Phosphore: des eaux usées aux champs

Dès janvier 2026, le recyclage du phosphore (P) issu des eaux usées deviendra une obligation légale en Suisse. La Confédération veut ainsi remédier au problème de la dépendance aux importations et de la perte de précieux nutriments dans les canalisations. L’industrie et la recherche travaillent à des solutions pour boucler ce cycle – notamment dans le cadre du projet Innosuisse BioPhosRec, qui montre comment le P présent dans les résidus de stations d’épuration (STEP) peut être valorisé en engrais recyclés de haute qualité.

Un nutriment indispensable, mais limité

Le P est indispensable à la croissance des plantes, mais les gisements disponibles dans le monde sont limités. Grâce à des technologies existantes, cet élément peut être récupéré de manière ciblée à partir des boues d’épuration et des eaux usées sous forme de struvite (voir encadré), parfois au prix d’un usage important de ressources. Parallèlement, les minéraux contenant de la struvite se déposent naturellement dans les conduites et les réacteurs des stations d’épuration. Or jusqu’ici, ces dépôts ont dû être éliminés à grands frais.

Afin de développer des produits pratiques et faciles à utiliser, la société Oberland Energie AG (sise à Thoune), la Haute école spécialisée du Nord-Ouest de la Suisse et la station de recherche Agroscope ont uni leurs compétences. Dans le cadre du projet BioPhosRec, ces minéraux spontanément précipités et riches en P sont mélangés à des déchets verts communaux et à des résidus agricoles lors de différentes étapes de la méthanisation de cette matière organique (dégradation en l’absence d’oxygène, aussi appelée « digestion anaérobie ») et du compostage du digestat obtenu. Les minéraux contenant de la struvite ont été ajoutés soit avant la digestion anaérobie, soit avant le compostage, soit seulement avant l’épandage. L’objectif était d’évaluer l’influence de la digestion anaérobie ou du compostage (ou des deux conjointement) sur la disponibilité du P dans ces engrais.

Essai en serre avec du ray-grass et du maïs

Agroscope (Zurich-Reckenholz) a testé en serre l’efficacité du P dans les composts dans le cadre d’une rotation raygrass / maïs. Les différentes modalités de fertilisation à base de P sont décrites dans le tableau ci-après. Les autres nutriments ont été complétés selon les besoins. Deux versions d’un sol pauvre en P ont été utilisées pour le test, qui se distinguaient par leur pH : sol non chaulé (pH de 5,6) et un sol chaulé (pH de 6,6).

Très bon effet fertilisant

Comme le montrent fréquemment les essais sur le P, la disponibilité de cet élément dépend fortement du pH du sol : dans le sol non chaulé (pH 5,6), toutes les modalités de fumure ont conduit à des rendements et à des absorptions de P nettement plus élevés que dans le sol n’ayant pas été fertilisé. La fertilisation avec de la struvite et des composts à base de struvite a permis d’obtenir des rendements aussi élevés que ceux des cultures fertilisées avec du TSP (cf. figure).

C’est seulement dans la variante sans fertilisation phosphatée sur sol non chaulé que la croissance des plantes a été nettement plus faible. Ce résultat s’explique vraisemblablement par la forte acidification du sol (pH 4,9) qui entraîne non seulement une carence en P, mais compromet aussi l’approvisionnement en autres nutriments et peut entraîner une toxicité à l’aluminium.

Dans le sol chaulé (pH 6,6), en revanche, on a constaté une fixation marquée du P dans le sol, probablement due à la formation de phosphates de calcium peu solubles. Ce phénomène était particulièrement marqué dans les engrais contenant une forte proportion de P directement disponible pour les plantes, comme la struvite sans compost.

Le compost avec struvite digérée agit aussi bien que le TSP

Fait remarquable : le compost auquel la struvite a été ajoutée avant la digestion anaérobie est le seul à n’avoir montré aucune fixation du P dans le sol chaulé. Manifestement, cet élément y reste disponible pour les plantes sur une plage de pH plus large – une propriété jusqu’ici connue uniquement pour la fertilisation au TSP.

L’action fertilisante du compost à base de struvite reste donc stable malgré des pH différents, ce qui constitue un net avantage par rapport aux minéraux contenant de la struvite, qui n’ont montré aucun effet fertilisant dans le sol chaulé. Le compost à base de struvite apparaît ainsi comme un engrais prometteur, garantissant une efficacité stable du P et un apport précieux de matière organique. Il n’est cependant pas encore possible de déterminer de manière définitive si son action fiable est réellement due au type de traitement (digestion anaérobie et compostage), ou si elle s’explique simplement par la durée plus longue du processus (interaction entre struvite et matière organique).

D’un déchet à un engrais de valeur

Dans la perspective des nouvelles exigences légales qui entreront en vigueur, le projet Innosuisse BioPhosRec fournit des connaissances précieuses pour une utilisation pratique des engrais issus du recyclage du phosphore.

Les composts à base de struvite ayant fait l’objet d’une codigestion pourraient jouer un rôle clé pour boucler les cycles régionaux de nutriments et remplacer en partie les ressources de phosphore importées. Ainsi, un déchet provenant des eaux usées deviendrait un engrais précieux pour l’agriculture suisse.