Programme CARMEN

Le projet CARMEN  (CARactérisation des HAP et des métaux dans les herbages fauchés en bord de route pour la MÉthaNisation)

Objectifs

Étudier les éventuels freins à la valorisation par méthanisation des herbages fauchés en bord de route, liés à la contamination de cette biomasse par les polluants issus du trafic.

Ce fauchage avec exportation constitue une voie de valorisation prometteuse, à la fois parce qu’il permet de :

  • réduire l’impact sur l’environnement des herbes laissées sur place,
  • récupérer une biomasse relativement importante (estimée entre 1 et 3 millions
    de tonnes par an en France), non valorisée à ce jour et qui ne vient pas en
    concurrence de la filière de l’alimentation humaine, pour la production d’une
    énergie 100 % renouvelable.

Cette filière fait l’objet d’études et de mise en oeuvre sur certains territoires, mais sans que les teneurs en contaminants aient été analysées de manière systématique. Dans le projet, plusieurs sites de fauche, de différentes typologies, ont fait l’objet de trois campagnes de prélèvement avec des échantillons composites dupliqués ou tripliqués, de façon à représenter un panel de situations de trafic et d’environnement.
Le projet vise également à établir le bilan coût-bénéfice (financier mais aussi environnemental) du fauchage avec exportation pour un gestionnaire routier en tant que producteur, par rapport au fauchage simple où les herbes sont laissées sur place, et pour un agriculteur-méthaniseur, comme utilisateur par rapport à une production végétale sur son exploitation.


Le projet a porté sur deux ans. La première année (2016), deux campagnes de prélèvements d’herbes ont été réalisées, l’une lors de la première fauche de printemps, l’autre lors de la deuxième fauche, à la fin de l’été. Le projet s’est déroulé sur deux sites de fauchage-exportation où les herbes sont déjà valorisées chez un agriculteur-méthaniseur, l’un en Mayenne (route départementale à environ 4 000 véhicules/jour), l’autre en Côtes d’Armor (nationale à environ 7 000 V/J dont 22 % de PL). En complément, quatre zones du périphérique de Rennes ont été étudiées de façon à échantillonner des sites plus empruntés (respectivement 40 000, 60 000, 80 000 et 100 000 véhicules/jour).

Chaque site a fait l’objet de :

  • 2 x 2 prélèvements d’herbes composites, immédiatement au dépotage des caissons chez les agriculteurs (ces prélèvements moyennent le fauchage de plusieurs km de route),
  • 3 prélèvements composites sur chaque zone du périphérique de Rennes.

Les analyses ont été réalisées au LDAR, laboratoire accrédité COFRAC pour les analyses de composts selon la norme NF U 44-051. Elles ont porté sur le taux de matière sèche, les 9 métaux de la norme NF U 44-051 et les 19 HAP.
En complément, des prélèvements de 50 kg d’herbes ont été utilisés par l’Institut UniLaSalle pour des essais de digestion anaérobie à l’échelle pilote 60 L dans 3 pilotes de méthanisation, en mélange avec des fumiers et lisiers de bovins, afin d’établir la meilleure proportion d’herbes par rapports aux effluents d’élevage et d’analyser les ETM et HAP à la fois sur les herbes et les effluents avant méthanisation, et sur le digestat après digestion.

De plus, les éléments de logistique (distances parcourues, nombres d’opérateurs, temps passé, consommations de carburants…) ont été relevés par les gestionnaires des deux sites ruraux pour pouvoir établir le bilan cout-bénéfice du fauchage avec exportation. Les déchets ramassés en amont des périodes de fauche ont aussi été triés et pesés.

Pour consolider l’interprétation des résultats des deux campagnes, une troisième campagne a été réalisée en 2017 sur 4 des 6 sites, en effectuant également des prélèvements de sols sur les zones de fauchage, et des prélèvements d’herbes et de sols témoins dans des lieux proches des routes mais en-dehors de l’influence directe du trafic.

Premier résultats

Les résultats d’analyse sont similaires sur les trois campagnes et les six sites : pour plusieurs métaux (arsenic, cadmium, mercure, plomb), quasiment tous les échantillons d’herbes montrent des teneurs inférieures aux limites de quantification du laboratoire (qui sont largement inférieures aux valeurs limites de la norme NF U 44‑051). 

Pour les échantillons des deux zones rurales et la zone Rennes 100 000 V/J, pour le cuivre et le nickel, les teneurs sont inférieures ou de l’ordre de la limite de quantification du laboratoire.

Les teneurs en chrome de l’ensemble des échantillons sont comprises entre 5 et 10 mg/kg de matière sèche (la valeur limite de la norme pour ce métal étant de 120 mg/kg MS). Seuls les échantillons de Mayenne de la première campagne montraient des teneurs un peu plus élevées (entre 10 et 20 mg/kg MS). Ces teneurs pourraient être liées à un outil de coupe différent de celui utilisé par la suite.

Sur la troisième campagne, les teneurs en métaux des herbes fauchées le long des routes sont semblables (voire inférieures dans un cas) à celles des herbes témoins prélevées hors de l’influence de la route. Seul le zinc présente des teneurs variables suivant les sites et la saison. Certains échantillons du périphérique de Rennes présentent des teneurs relativement élevées, jusqu’à 50 % de la valeur limite de la norme NF U 44‑051. En revanche, les concentrations en zinc des herbages ne sont pas corrélées avec celles des sols prélevés sur les mêmes zones.

Les teneurs en HAP sont faibles, voire inférieures aux limites de quantification pour la moitié des composés, sur l’ensemble des zones, et ce, quelles que soient les teneurs dans les sols.

Ainsi, les résultats obtenus ne permettent pas de mettre en évidence un potentiel effet du trafic sur le niveau de contamination des herbes de bord de route, tant en métaux qu’en HAP.. Des valeurs relativement élevées en chrome, pour la première campagne en Mayenne, et en zinc à Rennes, ne sont pas encore complètement expliquées.

D’autres éléments ont été réunis : étude des métaux nobles, analyse d’herbes après ensilage de 3 mois, inventaire floristique de l’ensemble des sites, …

L’ensemble des résultats est encore en cours d’interprétation au dernier trimestre 2017. Par ailleurs, l’étude coût-bénéfice n’est pas finalisée.

 

Le rapport final sera publié au premier semestre 2018.

 

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