitiers, riche en matière organique, joue un rôle fondamental dans l'amélioration de la structure du sol, de sa capacité de rétention d'eau et de sa fertilité à long terme. Sa contribution à la vie microbienne du sol est également inestimable, participant aux cycles des nutriments et à la résilience des écosystèmes agricoles.
Pour les engrais de ferme comme le fumier ou le compost, dont l'azote est majoritairement sous forme organique, l'apport doit être fait suffisamment tôt pour permettre sa transformation. Cette période anticipée est stratégique, car ainsi la minéralisation libère l'azote davantage au moment où la plante l'absorbe. Cette libération progressive de l'azote organique assure une disponibilité des nutriments tout au long du cycle de croissance de la culture, réduisant les risques de lessivage et d'émissions de gaz à effet de serre. Par exemple, un épandage de fumier de bovins en mars avant semis de maïs est une pratique courante et efficace, car elle permet à la matière organique de commencer son processus de décomposition et de minéralisation avant les besoins intenses de la plante.
En revanche, les déjections présentant une proportion significative d'azote sous forme minérale, telles que certains lisiers de porcs, nécessitent une approche différente. Par exemple, un lisier de porcs qui contient 60 % d'azote sous forme minérale, rapidement minéralisable, est à épandre au plus près de la période d'absorption par les plantes. Ce sera donc au printemps sur prairies, fin février sur blé et au plus près du semis sur maïs, voire au stade 6-8 feuilles avec du matériel adapté. Il est crucial de noter que le lisier, particulièrement celui à forte teneur en azote ammoniacal, doit être enfoui au plus vite ou être épandu par pendillards pour limiter la volatilisation de l'azote, un phénomène qui réduit son efficacité agronomique et contribue aux émissions atmosphériques.
L'anticipation est la clé de l'efficacité pour le fumier riche en azote organique. En cas d’épandage entre culture dérobée et maïs, l'apport de fumier est trop tardif. Cette erreur de synchronisation peut entraîner une mauvaise valorisation des nutriments, car l'azote ne serait pas disponible au moment où la culture en a le plus besoin, potentiellement générant des pertes et des impacts environnementaux négatifs.
Les Défis de la Consistance du Fumier : Fumier Mou (FM) vs Fumier Compact (FC)
La gestion des déjections bovines est une composante essentielle de l'élevage, mais elle est souvent compliquée par la variabilité de leur consistance. Cette variabilité donne naissance à des catégories distinctes telles que les fumiers mous (FM), les fumiers très mous, et les fumiers compacts (FC) ou très compacts. Les fumiers mous et très mous se distinguent par leur teneur élevée en humidité, ce qui les rend particulièrement difficiles à stocker et à épandre en l'état. Leur fluidité excessive peut compromettre l'étanchéité des ouvrages de stockage non adaptés et complexifier les opérations d'épandage, augmentant les risques de ruissellement et de pollution diffuse.
Inversement, les fumiers compacts et très compacts, caractérisés par une teneur en matière sèche plus élevée, présentent des avantages substantiels. Leur structure plus solide facilite grandement leur manipulation, leur stockage en tas et leur épandage uniforme sur les parcelles agricoles. Cette consistance permet une meilleure maîtrise des flux de nutriments et réduit les risques environnementaux.
Il est à noter que certains systèmes d'élevage, en particulier ceux qui génèrent des fumiers très mous, des fumiers mous qui n'ont pas fait l'objet de pratiques spécifiques pour améliorer leur consistance, ou encore des lisiers pailleux, nécessitent des surfaces de stockage plus importantes. Cette exigence est due à leur volume plus difficile à maîtriser et à la nécessité de les contenir de manière sécurisée. Face à cette réalité, il est donc souhaitable de privilégier, lors de l'examen de dossiers d'aide au financement des ouvrages de stockage et dans la mesure du possible, les pratiques limitant la production de ces effluents à consistance difficile. Cette approche proactive permet non seulement de simplifier la gestion à la ferme, mais aussi de réduire les investissements nécessaires en infrastructures de stockage.
La distinction entre fumier mou et fumier compact n'est pas seulement une question de commodité ; elle a des implications directes sur la conception des bâtiments, les systèmes de raclage, le dimensionnement des aires de stockage et les techniques d'épandage. Une compréhension approfondie de ces catégories permet aux éleveurs de choisir les stratégies les plus adaptées pour transformer un effluent potentiellement problématique en une ressource agronomique de haute valeur.
Caractérisation des Déjections et Facteurs d'Influence
Le calcul précis des capacités de stockage des effluents d'élevage, y compris le fumier de vache laitière, nécessite une détermination rigoureuse du type de déjections produites. Cette caractérisation est une étape fondamentale pour dimensionner correctement les infrastructures et anticiper les défis de gestion. Pour ce faire, les déjections générées dans les bâtiments d'élevage bovin peuvent être multiples, reflétant la diversité des pratiques et des environnements.
Onze modes de logement sont décrits et constituent la clé d'entrée de la caractérisation. Ces modes, allant des stabulations libres avec aire paillée aux logettes raclées, déterminent en grande partie la quantité et la qualité des déjections collectées. Selon la conduite du bâtiment et le type de déjections obtenu, le logement est dissocié en une ou plusieurs sous-unités de fonctionnement. Cette granularité permet une analyse plus fine des flux d'effluents.
La ration alimentaire a une incidence forte sur le type de déjections, notamment par le biais de la teneur en matière sèche des aliments. Une alimentation plus riche en fibres ou en matière sèche tendra à produire un fumier plus compact, tandis qu'une ration plus humide ou moins structurée peut favoriser la production de fumiers mous. Pour simplifier l'évaluation, deux ou trois rations types représentatives des pratiques alimentaires ont été retenues par catégorie d'animaux. Ces modèles permettent d'estimer l'impact de l'alimentation sur la consistance du fumier de manière standardisée.
L'incidence du paillage sur le type de déjections est également prise en considération sur la base de pratiques les plus courantes pour un apport journalier de paille compris entre 0 et plus de 6 kg/animal/jour. Une litière généreuse absorbe davantage d'humidité et favorise la formation d'un fumier plus sec et plus structuré, tandis qu'un paillage insuffisant peut rapidement conduire à la production de fumiers mous ou liquides.
Les tableaux de référence, dont les Tableaux I à XI en annexe 2, donnent le résultat de calcul des capacités de stockage pour des déjections identifiées par une nomenclature spécifique. Elles sont parfois de types différents selon le mode de logement des animaux et correspondent aux situations les plus courantes rencontrées dans les exploitations. Pour couvrir un nombre important de situations d'élevage, certains types de déjections (fumier mou, lisier pailleux) et certaines combinaisons de pratiques (alimentation et mode de logement, niveau de paille et mode de logement, …) sont inscrits dans ces références.
Au-delà des quatre critères principaux étudiés pour la caractérisation (mode de logement, conduite du bâtiment, ration alimentaire, et paillage), d'autres éléments peuvent faire varier de façon significative le type de déjections produites. Parmi ceux-ci, on compte le temps de présence journalier des animaux dans les bâtiments, le tri des déjections au raclage par l'éleveur, et même le climat pour les aires non couvertes, qui influence l'évaporation ou l'apport d'eau de pluie. Ces facteurs supplémentaires soulignent la complexité de la caractérisation des effluents et la nécessité d'une approche holistique pour une gestion efficace.
Évaluation du fumier : Les vaches et leur rationnement - En direct avec les docteurs Mary Beth Ha...
Stratégies Techniques pour Améliorer la Consistance du Fumier Mou
Les fumiers mous et très mous sont, par leur nature, difficiles à stocker et à épandre en l'état. Leur consistance liquide ou semi-liquide pose des problèmes de manutention, d'étanchéité des ouvrages de stockage et de régularité d'épandage. Heureusement, des solutions techniques existent pour gérer ces produits sur l'exploitation et améliorer leur consistance en vue de réaliser un épandage de qualité. Ces solutions nécessitent non seulement la connaissance des produits en sortie de bâtiment, mais s'attachent avant tout à caractériser les déjections en sortie de stockage, juste avant l'épandage, pour s'assurer de leur aptitude à être épandues efficacement.
Séparation Liquide/Solide à la Source
L'une des approches les plus efficaces consiste à séparer la partie liquide de la partie solide dès la collecte des déjections, ou très peu de temps après.Pour les modes de logement avec un seul couloir raclé, comme une aire paillée associée à un couloir raclé, ou deux couloirs produisant les mêmes déjections, tel que dans le cas de logettes tête à tête paillées, les déjections ne sont pas toujours mélangées mais peuvent être réparties de part et d'autre du couloir. Dans ce cas, si les couloirs sont suffisamment larges, il convient d'effectuer un raclage et un stockage séparés de la partie liquide et de la partie solide. Cette intervention précoce permet de mieux gérer chaque fraction.
Lors d'une mécanisation du raclage et de l'acheminement des déjections en bout de bâtiment, l'éleveur peut dans certains cas intervenir lors de la reprise en raclant séparément la partie liquide de la partie solide vers des ouvrages de stockage distincts. Cette flexibilité permise par la mécanisation offre une opportunité de tri à un stade critique. L'aire de transfert en bout de bâtiment peut être conçue à plat ou présenter une faible chute (entre 80 cm et 1,00 m) pour faciliter la séparation naturelle des phases liquide et solide par gravité.
Une "grille", dont la largeur des fentes est à adapter au type de déjections en sortie de bâtiment et au type de déjections que l'on souhaite obtenir, peut être installée au niveau de l'aire de transfert. Cette solution permet un filtrage mécanique et une première séparation efficace des fractions solides et liquides. Sur la base d'un fumier mou généré dans le bâtiment, ces différentes solutions techniques permettent la production d'un lisier et d'un fumier et de procéder à un stockage distinct des deux produits, offrant ainsi deux ressources distinctes, plus faciles à gérer et à valoriser.
Techniques d'Égouttage et de Préstockage
Au-delà de la séparation mécanique, l'égouttage est une méthode naturelle et efficace pour réduire la teneur en humidité du fumier mou et le transformer en un produit plus compact.À la sortie du bâtiment (sur l'aire de transfert), l'éleveur peut réaliser, sur une période de plusieurs jours, une mise en andain des fumiers raclés quotidiennement. Cette mise en andain, effectuée avec un raclage mécanisé ou un raclage tracteur, permet un égouttage du produit avant la phase de stockage principale. L'eau s'écoule naturellement, augmentant la matière sèche du fumier. Périodiquement, l'éleveur reprend le fumier égoutté et procède à la mise en tas pour un stockage à long terme.
La fumière elle-même peut être conçue pour faciliter l'égouttage. Une fumière qui dispose dans ce cas d'une pente vers l'avant assure la fonction d'égouttage et de stockage. Sur une partie de cette fumière, l'éleveur assure un "préstockage" des fumiers frais sortis du bâtiment pour assurer leur égouttage sur une durée plus ou moins longue. Cela permet une déshydratation partielle avant le stockage définitif. Périodiquement, celui-ci reprend ces fumiers égouttés pour les stocker sur l'autre partie de la fumière, où ils continueront leur maturation en tant que fumier compact.
Il est important de noter que sur certaines exploitations, d'autres modes de logement ou d'autres catégories animales produisent naturellement des fumiers compacts ou très compacts, ne nécessitant pas ces étapes supplémentaires. Cependant, les fumiers mous peuvent aussi être stockés dans des fosses universelles, bien que cela ne résolve pas leur problème de consistance mais assure leur confinement. La mise en œuvre de ces pratiques pour améliorer la consistance des fumiers mous et produire un fumier compact et un purin nécessite des surfaces de fumière égales aux surfaces référencées en fumier mou, car le volume initial doit être contenu avant et pendant l'égouttage. L'objectif est de transformer un produit difficile en une ressource gérable et valorisable, réduisant ainsi les contraintes opérationnelles et environnementales pour l'éleveur.
Réglementation et Calcul des Capacités de Stockage des Effluents d'Élevage
La gestion des effluents d'élevage est encadrée par une réglementation stricte, visant à prévenir les pollutions et à garantir une utilisation durable des ressources. Les tableaux de référence permettant le calcul des besoins de stockage des effluents d'élevage ont été définis précédemment par une note conjointe datée du 23 octobre 1995 de la direction des exploitations, de la politique sociale et de l'emploi du ministère de l'agriculture et de la direction de la prévention des pollutions et des risques du ministère de l'environnement. Ces documents constituent la seule référence à utiliser par les services pour le calcul ou la vérification des capacités des ouvrages de stockage d'effluents d'élevage pour toutes les demandes de financement des travaux qui leur seront présentées. Cette standardisation assure une équité et une conformité réglementaire sur l'ensemble du territoire.
La présente circulaire donne un cadre général des modalités de financement des capacités de stockage des effluents d'élevage, commun à différents dispositifs d'aide tels que les Contrats Territoriaux d'Exploitation (CTE) et le Plan de Modernisation des Bâtiments d'Élevage (PMPOA). Les modalités de financement spécifiques à chacun de ces dispositifs seront définies, si nécessaire, dans le cadre des circulaires propres à chaque programme, offrant une flexibilité adaptée aux objectifs de chaque aide.
Détermination des Besoins Bâtiment par Bâtiment
La détermination des besoins de stockage doit être effectuée bâtiment par bâtiment, reconnaissant la spécificité de chaque unité d'élevage. Cette approche individualisée est essentielle car elle doit prendre en compte la conduite d'élevage, l'âge des animaux et leur type de production (vaches laitières, génisses, bovins à l'engrais, etc.). Il y a lieu également de considérer le nombre potentiel d'animaux que peut contenir le bâtiment (le potentiel du bâtiment) et l'effectif maximal d'animaux susceptibles d'être hébergés (l'objectif maximum de production fixé par l'éleveur). Pour le calcul du potentiel du bâtiment, il convient de se reporter aux annexes de la note de référence, en prenant pour base les surfaces d'aire de couchage disponibles.
Deux cas de figure principaux sont considérés pour le calcul des besoins de stockage :
- Si le nombre d'animaux présents est inférieur au nombre de places, le calcul des besoins de stockage peut s'effectuer en se basant, soit sur le potentiel du bâtiment (la capacité maximale théorique), soit sur l'objectif maximum de production fixé par l'éleveur (le nombre d'animaux que l'éleveur prévoit d'atteindre). Cette flexibilité permet d'anticiper les évolutions futures de l'élevage.
- Si le nombre d'animaux présents est supérieur ou égal au nombre de places, le calcul se base sur l'effectif réel ou l'objectif maximal si celui-ci est supérieur, garantissant que la capacité de stockage est adéquate pour l'activité en cours.
Durées Minimales de Stockage
Les durées minimales qui s'appliquent systématiquement en matière de stockage des effluents sont celles prévues par la réglementation des installations classées. Il s'agit au minimum de 4 mois comme dans la plupart des départements, et de 6 mois dans quelques-uns d'entre eux, selon la vulnérabilité environnementale de la zone. Ces durées sont conçues pour assurer une flexibilité dans l'épandage et éviter les épandages en périodes critiques (par exemple, sols gelés, inondés ou périodes de faibles besoins des cultures).
Cependant, dans quelques cas particuliers, lorsque la présence effective des animaux dans les bâtiments d'élevage est inférieure à la durée minimale prévue par la réglementation, les capacités de stockage doivent être calculées sur la durée de présence réelle des animaux à l'étable. Cette adaptation permet d'éviter des surdimensionnements inutiles tout en restant conforme à l'esprit de la réglementation.Il est important de noter que pour le fumier, il n'y a pas de proportionnalité stricte entre le volume produit et la durée de stockage. Le tassement naturel et la fermentation provoquent, au cours du temps, une réduction significative du volume de fumier en stock. Ceci se retrouve dans les surfaces de fumières indiquées dans les tableaux de référence pour 4 et 6 mois, qui tiennent compte de cette compaction.
Stockage des Fumiers Compacts au Champ
Une option de gestion pour certains types de fumier est le stockage direct au champ. Pour les fumiers très compacts de litière accumulée curés au moins deux mois après leur mise en place, ou les fumiers compacts de bovins ou de porcins issus d'autres modes de logement mais ayant subi une maturation de plus de deux mois (sur plate-forme), la mise en dépôt en tas au champ est autorisée. Cette pratique est avantageuse car elle réduit les besoins en infrastructures de stockage permanentes et peut faciliter l'épandage ultérieur. Toutefois, cette autorisation est soumise à des conditions précisées par la circulaire du 24 mai 1996 relative au stockage sur la parcelle d'épandage des fumiers d'élevage bovin et porcin. Ces conditions visent à prévenir tout risque de pollution des eaux de surface ou souterraines et à garantir l'intégration paysagère des tas de fumier.
Répartition des Déjections et Pratiques d'Élevage
La gestion efficace des déjections animales commence par une compréhension de leur production et de leur répartition au sein des bâtiments d'élevage. On constate que la quantité de déjections collectées sur les aires raclées, par exemple dans les systèmes de stabulation, varie généralement entre 40 et 60 % de la quantité totale produite par les animaux. Cela signifie qu'une part significative des déjections peut être émise dans d'autres zones, comme les aires d'exercice extérieures ou les pâturages, influençant ainsi la quantité d'effluents à gérer en bâtiment.
Pour certaines catégories d'animaux, les pratiques d'élevage peuvent influencer la répartition des déjections. C'est le cas, par exemple, des vaches allaitantes, des génisses et des bovins à l'engrais, où la conduite d'élevage conduit généralement à une répartition uniforme des déjections sur toute la surface du bâtiment. Cette uniformité simplifie potentiellement la collecte, mais peut aussi impliquer une surface plus large à nettoyer.
Il est important de souligner que les répartitions adoptées pour la détermination des références de stockage, utilisées dans les calculs réglementaires, correspondent aux cas les plus fréquents rencontrés dans l'élevage. Cependant, la réalité est plus nuancée. Certaines pratiques spécifiques des éleveurs peuvent significativement modifier cette répartition. Cela inclut le temps de présence des animaux en stabulation et sur les différentes aires de vie, qui détermine où les déjections sont principalement émises. Le tri des déjections au raclage, où l'éleveur peut séparer manuellement ou mécaniquement les parties liquides et solides, est une autre pratique influente.
De même, certains modes de logement spécifiques peuvent entraîner une répartition des déjections différente de celle retenue dans les modèles de référence. Un exemple est une aire paillée avec un couloir raclé situé au même niveau que l'aire paillée, où la séparation des effluents peut être moins nette. Enfin, certains dimensionnements du bâtiment, comme la largeur du couloir raclé, peuvent aussi avoir un impact sur l'efficacité de la collecte et, par conséquent, sur la répartition des déjections. Tous ces éléments mettent en lumière la complexité de l'élevage et la nécessité d'une adaptation constante des méthodes de gestion des effluents pour optimiser leur valorisation et minimiser leur impact environnemental.