Déchetterie agro alimentaire : un garde manger prodigieux (1ère partie)

En dépit d'une conjoncture délicate, l'industrie de la « bouffe » fait merveille (1). L'urbanisation croissante, le développement de la restauration collective et des plats préparés, l’allongement des circuits de transformation et de distribution contribuent à l'essor du secteur agro-alimentaire. De nos jours, le consommateur ne fait pas que manger, il se fait aussi séduire. Car cette industrie sait désormais joindre l’utile à l'agréable dans l’assiette pour flatter non seulement l’estomac mais le palais, le nez et l’œil. En fin de compte, elle sait aromatiser, lier, gélifier, épaissir, texturer, fruiter, affiner, enrichir et parfumer. De tels ingrédients incorporés aux aliments, s’ils peuvent provenir d’une production directe, comme les alginates et carraghénanes des algues épaississants et gélifiants, sont susceptibles d’être extraits de sous-produits comme les marcs de pomme et d’agrumes (pectines gélifiantes) ou le collagène des os et peaux (gélatine texturante) (Dr J. de La Tullaye, Sanofi-Bio-Industries, bulletin « Tonic », n° 39, juin 1993).

La revanche des arlequins

Pratique ancienne que celle de la valorisation des sous-produits (2) par les fabricants d’aliments du bétail ! notamment :

• — les tourteaux d’oléagineux : soja, arachide, coton, sésame, tournesol, colza,
• — les sangs d’abattage : sang frais en alimentation porcine, farine, poudre (plasma, cruor, protéolysat, récemment),
• — les lactosérums : lactosérum brut en alimentation porcine, poudre pour élevage des veaux, (produit hyperconcentré, lactose, récemment), babeurre du barattage, crème de débourbage du lait.

En pratique courante mais encore trop souvent localisée et discontinue, les déchets rejoignent la décharge, où leur élimination entraîne un coût de traitement pour les producteurs et la collectivité, alors que ces sous-produits représentent une richesse nationale qui permettrait de nourrir de 1 à 1,5 MGB/an (3).

En quoi consiste ce gisement exploitable ? Le dernier recensement de 1993, qui corrige les insuffisances du précédent bilan de 1990 en multipliant par trois les tonnages de déchets, distingue deux filières, la filière végétale et la filière animale, totalisant près de 30 Mt/an de déchets agro-alimentaires (figure 1), dont globalement 60 % seulement sont sujets à récupération et valorisation. Les sous-produits directement utilisables ont trois origines principales :

• - les déchets des exploitations agricoles : pailles de céréales, cannes de maïs, de sorgho, racines d’endives... ;
• - les déchets aléatoires consécutifs à la surproduction (dits produits de retrait), ou au déclassement de ceux qui ne correspondent pas aux normes de calibre : fruits, pommes, poires ou légumes, pommes de terre, carottes, choux-fleurs ;
• - les déchets de transformation produits à travers les activités agro-alimentaires : pulpes de betteraves, lactosérum, drêches de brasserie, déchets de légumes en conserverie, par exemple.

(3) GB : gros bovins.

Filière végétale et animale

Total des Industries Agro-Alimentaires en France 1993 : 29,16 Mt/an

(1) Contenu des panses et intestins des animaux abattus fait de débris alimentaires et de matières fécales.

Légendes : UFL : valeur énergétique en équivalence fourragère pour le lait ; MAT : matières azotées totales

Interprétation analytique :

Interprétation de l'intérêt alimentaire pour les espèces animales :

+ : intéressant | +! : très intéressant | o+ : d'intérêt variable | ? : défaut de références

La perplexité des éventuels utilisateurs de ces déchets, compte tenu de leur diversité, de leur dispersion géographique et de leur faible disponibilité, se trouve dissipée par le guide RNED qui traite de leur emploi en alimentation des bovins, ovins, caprins et équidés (figure 2). Dans cette recherche fructueuse de la valorisation des déchets des IAA en alimentation animale, car nombreuses sont les opportunités à saisir, il importe de bien évaluer les contraintes liées à leur emploi :

faible teneur en matières sèches : à l'exception près des pailles de céréales et des vinasses, la teneur élevée en eau apporte plusieurs inconvénients : la valeur nutritive du produit brut devient faible, le transport s'avère onéreux, la conservation nécessite l’ensilage après deux jours de stockage. En ce qui concerne les sous-produits d’abattoir (comme les sangs qui contiennent 80 % d’eau), les conditions d'hygiène deviennent drastiques au niveau de la collecte (saignée, trocart), la conservation (conservateurs, brassage, intervalle thermique) ;

déséquilibre alimentaire : les sous-produits présentent une grande variabilité de composition : si certains offrent une teneur élevée en cellulose (pailles, cannes de maïs), d'autres sont riches en matières grasses (pulpes de tomates), en éléments minéraux (lactosérum), ou en matières azotées (drêches de brasserie, vinasses de mélasse). Certains traitements améliorent les déchets : surpressage et concentration, pour relever le taux de matières sèches ; ammonisation au gaz ammoniac anhydre, pour augmenter la valeur alimentaire de certains fourrages pauvres (pailles de céréales, cannes ou spathes de maïs) ; ces traitements constituent pour chaque sous-produit une mesure impérative relative à chaque sous-produit, mais encore faut-il qu’ils ne gomment pas l’intérêt économique de cet apport, car la concurrence des sources protéiniques alternatives est constante (comme celle du soja). Dans ce souci, le RNED-ITEB propose un calcul simple et pratique d’évaluation des prix d’opportunité de chaque sous-produit en francs par kg de matières sèches, en fonction de sa valeur énergétique UFL et de sa teneur en matières azotées totales, considérée soit pauvre ou médiocre (inférieure à 12 % des MS) soit bien pourvue ou riche (supérieure à 12 % des MS) (figure 3).

Valorisations en filière végétale

L’industrie sucrière

Les pulpes de betterave constituent un abondant sous-produit de l'industrie sucrière, représentant environ 2 Mt de MS/an, uniquement utilisé en France pour l’alimentation animale. En effet, la pulpe sèche, paroi cellulaire de la racine de betterave après extraction du sucre, est riche en glucides digestibles (69-72 % sur brut) et pauvre en lignine peu assimilable (1-2 %).

Cette pulpe sèche s’intègre parfaitement aux

Sous-produits contenant moins de 12 % de MAT dans les MS.

Sous-produits contenant plus de 12 % de MAT dans les MS.

Prix d’opportunité = valeur en UF du produit × coût de l’UF + valeur en MAT du produit × coût du gramme de MAT.

MAT : matières azotées totales ; MS : matières sèches ; RNED : Réseau National d’Expérimentation-démonstration ; ITEB : Institut Technique de l’Élevage Bovin.

Fig. 3 : Évaluation des prix d’opportunité des sous-produits (d’après RNED-DGER-ITEB-ANRED « Les sous-produits en alimentation animale », Guide d'utilisation, septembre 1990).

Rations des ruminants, tant pour la production laitière (0,9 UFL/kg) que pour la production de viande (0,88 UFV/kg) (« La pulpe de betterave pour les ruminants », CEDIP, mars 1989). D’autres voies de valorisation de la pulpe de betterave sont à l'étude :

• la récupération des pectines particulières (17-19 % sur brut) qui offrent des pouvoirs de rétention d’eau remarquables (50-180 g d'eau par g de pectine) grâce à leurs acides féruliques (brevet INRA 1983), exploitables dans les procédés industriels ;
• l'utilisation des fibres cellulosiques pour l'alimentation humaine qui font preuve d’une grande capacité de rétention d'eau (de l'ordre de 30 g d'eau par g de fibre) alors que le son de blé, pris comme référence en fibre, a une capacité moindre (environ 5 g/g).

Par ailleurs, en sucrerie, les jus sucrés des cossettes subissent, avant cristallisation du sucre, une purification : c'est la défécation calcocarbonique ; mais toutes les impuretés ne précipitent pas avec le carbonate de calcium formé, restent partiellement dissoutes dans les eaux-mères (mélasses) et demandent, pour leur extraction, un passage sur résines échangeuses d'ions. La Générale Sucrière, en ses usines de Ham dans la Somme et de Nassandres dans l’Eure, concentre alors les éluats dans un évaporateur. Le concentrat est ensuite soumis à une cristallisation, puis à un essorage pour séparer d’une part un engrais, le sel binaire, sulfate double d’ammonium et de potassium, commercialisé, et d’autre part un extrait protéique dit NSR « non-sucré reconstitué », valorisable en alimentation du bétail (figure 4). Au plan économique, l’investissement correspondant est moindre que celui qu’aurait nécessité l’implantation d'une station d’épuration (DCO : 8,5 kg/t de betteraves en déminéralisation) et la vente des produits récupérés compense pratiquement les frais d’exploitation.

L’industrie de la pomme de terre

Par sa richesse en fécule, ce légume et ses sous-produits conviennent parfaitement pour l'engraissement du bétail, et son incorporation pour 30-40 % de MS sous forme cuite à la ration du porc fournit des performances zootechniques comparables à celles des céréales, avec toutefois un complément minéral et azoté (les tubercules germés exposés à la lumière et verdis renferment un alcaloïde relativement toxique, la solanine). On distingue deux types de sous-produits : les écarts de triage et calibrage, et les déchets des industries de transformation (pelures, amidon, fausses coupes de frites et chips, déchets de flocons : féculerie, usines de transformation pour l’alimentation humaine, conserverie). Ainsi, la Société Anonyme de Produits Maraîchers (SAPM), installée à Trévoux dans l'Ain, traite 10 kt/an de matière première, génère 2,5 kt/an de produits finis (pommes-vapeur et frites congelées) et recueille 7,5 kt/an de fécule (pelures, amidon, déchets de calibrage et de triage) entièrement vendue aux éleveurs de porcs, apportant une recette de 45 à 75 kF/an, au lieu d’une pollution (DCO : 40 kg/t de pommes de terre) (S. Béguet, J. Wiart « Mission valorisation agricole des déchets », Chambre d’Agriculture de l'Ain, juin 1989). De même, l’usine Flodor, à Péronne dans la Somme, effectue une centrifugation sur ses eaux de pelage, lavage et blanchiment, et commercialise pour 210 kF/an de fécule et déchets, référence de la profession depuis 1972.

En féculerie, le travail consiste à séparer les composants du légume en fécule et pulpe ; la fraction liquide, soit 65 % du poids traité (appelée eaux de végétation ou eaux rouges), est chargée en matières protéiques, soit 40 % des protéines initiales. À la Fécu­lerie Coopérative Agricole de Vic-sur-Aisne dans l'Aisne, la rapure de pomme de terre est centrifugée et l’overflow recueilli, traité par des antioxydants, acidifié et chauffé vers 100 °C de façon à coaguler toutes les protéines. Celles-ci (10 kg de protéines/t de pommes de terre) sont extraites par centrifugation, séchées et commercialisées pour l'alimentation animale (poudre à 80 % de protéines), l'industrie des colles et adhésifs et des panneaux de bois (1,6 MF de recette pour 100 kt/an de pommes de terre en 1980). Dans le nouveau procédé INRA-CTGREF-IRCHA, les eaux de végétation passent sur membrane en ultrafiltration ou osmose inverse, y abandonnent les protéines aisément coagulables (pH + vapeur) (figure 5).

FERMENTATION

de levures complémentaires sur les effluents, on atteint une épuration de l'azote initial à 75 % et une valorisation complète des sous-produits.

L'industrie « fermentaire »

Traditionnellement réservée à la production d'alcool éthylique et de levure de boulangerie, cette activité industrielle très prospère délivre des antibiotiques, des vitamines, des additifs alimentaires pour l'homme et le bétail. Il s'agit, en réacteur biologique, de faire croître, sur un milieu de culture à base de jus de diffusion de betteraves et mélasses de sucrerie, des microorganismes qui absorbent les substances nutritives et rejettent les produits de leur métabolisme. Selon les applications, le produit noble fabriqué par l'industriel est constitué :

• • soit par des microorganismes, comme les levures, c'est le cas des levureries Lesaffre à Marcq-en-Baroeul et Cappa à Prouvy, dans le Nord ;
• • soit par des acides organiques, comme l'acide glutamique de la société Orsan en son usine de Nesle dans la Somme, l’acide citrique de la Société Lesaffre à Quesnoy-sur-Deule, dans le Nord, et de la lysine par Eurolysine à Amiens, dans la Somme.

Que faire des eaux-mères une fois les levures ou les acides élaborés extraits ? Plutôt que de les évacuer en station d’épuration, il a semblé préférable à cette industrie fermentaire de concentrer les eaux-mères par distillation, éliminer les sels potassiques qui cristallisent lors de la concentration, et de commercialiser les concentrés de protéines en alimentation du bétail.

La distillerie vinicole

La distillerie vinicole a pour fonction de produire de l'alcool à partir des marcs de raisin et lies de vin, le marc de raisin étant le résidu de pressurage des raisins frais ou fermentés, la lie de vin étant le résidu boueux décanté des cuves de fermentation ou de stockage du vin en cave de vinification. Après désalcoolisation, le marc subit un épépinage en vue de la production par les Grandes Huileries Métropolitaines (GHM) d'une huile alimentaire appréciée, tandis que les pulpes sont reprises par les fabricants d'aliments composés pour l'alimentation animale.

Si la récupération du bitartrate de potassium contenu dans les marcs est assurée, que deviennent les puissants colorants naturels violacés ? Anthocyanes, tanins, leucoanthocyanes, catéchines et flavonols, constituants polyphénoliques du raisin se retrouvent pour un tiers dans le vin, les deux tiers étant perdus avec les marcs et lies épuisés que l’on rejette. Il est paradoxal de perdre chaque année en France, dans le secteur viticole, quelque 3 à 4 kt de colorants naturels qui pourraient se substituer aux colorants de synthèse dont les inconvénients et dangers sont connus (les consommateurs français absorbent 150 t/an de colorants organiques de synthèse parmi lesquels la suspecte amarante). Les sous-produits de la vinification peuvent être une source de composés anthocyaniques (1 à 6 g d'anthocyane par kg de raisin), colorants et molécules d'intérêt pharmaceutique par leurs propriétés vitaminiques P (H. Saquet, INRA Montpellier-1981). La Sefcal (Société d'Études de Fabrication et de Commercialisation de Colorants alimentaires) produit 0,6 kt par an de colorants anthocyaniques dans son usine de Saint-Julien-de-Peyrolas, dans le Gard.

Valorisations en filière animale

Les lactosérums

Les propriétés nutritives des sous-produits laitiers ne sont plus à vanter ; nombreuses sont, désormais, les coopératives qui valorisent le lactosérum, principale charge polluante des laiteries apparaissant à chaque opération de fabrication. Les protéines laitières sont largement exploitées du fait de leurs qualités nutritionnelles, mais aussi de leurs aptitudes diététiques ou thérapeutiques faisant appel, pour leur obtention sélective, à des techniques séparatives de plus en plus pointues.

Les sous-produits des abattoirs

Parmi les sous-produits d’abattage, le sang, liquide des plus nobles, présente la plus haute valeur potentielle (150 g de protéines/l). Depuis 1983, il est devenu obligatoire, pour la sauvegarde de l'environnement (150 g de DBO5/l de sang), de récolter et stocker avant valorisation la totalité des quelque 190 kt/an de sang issu des 624 abattoirs français d'animaux de boucherie. Le sang est un produit très riche en matières azotées (85 % des MS), de haute valeur biologique exprimée par l'équation de substitution courante :

6 l de sang frais (17 % MS) + 1 kg céréales = 2 kg de tourteaux de soja (ITP, 1986).

Hélas, ce sang est le plus souvent mal valorisé et représente une charge dans de nombreux abattoirs mal équipés au niveau de la collecte.

Pour mémoire, il est plus facile de présenter une liste non exhaustive des débouchés trouvés pour les sous-produits d'abattoir que de les énumérer dans leur diversité d'emploi.

À côté d'applications pittoresques, comme celles des poils d'oreilles de bœuf pour la confection des pinceaux d'aquarelle ou de cils de vache réservés à la fabrication des pinceaux à usage cosmétique, l'exploitation des protéines du « Cinquième Quartier » par Solabia et Biokar, près de Beauvais, est exemplaire (1,3 kt/an de brut, CA : 60 MF HT, effectif : 58). On citera aussi la mise au point, à partir de corps gras animaux, de mélanges réalisés par Sanofi-Bio Industrie pour les laits maternisés, grâce à la fraction lipidique riche en acides gras indispensables, pour la réalisation de fritures et plats cuisinés en restauration collective, pour la préparation de produits diététiques et pour les activités IAA de biscuiterie, biscotterie ou de la panification.

(A suivre)

La seconde partie de cet article, traitant des « Valorisations indirectes », paraîtra dans un prochain numéro de la présente revue.