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Contexte

Dans un contexte de réduction des émissions de gaz à effet de serre, de valorisation des déchets et du besoin de production d’énergie renouvelable, la méthanisation (ou digestion anaérobie) est une technologie suscitant de plus en plus d’intérêt. Ce procédé permet le traitement biologique de la matière organique par un consortium microbien pour la valoriser sous forme de biogaz (contenant une forte proportion de méthane, à fort potentiel énergétique) et de digestat (à potentiel agronomique).

Aujourd’hui, le digestat reste avant tout un déchet (i.e. ses caractéristiques agronomiques ne sont pas toujours conformes aux normes actuelles amendement organique et engrais azotés, NFU 44-051 et 44-001) et nécessite encore des traitements ou procédures d’homologation pour être valorisé en tant que produit, malgré ses caractéristiques agronomiques a priori intéressantes (matière organique stabilisée, teneur en nutriments assimilables, …).  En effet, la gestion de la fertilisation des cultures étant plus difficile en cas d’utilisation de matières fertilisantes d’origine résiduaire (MAFOR), les apports de fertilisants via les digestats peuvent excéder les besoins des cultures, pouvant générer des problèmes d’eutrophisation des eaux (lixiviation de nitrates excédentaires). Les digestats sont également très riches en azote sous forme ammoniacale et le risque de volatilisation d’ammoniac lors des épandages de digestats sont très importants. Enfin ces apports peuvent également générer des émissions de N₂O, puissant gaz à effet de serre. C’est pourquoi l’expertise MAFOR (Expertise scientifique collective INRA-CNRS-IRSTEA, 2014) met en exergue qu’une meilleure gestion des apports au sol de ces MAFOR permettrait d’éviter ces excès, si l’on veut optimiser la substitution totale ou partielle des engrais minéraux par ces MAFOR. Ainsi, une meilleure connaissance des caractéristiques des MAFOR permettrait de contrôler finement les apports et d’optimiser leur épandage en fonction des besoins des sols.

Or, malgré cela, les besoins des agrosystèmes sont variables en termes de matière organique et nutriments selon les caractéristiques des sols ciblés et les successions de cultures ne sont pas forcément en adéquation avec la MAFOR utilisée lors de l’épandage. Le projet CONCEPT-DIG (Outil d’aide à la conception de filière pour la valorisation agronomique des digestats) financé par l’ADEME (2016 à 2019) a permis de mettre en évidence que la qualité agronomique des digestats était directement corrélé aux intrants de la méthanisation et aux post-traitements appliqués aux digestats. Un outil web a d’ailleurs été développé afin de prédire la qualité agronomique des digestats dans ce sens.

Afin d’aller plus loin, l’ADEME et GRDF financent un second projet « FertiDig » Guide des bonnes pratiques d’utilisation des digestats.

Le projet Ferti-Dig a pour objectif de réaliser un référentiel de digestats de méthanisation d’origine agricole. L’ambition : produire un guide des bonnes pratiques de la fertilisation par digestats de méthanisation utile aux acteurs de la filière. Il doit pour cela : (i) expertiser les connaissances existantes sur la valorisation agronomique des digestats, (ii) analyser de nouveaux digestats mal connus, comme ceux issus de matières végétales exclusives, évaluer leur impact sur les cultures ainsi que sur la vie et la stabilité structurale du sol, (iii) consolider les classes de digestats de méthanisation identifiées lors du projet Concept-Dig (ADEME, 2020) : caractérisation agronomique, accessibilité de la matière organique, effets sur la biologie, la fertilité et la structure du sol, impact sur les pratiques agricoles et préconisations d’utilisation, rendements potentiels de la fertilisation azotée sur les cultures, évolution du pH…

Ferti-Dig réalisera un important travail d’inventaire et d’expertise sur la littérature scientifique existante, complété pour aboutir à la prédiction du comportement des digestats au champ. Et les fiches « classe de digestat » élaborées par le projet « Concept-Dig » seront mises à jour et enrichies afin de donner aux acteurs de la filière des conseils d’apport pour maximiser leur valorisation agronomique et éviter d’éventuels impacts négatifs sur la fertilité du sol et sur l’environnement. Compilé sous un format interactif et mis à disposition sur Internet, le guide des bonnes pratiques de la fertilisation sera l’aboutissement du projet Ferti-Dig. Il sera diffusé auprès d’un maximum d’acteurs de la filière méthanisation : conseillers agricoles, agriculteurs et enseignants en lycées agricoles.

Objectif

Dans le cadre du projet Ferti-Dig, le stage vise à:

• (i) Caractériser la qualité (accessibilité et biodégradabilité/disponibilité) de la matière organique et des nutriments des digestats par des méthodes innovantes sur les substrats et avant et après post-traitements afin de mieux comprendre l’impact des traitements appliqués;
• (ii) Réaliser des tests d’incubation sur sols des divers digestats afin d’en apprécier la variabilité des digestats et apporter des données à la base de données FertiDig ;
• (iii) Réaliser une étude statistique/modélisation sur données issus du projet et d’anciennes bases de données afin de mettre à jour la typologie des digestats ;
• (iv) Améliorer les calculs de l’outil Concept-Dig.

Profil du candidat

Pour ce stage, le candidat en fin de Master ou d’Ecole d’ingénieur devra présenter les compétences suivantes :

• Connaissances générales en génie des procédés et savoir-faire en bilan matière
• Connaissances pratiques en réalisation d’expérimentations au laboratoire (analyses globales matières sèches, DCO, azote total)
• Connaissances basiques en analyses statistiques (corrélations) et plan d’expérience
• Anglais (oral, lecture de publication et rapport en anglais)
• Rigueur, autonomie et capacité d’adaptation

Conditions du stage

Les travaux seront effectués au LBE-INRA de Narbonne

Début : février-mars 2022

Rémunération mensuelle : environ 560 euros

Candidature

Envoyer CV et lettre de motivation à Julie JIMENEZ (julie.jimenez @ inrae.fr)