Méthode
Le hangar où est réalisée la fermentation des andains est semi-ouvert, ce qui implique que les conditions opératoires lors de la fermentation peuvent être impactées par les conditions météorologiques. Par exemple, de fortes pluies accompagnées d’un vent d’Ouest pourront humidifier les andains (Figure 37). De même, les températures extérieures (hiver/été) pourront accentuer ou limiter les pertes thermiques ainsi que l’asséchement du compost. L’humidité relative de l’air a également un impact sur l’asséchement de l’andain.
Figure 37 : orientation cardinale du hangar de compostage de la STEU d'Aureilhan (« Google Maps » s. d.)
Pour ces raisons, il nous a semblé intéressant de comparer les conditions météorologiques entre les quatre andains suivis pour ensuite évaluer un impact potentiel sur le déroulement de la phase de
fermentation. Pour cela, nous avons relevé les conditions météorologiques de chaque andain suivi à partir des données de simulation issues des archives météo du site www.meteoblue.com (« Archive météo Aureilhan », s. d.). Les données de simulation des archives météo présentent les températures moyennes journalières, l’humidité relative moyenne journalière, le sens et la direction du vent, et la quantité de précipitation par jour. Pour chaque andain suivi, ces données ont été relevées sur la durée totale de fermentation (𝐷𝐹𝑇).
Le Tableau 25 répertorie les dates de début et de fin de fermentation correspondant à la durée totale (𝐷𝐹𝑇) de fermentation de chaque andain suivi.
andain date de début de fermentation date de fin de fermentation 𝑫𝑭𝑪 (jours) 𝑫𝑭𝑻 (jours) andain 1 06/02/18 20/02/18 12 16 andain 2 19/02/19 14/03/18 23 29 andain 3 16/03/18 28/03/18 8 14 andain 4 03/07/18 31/07/18 25 29
Tableau 25 : dates de début et fin de fermentation pour chaque andain suivi
Résultats
Les données météorologiques relatives aux quatre andains suivis sont indiquées en Annexe B : - andain 1 : Tableau 75 ;
- andain 2 : Tableau 76 ; - andain 3 : Tableau 77 ; - andain 4 : Tableau 78.
5.2.1 Influence de la température extérieure
La Figure 38 montre que l’andain 4, réalisé durant la période estivale, a subi des températures journalières moyennes nettement plus élevées (de plus de 10°C) que les trois autres andains suivis. Or, des quatre andains suivis, c’est l’andain 2 qui montre une élévation de température le plus en adéquation avec une phase de fermentation « classique » (Figure 31). En effet, celui-ci a atteint et dépassé 55°C (température d’hygiénisation) pendant plusieurs jours. L’andain 4 a pour sa part atteint et dépassé 55°C pendant 2 jours seulement pour la sonde Tbas de la perche A (coté extérieur). Néanmoins, l’andain 4 a atteint des températures plus élevées que les andains 1 et 3 soumis à des températures extérieures bien plus faibles (Figure 38). Nous remarquons par ailleurs sur la Figure 38, que l’andain 1 a été soumis aux températures extérieures les plus faibles en début de fermentation (entre 0°C et 3°C). L’andain 1 est également celui dont l’élévation de température lors de la phase de fermentation est la plus faible (Figure 30). En effet, les températures indiquées par les sondes de température n’ont pas dépassé 30°C pendant toutes la phase de fermentation. Ainsi, d’après ces résultats, nous pouvons penser qu’une température extérieure faible peut perturber l’élévation de température lors de la phase de fermentation tandis qu’une température extérieure plus élevée peut faciliter l’augmentation de température de l’andain. Cependant, l’impact de la température ne permet pas d’expliquer en totalité les profils de température obtenus puisque l’andain 2 a obtenu les températures les plus élevées avec des températures extérieures hivernales.
Les mesures de température présentées dans le paragraphe 3.2 ont montré des valeurs initiales différentes des températures extérieures. Néanmoins, comme l’ont remarqué Ponsá et al. (2009) dans leurs travaux, le temps nécessaire à la formation des andains (qui peut aller de quelques jours à une
rendre compte de l’impact des températures extérieures sur la fermentation des andains, nous avons également choisi de comparer la température extérieure moyenne du jour où ont été formées les zones « B » et « C » de chaque andain suivis. Ces données sont indiquées dans le Tableau 26. Des quatre andains suivis, l’andain 1 a été soumis aux températures les plus faibles (proche de 0°C) lors de sa formation. Or compte tenu des propriétés des micro-organismes mésophiles (voir chapitre 1, 2.3), il est certain que les conditions de température n’étaient pas adéquates pour assurer un départ optimal de l’activité microbienne. En effet, les micro-organismes impliqués en compostage sont mésophiles ou thermophiles, ce qui implique une croissance nulle lorsque la température est inférieure à 5°C. Pour rappel, les micro-organismes mésophiles se développent lorsque la température est comprise entre 20 et 45°C, alors que les micro-organismes thermophiles croissent lorsque la température dépasse 45°C.
Figure 38 : températures journalières moyennes en fonction du temps de fermentation pour les quatre andains suivis
date d’installation de la perche B température moyenne du jour de l’installation de la perche B (°C) date d’installation de la perche C température moyenne du jour de l’installation de la perche C (°C) andain 1 08/02/2018 0,5 07/02/2018 0,5 andain 2 21/02/2018 5,5 20/02/2018 8,6 andain 3 19/03/2018 4,1 16/03/2018 8,2 andain 4 05/07/2018 17,3 04/07/2018 21,2
Tableau 26 : moyennes journalières des températures extérieures lors de la formation des andains suivis
5.2.2 Influence de l’humidité relative extérieure
L’humidité relative journalière moyenne relevée pour les quatre andains suivis pendant leur fermentation est rapportée sur la Figure 39.
Les quatre andains ont été soumis à d’importantes variations d’humidité relative extérieure mais l’andain 2 est celui pour lequel les variations ont été les plus importantes (entre 44,5 % et 94,1 %, voir
le Tableau 76). De manière globale, les humidités relatives extérieures des quatre andains suivis semblent comprises entre 60% et 90%. En raison des fortes fluctuations d’humidité relative et des profils semblables d’un andain à l’autre, l’interprétation de l’influence de l’humidité relative sur l’évolution de la température des andains lors de la fermentation est difficile.
Figure 39 : humidités relatives journalières en fonction du temps de fermentation pour les quatre andains suivis
5.2.3 Influence de la pluie et du vent
La direction et la vitesse du vent ainsi que les précipitations lors du suivis des quatre andains sont présentées dans le Tableau 75, le Tableau 76, le Tableau 77 et le Tableau 78 (Annexe B). Pour les quatre andains, les valeurs indiquant la direction du vent sont généralement comprises entre 250° et 360°. Nous pouvons ainsi affirmer que les vents proviennent essentiellement de l’ouest et du nord-ouest. Il en résulte que, vue l’implantation du bâtiment représentée sur le Figure 37, les andains se retrouvent en partie arrosés en période de pluie. L’humidité des andains peut donc être affectée lors de jours pluvieux et venteux.
L’andain 2 a été soumis à de fortes pluies (plus de 30mm de pluie les deux premiers jours) en début de fermentation qui ont été suivies d’un temps sec pendant près d’une semaine. Les andains 1 et 3 ont été soumis à des pluies dont la fréquence était plus élevée (2 jours consécutifs sans pluie pour l’andain 3 et seulement 1 jour sec entre deux jours de pluie pour l’andain 1). Or, nous avons vu précédemment que les andains 1 et 3 n’ont pas eu une élévation de température importante alors que l’andain 2 a eu des températures bien plus élevées. Ces résultats nous laissent penser que les précipitations ont pu avoir un effet néfaste sur l’élévation des températures lors de la fermentation. Le Tableau 23 présente l’humidité initiale des andains suivis. Nous avons vu par ailleurs dans le chapitre 1 que l’humidité du substrat devait être comprise entre 50 et 70%. Or l’humidité initiale de l’andain 3 est de 67,6%. Compte tenu des précipitations continues auxquelles a été soumis cet andain, nous pouvons penser que sa teneur en eau a dépassé la valeur maximale recommandée lors de l’étape de fermentation. Pour
diminuent : il en résulte alors une réduction de l’apport en oxygène. Ainsi, l’étape de fermentation de l’andain 3 a pu être perturbée par les précipitations importantes ajoutées au fait que cet andain possédait une humidité initiale proche de la valeur maximale recommandée.
Concernant l’andain 4, les précipitations les plus importantes lors du suivi de la phase de fermentation ont eu lieu le 16 juillet (14ème jours après le début de la formation) avec 8 mm de pluie cumulée. Or, le suivi de l’humidité de l’andain 4 (Figure 36) nous a montré qu’à partir du 16 juillet, plus l’échantillon prélevé était proche du milieu extérieur, plus l’humidité était élevée. Le hangar est semi-ouvert du côté Ouest tandis que le vent du 16 juillet 2018 provenait de l’ouest avec une vitesse de 17 km/h ; il en résulte que d’après ces résultats, la pluie a pu impacter l’humidité de l’andain sur les zones de l’andain proche du milieu extérieur. Néanmoins, les prélèvements n’étant fait qu’entre 10 et 20 cm de profondeur, nous ne pouvons pas conclure quant au rôle de ces précipitations sur l’humidité de l’andain en profondeur. D’autre part, le 16 juillet (jour de pluies importantes) correspond respectivement au 12ème, 11ème et 10ème jour de fermentation des perches C, B et A. Or sur la Figure 35, nous pouvons observer que la pluie ne semble pas avoir d’impact sur le profil des températures mesurées lors de la fermentation de l’andain 4.
Figure 40 : précipitations lors de la fermentation des quatre andains