Une gestion stratégique des biosolides papetiers pour lutter contre les changements climatiques : l’épandage agricole produit-il moins d’émissions de gaz à effet de serre que l’enfouissement?

Les biosolides papetiers (BP) sont des matieres organiques residuelles generees lors du traitement des eaux de procedes de l’industrie des pâtes et papiers. Cette industrie genere pres du quart des matieres organiques residuelles au Quebec. Le gouvernement du Quebec vise l’interdiction de l’enfouissement de la matiere organique d’ici 2020 et la reduction des emissions de gaz a effet de serre (GES) de 20% par rapport au niveau de 1990, ce qui affectera probablement le portrait de gestion des BP. Or, les emissions de GES des differents modes de la gestion des BP sont peu documentees dans la litterature scientifique, ce qui rend incertain l’impact des changements de pratiques sur le bilan de l’industrie papetiere. L’objectif de cette etude est de quantifier les emissions de GES provenant de deux modes de gestion des BP : l’enfouissement et l’epandage agricole. Ces informations contribueront a produire des bilans comparatifs d’emissions de GES de fin de vie, « de la barriere au tombeau » (gate to grave), soit des outils d’aide a la decision pour realiser une gestion responsable des BP dans le cadre de la lutte aux changements climatiques. L’etude a ete realisee a la ferme experimentale du college d’Alma, dans la region du Saguenay-Lac-Saint-Jean (Quebec, Canada). Les emissions de l’enfouissement de BP primaires et de BP mixtes ont ete mesurees a l’echelle pilote dans des fosses amenagees qui ont ete suivies au cours de deux saisons consecutives (2013-2014) sans couvert nival. Les emissions de l’epandage agricole de BP ont ete mesurees sur un sol a texture fine ou les apports en azote fournis par des BP mixtes substituaient les apports d’azote d’un engrais mineral dans les proportions suivantes : temoin, 0%, 25%, 50%, 75% et 100%. Les doses d’azote appliquees respectaient les recommandations agronomiques locales de 120 kg N ha-1 disponible pour la culture du ble Touran (Triticum aestivum var. Touran). Deux dispositifs d’epandage agricole ont ete amenages et suivis au cours d’une saison sans couvert nival (2013 et 2014) pour prendre en compte la variabilite des conditions saisonnieres. Les emissions de protoxyde d’azote (N2O), de methane (CH4) et de dioxyde de carbone (CO2) ont ete mesurees par la methode de chambres statiques fermees, plus de 25 fois par saison. Des suivis des concentrations d’azote mineral, de pH et de contenu en eau dans les BP et dans les sols ont ete realises, ainsi qu’un suivi du rendement et du prelevement d’azote de la culture. D’une part, l’enfouissement des BP mixtes a emis davantage de GES (0,22 ± 0,02 t eq CO2 t-1 BP secs) que l’enfouissement de BP primaires (0,004 ± 0,001 t eq CO2 t-1 BP secs) pour la periode de suivi de deux ans. Les emissions mesurees des BP mixtes etaient aussi principalement sous forme de N2O (0,152 ± 0,009 t eq CO2 t-1 BP secs), alors que les emissions de N2O des BP primaires etaient negligeables. D’autre part, les emissions de N2O de surface de la fertilisation agricole avec de l’engrais mineral (4,3 ± 0,7 kg N2O-N ha-1) etaient moindres que celles des BP (100% BP; 11,2 ± 1,0 kg N2O-N ha-1) et elles augmentaient avec la substitution progressive de l’engrais mineral par les BP. Les emissions de N2O des traitements de fertilisation agricole ont ete significativement correlees avec l’exposition aux nitrates en 2014 et avec les emissions cumulees de CO2 en 2013 et en 2014. Les emissions de N2O au rendement de ble ont aussi ete negativement correlees avec le coefficient d’utilisation de l’azote en 2013. Finalement, l’enfouissement des BP mixtes a emis davantage de GES que leur epandage agricole (0,12 ± 0,01 t eq CO2 t-1 BP secs). L’epandage agricole de BP serait potentiellement une bonne alternative a l’enfouissement pour attenuer les emissions de GES de la gestion des BP, dependamment des emissions des processus de gestion en amont de leur epandage (transport) et des facteurs d’emissions indirectes consideres, tels les emissions evitees par substitution des engrais mineraux. Toutefois, une multiplication des mesures des emissions de GES serait necessaire pour en augmenter leur precision et assurer des scenarios de comparaison robustes des emissions de GES evitees par un changement de gestion.

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