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Portrait de la valorisation agricole des MRF - année 2004

Caroline Fleury, ing. et agr.
Marc Hébert, agr. M.SC.
Ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs

Marie-Pierre Lefebvre, B. Sc., Stagiaire maîtrise en environnement
Univeristé du Québec à Montréal

Plus d’un million de tonnes de MRF ont été épandues en agriculture, dont environ les 2/3 étaient des biosolides papetiers. Il s’agit d’une augmentation de 20 % par rapport à 1999. Toutefois, les MRF constituaient seulement 3 % des matières fertilisantes épandues sur les sols agricoles et représentaient moins de 2 % des charges de phosphore apportées au sol. À l’échelle du Québec, elles ont été épandues sur environ 2 % des sols cultivés et des fermes.


Introduction

Le Portrait de la valorisation agricole des matières résiduelles fertilisantes au Québec a été réalisé pour l’année 1999 (Charbonneau et coll., 2000). Cinq ans plus tard, le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (MDDEP) a décidé de refaire l’exercice en vue de mettre à jour les données. Ce nouveau bilan vise à fournir aux différents intervenants des données statistiques actualisées qui pourront être utilisées à diverses fins : communication, évaluation de risques, réglementation, etc.

Méthodologie

- Définitions
- Base de données

- Définitions

Les matières résiduelles fertilisantes (MRF) sont des « matières ou objets périmés, rebutés ou autrement rejetés dont l’emploi est destiné à entretenir ou à améliorer, séparément ou simultanément, la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques et chimiques et l’activité biologique des sols » (MENV, 2004). Il existe plusieurs types de MRF, les principaux étant les biosolides (ou « boues »), les amendements calciques et magnésiens (ACM) et les composts commerciaux. Les biosolides découlent du traitement de l’eau usée des municipalités et de diverses usines, particulièrement agroalimentaires et papetières. Les ACM sont constitués de cendres, de poussières de cimenteries et d’autres résidus alcalins utilisés principalement pour élever le pH des sols. Les biosolides papetiers incluent les résidus de désencrage, même si certains d’entre eux ont des propriétés d’ACM. Les biosolides agroalimentaires comprennent les résidus d’abattoirs, le lactosérum et les résidus de lavage de légumes. Les biosolides municipaux incluent les biosolides provenant de systèmes de traitement des boues de fosses septiques.

Pour être considéré comme une MRF, un résidu doit évidemment avoir des propriétés de matières fertilisantes, mais aussi satisfaire à des critères de qualité conçus pour protéger l’environnement. Chaque MRF est donc classée selon la teneur en contaminants chimiques (C1 ou C2), en pathogènes (P1, P2 ou P3) et selon les caractéristiques d’odeurs (O1, O2 ou O3). Plus la classe C-P-O est élevée (1, 2 ou 3), plus les restrictions d’utilisation seront sévères ; donc, les MRF de classe C1-P1-O1 présentent peu de risques en matière de métaux, de pathogènes et d’odeurs, alors que les MRF de classe C2-P3-O3 font l’objet de nombreuses contraintes d’utilisation (MENV, 2004).

La plupart des projets de valorisation de MRF sont au préalable autorisés par un certificat d’autorisation (CA). Des CA sont émis par le Ministère lorsqu’une activité est susceptible de modifier la qualité de l’environnement, au sens de l’article 22 de la Loi sur la qualité de l’environnement ou lorsqu’une autorisation est prescrite en vertu d’un règlement sectoriel (MENV, 2004). Par contre, l’épandage d’une MRF certifiée conforme à une norme du Bureau de normalisation du Québec (BNQ) peut être réalisé, selon le mode d’emploi, sans obtenir de CA au préalable. L’utilisation d’un produit certifié BNQ présente un faible risque environnemental.

- Base de données

Les données utilisées pour la réalisation de ce portrait proviennent principalement de la base de données du MDDEP : Système d’aide à la gestion des interventions régionales (SAGIR) et de son volet Pollution d’origine agricole (POA). Lors de chaque intervention (plainte, inspection, demande d’autorisation), les directions régionales doivent saisir des informations. Pour le portrait, seules les interventions réalisées en 2004 ont été comptabilisées, cependant, pour les demandes de CA, seules celles dont l’émission du CA a été réalisée en 2004 ont été considérées même si, dans certains cas, l’épandage n’a eu lieu qu’en 2005. Afin d’éliminer les erreurs ou les manques, les données de base ont été épurées et validées en collaboration avec les directions régionales. Elles ont ensuite été traitées par une stagiaire à la maîtrise en environnement de l’UQAM et analysées par le personnel du Service agricole. Les données pour les produits certifiés BNQ (qui ne figurent pas dans la base SAGIR) ont été fournies par les fabricants lors d’une enquête en septembre 2005. De plus, toutes les données sur les composts commerciaux ont été extraites ou extrapolées de La production de compost au Québec en 2002 par l’ensemble des sites de compostage : Résultats de l’enquête (AQIC, 2003).

Les statistiques générales sur l’agriculture au Québec ont été obtenu dans le Suivi 2003 du Portrait agroenvironnemental des fermes du Québec (BPR inc., 2005) et les rapports sectoriels du Portrait agroenvironnemental des fermes du Québec (BPR-GREPA, 2000). Pour certaines données qui étaient disponibles à l’échelle provinciale seulement, les proportions employées aux rapports du Portrait agroenvironnemental ont été utilisées pour faire la répartition régionale des données.

Le Portrait de la valorisation agricole des MRF couvre uniquement la valorisation agricole, sauf pour les données administratives qui incluent tous les types de projets de valorisation autorisés. Les données de superficie et de charge de phosphore au sol sont sous-estimées puisque les données sur les MRF certifiées BNQ et les composts ne sont pas disponibles.

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Résultats et discussion

- Données administratives
- Valorisation agricole
- Répartition par catégories C-P-O
- Doses d'épandage
- Répartition régionale

- Données administratives

Un total de 1104 demandes de CA pour la valorisation de MRF ont été traitées au Ministère en 2004 (tableau 1). De ce nombre, des CA ont été émis dans 95 % des cas, soit 1048 CA. Ce nombre est considérable puisqu’il correspond au tiers des CA émis par le Ministère. En comparaison, il y a environ quatre fois moins de CA émis pour les exploitations agricoles, soit environ 250 CA annuellement. Cette disparité s’explique par le fait qu’il n’est pas nécessaire d’obtenir un CA pour épandre du fumier, tout comme pour épandre des engrais minéraux. De plus, les CA pour les exploitations agricoles sont permanents, alors que l’épandage des MRF est une activité qui est généralement autorisée annuellement.

Dans sa Déclaration de service aux citoyens (MDDEP, 2005), le Ministère s’est donné comme mandat de « répondre dans un délai de 90 jours pour les projets qui ne sont pas soumis à la procédure d’évaluation environnementale, sous réserve de situations particulières ». Dans 97 % des cas, ce délai a été respecté; il était même inférieur à 30 jours dans la moitié des cas (tableau 1). Soulignons que le nombre de jours est calculé seulement à partir du moment où la demande est complète.

Tableau 1 : Statistiques administratives 2004 - CA

Demandes de CA traitées 1104
Nombre de CA émis (1048) 95 %
Demandes retirées (56) 5 %
Modifications de CA 109
Délais d'analyse de CA
Moins de 30 jours 52 %
31 à 60 jours 27 %
61 à 90 jours 18 %
plus de 90 jours 3 %
Type de MRF visées par les CA
Biosolides papetiers 57 %
Amendements calciques et/ou magnésiens 26 %
Biosolides municipaux 12 %
Biosolides agroalimentaires 2 %
Autres MRF 4 %
Type d'activité autorisée
Épandage en agriculture 96,5 %
Restauration de la couverture végétale de lieux dégradés 0,5 %
Utilisation comme paillis ou litière 0,4 %
Fabrication et utilisation de terreaux 0,3 %
Entreposage 0,3 %
Indéterminé 2,0 %

Tableau 2 : Statistiques administratives 2004 - Activités de contrôle

Nombre de plaintes 36
Odeurs 28 %
Épandage et transport de MRF 28 %
Activité sans CA 17 %
Distances non respectées 11 %
Épandage après le 1er oct. ou sur la neige 6 %
Contamination de l'environnement 3 %
Indéterminé 8 %
Nombre d'inspections 89
Nombre d'avis d'infraction 43
Activité sans CA 63 %
Non conforme au CA 33 %
Épandage sur sol gelé ou enneigé 5 %
Les CA émis pour la valorisation de MRF concernaient principalement des biosolides papetiers (57 %), des ACM (26 %) et des biosolides municipaux (12 %). L’épandage agricole des MRF comptait pour plus de 96 % des CA émis. La restauration de la couverture végétale de lieux dégradés, l’utilisation comme paillis ou litière, l’entreposage et la fabrication de terreaux étaient les autres activités autorisées (tableau 1)

Le MDDEP a reçu seulement 36 plaintes qui touchaient les MRF en 2004. De ces plaintes, 28 % concernaient des problèmes d’odeurs et 28 % l’utilisation de MRF en général. Durant l’année, 89 inspections ont été réalisées, à la suite de plaintes ou pour la vérification des CA et 43 avis d’infraction ont été signifiés (tableau 2).

- Valorisation agricole

Plus d’un million de tonnes de MRF ont été épandues en agriculture au Québec en 2004, soit 880 000 tonnes de MRF autorisées en épandage agricole, plus l’utilisation de 53 000 tonnes de composts commerciaux en agriculture et la valorisation agricole de 101 000 tonnes de produits certifiées BNQ. De ces MRF, la majorité (62 %) était des biosolides papetiers (figure 1). Il faut préciser que 10 % des MRF épandues étaient des produits certifiés BNQ et que cela représentait plus de la moitié des ACM épandus (tableau 3).

Figure 1 Répartition des quantités de MRF valorisées en agriculture en 2004 (%)

Figure 1 : Répartition des quantités de MRF valorisées
en agriculture en 2004 (%)

Tableau 3 :  Répartition des MRF BNQ et autorisées pour l'épandage agricole par catégorie C-P-O
(excluant les composts commerciaux)

  tonnes humides % C1 % C2 % P1 % P2 % P3 % O1 % O2

% O3

Hors-catégorie

ACM 75 078 39% 61% 97% 3% 0% 98% 0% 2% 0%
ACM BNQ 100 664 5% 95% 100% 0% 0% 100% 0% 0% 0%
Biosolides agroalimentaires 49 750 79% 18% 50% 46% 1% 1% 28% 67% 4%
Biosolides municipaux 77 686 16% 84% 12% 51% 37% 0% 82% 18% 0%
Biosolides municipaux granulés BNQ 636 0% 100% 100% 0% 0% 0% 100% 0% 0%
Biosolides papetiers 641 384 89% 11% 73% 27% 0% 26% 36% 38% 0%
Autres MRF 35 618 28% 68% 12% 83% 1% 10% 77% 9% 4%
Total 980 815 68% 32% 69% 27% 3% 35% 34% 30% 0%

Les MRF représentaient 3 % des quelque 33 millions de tonnes de matières fertilisantes épandues en agriculture, principalement des fumiers et des lisiers (figure 2). De plus, les MRF comptaient pour moins de 2 % des charges de phosphore apportées au sol, comparativement à 64 % pour les fumiers et 35 % pour les engrais minéraux (figure 3). Ces proportions ont peu changé au cours des cinq dernières années (Charbonneau et coll. 2000).

Figure 2 Répartition des quantités de matières fertilisantes épandues en agriculture  (%)

Figure 3 Contribution des MRF à la charge de phosphore épandu en agriculture  (%)


Figure 2 : Répartition des quantités de matières
fertilisantes épandues en agriculture  (%)


Figure 3 : Contribution des MRF à la charge de
phosphore épandu en agriculture  (%)

Depuis 1999, la quantité de MRF valorisée en agriculture a augmenté de 20 %, soit un taux moyen de croissance de 4 % par an. Les ACM, les biosolides municipaux et les composts sont les types de MRF où l’augmentation a été la plus forte, soit de 35 à 65 % (figure 4).

Figure 4 : Évolution des quantités de MRF valorisées en agriculture

La croissance de la quantité d’ACM valorisée s’explique par l’augmentation de la production de cendres, elle-même liée à la croissance de la valorisation énergétique de la biomasse dans l’industrie forestière, et par l’augmentation de la valorisation des résidus magnésiens et des autres résidus certifiés par le BNQ.

Pour ce qui est des biosolides municipaux, l’augmentation des quantités est due aux nouvelles activités de valorisation des villes comme Châteauguay, Laval, Magog, Saint-Jean-sur-Richelieu et Salaberry-de-Valleyfield et à la consolidation des programmes de valorisation des municipalités comme Saguenay, Sherbrooke et Victoriaville. De plus, la valorisation de boues de fosses septiques a doublé en cinq ans, passant d’environ 8 000 à 19 000 tonnes en 2004.

En ce qui concerne les biosolides agroalimentaires, bien que les quantités valorisées demeurent stables, l’épandage en agriculture de résidus d’abattoirs a diminué de moitié entre 1999 et 2004 de 31 000 à 17 000 tonnes humides. Ces résidus sont davantage acheminés vers les lieux de compostage. Cette baisse a toutefois été compensée par la valorisation du lactosérum et d’autres résidus.

En 2004, 35 papetières (dont deux de l’extérieur du Québec) ont fait de la valorisation agricole de leurs biosolides ou de leurs ACM, ce qui représente environ la moitié des usines de pâtes et papiers du Québec. Seulement une douzaine de municipalités font de la valorisation agricole. Or, selon Hébert (2004), l’épandage agricole représente seulement 40 % des volumes de biosolides municipaux valorisés. On peut donc présumer que d’autres municipalités valorisent leurs biosolides par d’autres avenues, tel le compostage.

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- Répartition par catégories C-P-O

La majorité des MRF avaient un contenu faible en contaminants chimiques, tels les métaux lourds et les dioxines et furannes (68 % de catégorie C1). C’est notamment le cas des biosolides papetiers et agroalimentaires (tableau 3). À l’inverse, la plupart des biosolides municipaux et des ACM étaient de catégorie C2. Dans ce dernier cas, il s’agit souvent de cendres provenant de systèmes de combustion de biomasse, dont l’efficacité a pour effet de concentrer les éléments minéraux naturellement présents dans le bois ou les biosolides.

La majorité des MRF (69 %) étaient de catégorie P1, c’est-à-dire désinfectées ou à teneur négligeable en organismes pathogènes. Les biosolides municipaux faisaient exception, puisque la majorité (87 %) étaient de catégories P2 ou P3, catégories pour lesquelles de nombreuses restrictions d’épandage s’appliquent.

Pour les catégories d’odeurs (O1, O2 et O3), les MRF sont réparties dans chaque catégorie à parts égales (35 %, 34 %, 30 %). Donc, la majorité des MRF (64 %) étaient malodorantes ou fortement malodorantes et devaient faire l’objet de contraintes d’épandage particulières.

De façon plus globale, 20 % des quantités de MRF autorisées pour l’épandage agricole étaient de qualité « exceptionnelle », soit de classe C1-P1-O1 (figure 5). Toutefois, il faut souligner que cette classification exceptionnelle sur le plan environnemental n’est pas forcément liée à la valeur fertilisante des MRF puisque les amendements riches en azote sont souvent malodorants.

Parmi les 44 000 ha recevant des MRF en 2004, 45 % d’entre elles recevaient des MRF de classe C1-P1-O1 et C2-P1-O1 pour lesquelles les restrictions d’épandage sont minimales (figure 6). La différence entre les pourcentages de tonnage et de superficie s’explique par les doses d’épandage utilisées pour les ACM qui sont faibles et qui nécessitent donc plus de superficies réceptrices.

Figure 5 : Répartition des quantités de MRF épandues autorisées selon certaines classes C-P-O (excluant les produits certifiés BNQ et les composts)

Figure 6 : Répartition des superficies réceptrices de MRF selon certaines classes C-P-O (excluant les produits certifiés BNQ et les composts)


Figure 5 : Répartition des quantités de MRF épandues
autorisées selon certaines classes C-P-O
(excluant les produits certifiés BNQ et les composts)


Figure 6 : Répartition des superficies réceptrices
de MRF selon certaines classes C-P-O
(excluant les produits certifiés BNQ et les composts)

- Doses d’épandage

Les doses moyennes d’épandage des biosolides varient entre 24 et 35 t/ha (tableau 4). Les biosolides municipaux nécessitent des doses plus faibles que les biosolides papetiers, en raison de leur teneur plus élevée en phosphore (moyenne de 24 t/ha versus 31 t/ha). Les doses d’épandage des ACM sont bien moindres, car elles sont limitées par les besoins en chaux du sol.

Tableau 4 : Doses d'épandage par type de MRF pour la valorisation agricole (tonne humide/ha)

  moyenne écart  type coefficient
de variation
percentile
95
nombre
de données
Amendements calciques et/ou magnésiens 6 3 53 % 10 291
Biosolides agroalimentaires 35 28 79 % 62 31
Biosolides municipaux 24 21 88 % 60 121
Biosolides papetiers 31 17 54 % 55 548
Autres MRF 26 17 65 % 44 26

- Répartition régionale

Dans le Québec agricole, les MRF apportent en moyenne 1,7 % des charges en phosphore au sol ; la proportion varie selon la région (tableau 5). Les régions traditionnellement reconnues en surplus de fumier, comme la Montérégie, Chaudière-Appalaches et Lanaudière, reçoivent moins de 1 % de leur charge de phosphore par les MRF. Cela montre que les MRF ne concurrencent pas les fumiers de façon significative, contrairement à certaines croyances.

Tableau 5 : Charge de phosphore apportée au sol (tonnes de P2O5)

Région

MRF Fumiers
et lisiers*
Engrais
minéraux
Total % de charge
attribuable
aux MRF
Abitibi-Témiscamingue 28 1 229 575 1 832 1,5 %
Bas-St-Laurent 164 4 050 1 947 6 161 2,7 %
Capitale Nationale 222 2 195 1 404 3 821 5,8 %
Centre-du-Québec  322 10 119 4 771 15 212 2,1 %
Chaudière-Appalaches 119 18 359 2 253 20 731 0,6 %
Estrie 169 6 326 1 910 8 406 2,0 %
Lanaudière 11 372 369 7 752  0,1 %
Laurentides 49  1 703  1 677  3 429  1,4 %
Mauricie 27 2 815 1 927 4 769 0,6 %
Montérégie 271 18 216 17 517 36 004 0,8 %
Outaouais 21 972  784  1 777 1,2 %
Saguenay-Lac-St-Jean  526 2 621  1 379 4 526  11,6 %
Total 1 929 73 421  39 934  115 284 1,7 %

* Fiche 2004-2007 d'enregistrement des exploitations agricoles (février 2005)

Les MRF ont été valorisées chez 2,4 % des fermes du Québec et sur 2,1 % des sols cultivés (figure 7). Le Saguenay-Lac-Saint-Jean et la région de la Capitale-Nationale ont des proportions beaucoup plus élevées de superficies cultivées et de fermes réceptrices, ce qui peut s’expliquer par les quantités importantes de biosolides papetiers et d’ACM provenant de l’industrie forestière de ces régions.

Figure7 : Pourcentage des superficies cultivées réceptrices
et des fermes réceptrices de MRF par région

Figure7 : Pourcentage des superficies cultivées réceptrices

Aucune valorisation agricole de MRF n’a été autorisée dans cinq régions (Côte-Nord, Gaspésie, Laval, Montréal et Nord-du-Québec). La majorité des produits certifiés BNQ sont valorisés en Montérégie, dans le Centre-du-Québec et dans la région de la Capitale-Nationale.

Conclusion

La compilation et l’analyse des données disponibles ont permis de faire un portrait précis de la valorisation agricole des MRF en 2004. Les quantités valorisées en agriculture représentaient plus d’un million de tonnes, dont environ les 2/3 étaient des biosolides papetiers. La valorisation a augmenté de 20 % en cinq ans. Toutefois, les MRF représentaient toujours seulement 3 % des matières fertilisantes épandues sur les sols agricoles et moins de 2 % des charges de phosphore apportées au sol. À l’échelle du Québec, les MRF ont été épandues sur environ 2 % des sols cultivés et des fermes. Près de la moitié des superficies ont fait l’objet d’épandage de MRF de catégories C1-P1-O1 et C2-P1-O1, c’est-à-dire sans restriction particulière relative aux odeurs et aux risques pathogènes.

Le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs a émis plus de 1000 certificats d’autorisation pour l’épandage de MRF et la grande majorité des CA a été délivrée dans le délai imparti de 90 jours. Les activités de valorisation de MRF ont fait l’objet de plaintes et d’avis d’infraction dans un nombre relativement faible de cas. Par ailleurs, environ 100 000 tonnes de MRF certifiées BNQ ont été valorisées sans nécessiter de CA, soit 10 % des quantités épandues en agriculture.

On estime qu’environ deux millions de tonnes de matières résiduelles sont valorisées annuellement par les villes et les industries comme matières fertilisantes, en considérant les matières résiduelles acheminées vers les centres de compostage (750 000 tonnes [AQIC, 2003]), ainsi que les quantités indéterminées d’écorces, de copeaux et de feuilles mortes valorisées sans CA. Cette quantité est considérable, comparativement à d’autres filières de valorisation plus connues du public (papier, verre, métal, plastique). Sur le plan environnemental, cette valorisation est particulièrement significative puisque la majorité des MRF sont de nature organique et donc susceptibles d’émettre des biogaz, comme le méthane, lorsqu’elles sont acheminées vers les lieux d’enfouissement sanitaire.

La valorisation agricole des MRF est toutefois lourde sur le plan administratif. Différentes avenues sont envisagées afin de réduire le nombre de certificats d’autorisation requis, entre autres pour l’épandage des MRF présentant un risque négligeable en matière de pathogènes et d’odeurs.

Références bibliographiques

Association québécoise des industriels du compostage (AQIC) (2003) « La production de compost au Québec en 2002 par l’ensemble des sites de compostage : Résultats de l’enquête » préparé par EnviroAccès, Transfert Environnement et Centre de recherche industrielle du Québec, 21 pages.

BPR inc. (2005) « Suivi 2003 du Portrait agroenvironnemental des fermes du Québec » présenté au ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation (MAPAQ), à l’Union des producteurs agricoles (UPA) et à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), 66 pages.

Charbonneau, H, Hébert, M, Jaouich, A (2000) « Portrait de la valorisation agricole des matières résiduelles fertilisantes au Québec » Vecteur Environnement, vol 33, nº 6, p. 30-32, 49-51.

Charbonneau, H, Hébert, M, Jaouich, A (2001) « Contenu en éléments fertilisants et qualité environnementale » Vecteur Environnement, vol 34, nº 1, p. 56-60

Hébert, Marc (2004) « Valorisation des boues municipales comme matières fertilisantes au Québec » Vecteur environnement, vol 37, nº 5, p. 38-41.

MDDEP (2005) « Bilan annuel de conformité environnementale – Secteur des Pâtes et Papiers – 2003 » Ministère de Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, 190 pages. http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/milieu_ind/bilans/pates_03/index.htm

MDDEP (2005) Déclaration de services aux citoyens http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/ministere/declaration.htm, visité le 20 novembre 2005

MENV (2004) « Guide sur la valorisation des matières résiduelles fertilisantes. Critères de références et normes réglementaires » Ministère de l’Environnement du Québec.127 pages. http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/matieres/mat_res/fertilisantes/critere/index.htm

Recyc-Québec (2003) « Bilan 2002 de la gestion des matières résiduelles au Québec » 56 pages.

Remerciements

Nous remercions les organismes suivants pour leur précieuse collaboration : les directions régionales et centrales du ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs du Québec, la Ville de Laval, Ciment Saint-Laurent inc., Multiserv Canada, Emballages Smurfit-Stone Canada inc., Norsk-Hydro Canada inc., Ferti-val inc ainsi que les personnes suivantes : Pierre Beaudet, Yolaine Blais, Sylvain Chouinard, Élisabeth Groeneveld, Louise Hamel et Colette Proulx.

 


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