La méthanisation comme recours pour gérer le datura

Le projet METADATURA apporte des résultats inédits sur la biologie du datura et sur son devenir en méthanisation. Les essais montrent que la digestion anaérobie a tendance à détruire les
graines de datura sans dégrader la production de biométhane. Un compostage du digestat à 30 °C anéantit pratiquement toutes les graines restantes.

Le chiffre du mois : 30 à 40 ans, c’est la durée de vie d’une graine de datura dans le sol.

PARCELLES CONTAMINÉES PAR DU DATURA : ENVISAGER UNE VALORISATION ÉNERGÉTIQUE ?

Le datura stramoine est aujourd’hui l’une des adventices les plus problématiques des cultures estivales, et représente un enjeu sanitaire important pour la production de maïs. Son pouvoir de nuisance dépasse en effet la simple concurrence avec les cultures ; toutes les parties de la plante contiennent des alcaloïdes tropaniques toxiques, susceptibles de contaminer les récoltes. Face au renforcement des exigences réglementaires, quelques fragments végétaux peuvent suffire à rendre un lot impropre à la commercialisation, avec des conséquences économiques importantes pour les filières. Face à cette difficulté, le projet METADATURA s’intéresse à la valorisation énergétique des biomasses contaminées. L’objectif est double : offrir un débouché à des lots ne répondant pas aux normes de commercialisation, et limiter les risques de dissémination des graines via les digestats. Des essais ont été conduits du laboratoire jusqu’au méthaniseur expérimental de 150 m³

UNE FORTE RÉSILIENCE DU DATURA DANS LES SYSTÈMES DE CULTUREexploité sur le site ARVALIS de Montardon (64).

Les travaux menés confirment la capacité exceptionnelle du datura à maintenir sa présence dans les systèmes de culture. Les essais réalisés en conditions semicontrôlées montrent qu’une plante
peut produire plusieurs milliers de graines viables en deux à trois mois. Les premières fleurs apparaissent environ 45 jours après le semis et les premières bogues cinq jours plus tard ; chaque
bogue contenant 400 graines. Les graines formées ont d’excellentes capacités de germination, y compris les graines immatures (graines blanches) capables de germer normalement pour 28 % d’entre elles, versus 85 % pour des graines matures (graines marrons et noires). Cette rapidité de cycle fait qu’il est très difficile d’empêcher la montée à graine de l’adventice dans les parcelles. C’est une des clés du problème car le datura stramoine produit des graines dont la durée de vie est particulièrement longue (30 à 40 ans) et montre un taux de décroissance annuelle faible (mortalité annuelle).

PAS D’IMPACT DU DATURA SUR LE BIOGAZ PRODUIT

Une première étape a été de vérifier l’absence d’impact des alcaloïdes présents dans le datura sur le fonctionnement des microorganismes du méthaniseur. Les premiers résultats sont encourageants. L’incorporation d’ensilage contenant du datura à hauteur de 10 % de la ration pendant quatre mois n’a entraîné aucune différence mesurable sur la quantité ou la qualité du biogaz produit. Les alcaloïdes présents dans la biomasse ne semblent donc pas perturber le fonctionnement du méthaniseur dans les conditions étudiées. Toutefois, en laboratoire, des effets négatifs ont été observés pour des concentrations élevées d’alcaloïdes, peu probables en conditions réelles. A ce titre, il reste à explorer le cas de fortes charges d’incorporation pour un méthaniseur à taille réelle.

IMPACT DÉTERMINANT DE LA TEMPÉRATURE SUR LA DESTRUCTION DES GRAINES DE DATURA

Au-delà de la production de biogaz, un point majeur concerne la survie des graines après méthanisation. Les résultats acquis montrent que la température joue un rôle déterminant. L’hygiénisation disponible sur certains sites, à 70 °C pendant une heure, détruit 80 % des graines et inactive les 20 % restant (figure 1). Dans les digesteurs thermophiles fonctionnant au-delà de 50 °C, les graines sont éliminées en moins de 3 jours. Les conditions mésophiles (37-42 °C), qui représentent la majorité du parc français, produisent également des résultats encourageants,
avec une destruction ou une perte de viabilité observée en moins de vingt jours selon les conditions et la composition des digestats. En tenant compte des temps de résidence théoriques, on estime qu’un digesteur en conditions mésophiles tue à lui seul 85 % des graines entrantes dans le méthaniseur, contre plus de 95 % dans un digesteur thermophile. Ces performances sont élevées mais ne garantissent pas encore une sécurité totale. D’autres leviers complémentaires peuvent être envisagés afin de maximiser la destruction des graines (figure 2). Le compostage apparaît comme un
complément intéressant avec une efficacité là encore dépendant de la température. Un compostage à 30 °C, équivalent à un tas de digestat solide en attente, a un effet nul. Alors qu’un compostage optimal qui montre à plus de 50 °C se montre efficace. Les travaux mettent en évidence un effet de complémentarité entre méthanisation et compostage, permettant d’atteindre des niveaux d’inactivation très élevés. Ainsi, avec plus de 90 % des graines inactivées, la combinaison « méthanisation 3 jours » suivie de 125 jours de compostage à 30 °C est plus efficace que chacun des leviers utilisés séparément. D’autres combinaisons seraient à envisager : ensilage, digestion et traitement des digestats. En atteignant des niveaux d’inactivation supérieurs à ceux observés avec chaque technique prise isolément, ces combinaisons permettraient de sécuriser davantage la gestion des biomasses contaminées.

Pour finir, METADATURA montre que la méthanisation peut devenir un maillon utile de la gestion agroécologique du datura. Sans apporter aujourd’hui une solution universelle garantissant l’élimination de 100 % des graines dans toutes les configurations, elle offre néanmoins une voie crédible de valorisation pour des biomasses jusqu’ici considérées comme problématiques. Les résultats obtenus constituent une base technique solide pour les agriculteurs, les exploitants de méthaniseurs et les organismes collecteurs confrontés à cette adventice particulièrement difficile à maîtriser.