Le pipi des Parisiens au service de l’agriculture
Comment réduire l’utilisation des engrais chimiques dont l’usage contribue au changement climatique et menace les milieux aquatiques ? Et pourquoi pas utiliser l’urine humaine ! La séparation à la source de l’urine est une solution étudiée en Ile-de-France par l’Institut Paris Région pour contribuer à la transition écologique. Une solution intéressante en théorie, mais pas si facile à mettre en œuvre.
Pour nourrir les Franciliens, plus de la moitié des apports azotés sont des engrais de synthèse. Les impacts environnementaux de leurs fabrications sont non négligeables. Ainsi, la fabrication d’engrais azoté, consommatrice de gaz naturel fossile, est à la fois énergivore et émettrice de gaz à effet de serre. Quant au phosphore, il est extrait de mines fossiles, situées à l’étranger. Mais pourrait-on faire autrement ? Bien sûr, en agriculture, on utilise le fumier ou le lisier qui sont issus des déjections animales ? Et pourquoi n’utiliserait-on pas les déjections humaines, en particulier l’urine ? C’est la question que s’est posée l’Institut Paris Région en s’appuyant sur le territoire de l’Ile-de-France.
Le scénario prospectif de l’ingénieur Fabien Esculier augure la possibilité de se passer totalement d’engrais de synthèse azotés pour l’alimentation de l’agglomération parisienne d’ici 2050 avec une évolution conjointe de la consommation et des pratiques agricoles ainsi que l’utilisation de matières fertilisantes issues de l’urine. La collecte séparée de l’urine et sa valorisation agricole permettrait d’éviter l’émission de 500 000 tonnes d’équivalent CO2 par an en Ile-de-France.
L’Ile-de-France, un lieu propice à la séparation à la source de l’urine
Pas moins de 703 tonnes d'azote sont nécessaires pour produire la nourriture qu’ingurgitent les 12,1 millions de Franciliens chaque jour. Un tiers de l’azote issu de ces aliments est encore rejeté dans la Seine du fait d’un assainissement imparfait, soit l’équivalent des rejets de 4 millions d’habitants. Ces chiffres alarmants expliquent le fait que les seuils de qualité de l’eau dans le secteur aval de Paris soient souvent dépassés, selon L’Institut Paris Région. A ce constat s’ajoutent le changement climatique, la baisse du débit de la Seine et l’augmentation de la population. Il y aura donc davantage d’effluents à traiter et moins d’eau pour les diluer. A moyen terme, la dégradation de l’état écologique du fleuve de la capitale est alors inévitable, sauf à amplifier les traitements de l’eau dont les coûts seraient élevés et avec des effets secondaires environnementaux.
Pourtant, la France s’est engagée à atteindre l’objectif « zéro émissions nette » d’ici 2050. C‘est pourquoi de plus en plus de projets de recherches et de réalisations concrètes en milieux urbains voient le jour. Par exemple, dans le cadre du projet d’écoquartier du site de Saint-Vincent-de-Paul, dans le 14e arrondissement de Paris, les toilettes publiques sont conçues pour une collecte séparée. Autre exemple : depuis 2012, dans le département du Gers, l’école primaire publique de Saint-Germé est équipée de toilettes sèches séparatives et d’urinoirs secs.
Mais on pourrait faire beaucoup mieux ! Depuis les années 2000, 30 000 logements collectifs et 9 000 neufs sont construits en moyenne par an. Du côté de l’immobilier professionnel, 300 000 à 400 000 m2 de bureau sont créés ou rénovés par an. Et plus de la moitié des logements des années 1970 devront bientôt faire peau neuve pour contribuer à la transition écologique : voilà une opportunité pour déployer la séparation à la source. La gestion des excrétas humains est aussi intéressante dans les lieux publics (écoles, gares, salles de spectacle, …) de l’Ile-de-France dont la fréquentation et la visibilité sont des atouts pour sensibiliser la société à de tels procédés innovants, considèrent les auteurs de l’étude.
Le système actuel est polluant et gaspilleur
« Toilette à chasse d’eau – Tout-à-l’égout – Stations d’épuration » est le système d’assainissement actuel. Si on analyse le système production agricole – alimentation - déjection - assainissement, on se rend compte qu'il est linéaire, polluant et gaspilleur. La production agricole et alimentaire utilise des engrais de synthèse importés, leur épandage génère des pollutions, et une fois les aliments consommés, il faut assainir les eaux usées.
Par jour, chaque habitant produit 150 litres d’eaux usées domestiques. Les excrétas sont dilués dans 30 litres de chasse d’eau puis mélangées aux eaux usées ménagères. Au début du XXème siècle, les taux de recyclages agricoles de l’azote et du phosphore des excrétas des franciliens étaient respectivement de 50% et 70%. Maintenant, seulement 4% d’azote et 41% de phosphore sont recyclés. Ceci s’explique par le mélange des excrétas humains aux eaux usées industrielles, ménagères et pluviales qui avait fini par entrainer une contamination chimique et biologique dans les champs d’épandage.
Dès 1990, la Suède est pionnière en Europe de la séparation à la source de l’urine. Cette approche alternative de l’assainissement consiste à collecter séparément les urines, matières fécales et eaux ménagères. Cette technique favorise le recyclage des nutriments concentrés dans les urines : 85% d’azote et 65% de phosphore. La collecte se fait à partir d’urinoirs secs et de toilettes séparatives, sans ou avec très peu d’eau. Ensuite, l’urine peut subir différents traitements allant du simple stockage pour une utilisation agricole locale à une purification industrielle afin d’aboutir à un engrais sec et désodorisé commercialisable. A noter que contrairement aux matières fécales, l’urine présente un risque très faible de transmissions de pathogènes, facilement éliminés et offre des possibilités de filtration des résidus pharmaceutiques.
De premiers essais prometteurs en agriculture
Il existe aussi des expérimentations en agriculture. En 2019, à partir d’un essai d’épandage sur une parcelle de blé tendre panifiable du plateau de Saclay, le programme de recherche-action OCAPI (optimisation des cycles carbone, azote et phosphore en ville) et l’INRAE montrent un potentiel fertilisant similaire entre les engrais naturels à base d’urine et les engrais azotés de synthèse.
La même année, du côté de l’Hérault, Bruno Le Breton, vigneron-œnologue et négociant du domaine de la Jasse collabore avec la start-up Ecosec qui cherche à valoriser l’urine récoltée dans les toilettes sèches en tant que fertilisant. Bruno Le Breton souhaite « participer à l’aventure de l’urine dans les vignes » car selon lui, « valoriser les déchets humains est une solution éco-logique ». Ce dernier semble satisfait des premiers résultats puisque la récolte de 2019 était complète.
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Réconcilier la ville et la campagne grâce au pipi
La collecte d’urine répond à de nombreux enjeux. Du point de vue agricole, la valorisation de l’urine humaine permettrait de limiter l’utilisation d’engrais chimiques, d’épargner les énergies fossiles et de réduire l’empreinte énergétique et environnementale associée (rejet de gaz à effet de serre, eutrophisation, …). Sur le plan de l’assainissement des eaux usées, cette pratique permettrait d’économiser en argent, eau, énergies et réactifs chimiques. Une telle économie circulaire des nutriments contribuerait à recréer un lien entre la ville, productrice d’engrais, et la campagne nourricière. La valorisation de l’urine permettrait une production locale d’engrais
L’implantation à grande échelle de la séparation à la source se heurte toutefois à plusieurs difficultés : culturels, technico-économiques, d’adaptation du système urbain existant, d’évolution et de création de nouvelles filières pour la collecte, la gestion et la valorisation agricole de l’azote récupéré.
