Le bioréacteur Johnson-Su est un dispositif développé par le Dr David Johnson et son épouse Hui-Chun Su qui permet un compostage statique et aérobie sans avoir à retourner le tas de compost. Ce procédé de compostage produit au bout d’une année un inoculant microbien riche en hyphes et spores de champignons et en bactéries bénéfiques très variées.

Matériellement, le bioréacteur est une enceinte cylindrique cernée par un treillis métallique recouvert d’un géotextile, et placée sur une palette en bois percée de trous pour permettre l’insertion de gros tubes en PVC pendant le remplissage du cylindre avec les matières compostables.

Spécificités du compost issu de bioréacteurs Johnson-Su ?

Le dispositif technique du bioréacteur a été conçu par le couple Johnson pour permettre l’humidification et l’aération et permanente d’un tas de matière organique sans avoir à la perturber par des retournements réguliers. Ce dispositif a pour fonction de favoriser les processus naturels de colonisation bactérienne et fongique du substrat de départ dont la métamorphose pour produira un inoculant permettant de régénérer la vie du sol, de renforcer sa capacité à activer les cycles du carbone, de l’azote, et de booster la croissance des plantes et qui disposeront d’un microbiome enrichi et pourront de ce fait augmenter leur capacité de photosynthétique.

Le succès et les bénéfices de la méthode de compostage développée par David Johnson et Hui Chun Su repose sur plusieurs facteurs clés,

• • Le compostage en présence d’oxygène. La conception du bioréacteur, avec ses colonnes d’air, fait qu’aucune partie de la matière organique en cour de métamorphose n’est jamais à plus de 15 à 30 cm de l’air ambiant. Il s’agit donc d’un processus entièrement aérobie.

• • Le maintien du compost en cours de formation à un taux d’humidité d’environ 70 %. Associé à l’aération du compost ce taux d’humidité assure la prolifération bactérienne et fongique, et le bien-être des vers

• • L’absence de perturbation de la matière organique. Le tas n’est jamais retourné, car il n’y a pas besoin de le faire tant qu’il est aérobie et humide. Dans ces conditions le processus de métamorphose de la matière organique se poursuit.

• • Une temporalité « lente » d’une année qui assure le développement du microbiome du milieu. La densité et la diversité microbienne augmente avec le temps et devient exponentielle les derniers mois. L’analyse métagénomique révèle environ 2700 espèces de bactéries, et quatre à cinq cents espèces de champignons. Au cours de l’année de maturation, ils commence à consommer toutes les ressources énergétiques de ce compost et lorsqu’ils champignons lorsqu’ils n’ont plus de nourriture dans leur environnement, ils sporulent, afin de pouvoir survivre lorsque les conditions s’améliorent. On observe donc un nombre important de spores.

• • L’ajout de vers. Il s’agit également d’un lombricompost. Une centaine de vers épigés est ajouté juste après que la température soit descendue en dessous de 27 °C, ils vont se multiplier et peupler complètement le tas et vont par leur ingestion-digestion-défécation apporter leur contribution à la métamorphose de la matière organique.

Avec cet ensemble de processus, la texture du produit final est très différente de celle des composts traditionnels. Elle ressemble beaucoup à celle de l’argile. Quand on presse une poignée de matière on obtient une boule qui retient l’eau et qui est saturée en microorganismes.

Les procédures de compostage classiques en andains impliquent de retourner le compost plusieurs fois au cours de la première semaine, de sorte que la communauté fongique n’a jamais vraiment le temps de se développer. À chaque fois que le tas est retourné, le système se réchauffe, donc vous ne passez pas cette phase dans la méthode de compostage que nous utilisons.

Avec le bioréacteur Johnson-Su, le compost passe par une courte phase thermophile, puis la température commence à baisser.

La température maximale dépend de ce que vous mettez dans le réacteur : plus vous ajoutez d’azote, plus la température sera élevée et plus elle restera élevée longtemps. Mais normalement, la phase de montée en température dure quatre à cinq jours après la première semaine, puis la température commence à baisser.

Ce système permet à la communauté fongique de dominer ; vous ne ne voyez pas cela dans le compost retourné, car chaque retournement, détruit les hyphes fongiques.

Vous pouvez voir cela dans les 24 heures qui suivent le remplissage du bioréacteur selon la méthode que nous utilisons. Lorsque nous retirons les tuyaux que nous avons placés au milieu, les hyphes des champignons ont complètement entrelacé le tas, de sorte que vous obtenez une colonne qui ne s’effondre pas lorsque vous retirez ces tuyaux.

À mesure qu’il mûrit, tout le système commence à se replier sur lui-même et vous vous retrouvez avec quelque chose qui ressemble à un gâteau au chocolat noir très riche à la fin.

La matière de départ à un fort ratio carbone azote. Modifier ce ratio en faveur de l’azote est contre-productif, et il ne sert à rien d’ajouter des adjuvants comme de l’émulsion de poisson ou autre chose pour accélérer le processus ; le but n’est pas d’obtenir des résultats rapides, mais des un résultat optimum et cela prend du temps.

Les essais d’ajout de l’azote au système pour l’accélérer, ont échoué. Le système permet au milieu de fixer son propre azote grâce à des bactéries libres fixatrices d’azote1. Cette communauté bactérienne se développe très fortement au cour du processus. C’est un système où l’on laisse la nature faire ce qu’elle fait depuis des millions d’années, et les résultats semblent montrer un compost de bien meilleure qualité.

Les gens qui propose des méthodes pour obtenir du compost en 18 jours ou en 30 jours produisent un compost que contient que la moitié des éléments du tableau, et ne contiennent pas l’ensemble des microorganismes souhaitables dans un sol.

Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas, mais ce que nous savons, c’est que ce processus de compostage est bénéfique pour la croissance des plantes et rentable, il inocules les sols avec des communautés bactériennes et fongiques qui vont booster la fertilité des sols, leur capacité à stoker du carbone et retenir l’eau. C’est également un système rentable car il peut être appliqué pour un coût pour un coût très bas.

Je joint à cet article un Guide de confection et de gestion d’un bioréacteurs Johnson-Su et d’utilisation du compost produit.

Ce guide technique décrit les étapes de construction d’un bio réacteur Johnson-Su et les différentes modalités d’utilisations de ’l’inoculant qui génère.

Ce guide est issu de la traduction de l’anglais du document « Johnson-Su Composting Bioreactors » auquel j’ai ajouté des extraits d’autres écrits et ou interventions de David Johnson et Hui-Chun Su.

Ressources supplémentaires

Pour les lecteurs anglophones :

• Chaîne YouTube officielle David & Hui-Chun Johnson

• Static Pile Fungal Compost Presentation

• Biologically Enhanced Agricultural Management with Dr. David Johnson & Hui-Chun Su

• Microbial Communities for Carbon Sequestration (Conversation entre John Kempf et David Johnson)

• Regenerating the Diversity of Life in Soils - Webinaire avec Dr David Johnson
https://www.youtube.com/watch?v=l9QxntLXMAI

• Regenerating Soil Diversity : A Bright Future For Agriculture

• Can microorganisms heal the planet ?

• BEAM : Biogiologically Enhanced Agricultural Management. Regenerating the Diversity of Life in Soils - Hope for Farming, Ranching, Environment and Climate !

• Adresse mail de David Johnson
davidcjohnson@nmsu.edu.