Les Mécanismes Réactionnels du Compostage : Guide Complet de la Transformation Biologique

Le compostage est une technique de décomposition et de transformation de la matière organique issue d’un processus biologique par l’action conjuguée de micro-organismes et macro-organismes du sol. Ce procédé permet, par l’apport d’air et par l’action de micro-organismes, la dégradation accélérée de déchets organiques et conduit à l’obtention d’un compost. Loin d'être un processus mystérieux ou compliqué, il s'agit d'un recyclage naturel qui se produit en permanence dans le milieu naturel.

Schéma illustrant le cycle du compostage et les différents organismes impliqués dans la décomposition

Fondements biochimiques et matières premières

Le processus de compostage est un procédé biochimique par lequel la matière organique est décomposée et un humus appelé compost est obtenu. Les parties de plantes et d'animaux qui sont éliminées et traitées comme des déchets, qui sont biodégradables, sont appelées déchets organiques. Des choses telles que des coquilles d'œufs, des fruits et des légumes, des fleurs et des plantes, du riz et des haricots, des produits laitiers, de la viande, de la volaille et des fruits de mer, des os, des produits en papier, des cartons de lait, des sachets de thé, du marc de café, des filtres à thé/café, des déchets de jardin, etc. sont considérés comme des déchets organiques.

La matière organique contenue dans les déchets peut être décomposée en dioxyde de carbone, en eau, en méthane ou en molécules organiques simples par des micro-organismes et d'autres êtres vivants par compostage, digestion aérobie, digestion anaérobie ou processus similaires connus sous le nom de déchets biodégradables. Pour réussir ce mélange, il est conseillé d'apporter en quantité équilibrée des matières carbonées (déchets bruns et secs, tels que feuilles mortes, paille, branches broyées, carton) et des matières azotées (déchets verts et mouillés, tels que épluchures, restes de repas, tontes de gazon). Le meilleur rapport est de 1 part de matière verte pour 1 part de matière brune, bien que certaines recommandations préconisent un ratio de 70 % de matière azotée pour 30 % de matière carbonée.

Les phases successives du compostage

Le compostage se déroule en plusieurs phases successives, chacune caractérisée par des dynamiques microbiennes et thermiques spécifiques. Ces phases doivent être contrôlées fréquemment afin que la température, l’humidité, l’oxygène et d’autres facteurs soient idéaux.

La phase d’activation (Mésophile)

Le mélange de matières premières est encore à température ambiante et n’est pas encore humidifié. Les micro-organismes « mésophiles » (micro-organismes se développant entre 20 °C et 45 °C) commencent à se reproduire en décomposant les molécules organiques. L’activité métabolique des micro-organismes fait monter la température à 40-45 °C sur une période de deux à huit jours. Cette première étape dégrade rapidement les matières organiques facilement dégradables comme les sucres et la cellulose, entraînant la principale perte de masse.

La phase thermophile ou d'assainissement

Également appelée phase d’« assainissement », cette étape voit la température dépasser 45 °C et les micro-organismes mésophiles être remplacés par des « thermophiles » (micro-organismes qui se développent à des températures comprises entre 45 °C et 70 °C). À 60 °C, la phase thermophile du processus commence. Les thermophiles décomposent des sources de carbone plus complexes, telles que la cellulose et la lignine. Cette phase assure une hygiénisation qui élimine des bactéries et contaminantes indésirables. Pendant plusieurs jours, voire plusieurs mois (selon les matières premières utilisées), la température reste élevée et l’activité biologique des micro-organismes diminue.

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La phase de refroidissement

Lorsque le carbone et l’azote ont été consommés, la température redescend entre 40 et 45 °C. Les mésophiles réapparaissent et se décomposent. Lors de cette phase, la température descend vers 40 °C et la dégradation de matériaux plus résistants se poursuit sur plusieurs semaines.

La phase de maturation

Cette phase du processus exige que le mélange soit maintenu à température ambiante. Pendant cette période, une série de réactions secondaires se produisent et provoquent la condensation et la polymérisation de l’humus. Le processus de maturation stabilise le compost à température ambiante, entrainant la dégradation progressive de la lignine et la formation d’un humus stable pendant plusieurs mois.

Paramètres de contrôle et facteurs environnementaux

L'efficacité du processus de compostage dépend des conditions environnementales présentes dans le système de compostage, c'est-à-dire l'oxygène, la température, l'humidité, les perturbations matérielles, la matière organique et la taille et l'activité des populations microbiennes.

Gestion de l'humidité

L'humidité joue également un rôle essentiel dans le soutien du processus de compostage. L'humidité d'une éponge essorée doit être comparable à celle du compost. Si le tas est trop sec, la méthode de compostage ralentit de manière comparable. De l'eau doit être ajoutée à intervalles réguliers au cas où une grande quantité de matière organique brune est utilisée. Si le tas est trop humide, il doit être retourné et bien mélangé. Globalement, l’humidité doit être maintenue autour de 50-60 %.

Aération et oxygénation

Dans le processus de compostage, l'oxygène est nécessaire pour soutenir la décomposition du matériel végétal par les bactéries. Pour fournir de l'oxygène, le tas de compost doit être retourné et mélangé de sorte que les matériaux sur les bords soient amenés au centre du tas. Retourner le tas est très important pour compléter le processus de compostage et pour contrôler les odeurs. Au cours de ce processus, nous devrions attendre au moins deux semaines avant de retourner le tas de compost, pour permettre au centre du tas de « réchauffer » et de se décomposer.

Importance écologique et valorisation

L'enfouissement des déchets organiques dans les décharges est un gros problème, et ce n'est pas seulement à cause des ressources que nous perdons. Les déchets organiques subissent une décomposition anaérobie lorsqu'ils sont déversés dans une décharge, puis ils génèrent du méthane, un gaz à effet de serre. Le compostage évite ces émissions polluantes dans l'atmosphère et permet de transformer ce qui était un déchet en une ressource précieuse.

Diagramme comparatif montrant l'impact du compostage versus l'enfouissement des déchets

Une machine de conversion des déchets organiques est parfois utilisée pour le traitement et le recyclage des déchets solides et liquides. Cette machine de conversion est un système autonome capable d'exécuter la pasteurisation du compostage des déchets organiques, la stérilisation des déchets pathogènes ou à risque biologique, le broyage et la pulvérisation des déchets en une sortie méconnaissable. Ces machines sont une alternative écologique aux autres moyens traditionnels d'élimination des déchets, notamment l'incinération, l'arc plasma et l'enfouissement.

Utilisation du produit final

Une fois que le compost est mûr, vous pouvez l’utiliser pour enrichir vos plantes, vos jardins, vos potagers ou vos espaces verts. Le compost est riche en nutriments et peut être utilisé de diverses façons, comme dans les jardins, l'aménagement paysager, l'horticulture, l'agriculture urbaine, l'agriculture biologique, etc. Il est bénéfique pour la terre de plusieurs façons, notamment comme conditionneur de sol, engrais, ajout de humus ou acides humiques, et comme pesticide naturel pour le sol.

Vous pouvez utiliser votre compost avant maturité en paillage. Cela permet de limiter les arrosages, en diminuant l’évaporation de la terre, tout en apportant de la matière organique à dégradation lente au sol. À maturité, vous pouvez utiliser le compost comme amendement organique. Il enrichit la terre en minéraux nécessaires aux plantes, il améliore la texture du sol en lui redonnant de la matière et il limite l’érosion. Un déchet composté n’est plus un déchet, il est une ressource ! En plus des bactéries, des organismes plus gros, notamment des insectes et des vers de terre, sont des composteurs actifs qui participent à la transformation biologique.

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