Préservation de l'environnement : protéger les sols pour préserver la planète

Les sols, affaiblis par de longues années d'agriculture intensive, voient leur capacité de stockage du carbone et de rétention de l'eau diminuer. Actuellement, de nombreuses actions sont mises en place pour restaurer des terres endommagées par un système agricole en crise.

Écrit par Stefano Lupieri

Au cœur du domaine de l'Inrae à Orléans se trouve un bâtiment construit en partie avec de la terre provenant des fondations, utilisant la technique traditionnelle du pisé. Cette méthode de construction est rare en France. Ce bâtiment, de plain-pied et à la fois sobre et élégant, a été inauguré en 2016 dans le but de préserver un patrimoine particulier : des échantillons de sols. Le Conservatoire européen des échantillons de sols (CEES) abrite aujourd'hui plusieurs dizaines de milliers de ces échantillons, tous géoréférencés, sur ses 8 km d'étagères.

Pourquoi est-il important d'archiver les sols, peut-on se demander ? Parce qu'il devient de plus en plus évident que les services essentiels qu'ils nous offrent, tels que le stockage du carbone ou la régulation des eaux de pluie, sont en danger. Les activités humaines dégradent leur incroyable richesse, souvent méconnue. Il est surprenant de constater que 25 % de la biodiversité mondiale se trouve sous nos pieds. C'est un capital vivant qu'il est crucial de protéger, tout comme notre microbiote intestinal. Pour cela, il est nécessaire de le comprendre et de le préserver par des études approfondies.

Un écosystème complexe et diversifié

Chaque jour, une quantité importante de terre est reçue par le conservatoire, selon Antonio Bispo, qui est le directeur de l'unité de recherche Info & Sol à l'Inrae d'Orléans. La plupart des échantillons archivés proviennent de deux grandes campagnes de prélèvements effectuées sur 2 200 parcelles, dont la dernière, en cours, se poursuivra jusqu'en 2027. Les échantillons prélevés sont traités et tamisés manuellement au CEES, puis une partie est envoyée aux différents laboratoires de l'Inrae pour analyse.

Le CEES possède une importante collection de milliers d'échantillons de sols, appelée pédothèque, située à l'Inrae d'Orléans. Cette collection a été photographiée par Cyril Chigot pour Les Echos Week-End le 3 mai 2024.

Peu courant en Europe, ce système a permis à la France d'avoir accès à une première étude détaillée de la qualité de ses sols dès 2011, révélant une diversité écologique impressionnante. On estime généralement qu'il faut des centaines à des milliers d'années pour former seulement 1 cm de sol. En réalité, le sol est constitué d'un mélange d'éléments minéraux (sables, limons, argiles, graviers, cailloux…) et organiques provenant en grande partie de la décomposition de matières végétales et animales. Cela crée ce qu'on appelle l'humus, contenant des composants chimiques tels que le carbone, l'azote, le phosphore, le soufre, ainsi que des oligo-éléments comme le calcium et le sélénium.

61% des sols en Europe sont endommagés, ce qui signifie qu'ils ont perdu leur qualité et leur capacité à soutenir la vie des plantes et des animaux. Le sol abrite une quantité incroyable d'organismes vivants, tels que des bactéries, des champignons, des virus, des protistes et des nématodes. Ces organismes coexistent avec une variété d'animaux de petite taille, comme les collemboles, les tardigrades et les acariens, ainsi que des animaux plus grands comme les mille-pattes, les termites, les fourmis et les vers de terre, qui sont essentiels pour la santé du sol. La formation du sol est le résultat de processus complexes impliquant des interactions physiques, chimiques et biologiques auxquels nous n'avons pas encore pleinement compris.

Chaque jour, le Conservatoire des sols d'Orléans reçoit environ cinquante kilos de terre. Parmi les échantillons se trouve un brunisol, un type de sol courant dans les forêts de feuillus. Cette photo a été prise par Cyril Chigot pour Les Echos Week-End.

Il est bien établi que l'agriculture intensive a eu un impact négatif sur la qualité de nos sols. Une étude menée l'année dernière par l'Observatoire européen des sols, basée sur plusieurs indicateurs tels que la pollution, l'érosion, la perte de carbone et de biodiversité, a montré que 61% des sols étudiés étaient en mauvais état.

Une autre recherche menée en France a révélé que 98% des 30 sites étudiés contenaient au moins un pesticide. Au total, 67 molécules différentes ont été détectées, principalement des fongicides et des herbicides. Le microbiologiste Marc-André Selosse a critiqué le fait que certains de ces pesticides sont interdits depuis plusieurs années.

Produits phytosanitaires et fertilisants : une course en avant

Cependant, ce spécialiste, qui a écrit un livre sur l'histoire naturelle des sols (« L'Origine du monde », publié par Actes Sud), met également en lumière les conséquences néfastes des engrais azotés de synthèse qui ont été largement utilisés dans l'agriculture conventionnelle depuis de nombreuses années. Selon lui, l'utilisation de ces intrants minéraux permet à la plante de ne plus dépendre des champignons mycorhiziens du sol, qui normalement lui fournissent des éléments nutritifs en échange de sucres via leur réseau de mycélium.

Est-ce vraiment si important, en fin de compte ? Selon Marc André Selosse, oui, car ces champignons, en s'associant aux racines des plantes via leurs filaments, les protègent des agresseurs. Leur absence nécessite donc une compensation par l'utilisation croissante de produits phytosanitaires de synthèse. Il en va de même pour les fertilisants. Jean-Pierre Sarthou, enseignant-chercheur à Agro-Toulouse (INP-Ensat), met en garde en soulignant qu'aujourd'hui, il faut apporter quatre fois plus d'engrais azotés qu'il y a un siècle pour obtenir la même quantité de céréales.

François Mandin est le président de l'Association pour une agriculture durable (Apad) et il travaille sur sa ferme située dans le sud de la Vendée. Son portrait a été pris par Mélanie Bahuon pour Les Echos Week-End.

Le manque de matière organique dans le sol entraîne son tassement. En l'absence de porosité de surface, l'eau ne peut plus s'infiltrer correctement, ce qui provoque le ruissellement lorsqu'il pleut. Cela favorise l'érosion et peut entraîner la perte de plusieurs dizaines de tonnes de sol par hectare après un épisode pluvieux intense, selon Jean-Pierre Sarthou.

Le modèle agricole mis en place après la Seconde Guerre mondiale pour augmenter les rendements et nourrir la population mondiale est maintenant considéré par beaucoup comme obsolète. La productivité stagne et les coûts d'exploitation augmentent en raison de l'appauvrissement des sols causé par les conditions météorologiques extrêmes. Aujourd'hui, les agriculteurs ont besoin de tracteurs 25% plus puissants pour labourer les champs, ce qui montre les limites du modèle actuel.

François Mandin démontre, à l'aide d'un test de "slake", que le sol cultivé en suivant les principes de conservation des sols (pot de gauche) ne se disperse pas lorsqu'il est mis dans l'eau : cela signifie qu'il sera plus résistant aux fortes pluies.

Selon Claire Chenu, directrice de recherche à l'Inrae et professeure à AgroParisTech, la clé serait de réintroduire des pratiques agronomiques dans le métier d'agriculteur. Cela signifie encourager la préservation de la santé des sols en les plaçant au centre de l'exploitation. Cela représente un véritable changement de perspective, car jusqu'à présent, les sols étaient principalement considérés comme de simples supports à fertiliser. Bien que certains chercheurs continuent de défendre le modèle intensif, la communauté scientifique s'est emparée de ce sujet et cherche à faire avancer les pratiques. Cependant, de nombreux agriculteurs font encore preuve de résistance face à ces changements.

Le bio n'est pas la solution parfaite

Comment convaincre les agriculteurs ? Il est essentiel de leur montrer qu'il est plus avantageux pour eux de changer de méthode et de passer à une agriculture durable, explique Jean-Christophe Girondin-Pompière, fondateur de la plateforme AgroLeague qui accompagne les exploitants dans cette transition. Mais quel modèle adopter ? Une agriculture entièrement bio pour tous ? Cela serait idéal mais peu réaliste. La récente expérience difficile vécue par les agriculteurs qui ont tenté de passer au bio, dans un contexte de crise économique, met en lumière les limites de ce modèle. De plus, d'un point de vue purement agronomique, il est important de rappeler certaines vérités qui peuvent sembler contre-intuitives.

Un ver de terre, crucial pour la fertilité du sol, présent sur la ferme de François Mandin. Photo: Mélanie Bahuon/Neutral Grey pour le magazine Les Echos Week-End.

En effet, bien que la culture biologique soit considérée comme le summum pour la santé humaine, elle n'est pas forcément la meilleure option pour la vie des sols. Les agriculteurs biologiques, n'ayant pas accès aux herbicides, doivent labourer leurs champs superficiellement avant de semer pour éviter que les mauvaises herbes prennent le dessus. Cependant, le labour est une pratique qui nuit à la vie des sols en brisant les réseaux de champignons et en apportant de l'oxygène aux bactéries, ce qui les pousse à consommer plus de matière organique essentielle à la fertilité des sols.

Denis Laizé, un agriculteur du Maine-et-Loire récemment converti à l'agriculture biologique et également président de la FDSEA locale, a pu constater une diminution de la biodiversité sur son exploitation. Pour cela, il a utilisé une méthode simple pour compter les vers de terre en versant un mélange d'eau et de moutarde sur 1 mètre carré de sol. Cette solution irritante les fait remonter à la surface, et il a observé une diminution de leur nombre de quatre fois par rapport à avant. Il convient de noter que cet agriculteur pratiquait auparavant l'agriculture de conservation des sols (ACS), un modèle qui gagne en popularité en tant que compromis entre rendement et régénération des sols.

François Mandin présente une plante de féverole, une plante utilisée pour l'alimentation animale qui a la capacité de capturer l'azote dans le sol grâce à ses racines.

Comment ça marche ? Selon François Mandin, un agriculteur dans le sud de la Vendée et président de l'Association pour une agriculture durable (Apad), l'agriculture de conservation des sols repose sur trois principes. Il s'agit de maintenir un couvert végétal en permanence pour éviter d'avoir un sol nu entre les cultures, de diversifier les espèces cultivées en mélangeant notamment des céréales et des légumineuses pour bénéficier de l'azote atmosphérique, et de limiter le travail du sol en privilégiant le semis direct.

Cela implique d'autoriser l'utilisation limitée de désherbant avant de semer. Denis Laizé insiste sur l'importance d'utiliser le moins possible, mais autant que nécessaire. C'est un modèle hybride, ambitieux mais flexible. Depuis qu'il a adopté cette pratique, François Mandin affirme avoir augmenté de 2 points le taux de matière organique de ses sols. Jean-Pierre Sarthou souligne que même si ce n'est pas idéal, des sols en bonne santé peuvent absorber une petite quantité d'herbicides avec un impact minimal. C'est donc un moindre mal en attendant une alternative naturelle hypothétique.

Évolution des pratiques agricoles

Les fertilisants biostimulants sont de plus en plus utilisés, mais leur efficacité suscite encore des débats. Selon Francis Bucaille, un agriculteur de la Nièvre et co-fondateur de Gaïago, une entreprise spécialisée dans les produits à base d'inoculum de champignons, les essais scientifiques sont souvent limités à de petites surfaces. Il souligne également l'importance de préparer les sols chimiquement pour optimiser l'efficacité des biostimulants.

Les partisans de l'ACS préfèrent actuellement utiliser leurs propres méthodes de culture pour revitaliser les sols. Ils privilégient notamment l'utilisation de plantes de couverture telles que la phacélie, la moutarde, le triticale, le trèfle et la cameline, semées après la récolte et fauchées avant le semis. Ces plantes permettent de limiter la croissance des mauvaises herbes et fournissent de la biomasse qui nourrit les sols et stimule leur microbiologie, selon François Mandin. C'est une autre manière de fertiliser les sols.

François Mandin plante des graines de maïs sur un terrain qui n'a pas été labouré, mais qui a été préparé grâce à l'utilisation de produits chimiques pour éliminer les mauvaises herbes.

De nos jours, de nombreux agriculteurs adoptent occasionnellement certaines pratiques de l'agriculture de conservation du sol, telles que la culture de légumineuses. Cependant, il est estimé qu'actuellement seulement 4 % des terres agricoles en France sont gérées selon l'ensemble de ces principes. François Mandin, à la tête des douze délégations régionales de l'Apad, a pour objectif d'atteindre 30 % d'ici 2030. C'est un objectif ambitieux.

Beaucoup d'agriculteurs voient l'abandon du labour comme un changement culturel important qui nécessite un processus d'apprentissage et comporte des risques, selon les dires de Denis Laizé. C'est pourquoi il est crucial d'être accompagné dans cette transition, un rôle normalement dévolu aux chambres d'agriculture. Cependant, celles-ci ne se montrent pas très actives dans ce domaine, ce qui est regretté par Marc-André Selosse. Cette approche n'est pas favorable aux entreprises agrochimiques et aux vendeurs de matériel agricole. Malgré tout, les mentalités évoluent, comme en témoigne l'organisation d'une journée technique sur l'ACS par la Chambre d'agriculture du Maine-et-Loire en décembre dernier. Denis Laizé indique qu'en ce moment, 300 exploitants répartis en 27 groupes sont en train de passer à ce modèle, sous la direction agronomique de cet organisme.

Il existe un risque de greenwashing pour les agriculteurs qui cherchent à se moderniser et à adopter des pratiques plus durables. Pour les aider dans cette transition, des plateformes privées comme AgroLeague sont disponibles. Cette entreprise compte une équipe d'experts agronomes qui travaillent avec 6 000 fermes pour les accompagner dans leur évolution tout en préservant leur rentabilité. Jean-Christophe Girondin-Pompière, un des responsables de l'entreprise, explique que leur objectif est d'aider les agriculteurs à acquérir les compétences nécessaires pour réussir leur transition vers des pratiques plus durables.

Cependant, pour se développer, l'agriculture de conservation des sols a besoin du soutien de l'industrie agroalimentaire. La Fondation Earthworm s'est fixé pour mission d'encourager cette approche avec son programme « Sols vivants ». Elle travaille avec des entreprises comme Nestlé, Lidl ou McCain pour aider leurs fournisseurs à adopter cette pratique. Les marques, qui souhaitent mettre en avant leurs engagements, préfèrent parler d'agriculture régénérative, un terme plus impactant. Cependant, sans un cahier des charges précis, ce modèle peut être sujet au greenwashing. Bastien Sachet, directeur général de la fondation, insiste sur le fait qu'ils se positionnent principalement comme les défenseurs des sols.

Une organisation sans but lucratif a étendu son champ d'action aux coopératives. En collaboration avec des industriels tels que Tereos pour le blé et le groupe Avril pour le colza, un programme a été mis en place avec Vivescia pour impliquer un millier d'exploitants. Ces industriels s'engagent à acheter la production à un prix légèrement supérieur pendant la période de transition.

À TerraMea, une entreprise dérivée des Laboratoires Dubernet, située à Montredon-des-Corbieres (Aude), le 23 avril 2024, le sol est filtré avant d'être analysé.

Toutes ces nouvelles initiatives peuvent également profiter des avancées récentes dans l'analyse des sols. Une start-up appelée TerraMea, issue des Laboratoires Dubernet spécialisés en oenologie, propose une approche innovante basée sur l'analyse cytométrique conjuguée aux rayons infrarouges. Contrairement à l'analyse génomique, qui ne peut pas distinguer les taxons vivants, morts ou en dormance, cette nouvelle approche permet de cartographier précisément l'activité du biotope pour un coût inférieur à 100 euros. Cela représente un véritable tournant car cela permettra d'évaluer rapidement et à moindre coût l'impact des pratiques agricoles sur la vie des sols, connus pour leur grande capacité de résilience. Ainsi, il sera possible de piloter de manière plus précise les interventions agricoles.

Les progrès sont visibles sur le terrain, mais au niveau législatif et politique, la question de la protection des sols n'est pas encore une priorité. En février dernier, une proposition de loi visant à reconnaître les sols comme un patrimoine et à les protéger juridiquement a été rejetée par le Sénat. Une directive européenne est en cours d'élaboration, mais elle semble se concentrer davantage sur la surveillance et la résilience des sols, plutôt que sur leur santé.

TerraMea utilise une méthode innovante qui combine l'analyse cytométrique avec les rayons infrarouges pour évaluer avec précision l'activité du biotope.

En effet, les sols restent un sujet très important. Dans un contexte de crise agricole, les agriculteurs et leurs représentants s'opposent fermement à l'idée qu'ils puissent devenir un bien public, comme le demande la société civile. François Mandin s'indigne : "J'ai planté spontanément 7 km de haies ces dernières années, et maintenant on voudrait me dire comment les gérer ?" Pour Matthieu Dubernet et de nombreux partisans de la régénération des sols, on se trompe de méthode. Il estime qu'il faut abandonner les querelles et les injonctions, qu'elles soient liées aux moyens agrochimiques ou agroécologiques. Selon lui, l'essentiel est que les agriculteurs remettent les sols au centre de leur modèle et leur fixent des objectifs de régénération. Ensuite, il faut les laisser choisir la meilleure stratégie pour les atteindre. Cependant, dans un contexte où de nombreux acquis écologiques sont remis en question, comme la suppression de l'obligation de jachère pour 4 % des terres arables ou celle de la rotation des cultures, il est douteux que cela soit suffisant pour créer une révolution sur le terrain et restaurer notre capital sol. Malgré l'absence d'une solution miracle, c'est probablement la meilleure option à l'heure actuelle.

Les sols des forêts souffrent des conséquences des pratiques de sylviculture axées sur la productivité des dernières décennies. Selon Laurent Saint-André, chercheur à l'Inrae de Nancy, les arbres puisent beaucoup de nutriments dans le sol pendant leur croissance, puis se reposent en utilisant davantage leurs feuilles. Cependant, en coupant les arbres à ce stade pour maximiser le rendement, on empêche ce processus de régénération. Les coupes rases laissent les sols à nu et favorisent la perte de carbone, en plus de prélever désormais les branchages pour le bois énergie, privant ainsi le sol de biomasse contenant 50 % des minéraux de l'arbre. Cela conduit à un appauvrissement du sol qui impacte la qualité des plantations futures. Les exploitants semblent enfin prendre conscience de ces problèmes, mais il faudra du temps pour corriger les erreurs passées.

La problématique de la transformation des terres

Les agriculteurs sont souvent critiqués pour appauvrir les sols, mais ils soulignent toujours que la principale cause de dégradation est l'urbanisation. Chaque année en France métropolitaine, plus de 20 000 hectares de terres agricoles sont convertis en routes, immeubles ou zones commerciales, ce qui représente 80 % de cette surface. Ce phénomène est préoccupant car il entraîne le ruissellement des eaux de pluie et aggrave les risques d'inondations. La loi Climat et Résilience adoptée en août 2021 vise à atteindre l'objectif de "zéro artificialisation nette" d'ici 2050 en favorisant la renaturation. Cependant, un nouveau texte publié en juillet 2023 a assoupli cette mesure en créant des exceptions. Il est néanmoins impératif de réduire de manière significative la consommation de sols en se concentrant sur la réhabilitation des friches.

Nom de l'auteur: Stef

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