Engrais azotés et phosphorés
L'utilisation d'engrais contenant de l'azote et du phosphore est cruciale pour le maintien de la qualité de l'eau. productivité agricole, Les engrais azotés sont utilisés pour la production d'aliments, en particulier dans le contexte d'une demande alimentaire croissante de la part d'une population mondiale en pleine croissance. L'engrais azoté est produit à partir de N2, qui, par le biais de la réaction de Haber-Bosch, est converti en engrais, l'ammoniac. Cette réaction est exceptionnellement gourmande en énergie et consomme environ 3-5% de la production mondiale annuelle de gaz naturel. La production d'engrais azotés a donc des conséquences importantes sur le changement climatique. L'histoire du phosphore est différente puisque le phosphate est généralement extrait, entre autres, des gisements d'Afrique du Nord. Cependant, il y a des indications claires que les stocks de phosphate exploitables diminuent. Il y a donc des raisons de s'inquiéter de l'approvisionnement futur en engrais azotés et phosphorés.
Déchets d'engrais
L'azote et le phosphore absorbés par les plantes seront, au moins en partie, transmis aux herbivores tels que le bétail, mais ils finiront probablement dans les eaux usées et donc dans les stations d'épuration. Qu'advient-il donc des engrais dans une station d'épuration traditionnelle ? L'azote est généralement éliminé des eaux usées par dénitrification, par laquelle le nitrate, nutriment végétal, est converti en N2 qui s'échappe dans l'atmosphère. Le phosphore est éliminé par l'ajout de sels tels que l'aluminium, le fer ou le calcium, qui forment un précipité insoluble avec le phosphate. Bien que ces processus nettoient l'eau, l'azote et le phosphore, qui sont des éléments nutritifs essentiels à la croissance des plantes, sont essentiellement perdus. Il s'agit d'une économie linéaire : un produit a été fabriqué, utilisé et finalement gaspillé.
Économie circulaire et lentilles d'eau
Existe-t-il une meilleure façon de gérer ces précieux nutriments pour les plantes ? Pouvons-nous capter l'azote et le phosphore des eaux usées et renvoyer ces nutriments à la ferme pour qu'ils soient réutilisés comme engrais, c'est-à-dire pouvons-nous créer une économie plus durable, plus circulaire ? C'est là que les espèces de lentilles d'eau entrent en jeu. Ces plantes aquatiques ont une croissance exceptionnellement rapide et utilisent donc beaucoup d'azote et de phosphore qu'elles absorbent avec une grande efficacité à partir des eaux (usées). La biomasse de lentilles d'eau qui en résulte est précieuse en raison de sa teneur en azote et en phosphore, et a donc une valeur économique puisqu'elle peut être utilisée comme engrais ou dans l'alimentation animale. C'est ce que l'on appelle la valorisation des eaux usées, un aspect essentiel de l'économie circulaire dans laquelle les eaux usées sont traitées comme une nouvelle ressource. Par exemple, dans le cadre du projet IMPRESS, les lentilles d'eau sont utilisées pour capturer l'azote et le phosphore des eaux usées provenant de la transformation du poisson, des eaux usées qui auraient autrement été jetées à la poubelle. Les lentilles d'eau peuvent donc nous aider à réduire notre dépendance à l'égard des engrais azotés qui dépendent des combustibles fossiles et à préserver les ressources en phosphate qui s'amenuisent, tout en nettoyant les eaux usées.
Références
Stejskal, V., Paolacci, S., Toner, D. et Jansen, M.A.K, 2022. Un nouveau concept multitrophique pour la culture de poissons et de lentilles d'eau : Une note technique. Journal de la production propre, 366, p.132881.
Walsh, É., Margassery, L.M., Rodriguez-Sanchez, A., Wall, D., Bolger, P., Jansen, M.A.K. et O'Leary, N., 2024. Intégration des bioréacteurs microbiens et de la culture de Lemna minor pour le traitement durable des eaux usées de la transformation laitière. Journal of Water Process Engineering (en anglais), 67, p.106290.
L'article a été rédigé par Collège universitaire de Cork.
Toutes les photographies de cet article proviennent de l'University College Cork.