Traitement biologique des effluents de fromagerie

La fromagerie de l’exploitation du Lycée agricole de Mâcon Davayé, équipée d’une station expérimentale de traitement, traite les effluents de fromagerie et le lactosérum d’un élevage de 160 chèvres produisant jusqu’à 460 litres de lait par jour.

En prévision de l’application des règlements européens sur le traitement des eaux usées, prévues pour 2005, des solutions sont expérimentées pour le traitement des effluents de fromagerie, incluant le lactosérum s’il n’est pas recyclé dans la nourriture des animaux. Les systèmes devront être adaptés techniquement et économiquement aux petites unités de transformation fermières, pour lesquelles les producteurs ont d’ores et déjà besoin de références. 10 000 ateliers de petites dimensions sont recensés en France. Aussi, l’installation de la station réalisée par les Ateliers d’Occitanie dans le cadre d’un programme Acta, sur le site de l’exploitation agricole du Lycée de Davayé (domaine des Poncetys en production viticole et caprine) présente-t-elle une expérience intéressante. Pour cet établissement, sa réalisation s’inscrit dans un projet de développement durable et dans le cadre d’une action de démonstration susceptible de faire référence auprès des 400 ateliers de fabrication fermières de fromages (de plus de 20 chèvres) que compte la Bourgogne.

Un procédé simple d’utilisation, de suivi et peu coûteux

En vue de susciter l’attribution d’aide à ces petites unités (afin que l’investissement soit supportable), la station expérimentale et ses premiers résultats ont été présentés, le 5 mars dernier à des financeurs publics tels que le Conseil Régional de Bourgogne, le Conseil Général de Saône et Loire et l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse. Le procédé employé ici pour la pollution des eaux de fromagerie « est un procédé simple, peu coûteux, efficace », selon Michel Torrijos ingénieur de recherche à l’Inra de Narbonne qui présentait le procédé SBR (Sequencing Batch Reactor ou Réacteur Séquentiel Discontinu). Il s’agit d’un traitement biologique aérobie cyclique (voir schéma), de type boues activées (employé dans 70 % des stations d’épuration en France) susceptible de répondre aux besoins des petites unités de transformation fermières.

L’Atelier caprin du domaine des Poncetys est constitué de 160 chèvres qui fournissent 110 000 litres par an, entièrement transformés en fromages sur l’exploitation. Les effluents de fromagerie à traiter comprennent : eaux blanches de lavage de fromagerie, eaux de lavage du matériel et du lactoduc, et sérums issus de la fabrication du fromage. Le volume traité est de 1 000 litres d’effluents de fromagerie par jour, et de 250 litres en période de pointe. Le choix du système de traitement a été effectué entre 2 techniques en expérimentation dans le cadre du programme Acta : d’une part la culture fixée sur pouzzolane en fonctionnement à la station du Pradel (Ardèche) et en développement sur 4 autres sites et, d’autre part le procédé SBR. Ce dernier a été préféré pour sa moindre emprise au sol, sa simplicité d’utilisation de suivi et d’entretien. Ce procédé a été conçu par le laboratoire de Biotechnologique de l’Environnement de l’Inra de Narbonne et le service environnement de la société des Ateliers d’Occitanie basés à Narbonne (spécialisé dans la fabrication de cuves pour les transports ferroviaires).

Les éléments du système

L’équipement consiste en :

  • un poste de relevage équipé d’une pompe pour remonter les effluents de fromagerie à la station. Cette pompe peut être supprimée si la configuration du terrain permet une alimentation par gravité;
  • une cuve enterrée de 40 m3 en acier revêtu, servant de réacteur-décanteur dans lequel s’effectuent toutes les phases du traitement;
  • une soufflante et un réseau de disques fines bulles placé en fond de cuve pour l’aération du liquide dans le décanteur
  • une seule pompe pour la vidange des effluents de de fromagerie (eaux épurées + soutirage des boues) ;
  • une armoire électrique conçue pour être installée, vérifiée et réparée par n’importe quel électricien.

« Nos installations ont été simplifiés le plus possible pour être montées et entretenues par les clients eux-mêmes, sans ajouter des coûts d’installation ou des contrats d’entretien », a souligné Olivier Azam, responsable du service environnement du service des Ateliers d’Occitanie.

Le système est déjà validé sur les effluents de fromagerie de 6 unités de traitements dans : trois fromageries du Jura en production de Comté (Aromas, Cuvier, Abergement les Thésy) à la fromagerie des Pontets dans le Doubs à la fromagerie fermière des Griottes en Haute-Savoie (Reblochon).

Fonctionnement et Résultats

Les effluents de la fromagerie et le lactosérum (non distribué aux animaux) représentent 1 000 à 2 500 litres par jour selon les périodes. Ce qui représente, en pointe, 5 litre d’effluents par litre de lait transformé. La mesure de DCO totale (demande chimique en oxygène) en entrée à la station est de 12 g par litre en moyenne. En vidange, avant le rejet au milieu naturel, la concentration n’est plus que 63 mg par litre de DCO totale. Le système d’aération apporte quotidiennement 19 kg d’oxygène, ce qui nécessite une dépense énergétique de 56 kWh par jour, soit 1 220 à 1 520 € par an.

Le rendement épuratoire moyen a été évalué à 99.5 % au cours des 5 mois de suivi (de juillet à décembre 2002). Le volume de boues à épandre est de 3 à 4 % du volume entrant. Les jus arrivent par gravité dans une fosse de réception munie d’un dégrilleur qui permet de récupérer les premiers déchets et de protéger l’installation. Ils sont ensuite relevés dans la cuve de décantation où ils sont aérés quotidiennement la nuit pendant 16 h. La mise en marche et l’arrêt de la soufflante sont automatiques. Une phase de décantation de 6 h environ est respectée avant la vidange du liquide surnageant épuré, dont le volume correspond à l’entrée des jus de la veille (1 à 2.5 m3).

Ce type d’installation peut aussi bien traiter des effluents viticoles que des effluents de fromagerie. Il est possible d’y traiter également les eaux domestiques de l’habitation. Il suffit de prévoir son dimensionnement en fonction du volume des effluents à traiter. Comme elle fonctionne en permanence, elle impose un suivi nécessaire :

  • Tous les jours une vérification des témoins lumineux de l’armoire électrique ;
  • Tous les 7 à 10 jours, la réalisation d’un test de décantation à l’éprouvette qui permet de vérifier visuellement le niveau des boues et la concentration de biomasse par la couleur. Tant que celle-ci reste beige clair, le soutirage de boue n’est pas nécessaire ;
  • « À la demande » un soutirage de boues dans la tonne à lisier, lorsqu’elles atteignent un certain niveau (300 ml par litre) et que la couleur devient marron. Il faut compter une heure et demie pour cette opération, compris le temps d’épandage. Ces soutirages sont a effectués 2 ou 3 fois par an ;
  • Tous les 2 mois le nettoyage des filtres à air sur la soufflante ;
  • Tous les 3 ou 4 ans un nettoyage à l’acide formique des disques fines bulles.

Le procédé SBR semble donc présenter un certain nombre d’avantages avec une seule cuve assurant le traitement biologique, la décantation et le stockage des boues jusqu’à leur épandage.

YVETTE DELORME

DOMAINE DES PONCETYS

Un coût total d’installation de 35 000 euros

Pour la fromagerie du Domaine des Poncetys, l’installation de la station (expérimentale) de traitement pour 170 chèvres a représenté un coût total de 35 000 euros répartis comme suit :

  • Cuve de traitement : 25 400 €
  • Terrassement et réseau : 6 500 €
  • Transport de la cuve : 1 400 €
  • Petit équipement : 370 €
  • Main d’œuvre de l’exploitation : 1 600 €

Ces investissements ont été pris en charge par les financeurs publics (Conseil Régional, Conseil Général, Agence de l’Eau) à raison de 10 000 euros chacun. Le solde couvert par l’exploitation du lycée de Davayé.
Dans le cas d’exploitations de plus petite taille, comptant de 80 à 100 chèvres, le coût total annoncé pour une installation (en série) est de 17 500 euros rendu-posé (raccordement et terrassement non compris)
Coût de fonctionnement : 1 000 euros par an.

CHIFFRES CLES

L’exploitation du lycée du Domaine des Poncetys :

  • Un troupeau désaisonné avec 2 périodes de mises bas et 2 pics de lactation : octobre-novembre et mars-avril;
  • 460 litres de lait transformé par jour;
  • L’alimentation du troupeau est un affourragement en vert dès le printemps et en foin l’hiver ou en période sèche. L’ensilage maïs a été exclu en prévision de l’application du cahier des charges des futures AOC Mâconnais et Charollais.