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Tâches

by irene.mingot — Dernière modification 23/09/2008 06:32

T3

by irene.mingot — Dernière modification 21/05/2008 13:39

ECOEVALUATION DES EQUIPEMENTS D’EPANDAGE DE LIQUIDES CHARGÉS ET DE SOLIDES

Coordination générale : F. Thirion – Cemagref Montoldre
 
La répartition sur de vastes surfaces de produits liquides ou solides est à la base de la fertilisation qui permet la nutrition des plantes ainsi qu’un recyclage de déchets dans le cas des engrais organiques. Ce double gain est, dans le bilan environnemental, compromis par un fort risque d’émissions dans l’air, l’eau et le sol de polluants tels que le N2O, CH4, NH3, NO3. Les procédures de mesures des indicateurs de performances qui constituent notre objectif, permettront donc également de déterminer la part de responsabilité des équipements dans ces atteintes à l’environnement.
L’approche est déjà largement initiée et a donné lieu à des séries de tests dans les stations d’essais du Cemagref, des chambres d’agriculture de Bretagne ou d’autres organismes. Les travaux du Comité Européen de Normalisation (CEN) ont permis d’établir des normes européennes définissant certains critères de performances environnementales applicables au laboratoire : EN 13739 pour les épandeurs de produits minéraux solides – EN 13080 pour les épandeurs de produits organiques de type compost – EN 13406 pour les tonnes à liquides chargés. Mais la carence de ces normes vient de ce qu’elles ne sont ni directement reliées à l’inventaire des flux polluants ni exhaustives dans l’appréhension des risques (concentration des polluants, compaction des sols, risques liés aux séquences d’utilisation, à la polyvalence des produits). Ceci définit les orientations principales de nos recherches.
La première orientation de la tâche consiste à intégrer les données d’évaluation dans une perspective d’analyse environnementale. Les notions de débit caractéristique et d’intervalle de tolérance sont par exemple acceptées comme critères pertinents de qualité de distribution massique, mais ne renseignent en fait ni sur la dose moyenne apportée ni sur son écart type. La connaissance de ces valeurs est pourtant le passage obligé pour permettre le lien avec les indicateurs d’émission classiquement définis par l’ACV. Leur détermination nécessitera en effet de pouvoir faire correspondre flux et résultats d’essais. Cette correspondance devra aussi intégrer les distorsions générées par l’opération de la machine liées par exemple aux configurations géographiques et topographiques particulières. Pour que la portée pratique soit réelle, les protocoles devront donc considérer les conditions de fonctionnement de la machine dans son contexte naturel, d’où l’idée d’un simulateur d’épandage virtuel.
D’autre part nous chercherons aussi, en concertation avec les autres tâches du projet, à recenser les impacts spécifiques à l’épandage qui ne seraient pas directement pris en compte par l’ACV ou sous forme ouverte de type « émissions non matérielles ». Une approche systématique sera opérée, qui peut nous conduire à un ensemble très disparate comme par exemple l’appréhension des nuisances olfactives, des risques sanitaires ou des phénomènes de tassement des sols. Pour ces impacts spécifiques identifiés et retenus, devront alors être proposées des méthodes d’évaluation permettant d’établir les indicateurs correspondants.
L’ambition première allait jusqu’à s’interroger sur la manière de prendre en compte les effets du type « sensibilité aux déréglages des machines - prise en compte du vieillissement des matériels ». Ces paramètres peuvent en effet générer une variabilité majeure sur les impacts, mais leur prise en compte est loin d’être triviale et sera fonction des résultats des investigations du T1 et T2 et du niveau de priorité qui leur sera donné.
 
* Recensement des données d’entrée et description des modes opératoires nécessaires à leur acquisition
L’écriture des procédures aboutissant au calcul des critères de performances environnementales s’appuiera prioritairement sur les normes existantes, adaptant ou précisant un certain nombre de protocoles opératoires. Une part importante du travail consistera à concevoir les méthodes d’acquisition pour les paramètres manquants, en particulier pour accroître la qualification des performances en phase opérationnelle des matériels : Sensibilité à la qualité des produits à épandre, facilité de réglage,…
On peut ainsi entrevoir deux catégories d’approche. L’une est directement liée aux essais au banc et apporte un complément d’évaluation concernant principalement la répartition des produits sur la surface d’épandage. Elle peut conduire à des suggestions d’évolution des normes européennes, en prévision de leur révision. L’autre approche, aborde plus globalement la qualité d’épandage et concerne les données d’entrée nécessaires aux indicateurs spécifiques. Il faut alors organiser la collecte de ces données et tester la construction des indicateurs en concordance avec les réflexions initiales.
 
* Conception d’un simulateur d’épandage virtuel
Parmi les méthodes nouvelles qu’il sera nécessaire de mettre en place, l’idée d’un simulateur de fonctionnement de la machine dans son contexte est lancée. Il s’agit ainsi de définir des missions de travail, sortes de scénarios types requérant l’intégration des différents facteurs de dégradation de la qualité d’épandage.
Sur un cycle de chargement et déchargement complet, l’ambition est donc d’enchaîner les algorithmes permettant de calculer pas à pas les impacts induits avec pour conditions initiales les mesures « au laboratoire » faites sur la machine. Par exemple, par un déroulement virtuel selon un parcours réaliste et une forme de parcelle choisie, il est possible de calculer spatialement les écarts de doses apportées, donc les surfaces par tranche de dépassement ou de déficit de dose, correspondant aux risques de percolation de nitrates. Le même exercice est imaginable vis à vis d’un calcul de compaction à partir du poids en charge et à vide et des forces dynamiques qui s’exercent.
En statuant sur plusieurs scénarios types (une matière – un parcours – une forme de parcelle …), il sera alors possible de comparer les technologies et les procédés actuels ou futurs. Pour exemple, l’impact (positif) de la modulation de doses n’est évaluable que par ce moyen, comme le sont les dispositifs de « gestion de bordure ».
 
* Validation expérimentale des procédures et modes opératoires
Les nouveaux modes opératoires seront testés concrètement et l’architecture générale mise à l’épreuve en conditions réelles pour, en particulier, vérifier la validité du simulateur.
3 industriels, ayant chacun son domaine de spécialisation en rapport avec les différents types de matières à épandre, participent directement à cette tâche : la société SIRTEC pour les produits granulés et secs – la société FRA pour les produits et déchets solides cohésifs – la société PICHON pour les liquides chargés. Le détail des travaux envisagés figure plus explicitement dans le descriptif complet de l’implication de chacun des industriels en tâche 6.
 
* Agrégation de données d’ACV relatives aux amendements et à la fertilisation
En coordination avec la tâche T1, les données disponibles seront analysées et combinées avec des résultats d’essais complémentaires réalisés pendant le projet afin d’implémenter des conduites d’ACV sur ce domaine. La mise en comparaison avec d’autres procédés de recyclage pourra alors être reconsidérée grâce aux connaissances développées sur les épandages. La phase d’interprétation, essentielle en matière d’ACV, pourra alors être pleinement accomplie.
Il serait présomptueux de prétendre disposer d’une base de données complète sur les impacts spécifiques à la fin du projet. Cette base sera évolutive dans son contenu et le T3 y contribuera en ayant toutefois mis sa priorité sur la mise au point de méthodologies d’éco-évaluations

 

T3– ECOEVALUATION DES Equipements d’EPANDAGE
 de liquides chargées et solides
N° délivrable
Description
Type de diffusion
mois de remise
T3a
Procédures de calcul des performances environnementales des technologies et d’inventaire des flux
Publique
20
T3b
Logiciel de simulation d’épandage
Publique
24
T3c
Tests sur situations types
publique
28
T3d
Complément à la base de données du T1
publique
32 à 42

Outre le Cemagref de Montoldre, les acteurs plus directement identifiés à ce jour sont, la station machinisme des Chambres d’Agriculture de Bretagne, le SNCVA et les industriels impliqués à différents niveaux dans la conception d’une écotechnologie.

Les travaux du T3 seront aussi alimentés par le T2 et le T4.

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