vignette|Récolte de poivrons (capsicum) cultivés avec du compost à base d'excréments dans un jardin expérimental en Haïti.
L'utilisation des excréments ou utilisation des excreta fait ici référence à l'utilisation des excréments animaux ou excréments humains, à savoir les matières fécales (ou fèces) et l'urine. Il s'agit de valoriser la matière organique et les nutriments qu'ils contiennent naturellement sous des formes bioassimilables pour les plantes. On en fait des amendement ou des engrais en agriculture, jardinage, aquaculture ou activités horticoles. Des bouses de bovins notamment sont aussi utilisés comme combustible et comme matériau de construction ou depuis peu pour la production de protéines. Les caractéristiques (fertilisantes et bactériologiques notamment) des excreta varient considérablement selon leur origine (humain, animal herbivore, granivore, insectivore, omnivore ou carnivore) et sa préparation (dilué, séché, aseptisé, composé, en mélange ou non... issue de toilettes sèches, de boues fécales ou d'épuration, sous forme de fiente ou en lisier ou fumier animal, etc.).
En raison du risque de péril fécal, les excreta sont aujourd'hui soumis à des réglementations strictes. S'ils sont parfois assimilés à des matières dangereuses, ils pourraient aussi potentiellement remplacer des engrais coûteux et polluants (ex : Mexique, Inde, Bangladesh, Ghana).
En 2006, l'Organisation mondiale de la santé a produit des lignes directrices et un cadre montrant comment les excreta humains pourraient être utilisés en toute sécurité, en suivant une approche à barrières multiplesWHO (2006)..
En Afrique les quantités théoriques de nutriments présents dans les excréments humains équivalent à la somme de engrais utilisés sur ce continent. La réutilisation pourrait améliorer les sols et la production alimentaire tout en offrant une alternative aux engrais chimiques, souvent inabordables pour les petits paysans.
Histoire
L'utilisation d'excréments et d'urines comme engrais agricole est rapportée au moins depuis l'Antiquité dans une grande partie du monde... Cet amendement était souvent considéré comme parmi les meilleurs pour la croissance des plantes et il existait diverses recettes de préparation.
En Attique le réseau d'égouts de l'ancienne Athènes aboutissait à un grand réservoir, d'où les boues fécales et eaux grises étaient acheminées vers la vallée de Céphissus où ils engraissaient les champs et jardinsDurant, Will, The Life of Greece, p. 269.
En Chine, au Japon et en Corée durant des siècles les excréments urbains étaient exportés vers les champs périphériques, parfois via un réseau de transport par canaux ( a décrit ce système dans son ouvrage "Farmers of Forty Centuries, or Permanent Agriculture in China, Korea, and Japan"). En Asie du Sud-Est, les excréments étaient parfois directement déversés dans des mares ou étangs piscicoles pour doper la production d'algues et de microcrustacés alimentant les poissons.
Hong-Kong avait un autre euphémisme pour décrire la récupération des excréments : dàoyèxiāng , signifiant littéralement "vider le parfum nocturne". ; ces expressions ont été utilisées par quelques générations ayant vécu dans certaines parties de la Chine ou dans les Chinatowns créées hors de Chine, avant le développement des infrastructures d'assainissement modernes, parfois jusqu'en 1960, et dans la période Post - Seconde Guerre mondiale par exemple à Chinatown (Singapour) en particulier parce que les infrastructures d'assainissement endommagées par la bataille de Singapour après l'occupation japonaise de Singapour ont mis longtemps à être réparées. Après le développement de l'économie et du niveau de vie après l'indépendance, le système de sol nocturne de Singapour n'est plus qu'une curieuse anecdote datant de l'époque de la domination coloniale, au moment du développement de nouveaux systèmes. Durant la période Kuomintang en Chine continentale, et dans le Chinatown de Singapour, le ramasseur de "sol de nuit" arrivait généralement avec des seaux vides qu'il échangeait contre des seaux pleins, offrant un service fonctionnant sur le même principe que celui de la livraisons d'eau par des porteurs.
En Inde la collecte des boues fécales est encore localement réservée à la caste des intouchables. La gestion des boues de vidange constitue encore un défi en raison de ses implications sanitaires dans de nombreux pays en voie de développement.
En Europe, plusieurs régions (Flandre notamment, ou région parisienne) en utilisaient de grandes quantités. Les anglophones parlaient parfois de sol de nuit (night soil, euphémisme désignant les excréments humains recueillis relativement frais et non dilués dans de l'eau, ou à partir des égouts, puisards, fosses et latrines, qui pouvaient être transportés (de nuit souvent) hors des villes et vendus comme engrais. Dans la banlieue parisienne on produisait, non sans nuisances odorantes, une poudrette qui permettait 3 récoltes maraîchères par an.
Enjeux Parmi les enjeux de l'utilisation dexcreta aseptisés ou sécurisés en agriculture, jardinage ou sylviculture ou pisciculture, figurent la soutenabilité de la gestion des déchets et de l'assainissement (c'est la dernière étape de la chaîne d'assainissement, qui commence par la collecte des excréments (au moyen de toilettes) et se poursuit avec le transport et le traitement jusqu'à l'élimination ou la réutilisation). Elle est centrale dans l'approche d'un assainissement écologique et est l'une des conditions d'une économie circulaire moins gaspilleuse de ressources.
Selon une étude (2018) portant sur 56 grandes villes, la récupération des nutriments issus des excrétas humains pourrait renforcer l’économie circulaire en reliant les populations urbaines aux terres agricoles voisines. Les distances nécessaires pour transporter ces nutriments varient fortement selon les régions, mais sont souvent plus courtes en Europe, en Afrique et en Asie grâce à une forte densité de terres cultivées. Les zones combinant forte densité agricole, cultures exigeantes en nutriments et villes compactes offrent les meilleures conditions pour réutiliser efficacement ces ressources et améliorer la productivité et la soutenabilité des agrosystèmes (périurbains notamment)..
Valeur agronomique vignette|Comparaison du champ d'épinards avec (à gauche) et sans compost (à droite), expériences à la ferme SOIL à Port-au-Prince (Haïti).
Outre de l'eau et de la matière organique (ressource précieuse pour restaurer ou entretenir la qualité des sols), Les fèces et urines sont riches en nutriments d'intérêt pour les plantes : l'azote, le phosphore, le soufre et le potassium. Ils contiennent aussi divers oligoéléments directement bioassimilables par les plantes, et dans des proportions répondant généralement à leurs besoins.
Les excréments d'herbivores contiennent en outre une microflore réputée propice au système racinaire et à la mycorhization des plantes (utilisés en pralinage pour les plantations d'arbre par exemple). Dans certains contextes la teneur en eau des urines leur donne une valeur supplémentaire, mais elles doivent néanmoins être diluées et les eaux grises sont quantitativement plus importantes (réutilisation ou recyclage des eaux usées). Certains fertilisants sont dérivés des excréments, dont les propriétés et les caractéristiques fertilisantes varient : urine, matières fécales sèches, matières fécales compostées, boues de vidange, boues d'épuration et fumier.
Comparaison avec d'autres engrais Les excréments sont des engrais polyvalents et très bioassimilables, gratuits ou peu couteux, et pouvant être utilisés en boucles courtes. Les engrais organiques sont riches en composés carbonés réduits ; s'ils sont déjà partiellement oxydés comme dans le compost, les minéraux fertilisants sont adsorbés sur les produits de dégradation (acides humiques), etc. Ils présentent donc un effet de libération lente et sont généralement moins rapidement lessivés Mariangela Diacono, Francesco Montemurro. Long-term effects of organic amendments on soil fertility. A review. Agronomy for Sustainable Development, Springer Verlag/EDP Sciences/INRA, 2010, 30 (2). Mais ils présentent - s'ils sont mal utilisés - des risques sanitaires et peuvent être source de gêne olfactive. Alors que l'urbanisation se développe, c'est une source qui s'éloigne des zones cultivées. Le fumier animal (lisier notamment) dans un contexte d'élevages géants à grand nombre d'animaux, peut poser problème quand il n'y a plus assez de terres pour l'épandage à proximité et à cause d'une teneur excessive en polluants ou résidus d'antibiotiques et d'antiparasitaires.
Les engrais minéraux quant à eux sont coûteux, plus polluants dans leur cycle de vie, et souvent plus lessivables. Ils ont une mauvaise empreinte carbone et/ou sont fabriqués à partir de pétrole et de mines. Les minerais phosphatés contiennent des métaux lourds problématiques tels que cadmium. et uranium, qui peuvent contaminer la chaîne alimentaireKratz, S. (2004) Uran in Düngemitteln (in German). Uran-Umwelt-Unbehagen: Statusseminar am 14. Oktober 2004, Bundesforschungsinstitut für Landwirtschaft (FAL), Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Germany.. Les mines de phosphate commencent en outre à s'épuiser.
Sources Ce sont : les foyers individuels, ruraux à urbains (les excreta humains étaient autrefois communément récoltés à domicile pour être utilisées au jardin ou dans l’agriculture) ; certains établissements collectifs (école, collèges, lycées, université, habitats groupés…) ; les élevages agricoles ; les systèmes systèmes d'assainissement, de plus en plus conçus pour une récupération sûre et efficace de ces déchets qui sont aussi des ressources. Le risque microbien diminue mais une partie du carbone et de l'azote a été perdue lors du traitement, qui par ailleurs augmente le risque d'apports en métaux lourds, métalloïdes et polluants organiques. Les eaux usées comprennent de l'eau, des nutriments, de la matière organique et un certain contenu énergétique. La réutilisation des excréments s'intéresse aux nutriments et aux matières organiques alors que la réutilisation des eaux usées se concentre sur la teneur en eau.
L'urine humaine peut être facilement collectée via des urinoirs sans eau, des toilettes sèches à séparation d'urine (UDDT) ou des toilettes à détournement d'urine.
Engrais dérivés dexcreta Urine vignette|Application d'urine sur un champ près de Bonn, Allemagne, au moyen d'une rampe à pendillards (tuyaux pendant près du sol), limitant l'évaporation et les odeurs. vignette|Plants de basilic : les plants de droite ne sont pas fertilisés avec de l'urine, ceux de gauche le sont (dans le même sol pauvre en nutriments). vignette|Application de l'urine sur les aubergines au cours d'une étude de terrain globale sur l'application d'urine à l'Université Xavier, aux Philippines.
L'urine est principalement composée d'eau et d'azote (essentiellement sous forme d'urée), ainsi que d'un peu de potassium dissous et d'autres minéraux.. Plus le bol alimentaire contenait de protéines plus l'urine contient d'urée. Plus de 70 % de l'azote et plus de 50% du potassium retrouvé les eaux usées provient des urines (moins de 1 % du volume total). Selon les principes de l'assainissement écologique (ecosan), utiliser l'urine stockée ou lisain ().
Dans le monde, l'utilisation des eaux usées brutes ou de boues de vidange a été courant tout au long de l'histoire, mais l'application d'urine séparée aux cultures semble avoir été rare. C'est un usage qui se développe..