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

Les sols, affaiblis par de nombreuses années d'agriculture intensive, perdent leur capacité à stocker le carbone et à retenir l'eau. Actuellement, de nombreuses actions sont entreprises pour restaurer des terres qui ont souffert des conséquences d'un modèle agricole épuisé.

Écrit par Stefano Lupieri

Implanté au cœur du domaine de l'Inrae d'Orléans, le bâtiment a été en partie construit avec de la terre provenant des fondations, utilisant la technique traditionnelle du pisé. Peu commun en France, ce choix de construction n'est pas une simple coquetterie d'architecte. En effet, ce bâtiment de plain-pied, 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 les 8 km d'étagères disponibles.

Pourquoi conserver les sols, pourrait-on se demander ? Parce que l'on commence à réaliser que les services essentiels qu'ils nous offrent, comme le stockage du carbone ou la régulation des eaux de pluie, sont en danger. En effet, les activités humaines fragilisent leur incroyable richesse, souvent méconnue. Il est surprenant de savoir que 25 % de la biodiversité mondiale se trouve sous nos pieds. Il s'agit d'un véritable trésor vivant qu'il est essentiel de protéger, à l'instar du microbiote humain. Pour ce faire, il est nécessaire de le comprendre et de l'étudier.

Un environnement extrêmement complexe

Chaque jour, l'équipe de recherche de l'Inrae d'Orléans reçoit une quantité importante de terre à étudier, selon Antonio Bispo, directeur de l'unité de recherche Info & Sol. La plupart des échantillons proviennent des prélèvements effectués sur 2 200 parcelles lors de deux grandes campagnes. La dernière campagne, en cours, devrait se poursuivre jusqu'en 2027. Les échantillons sont traités et triés manuellement au CEES avant d'être envoyés aux laboratoires de l'Inrae pour analyse.

La collection de sols du Conservatoire européen des sols (CEES) contient des milliers d'échantillons et est située à l'Inrae d'Orléans, photographiée le 3 mai 2024 par Cyril Chigot pour Les Echos Week-End.

Peu commun en Europe, ce système a permis à la France d'avoir sa première analyse détaillée de l'état de ses sols dès 2011, révélant une diversité d'écosystèmes surprenante. On estime qu'il faut des centaines voire des milliers d'années pour former seulement 1 cm de sol. En réalité, le sol est constitué d'un mélange de minéraux (sables, limons, argiles, graviers, cailloux…) et de matières organiques provenant en grande partie de la décomposition de plantes et d'animaux. Cela forme ce qu'on appelle l'humus, qui contient des éléments chimiques tels 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 est également peuplé par de nombreux organismes vivants. Chaque gramme de terre peut contenir jusqu'à un milliard de bactéries et un million de champignons, ainsi que de nombreux virus, protistes, nématodes et autres. Ils cohabitent avec une variété de petites créatures, telles que les collemboles, les tardigrades et les acariens, dont la taille avoisine le millimètre. Il y a aussi une grande faune, comprenant des mille-pattes, des termites, des fourmis et surtout des vers de terre, considérés comme les architectes du sol. Ainsi, le sol est le résultat de processus physico-chimiques et biologiques complexes, dont nous n'avons pas encore découvert tous les mécanismes.

Chaque jour, le Conservatoire des sols d'Orléans reçoit environ 50 kilos de terre. Parmi les échantillons se trouve un brunisol, un type de sol commun dans les forêts feuillues.

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 a montré que 61% des sols étudiés étaient dégradés, en se basant sur une quinzaine d'indicateurs tels que la pollution, l'érosion, la perte de carbone et de biodiversité.

Une étude récente en France a révélé que 98% des 30 sites examinés contenaient au moins un pesticide. En tout, 67 molécules différentes ont été détectées, principalement des fongicides et des herbicides. Certains de ces pesticides sont interdits depuis plusieurs années, selon le microbiologiste Marc-André Selosse.

Produits phytosanitaires et fertilisants : une course en avant

Cependant, ce spécialiste, auteur d'un livre sur l'histoire naturelle des sols (« L'Origine du monde » publié par Actes Sud), souligne également les effets néfastes des engrais azotés de synthèse qui ont été largement utilisés en agriculture conventionnelle depuis de nombreuses années. Grâce à ces produits minéraux, les plantes n'ont plus besoin de coopérer avec les champignons mycorhiziens du sol qui, normalement, leur fournissent des éléments nutritifs en échange de sucres via leur réseau de mycélium.

Est-ce vraiment un problème si grave ? Selon Marc André Selosse, oui, car les champignons qui entrent en symbiose avec les racines des plantes les protègent des agresseurs. Leur absence nécessite donc l'utilisation croissante de produits phytosanitaires de synthèse. Il en va de même pour les engrais, car pour obtenir la même quantité de céréales qu'il y a un siècle, il faut désormais apporter quatre fois plus d'engrais azotés, prévient 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.

Le manque de matière organique dans le sol contribue également à son tassement. En l'absence de cette matière, la structure poreuse de la surface est altérée, ce qui rend les sols compacts et l'eau ne peut plus s'infiltrer correctement. Cela entraîne un ruissellement de l'eau lors des précipitations, favorisant ainsi l'érosion. Après un épisode pluvieux, plusieurs dizaines de tonnes de sol par hectare peuvent être emportées.

Modèle agricole obsolète

Mise en place après la Seconde Guerre mondiale pour répondre aux besoins alimentaires croissants de la planète, notre modèle agricole est désormais considéré par de nombreuses personnes comme dépassé. Selon le professeur de l'Ensat, la productivité stagne tandis que les coûts d'exploitation augmentent. Cette hausse des charges est en partie causée par l'appauvrissement des sols, qui sont souvent soit trop humides soit trop compacts en fonction de la météo. Aujourd'hui, il est nécessaire d'utiliser des tracteurs 25% plus puissants pour effectuer les mêmes tâches agricoles qu'auparavant.

En utilisant un test appelé "slake test", François Mandin démontre que la terre qui est cultivée en suivant les principes de la conservation des sols (pot de gauche) ne se désintègre pas lorsqu'elle est immergée dans l'eau. Cela signifie qu'elle sera plus résistante aux fortes pluies.

Selon Claire Chenu, directrice de recherche à l'Inrae et professeure à AgroParisTech, la clé réside dans le fait de réintégrer les principes de l'agronomie dans la pratique agricole. Cela signifie encourager les agriculteurs à prendre soin de la santé des sols en les plaçant au centre de leurs exploitations. Il s'agit d'un changement de perspective important, car jusqu'à présent, les sols étaient principalement considérés comme de simples supports à fertiliser. Bien que certains chercheurs persistent dans le modèle intensif, la communauté scientifique s'est emparée de cette question et tente de la faire progresser, ce qui est une source de satisfaction pour Marc-André Selosse. Cependant, de nombreux agriculteurs font encore preuve de résistance face à ces changements.

Le bio, pas si parfait

Comment convaincre les agriculteurs ? Il est important de leur montrer qu'il est plus rentable pour eux de changer leur manière de travailler et de passer à une agriculture durable, selon Jean-Christophe Girondin-Pompière, créateur de la plateforme AgroLeague qui accompagne les agriculteurs dans cette transition. Mais vers quel type de modèle ? Passer tous à l'agriculture bio serait idéal mais peu réalisable. Les difficultés rencontrées par les agriculteurs qui ont tenté le passage au bio récemment, dans un contexte de crise économique, montrent les limites de ce modèle. De plus, du point de vue agronomique, il est important de rappeler certaines réalités qui vont à l'encontre de l'intuition.

Un ver de terre, crucial pour la qualité du sol, se trouve sur la ferme de François Mandin. © Mélanie Bahuon/Neutral Grey pour Les Echos Week-End

En ce qui concerne la préservation de la santé humaine, la culture biologique est considérée comme le summum, mais pour la santé des sols, ce n'est pas toujours la meilleure option. En raison de l'interdiction des herbicides, les agriculteurs biologiques doivent labourer leurs champs avant de semer pour éviter que les mauvaises herbes ne prennent le dessus. Cependant, le labour est également une cause majeure de détérioration de la vie des sols. En perturbant les réseaux de mycélium des champignons et en apportant de l'oxygène aux bactéries, le labour entraîne une consommation accrue de matière organique, essentielle à la porosité et à la fertilité des sols, selon les explications de Marc-André Selosse.

Après avoir récemment adopté des pratiques bio, Denis Laizé, un agriculteur du Maine-et-Loire et président de la FDSEA locale, a pu observer une diminution de la biodiversité en réalisant un test simple pour compter les vers de terre. Ce test consiste à 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 affirme avoir quatre fois moins de vers de terre qu'auparavant. Il convient de noter que cet agriculteur pratiquait auparavant l'agriculture de conservation des sols (ACS) et non l'agriculture conventionnelle. Ce modèle commence à gagner en popularité car il semble offrir un compromis idéal entre les rendements agricoles et la préservation des sols.

François Mandin présente une féverole, une plante utilisée comme fourrage qui a la capacité de capturer l'azote dans le sol en utilisant ses racines.

Quel est le fonctionnement de ce système ? Selon François Mandin, agriculteur dans le sud de la Vendée et président de l'Association pour une agriculture durable (Apad), qui fait la promotion de l'ACS, il repose sur trois principes. Tout d'abord, il s'agit de maintenir en permanence un couvert végétal sur le sol, afin de ne jamais le laisser nu entre les cultures. Ensuite, il est recommandé de diversifier les espèces plantées en associant si possible des céréales avec des légumineuses, qui sont capables de fixer l'azote de l'air. Enfin, il est préconisé de limiter au maximum le travail du sol en utilisant la technique du semis direct.

Cela implique d'autoriser l'utilisation d'un peu de désherbant avant de semer. Denis Laizé insiste sur le fait d'utiliser le moins possible mais autant que nécessaire. C'est un modèle hybride qui est ambitieux sans être strict. Depuis qu'il l'a mis en pratique, François Mandin affirme avoir augmenté de 2 points le taux de matière organique de ses sols. Jean-Pierre Sarthou indique que même si ce n'est pas l'idéal, des terres en bonne santé peuvent absorber une petite quantité d'herbicides avec un impact minime. C'est un compromis acceptable en attendant une alternative naturelle.

Évolution des pratiques agricoles

Les fertilisants sont un sujet de discussion dans le domaine agricole. Cependant, l'efficacité des biostimulants n'est pas encore pleinement acceptée. Selon Francis Bucaille, un agriculteur dans la Nièvre et cofondateur de l'entreprise Gaïago spécialisée dans les produits à base d'inoculum de champignons, les essais scientifiques sont réalisés sur des parcelles trop petites. Il souligne également que pour que ces produits soient efficaces, il est important de d'abord améliorer la fertilité chimique des sols.

Les partisans de l'ACS préfèrent actuellement utiliser leurs propres méthodes de culture pour revitaliser leurs sols. Ils utilisent notamment des plantes comme la phacélie, la moutarde, le triticale, le trèfle et la cameline, qu'ils cultivent après une récolte et fauchent avant de semer de nouvelles cultures. Ces plantes permettent de limiter la croissance des mauvaises herbes et fournissent de la matière organique qui nourrit les sols et favorise leur activité microbiologique, selon François Mandin. C'est une autre manière de fertiliser les sols.

François Mandin plante des graines de maïs dans un sol qui n'a pas été labouré, mais qui a été préparé en utilisant un désherbant chimique.

Bien que de nombreux agriculteurs utilisent parfois certaines méthodes de l'agriculture de conservation des sols, comme l'introduction 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, souhaite atteindre les 30 % d'ici 2030. C'est un objectif ambitieux.

Beaucoup d'agriculteurs considèrent le renoncement au labour comme un changement culturel important qui nécessite un processus d'apprentissage et comporte donc un certain risque, selon les dires de Denis Laizé. Il est donc crucial d'être accompagné dans cette transition. Cependant, les chambres d'agriculture, censées assurer ce rôle, ne sont pas suffisamment actives, déplore Marc-André Selosse. Ce changement n'est pas favorable aux agrochimistes et aux vendeurs de matériel agricole. Malgré tout, les mentalités évoluent. Par exemple, la Chambre d'agriculture du Maine-et-Loire a organisé une journée technique sur l'ACS en décembre dernier, permettant d'accompagner 300 exploitants répartis en 27 groupes dans leur transition vers ce modèle, comme l'explique Denis Laizé, responsable de la direction agronomique de l'organisme.

Il existe un risque de fausse publicité environnementale, où les agriculteurs peuvent se tourner vers des plateformes privées comme AgroLeague, qui emploie des agronomes pour aider 6 000 fermes à acquérir les compétences nécessaires pour passer à des pratiques plus durables tout en préservant leur rentabilité.

Cependant, pour se développer, l'agriculture de conservation des sols (ACS) a besoin du soutien de l'industrie agroalimentaire. La Fondation Earthworm s'est engagée dans cette mission à travers son initiative "Sols vivants". En collaboration avec des entreprises telles que Nestlé, Lidl ou McCain, elle accompagne les fournisseurs dans leur transition vers ce mode de production. Les marques, qui souhaitent mettre en avant leurs actions, préfèrent parler d'agriculture régénérative, plus percutant. Malgré l'absence d'un cahier des charges précis, ce terme peut parfois masquer du greenwashing. Bastien Sachet, directeur général de la fondation, insiste sur le fait qu'ils se positionnent principalement comme défenseurs des sols.

Une organisation à but non lucratif a étendu ses activités aux coopératives. En collaboration avec des entreprises telles que Tereos et le groupe Avril, elle a lancé un programme visant à impliquer un millier d'agriculteurs dans la transition vers des pratiques plus durables. Ces entreprises s'engagent à acheter les produits à un prix légèrement plus élevé pendant cette période de transition.

A TerraMea, une entreprise dérivée des Laboratoires Dubernet située à Montredon-des-Corbieres (Aude), le 23 avril 2024, on passe la terre au tamis avant de l'analyser.

Toutes ces nouvelles idées pourront également profiter des avancées récentes dans l'analyse des sols. Issue des Laboratoires Dubernet, spécialisés dans l'oenologie, la jeune entreprise TerraMea propose depuis l'année dernière une nouvelle approche basée sur l'analyse cytométrique et les rayons infrarouges, souvent utilisés en médecine. Contrairement à l'analyse génomique qui identifie les différentes espèces sans pouvoir distinguer si elles sont mortes, vivantes ou en dormance, TerraMea peut fournir une représentation précise de l'activité du biotope. Cette technologie est disponible pour moins de 100 euros, bien moins cher qu'une analyse ADN qui peut coûter jusqu'à 1.500 euros. Cette innovation est un véritable tournant car elle 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. Grâce à cette méthode, il sera possible de piloter de manière beaucoup plus précise les interventions agricoles.

La progression sur le terrain est visible, mais les sols ne sont pas encore considérés comme une priorité sur le plan législatif et politique. 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 a été modifiée pour se concentrer uniquement sur la surveillance et la résilience des sols, au détriment de leur santé, regrette Claire Chenu, responsable du programme européen EJP Soil.

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

Les sols demeurent un sujet très délicat. Face à la 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 veut m'imposer la manière de les gérer ?". Pour Matthieu Dubernet et d'autres partisans de la régénération des sols, il est nécessaire de changer de méthode. Selon cet œnologue, il faut cesser les querelles entre différentes approches (agrochimiques versus agroécologiques), et placer les sols au cœur du modèle agricole. Il faut ensuite fixer des objectifs de régénération aux exploitants et les laisser choisir la meilleure stratégie pour les atteindre. Cependant, dans un contexte où des mesures écologiques importantes ont été annulées, comme l'obligation de laisser en jachère 4 % des terres arables ou de pratiquer la rotation des cultures, il est peu probable qu'une révolution sur le terrain puisse se produire. Néanmoins, faute d'autres alternatives, c'est probablement la meilleure option actuellement pour restaurer notre capital sol.

Les sols des forêts sont en mauvaise santé en raison des pratiques de sylviculture axées sur la productivité adoptées ces dernières décennies. Selon Laurent Saint-André, chercheur à l'Inrae de Nancy, les arbres prélèvent de nombreux nutriments dans le sol pendant leur croissance, puis se reposent en utilisant davantage leurs feuilles. Cependant, si on les coupe à ce stade pour augmenter le rendement, on empêche ce processus de régénération. De même, les coupes rases laissent les sols à nu, favorisant la perte de carbone. De plus, l'exploitation des branchages pour le bois énergie prive le sol de biomasse contenant 50% des minéraux de l'arbre, ce qui nuit à la qualité des plantations ultérieures. Les exploitants semblent enfin avoir pris conscience de ces problèmes, mais il faudra du temps pour corriger les erreurs du passé.

La problématique de l'urbanisation excessive

Les agriculteurs sont souvent critiqués pour l'appauvrissement des sols, mais ils rappellent toujours que la principale cause de dégradation est l'urbanisation excessive. Chaque année, plus de 20 000 hectares de terres agricoles sont perdus en France métropolitaine pour la construction de routes, de bâtiments ou de zones commerciales. Cette situation est préoccupante car elle favorise le ruissellement des eaux de pluie et aggrave les risques d'inondations. La loi Climat et Résilience de 2021 vise à mettre fin à cette artificialisation en fixant un objectif de "zéro artificialisation nette" d'ici 2050, avec des mesures de renaturation. Cependant, un nouveau texte de juillet 2023 a assoupli ces mesures en introduisant des dérogations, tout en soulignant la nécessité de réduire la consommation de sols et de favoriser la réhabilitation des friches.

Stefano Lupieri

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