Machinisme - La maîtrise de la volatilisation de l’ammoniac par l’utilisation d’un matériel d’épandage moins émissif

L’ammoniac (NH3) est très volatil. Sa présence dans l’air est principalement liée aux activités agricoles et notamment aux épandages d’effluents ou d’engrais minéraux. C’est un gaz potentiellement dangereux pour la santé, non seulement de manière directe mais aussi par l’intermédiaire des particules atmosphériques dont il est à l’origine. Cette volatilisation se répercute directement sur le déficit de valorisation de l’azote fertilisant les plantes.

Les résultats de TEPLIS+ à Derval

Différentes études analysent les effets des épandages d’engrais et d’effluents d’élevage (projet Agr’air 2017 Dinamo  (AgroparisTech) et le projet Teplis+ (FRcuma Ouest). 

Dans le cadre du projet Teplis+, des essais ont été conduits à la ferme expérimentale de Derval visant à mesurer directement la volatilisation dans l’air de différentes modalités d’épandage. 

Ces mesures s’effectuent instantanément à l’aide de tubes Dräger. Ces tubes permettent de montrer visuellement la présence d’un gaz et d’en mesurer les concentrations atmosphériques. 

Résultats essais Derval mai 2021

L’essai réalisé en mai 2021 a permis de comparer sur prairie temporaire quatre modalités d’épandage de digestats issus de l’unité de la ferme expérimentale de Derval : enfouisseur à disques pour prairie, pendillard, buse palette et enfouisseur à disques polyvalent. Le digestat a été apporté à une dose de plus ou moins 55 unités d’azote/ha (4,5 unités d’azote/tonne).

Les mesures se sont répétées quatre fois (tout de suite après épandage, après 1 h, 6 h et 24 h) et à des hauteurs différentes (0,5 m et 1 m du sol). 

Les résultats sont sans équivoque : tout de suite après épandage, les épandages par buse palette marquent une forte volatilisation par rapport à l’enfouisseur.

titre graphique  Volatilisation du digestat sur prairie selon l’équipement d’épandage (essais 2021)

On remarque également que la part la plus importante de l’ammoniac est volatilisée dans la journée qui suit l’épandage quel que soit le matériel utilisé. 

Mais il faut noter une différence de « comportement » d’émission lors de cette première journée : pour le matériel plus émissif (buse palette), la volatilisation augmente au cours de l’heure qui suit l’épandage pour diminuer très fortement 6 heures après. Pour ce qui concerne l’enfouisseur, les émissions sont faibles dès l’origine et diminuent lentement par la suite. Ainsi, 6 heures après l’épandage, les émissions des trois modalités sont comparables. 

Résultats essais Derval mai 2022

En mai 2022, l’essai s’est reconduit avec du lisier de bovin (40 m3/ha) sur prairie temporaire avec cette fois, cinq matériels testés : rampes à patins de 12 m, enfouisseur prairies 12 m, enfouisseur polyvalent de 6 m (avec disques grand diamètre), pendillard de 15 m et buse palette.

La concentration en azote du lisier était de 2,5 unités par m3 et la part d’azote ammoniacal de 50 % sur l’azote total. Les conditions météorologiques étaient chaudes et ensoleillées (17 °C à 23 °C) avec présence d’un vent (entre 15 et 30 km/h). Ces conditions étaient théoriquement favorables à une émission d’ammoniac.

Chaque modalité a été menée sur des bandes de 100 m en laissant une bande tampon de 10 m entre chaque modalité. Les volumes apportés ont été estimés entre 43 et 50 m3 par hectare pour une teneur de 2,5 unités d’azote par m3 (50 % N (NH3) / Ntotal)

Pour limiter les risques « d’inter-pollution », les modalités ont été positionnées du matériel censé être le moins émissif (enfouisseur) au plus émissif (buse) par rapport aux vents dominants.

Les mesures ont été reconduites avec le tube Dräger à 50 et 100 cm du sol.

Malgré les facteurs à risque de volatilisation (soleil et vent), les émissions pour ces lisiers de bovins peu chargés en azote, sont restées faibles dans ce second essai. Notons que le printemps est resté très sec et a provoqué des croûtes et un assèchement rapide du lisier. Il faut s’attacher à ne constater que le taux de réduction entre les équipements.

Conclusions

En conditions climatiques à risque (temps sec, venteux, ensoleillé), les équipements du moins émissifs au plus émissifs sont l'enfouisseur à dents, disques, pendillards, buse.

Selon les références bibliographiques, les facteurs de réduction de la volatilisation de l’azote sont de 40 % à 60 % pour le pendillard et de 80 à 90 % pour l’enfouisseur. 

Pour un épandage d’une tonne à lisier de 18 m3 remplie avec du lisier de bovin à 2,5 unités d’azote, c’est plus ou moins trois sacs équivalents de 25 kg d’ammonitrate perdus pour un épandage  à forte volatilisation, contre un demi sac pour une volatilisation maîtrisée à 90 %. 

Ces essais montrent qu’outre les conditions climatiques, les pratiques d'épandage, et donc le matériel utilisé, ont également une influence très importante sur la volatilisation de l’ammoniac et sur la valorisation agronomique de l’azote.

Ces travaux ont été pilotés par la FRCuma Ouest en partenariat avec la chambre d’agriculture des Pays de Loire, l’Idele, l’Ifip, Aile, l’Union des Cuma des Pays de Loire et le soutien financier du ministère de l’Agriculture et des Régions Bretagne et Pays de Loire.

Les essais se poursuivent avec le projet Val'Or soutenu par le Casdar.

Séverine Bourrin (FRCUMA Ouest) et  chambre d’agriculture Pays de la Loire