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« ETUDE DE L’ÉVOLUTION DE QUELQUES PARAMÈTRES PHYSICO-CHIMIQUES DU PROCESSUS DE

« ETUDE DE L’ÉVOLUTION DE QUELQUES PARAMÈTRES PHYSICO-CHIMIQUES DU PROCESSUS DE COMPOSTAGE DES DÉCHETS AGRO-ALIMENTAIRES » (LÉGUMES ET FIENTE DE POULE) Présenté par AMANI BOROTO Christelle Travail de fin d’étude présenté et défendu en vue de l’obtention du grade d’ingénieur civil Promotion : BAC 3 CHIMIE INDUSTRIELLE Directeur : ILUNGA NDALA Augustin Encadreur : Ass. KAYEMBE MUSALA Mathieu PLAN DU TRAVAIL I. INTRODUCTION GENERALE II. GENERALITES SUR LE COMPOSTAGE ET LES DECHETS AGRO-ALIMENTAIRES 1. COMPSTAGE 2. DECHETS AGRO-ALIMENTAIRES III. MATERIEL ET METHODE IV. PRESENTATION ET DISCUSSION DES RESULTATS CONCLUSION RECOMMANDATIONS I. INTRODUCTION GENERALE Le compostage permet la valorisation des déchets pour la production d’un amendement organique stable, l’amélioration de la fertilisation du sol provoquant une augmentation de production agricole et une meilleure biodiversité du sol. L’objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension des mécanismes de dégradation des déchets agroalimentaire par des microorganismes, évaluer quelques paramètres physico-chimiques lors de la dégradation de ces déchets en une matière hygiénique et stable. Ce travail a été aussi fait pour : -régler un problème environnemental -régler une question de croissance de culture -contribuer a la question du recyclage des déchets II. GENERALITES SUR LE COMPOSTAGE ET LES DECHETS AGRO- ALIMENTAIRES 1. COMPSTAGE Le compostage est un processus contrôlé de dégradation de constituants organiques d’origine végétale et animale, par une succession de communautés microbiennes évoluant en condition aérobies entrainant une montée de température et conduisant à l’élaboration d’une matière organique humifiée et stabilisée. Le produit ainsi obtenu est appelé composte ». Selon (harnay 2005) le compostage est un mode de traitement biologique aérobie des déchets son principe peut être schématisé comme le montre la figure suivante : PARAMETRES QUI INFLUENCENT LE COMPOSTAGE: *Paramètres physiques : -La température - L’aération et l’humidité - Absorbant/structurant *Paramètres chimiques -Le pH -La matière organique -Carbone et Azote -Le rapport C/N -Phosphore et potassium -Conductivité électrique -Eléments traces 2. DECHETS AGRO-ALIMENTAIRES a. déchet il s’agit de tout résidu d’un processus de production, de transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus généralement tout bien meuble abandonné ou que son détenteur destine à l’abandon. b. déchets agroalimentaires : est un type de déchet issu essentiellement de l’industrie agro- alimentaire et du secteur. Ils se caractérisent par une grande homogénéité Et par leur capacité à subir une fermentation utilisé pour le compostage III. MATERIEL ET METHODE Présentation de la méthode de compostage utilisé La méthode de compost rapide de Berkley, développée par l'Université de Californie, est celle choisie pour ce projet. Elle est autrement renommée compost thermophile, c’est-à-dire à chaud. Les hautes températures atteintes par cette méthode permettent de tuer les agents pathogènes et les graines des adventices. Elle est autrement un moyen rapide de faire du compost. La durée maximum pour obtenir du compost prêt à être utiliser, est deux à trois semaines selon que l’aération par retournement se fait soit chaque jour ou un jour sur deux. Normalement, la durée maximale de l’obtention du compost par la méthode de Berkley est de 18 jours, avec des retournements faits après deux jours. Élaboration des recettes de compostage et caractérisation des substrats L’andain doit atteindre au minimum 1 m3, pour ce faire le processus nécessite un quart de légume, un quart de fiente, un quart de paille et un quart de tithonia qui peuvent autrement se répartir comme suit : 0.25 m³ de fiente de poule, 0.25 m³ de matière carbonée déchiquetée : paille ; 0.50 m³ de biomasse : résidus agroalimentaires (légumes et tithonia) Mode opératoire du processus de compostage Pour lancer le processus de compostage par méthode de Berkley, on procède comme on suit : Hacher les substrats à l’aide d’un outil tranchant (machette) à défaut d’un broyeur pour réduire la taille et améliorer la surface de contact ; Monter les ingrédients en une pile pyramidale en procédant par couches successives de 20 cm en commençant par la matière carbonée ; Arroser jusqu’à saturation, jusqu’à ce que l’eau coule par le bas ; Couvrir le tas avec des branches piquées verticalement dans le tas avant de le couvrir d’une bâche. Ceci permettra à l’air de circuler entre la bâche et le tas et empêchera le sommet du tas de devenir anaérobie ; Laisser le tas tel quel pendant 4 jours ; Découvrir et retourner le tas aux jours 6, 9, 12, 15,18, 21, 24 faisant en sorte que l’extérieur devienne l’intérieur ; Tester l’humidité en prenant une poignée du tas les mains et pressez-là. Elle ne devrait perdre qu’une à deux gouttes d’eau. Il se peut aussi qu’il ne goutte pas mais que vous constatiez qu’il est toutefois bien humide, c’est aussi bon. Si tel est le cas, retournez à nouveau le compost. Matériel principal du compostage Le matériel principal à composter était les restes des légumes. Ils ont été collectés au marché rail et au marché Mzee dans la ville de Lubumbashi, en République Démocratique du Congo. Pour améliorer la qualité du compost quelques structurants et adjuvant ont été ajoutés notamment : la paille, la fiente de poule et le tithonia qui est l’adjuvant ; récoltés respectivement dans l’enceinte des cités universitaires de l’Université de Lubumbashi, dans un poulailler et pour le tithonia près des parcelles dans le quartier Hew bora. Matériel utilisé Les matériels nécessaires pour lancer le processus sont : Un thermomètre : utilisé pour la mesure des températures lors des différents retournements ; Des sacs pour couvrir l’andain ; Un arrosoir ; Une bèche et un râteau pour le retournement ; Une machette pour déchiqueter les différents substrats ; Une balance pour peser la masse de différentes quantités des substrats qui ont été utilisés ; Des boites de conserves en aluminium pour la conservation des échantillons amenés au laboratoire pour les analyses ; IV. PRESENTATION ET DISCUSSION DES RESULTATS . Résultats d’évolution de la température Analyse Une tendance à la baisse a été observée avec une température minimale de 29 °C, tél qu’illustré au tableau et graphique III.1 ; cela peut s’expliquer par la diminution des matières organiques décomposable tels que la lignine, la cellulose ; Cette baisse continue jusqu’à une valeur constante, ce qui signifie l’arrêt quasi-total de l’activité microbienne en plus du climat froid observé durant le processus. La méthode utilisée étant celle de Berkley, la température maximale atteinte généralement est autour de 60-70°C, ce qui n’a pas été le cas lors de notre étude. Jour 0 29 ,8 Jour 6 48 Jour 9 39 Jour 12 39,3 Jour 15 35 Jour 18 33,3 Jour 21 37 Jour 24 29 . Résultats de l’évolution du pH en fonction du temps Analyse Pour notre compost, le pH est resté autour de 8 à partir du jour 6, jusqu’à la fin du processus, ce qui signifie qu’il y a eu production de très peu d’acides organiques et donc très peu de substances contenant des sucres simples (Koledzi, 2011). Par contre cette basicité observé le long du processus serait due à la production du gaz ammoniac par l’hydrolyse bactérienne de l’azote associée à la dégradation de protéines (très présent dans les légumes et dans la fiente de poule utilisé) libérant des amines et à la décomposition des quelques acides organiques produits lors de la phase d’acidification (Mustin, 1987) Jours pH Jour 0 6,7 Jour 6 8,2 Jour 9 8,9 Jour 12 8,3 Jour 15 7,9 Jour 18 8,5 Jour 21 8,4 Jour 24 8,5 Résultats d’évolution de la Matière organiques totale et du carbone total Analyse Les substrats utilisés étant riche en matière organiques, une variation significative a été observée au début du processus. Ces variations ascendantes et descendantes observées en alternance pourraient être expliquées par deux faits notamment : la granulométrie et les retournements. -La granulométrie influence selon qu’elle est grande la surface de contact des substrats est donc petite ; ce qui diminue par conséquent l’activité microbienne de la décomposition de la matière organique ; -Les retournements, ils permettent un mélange intime des substrats, et permettent par conséquent une redistribution de la matière organique. Jours MOT Carbo ne Jour 0 65% 32,5% Jour 6 40% 20% Jour 9 50% 25% Jour 12 48% 24% Jour 15 42% 21% Jour 18 50% 25% Jour 21 40% 20% Jour 24 30 % 18,16 % Résultats de l’évolution de la teneur en Nutriments Analyse Au début du processus (phase de dégradation intensive), une grande consommation d’Azote par les microorganismes est observée, avec une concentration minimale de 0,98% suivie d’une augmentation observée le long du processus, avec une valeur max de 1,37%. Sa faible valeur observée au jour 6 est associée à l’intense activité microbienne lors de la phase oxydative. Ce phénomène de même a été observé par Bicaba (2017) lors de son étude. Jours N (%) P (g/Kg) K (%) Ca (%) Jour 6 0,98 4,39 2,8 1,71 Jour 15 1,2 3,27 3,36 1,92 Jour 21 1,37 0,22 2,74 1,48 Jour 24 1,26 0,81 3,00 1,59 Résultats de l’évolution de la teneur en Phosphore Analyse En effet, plus la matière organique est minéralisée, plus la teneur en Phosphore augmente dans la pile de compostage, uploads/Industriel/ diapositive-tfe-amani.pdf