Les facteurs physiques du compostage

Ces facteurs ont une importance particulière car ils conditionnement l'optimisation du compostage.

• la granulométrie
  • il est nécessaire que les sous produits à traiter aient une bonne structure moyennement grossière afin de permettre une bonne circulation d'air à l'intérieur de la masse à composter.
  • un broyage trop important n'est pas souhaitable car les particules pulvérulentes obstruent les voies d'accès de l'oxygène vers l'intérieur de la masse à composter engendrant des conditions d'anaérobiose.
  • le broyage permet aussi d'augmenter la surface des particules, favorisant ainsi la surface d'attaque par les micro-organismes et favorise leur décomposition.
  • en ce qui concerne les composés ligno-cellulosiques (fibres de bois, bois et écorces) utilisés comme agents structurants, leur taille peut aller de 2 à 5 centimètres de longueur pour une largeur comprise entre 0,5 et 2 centimètres et une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,6 centimètre.

• l'aération
  • le compostage étant une minéralisation de la matière organique par les micro-organismes aérobies, il est nécessaire de favoriser l'activités dégradatrices, de renouveler l'oxygène à l'intérieur de la masse à composter aux dépends du dioxyde de carbone (CO2) formé lors des réactions métaboliques.
  • la circulation de l'air à l'intérieur du tas à composter est dépendante de plusieurs facteurs.
  • le taux optimum d'oxygène à l'intérieur de la masse à composter doit être compris entre 5 et 10%. On constate que le taux d'oxygène décroît de 10 à 0% en trois heures.
  • c'est pour cette raison que différents systèmes d'aération ont été développés .
  • l'aération forcée, à l'aide d'un appareil de ventilation ou d'aspiration, permet de contrôler plus précisément la consommation d'oxygène, la masse en fermentation évitant ainsi la formation de poches d'anaérobiose.
  • on peut améliorer la porosité de la matière à composter en la mélangeant à un agent structurant, plus aéré: ainsi, des produits végétaux très riches en eau (ce qui limite le volume des espaces lacunaires) doivent être associés à des copeaux de bois ou des rafles de mais, des pailles, etc. qui diminuent la teneur en eau globale et facilitent la circulation d'oxygène.
  • un compost est considéré comme mûr lorsque sa consommation d'oxygène est inférieure à 40 mg d'oxygène consommé par kg de matière sèche par heure.

• l'humidité
  • l'eau est indispensable au développement de la microflore. De plus la teneur en eau est primordiale car elle conditionne l'activité métabolique des micro-organismes, leur propagation ainsi que la diffusion des produits de leur métabolisme.
  • une humidité proche de 50% semble un paramètre indispensable au bon déroulement du compostage.
  • le taux d'humidité pour un substrat donné est déterminé par le taux maximal d'espace lacunaire qui n'entraîne pas l'inhibition de l'activité des micro-organismes. par exemple, pour les végétaux frais, le taux est de 45-55% du poids total. Il faut surveiller ce paramètre de près car il est soumis à des variations .

• la température
  • l'élévation de température est due à l'activité de décomposition des micro-organismes.
  • la composition de la masse à composter influe sur l'élévation de la température. En effet, les déchets fermentescibles (lipides, protides et glucides) sont dégradés rapidement et permettent une élévation de la température rapide.
  • à l'inverse les composés ligno-cellulosiques n'ont pas cette capacité. Les sous produits composés ou enrichis en composés lipidiques génèrent plus de chaleur que ceux qui ne le sont pas.

• corrélation entre ces paramètres
  • la conductibilité thermique est relativement faible dans la gamme des taux d'humidité optima du compostage.
  • ainsi, un tas de grande taille est donc "auto-isolant" et garde beaucoup mieux sa chaleur interne qu'un petit tas.
  • un tas de compost qui monte mal en température par excès d'humidité (fort pourcentage en eau et peu de volume d'espace lacunaire) est surtout un tas qui perd vite sa chaleur.

• le pH
  • le pH diminue légèrement au début du compostage. Cette diminution est imputable à la dégradation par les micro-organismes des composés facilement dégradables (lipides et glucides).
  • la libération de fonctions acide faible (en équilibre avec sa forme ionique) est responsable de la diminution du pH. La dissolution du dioxyde de carbone produit par les micro-organismes dans l'eau est aussi responsable de ce phénomène.
  • au cours de la phase thermophile, le pH remonte. L'alcanilisation de l'andin est dû à la dégradation des composés amines par les micro-organismes.
  • enfin au cours de la phase de maturation, le pH se stabilise grâce au fort pouvoir tampon de la matière humique et à la libération d’ammoniac à partir des bases libérées par l’action des micro-organismes
  • la surveillance du pH permet de détecter les anaérobioses de l'andin (production d'acide lactique et acétique) et d'ajuster le pH par l'ajout de chaux magnésie ou souffre. L'aération a aussi un rôle régulateur non négligeable.
  • le pH influe directement sur le développement de la flore bactérienne. Chaque micro-organisme a son optimum de croissance et la régulation du pH permet d'éviter le développement de certaines espèces; Par exemple en réduisant l'acidité de l'andin, les champignons et les levures se trouvent dans des conditions moins favorables à leurs développements.

• le rapport carbone / azote
• le carbone et l'azote sont des composés indispensables dans le processus de dégradation.
• ce rapport influe sur la vitesse de dégradation de la matière organique par la microflore. Le carbone est utilisé comme source d'énergie et d'élément constitutif, alors que l'azote est en grande partie utilisé dans la fabrication des protéines.
• ce rapport est en général compris entre 20 et 70 mais peut atteindre 400 comme dans la sciure. Un rapport de l'ordre de 30 à 35 semble être le plus favorable. Des valeurs supérieures ralentissent la décomposition et des valeurs plus basses entraînent des pertes d'azote.
• les déchets facilement assimilables, comme les déchets alimentaires ont un rapport C/N optimum assez bas (entre 15 et 20). Par contre les déchets ligno-cellulosiques ont un rapport compris entre 50 et 70, ce qui signifie qu'ils sont constitués de carbone peu dégradable.
• le compostage des matières fermentescibles, riches en azote, nécessite l'apport d'un élément structurant carboné sec afin de favoriser le processus de fermentation aérobie (création d'espaces lacunaires augmentant la circulation d'air dans l'andin). Le rapport C/N évolue tout au long du compostage. Un compost stable a une valeur du rapport compris entre 10 et 20.

• les autres nutriments
• la présence d'autres nutriments est nécessaire au bon développement des micro-organismes. Leur présence est indispensable et leur teneur ne doit pas être limitante.
• les valeurs optimales pour le rapport azote / phosphore se situent entre 2 et 5.
• par ailleurs on retient souvent une teneur en phosphore de 1% de la matière sèche car cet élément est généralement le facteur limitant de la productivité des systèmes écologiques.
• pour l'élément K, les teneurs optimales sont de 0,4 à 0,5% de la matière sèche.
• en ce qui concerne les éléments S, Ca, Mg, il n'y a en principe pas de problèmes.

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