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

Les sols, affaiblis par une agriculture intensive depuis plusieurs décennies, perdent leur capacité à stocker le carbone et à retenir l'eau. Actuellement, de nombreuses actions sont mises en place pour restaurer des terres qui ont souffert d'un modèle agricole épuisé.

Écrit par Stefano Lupieri

Au coeur du domaine de l'Inrae d'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, sobre et élégant, a été inauguré en 2016 dans le but de préserver un patrimoine particulier lié à des échantillons de sols. Le Conservatoire européen des échantillons de sols (CEES) abrite aujourd'hui plusieurs dizaines de milliers de ces échantillons, tous géoréférencés et conservés sur 8 km d'étagères.

On peut se demander pourquoi il est important d'archiver les sols. C'est parce qu'on commence à se rendre compte que les services essentiels qu'ils nous offrent, tels que le stockage du carbone ou la régulation des eaux de pluie, sont en danger. En effet, les activités humaines menacent leur incroyable richesse souvent méconnue. Il est surprenant de constater que 25% de la biodiversité mondiale se trouve sous nos pieds. Il s'agit d'un véritable trésor vivant qu'il est crucial de protéger, tout comme notre microbiote humain. Cela nécessite de le comprendre et de le préserver par le biais de l'étude et de la connaissance.

Un environnement très complexe

Chaque jour, l'unité de recherche Info & Sol de l'Inrae d'Orléans reçoit environ cinquante kilos de terre, selon Antonio Bispo, le directeur. La plupart des échantillons archivés proviennent des deux grandes campagnes de prélèvements effectuées sur 2 200 parcelles. La dernière campagne, qui est toujours en cours, devrait se poursuivre jusqu'en 2027. Les échantillons prélevés sont traités et tamisés à la main au CEES, puis une partie est envoyée aux laboratoires de l'Inrae pour analyse.

La collection de sols du Conservatoire européen des sols (CEES), contenant des milliers d'échantillons, est située à l'Inrae d'Orléans. Cette photo a été prise le 3 mai 2024.

Encore peu répandu en Europe, ce système a permis à la France d'avoir sa première cartographie des sols dès 2011, mettant en lumière la grande complexité de l'écosystème. On dit généralement qu'il faut entre 200 et plusieurs milliers d'années pour former 1 cm de sol. En réalité, le sol est composé d'un mélange d'éléments minéraux (sables, limons, argiles, graviers, cailloux…) et organiques, provenant en grande partie de la décomposition de végétaux et d'animaux. Cela forme ce qu'on appelle l'humus, contenant des particules chimiques telles que le carbone, l'azote, le phosphore, le soufre, ainsi que des oligo-éléments comme le calcium ou le sélénium.

61% des sols en Europe sont endommagés. Cependant, le sol abrite également de nombreux organismes vivants. Chaque gramme de terre peut contenir jusqu'à 1 milliard de bactéries et 1 million de champignons, ainsi que des virus, des protozoaires, des nématodes, etc. Ces organismes coexistent avec une variété de petites créatures, telles que les collemboles, les tardigrades et les acariens, dont la taille avoisine un millimètre, ainsi qu'une faune plus grande composée de mille-pattes, termites, fourmis et surtout de vers de terre, considérés comme les architectes du sol. Ainsi, le sol sous nos pieds est le résultat de processus complexes impliquant à la fois des interactions physico-chimiques et biologiques. Il reste encore beaucoup à découvrir sur ces mécanismes.

Chaque jour, le Conservatoire des sols d'Orléans reçoit environ 50 kilos de terre provenant de différentes sources. Parmi les échantillons reçus se trouve un brunisol, un type de sol courant dans les forêts à feuilles caduques. 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 santé de nos sols. Une recherche menée par l'Observatoire européen des sols l'année dernière a montré que 61% des sols étudiés présentaient des signes de dégradation, notamment en termes de pollution, d'érosion, de perte de carbone et de biodiversité.

Une autre recherche menée en France a montré que 98 % des 30 sites étudiés contenaient au moins un pesticide. Au total, 67 types différents de molécules ont été trouvés, principalement des fongicides et des herbicides. Certains de ces pesticides sont même interdits depuis plusieurs années, selon le microbiologiste Marc-André Selosse.

Produits phytosanitaires et engrais chimiques : une course effrénée

Cependant, ce spécialiste, qui a rédigé un ouvrage sur l'étude des sols (« L'Origine du monde », publié par Actes Sud), souligne également les effets néfastes des engrais azotés de synthèse utilisés depuis de nombreuses années en agriculture conventionnelle. Selon lui, l'utilisation de ces produits minéraux empêche les plantes d'interagir avec les champignons mycorhiziens du sol, qui normalement leur fournissent des nutriments en échange de sucres via leur réseau de mycélium.

Est-ce vraiment si préoccupant ? Selon Marc André Selosse, oui, car les champignons symbiotiques protègent les racines des plantes contre les agresseurs en s'associant à elles à travers leurs filaments. Leur absence nécessite donc une augmentation des produits phytosanitaires de synthèse. Il en va de même pour les engrais, avec une augmentation significative nécessaire pour obtenir la même quantité de céréales qu'il y a un siècle, comme le souligne Jean-Pierre Sarthou, enseignant-chercheur à Agro-Toulouse (INP-Ensat).

François Mandin, qui est à la tête de l'Association pour une agriculture durable (Apad), est photographié sur sa ferme située dans le sud de la Vendée.

La dégradation des sols est également due à leur compactage. En l'absence de matière organique, la structure poreuse de la surface est altérée, ce qui rend les sols plus durs, empêchant l'infiltration de l'eau et favorisant l'érosion lors des précipitations. Après un épisode pluvieux, des dizaines de tonnes de sol peuvent être emportées par le ruissellement.

Le modèle agricole actuel, qui a été mis en place après la Seconde Guerre mondiale pour augmenter les rendements alimentaires, est maintenant considéré par beaucoup comme obsolète. Selon le professeur de l'Ensat, la productivité stagne et les coûts d'exploitation augmentent en partie en raison de la dégradation des sols, qui peuvent être soit trop humides soit trop compacts en fonction de la météo. Aujourd'hui, il faut des tracteurs 25% plus puissants pour effectuer le même travail de labour.

À l'aide d'un test appelé "slake test", François Mandin démontre que le sol cultivé en suivant les principes de la conservation des sols (pot de gauche) reste intact dans l'eau, ce qui signifie qu'il sera plus résistant aux fortes pluies.

Selon Claire Chenu, directrice de recherche à l'Inrae et professeure à AgroParisTech, la solution réside dans le fait de réintégrer les principes de l'agronomie dans le métier d'agriculteur. Cela signifie encourager à prendre soin de la vie 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 des supports à fertiliser. Bien que certains chercheurs continuent de défendre le modèle intensif, la communauté scientifique s'est mobilisée sur ce sujet pour le faire progresser, ce qui est une avancée réjouissante pour Marc-André Selosse. Cependant, de nombreux exploitants continuent de faire preuve de résistance face à ces changements.

Le bio n'est pas la solution parfaite

Comment convaincre les agriculteurs ? Il faut leur montrer que changer de modèle pour adopter une agriculture durable est plus rentable pour eux, affirme Jean-Christophe Girondin-Pompière, fondateur de la plateforme AgroLeague qui accompagne les exploitants dans cette transition. Mais quel modèle choisir ? Tous passer à l'agriculture bio ? C'est un objectif louable mais peu réalisable. Le récent revers subi par les agriculteurs qui ont opté pour le bio, dans un contexte de crise économique, montre les limites de ce modèle. De plus, sur le plan agronomique, il est important de rappeler certaines vérités surprenantes.

Un ver de terre, un organisme crucial pour la qualité du sol, se trouve sur la ferme de François Mandin.

En réalité, bien que la culture biologique soit considérée comme la meilleure option pour la santé humaine, elle n'est pas nécessairement la plus favorable pour la vie des sols. En effet, les agriculteurs bio ne peuvent pas utiliser d'herbicides, ce qui signifie qu'ils doivent labourer leurs champs avant de semer pour éviter que les mauvaises herbes prennent le dessus. Cependant, le labour est également néfaste pour la vie des sols, car il perturbe les réseaux de champignons et apporte de l'oxygène aux bactéries qui consomment la matière organique essentielle à la porosité et à la fertilité des sols.

Denis Laizé, un agriculteur du Maine-et-Loire récemment converti à l'agriculture biologique et président de la FDSEA locale, a pu observer directement une diminution de la biodiversité en utilisant un test simple pour compter les vers de terre. Ce test implique de verser un mélange d'eau et de moutarde sur 1 mètre carré de sol, ce qui provoque une réaction des vers de terre les faisant remonter à la surface. Denis Laizé affirme avoir maintenant quatre fois moins de vers de terre qu'auparavant. Avant sa conversion à l'agriculture biologique, il pratiquait l'agriculture de conservation des sols (ACS), un modèle de plus en plus populaire car il semble offrir un compromis idéal entre rendement agricole et préservation des sols.

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

Selon François Mandin, exploitant agricole 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 en permanence un couvert végétal sur le sol, de diversifier les cultures en combinant céréales et légumineuses pour favoriser la captation et la transmission de l'azote atmosphérique, et enfin de limiter au maximum 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 de n'en utiliser que le strict nécessaire. C'est un modèle hybride qui est ambitieux mais flexible. François Mandin affirme avoir augmenté de 2 points le taux de matière organique de ses sols depuis qu'il a adopté cette pratique. Jean-Pierre Sarthou indique que même si ce n'est pas parfait, des sols en bonne santé peuvent tolérer une petite quantité d'herbicides avec un impact minimal. C'est donc un moindre mal en attendant une alternative naturelle hypothétique.

Évolution culturelle

Il y a des progrès du côté des fertilisants. Cependant, l'efficacité des biostimulants ne fait pas encore l'unanimité. Selon Francis Bucaille, agriculteur dans la Nièvre et cofondateur de Gaïago, une entreprise spécialisée dans les produits à base d'inoculum de champignons, les essais scientifiques sont limités à de petites parcelles. Il souligne également que pour que ces produits fonctionnent, il est nécessaire de préalablement améliorer la fertilité chimique des sols.

Les partisans de l'agriculture de conservation préfèrent actuellement se fier à leurs propres méthodes de culture pour revitaliser les sols. Ils utilisent notamment des plantes comme la phacélie, la moutarde, le triticale, le trèfle et la cameline, qu'ils plantent après la récolte et fauchent avant de semer de nouvelles cultures. Ces plantes aident à limiter la croissance des mauvaises herbes et fournissent de la matière organique qui nourrit les sols et stimule leur activité microbienne. C'est une autre façon de fertiliser les sols.

François Mandin plante des graines de maïs dans 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. © Mélanie Bahuon/Neutral Grey pour Les Echos Week-End

Bien que de nombreux agriculteurs adoptent parfois certaines pratiques de l'agriculture de conservation des sols, comme la culture de légumineuses, il est estimé qu'actuellement seulement 4 % des terres en France sont cultivées en suivant tous ces principes. François Mandin, à la tête des douze délégations régionales de l'Apad, a pour objectif d'atteindre 30 % d'ici 2030. Cet objectif est très ambitieux.

Abandonner le labour est considéré par de nombreux agriculteurs comme un changement culturel important qui nécessite un processus d'apprentissage et comporte donc des risques, selon les dires de Denis Laizé. C'est pourquoi il est essentiel d'être accompagné dans cette transition. Cependant, les chambres d'agriculture, en théorie chargées de ce rôle, ne sont pas toujours très actives dans ce domaine, ce qui est regretté par Marc-André Selosse. Ce changement de pratique n'est pas favorable aux intérêts des entreprises agrochimiques et des vendeurs de matériel agricole. Malgré tout, les mentalités évoluent. La Chambre d'agriculture du Maine-et-Loire a organisé une importante journée technique sur l'agriculture de conservation des sols en décembre dernier, rassemblant 300 agriculteurs répartis en 27 groupes en cours de conversion vers ce nouveau modèle, comme l'explique Denis Laizé, responsable de la direction agronomique de cette institution.

Il existe un risque de greenwashing lorsque les agriculteurs utilisent des plateformes privées telles que AgroLeague, qui collabore avec un grand nombre de fermes et offre des services d'experts pour les accompagner dans leur transition vers des pratiques plus durables. Jean-Christophe Girondin-Pompière, responsable de cette plateforme, souligne l'importance d'aider les agriculteurs à acquérir les compétences nécessaires pour réussir leur transition tout en préservant leur rentabilité.

Cependant, pour se développer, l'agriculture de conservation des sols a également besoin du soutien de l'industrie agroalimentaire. C'est l'un des objectifs de la Fondation Earthworm avec son initiative "Sols vivants". Elle accompagne les fournisseurs de groupes tels que Nestlé, Lidl ou McCain dans leur transition. Les marques, qui sont tentées de mettre en avant leurs engagements, préfèrent parler d'agriculture régénérative, ce qui est plus percutant. Cependant, sans un cahier des charges précis, ce modèle peut conduire au greenwashing. Bastien Sachet, directeur général de la fondation, souligne que leur principal objectif est de défendre la santé des sols.

De nos jours, cette organisation sans but lucratif a étendu son approche aux coopératives. En collaboration avec des entreprises comme Tereos pour le blé ou le groupe Avril pour le colza, ils ont lancé un programme pour impliquer un millier d'agriculteurs. Ces entreprises s'engagent à acheter la production à un prix légèrement plus élevé pendant la période de transition.

Au sein de TerraMea, une filiale des Laboratoires Dubernet située à Montredon-des-Corbières (Aude), le 23 avril 2024, le sol est filtré avant d'être examiné.

Toutes ces initiatives pourront également profiter des avancées récentes dans l'analyse des sols. Créée à partir des Laboratoires Dubernet, experts en oenologie, la jeune entreprise TerraMea propose depuis l'année dernière une nouvelle approche basée sur l'analyse cytométrique et les rayons infrarouges, utilisés dans le domaine de la santé humaine. Contrairement à l'analyse génomique, qui identifie les différents taxons sans pouvoir déterminer s'ils sont vivants, morts ou en dormance, TerraMea peut fournir une cartographie précise de l'activité du biotope. Selon le président de l'entreprise, Matthieu Dubernet, cette analyse coûte moins de 100 euros, tandis qu'une analyse ADN peut atteindre jusqu'à 1 500 euros. Cette nouvelle technique permettra donc de mesurer rapidement et à moindre coût l'impact des pratiques agricoles sur la vie des sols, connus pour leur grande capacité de résilience. Elle permettra également de mieux piloter les interventions agricoles de manière plus précise.

Il semble que les progrès se fassent sur le terrain en ce qui concerne la reconnaissance des sols comme un bien public. Cependant, sur le plan législatif et politique, cette question 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 au même titre que l'air et l'eau a été rejetée par le Sénat. Une directive européenne est également en cours d'élaboration, mais selon Claire Chenu du programme européen EJP Soil, le texte a été amendé pour ne plus mettre l'accent sur la santé des sols, mais uniquement sur la surveillance et la résilience.

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

En réalité, la question des sols reste un sujet très délicat. En période 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'insurge : "J'ai planté spontanément 7 km de haies ces dernières années, et maintenant on voudrait m'imposer la façon de les gérer ?". Pour Matthieu Dubernet et de nombreux autres défenseurs de la régénération des sols, la méthode actuelle est erronée. Selon lui, il est nécessaire de cesser les querelles idéologiques. Il est primordial que les agriculteurs replacent les sols au cœur de leur modèle et fixent des objectifs de régénération. Ensuite, il faut les laisser choisir la meilleure stratégie pour les atteindre. Cependant, dans un contexte où de nombreuses mesures écologiques ont été remises en question, il est peu probable que cela suffise à provoquer une révolution sur le terrain et à restaurer notre capital sol de manière approfondie. Néanmoins, faute d'alternative plus efficace, c'est actuellement la meilleure option à envisager.

Les sols des forêts sont en mauvaise santé

Les pratiques de gestion forestière axées sur la productivité ont contribué à l'appauvrissement des sols forestiers au fil des années. 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 faisant appel à leurs feuilles. Cependant, si les arbres sont coupés à un stade précoce, ce processus de régénération est interrompu. De plus, les coupes rases exposent les sols et entraînent une perte de carbone, et l'exploitation des branchages pour le bois énergie prive le sol de la biomasse qui contient 50% des minéraux de l'arbre. Cela affecte la qualité des plantations ultérieures. Les exploitants semblent enfin réaliser ces impacts, mais il faudra du temps pour corriger les erreurs du passé.

La problématique de l'urbanisation excessive

Les agriculteurs soulignent souvent que la principale cause de dégradation des sols n'est pas liée à leur activité, mais à l'expansion urbaine. Chaque année, plus de 20 000 hectares de terres agricoles sont convertis en routes, immeubles ou zones commerciales en France métropolitaine. Cette artificialisation entraîne des conséquences néfastes, comme l'augmentation du ruissellement des eaux de pluie et des risques d'inondations. La loi Climat et Résilience adoptée en août 2021 vise à atteindre un 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 introduisant des dérogations, ce qui nécessitera malgré tout une réduction significative de la consommation de sols. Il est donc primordial de se concentrer sur la réhabilitation des friches pour limiter cette urbanisation excessive.

Stefano Lupieri

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