Semis de laitue
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Jour 3: Nous pouvons réduire la consommation des combustibles fossiles, mais nous avons besoin des engrais chimiques

11 Décembre, 2012 | L'avenir de l'agriculture

Nous  ne devons pas laisser  les émotions obscurcissent notre compréhension des lois fondamentales de la nature. Nourrir un monde de 9 milliards de personnes sans engrais chimiques, nuira  irrémédiablement à la biodiversité.  Réduisons l’utilisation abusive d’engrais en Chine et déplacer cela vers l’Afrique, où le manque des engrais est une cause majeure de la faim. 

Par Prem Bindraban, directeur d’ISRIC (Information Sol du Monde) 

La disponibilité de denrées alimentaires en quantité suffisante a toujours été une inquiétude tout au long de l’histoire de l’humanité. Naturellement, la peur que la nourriture manque nous fait réagir avec beaucoup d’émotion, notamment lorsque les prévisions, souvent fondées sur l’extrapolation des tendances passées, présagent un avenir sombre. 

« Les émotions déterminent considérablement nos comportements, mais elles conduiront probablement à des solutions fondées sur de faux espoirs. »

Les émotions déterminent considérablement nos comportements, mais elles conduiront probablement à des solutions fondées sur de faux espoirs si elles ne prennent pas en compte les processus éco-physiologiques de base ou les lois physiques, chimiques et biologiques. Interdire l’utilisation d’engrais, comme dans l’agriculture biologique par exemple, n’aiderait en rien à garantir la sécurité alimentaire au niveau mondial. Subventionner les agrocarburants ne réduirait pas les émissions de gaz à effet de serre, et défendre une alimentation végétarienne rejetant toute consommation de viande (rouge) évite l’exploitation d’opportunités écologiques, malgré les intentions tout à fait honorables qui font naître de telles stratégies.

De l’énergie pour la biologie
Nous devons ouvrir le débat sur la consommation d’énergie dans le secteur agricole avec ces processus et lois inévitables tels que la croissance des plantes dépendant en grande partie de la disponibilité d’azote réactif, plus communément utilisé comme engrais chimique, et dont le processus de fabrication s’avère très « gourmand en énergie ».

Peut-on trouver une alternative ? L’azote inerte contenu dans l’air peut être converti naturellement en azote réactif, dont ont besoin les plantes, par l’action des éclairs ou par la fixation d’une bactérie vivant en symbiose avec les légumineuses. Sur des sols très fertiles et avec suffisamment d’eau, les légumineuses peuvent fixer 300 kg d’azote par an et par hectare. La moitié de cet azote sera utilisé par les deux récoltes suivantes.

Des engrais « naturels » comme ceux-ci fournissent un rendement maximum par hectare de 2 à 2,5 tonnes d’équivalents-céréales, niveau comparable au rendement moyen en Europe et en Amérique du Nord pour l’année 1900. Le rendement actuel mondial pour les céréales est de 3,5 tonnes par hectare, cela est dû en grande partie aux engrais chimiques. En Europe, ce chiffre s’élève à 6,5 tonnes et aux Pays-Bas il dépasse les 9 tonnes.

« Les procédés naturels ont des limites. »

Les niveaux de rendement pour les céréales en Afrique sub-saharienne se situent entre 1 et 1,5 tonne par hectare et les sols se dégradent malgré tout car les substances nutritives présentes dans les sols et y ayant été extraites ne sont pas renouvelées. Les rendements en Afrique pourraient effectivement être meilleurs, en optimisant le recyclage et tout autre procédé naturel, mais uniquement jusqu’à environ 2 tonnes par hectare. Les mauvaises conditions naturelles des sols et les précipitations irrégulières sont par nature synonymes de faible productivité, qu’il sera difficile d’accroître sans « interventions extérieures ».

Les procédés naturels ont des limites. Si tous les agriculteurs cessaient progressivement d’avoir recours à des engrais chimiques et si les rendements moyens se limitaient à 2 tonnes par hectare, la demande en denrées alimentaires ne pourrait être satisfaite qu’en agrandissant la superficie cultivée. Un régime végétarien demande 1,5 kg d’équivalents-céréales   par personne et par jour. Ainsi, si nous devenions tous végétariens, 5 milliards de tonnes d’équivalents-céréales seraient nécessaires aux 9 milliards de personnes qui peupleront la planète en 2050. À un rendement de 2 tonnes par hectare, l’agriculture devrait se développer sur 2,5 milliards d’hectares, c’est-à-dire 1 milliard d’hectares supplémentaire au milliard et demi actuel. Cela aurait des conséquences tragiques pour la biodiversité de la planète.

Si nous devions tous adopter le régime européen de 4,5 kg d’équivalents-céréales, 7,5 milliards d’hectares de terres seraient nécessaires, ce qui dépasse la surface de terre disponible. La conversion « artificielle » de l’azote (N2) en azote réactif est indispensable si nous souhaitons nourrir toute la planète. 

« Ces vingt dernières années, les rendements en Europe ont augmenté tandis que la consommation d’engrais a chuté. »

Nous pouvons limiter la consommation excessive d’engrais chimiques. Ces vingt dernières années, les rendements en Europe ont augmenté tandis que la consommation d’engrais a chuté. Un procédé similaire en Chine, visant à réduire la consommation excessive d’azote sans pour autant sacrifier les rendements permettrait une économie de 70 kg d’engrais par hectare. Si ces 70 kg par hectare étaient alors utilisés en Afrique, ils permettraient de multiplier par deux les rendements. À vrai dire, la non-consommation d’engrais artificiels en Afrique est l’une des raisons majeures de la dégradation des sols, de la perte de productivité et de la pauvreté.

Le procédé Haber-Bosch de fabrication d’engrais à partir d’azote demeurera essentiel afin de sécuriser la disponibilité des denrées alimentaires à l’échelle mondiale, tout en préservant la biodiversité. Transformer l’azote inerte en azote réactif demande beaucoup d’énergie et la quantité dont nous avons besoin augmentera avec le temps. Toutefois, nous devons chercher à maximiser le volume d’azote que nous recyclons, afin de limiter les dépenses en énergie.

L’énergie dans le secteur agricole
Dans les exploitations agricoles, l’énergie est également utilisée pour certaines pratiques « non biologiques », afin d’améliorer la productivité de la main d’œuvre et permet une utilisation optimale des intrants externes et des ressources naturelles. Cela comprend l’utilisation de combustibles fossiles comme source directe d’énergie pour les activités dans les champs telles que le labourage, le désherbage, l’application d’intrants et la récolte, et comme source indirecte pour la construction des machines et des produits agrochimiques tels que des herbicides et pesticides.

« Il existe de réelles limites technologiques au labourage fonctionnant par énergie solaire. »

L’énergie est également nécessaire dans le système alimentaire au sens large, par exemple au niveau du transport, du stockage, de la transformation et de la vente au détail. L’utilisation totale directe et indirecte d’énergie dans le secteur agricole pour les pays industrialisés atteint environ 1 % du total de l’énergie utilisée ; et l’utilisation totale d’énergie dans tout le système alimentaire représente entre 10 et 15 % de l’énergie totale consommée. De manière générale, la consommation d’énergie dans le secteur agricole a atteint son pic au début des années 1980 et a petit à petit diminué dans plusieurs pays développés.

Efficacité et alternatives
Plusieurs pratiques peuvent être adaptées pour réduire les besoins en énergie, mais cela impliquera des compromis. Le fait de charruer consomme énormément d’énergie, c’est pour cette raison qu’un travail minimal voire nul des sols permettrait de réduire presque de moitié l’utilisation de combustibles fossiles. Toutefois, ces pratiques de labour sont associées à une utilisation accrue d’herbicides, dont la production peut presque complètement neutraliser les bénéfices de conservation d’énergie au niveau agricole. 

La circulation contrôlée peut réduire les besoins en énergie de 30 %, par exemple parce que les sols compacts n’ont pas besoin d’être charrués de façon répétée. Une application plus précise des intrants externes selon les types de cultures, peut également renforcer l’efficacité énergétique. Les serres modernes s’avèrent tellement efficaces qu’elles pourraient même produire de l’énergie.

En principe, toutes les énergies fossiles peuvent être remplacées par d’autres formes d’énergie. L’énergie nécessaire dans la chaîne alimentaire pour les procédés stationnaires tels que la production d’intrants agricoles (y compris d’azote réactif) et la transformation alimentaire pourrait être fournie par l’énergie solaire ou éolienne.

Toutefois, des sources d’énergies alternatives de traction devraient être difficiles à obtenir. Il existe de réelles limites technologiques au labourage fonctionnant par énergie solaire par exemple. Pour remplacer les 20 litres de diesel nécessaires pour charruer un hectare de terres (200 KWh), un tracteur devrait être équipé de 1 800 kg ( !) de batteries lithium-ion pleinement chargées, utilisant la technologie solaire actuelle. Charger ces batteries en une journée demanderait environ 500 m² de panneaux solaires aux Pays-Bas et environ 250 m² au niveau de l’équateur. 

« La conversion de l’énergie solaire à travers la biologie est assez inefficace. »

Un autre défi technologique consiste à minimiser les pertes de transmission au moment de convertir la puissance de la batterie en une application à basse vitesse et à couple élevé comme le labourage. D’autres solutions énergétiques, telles que la conversion de l’énergie solaire ou éolienne en combustible liquide, riche en énergie tel que l’hydrogène, ou l’utilisation de biogaz et agrocarburants, pourraient s’avérer plus appropriées.

Toutefois, la production de agrocarburants a des effets néfastes sur la biodiversité et les émissions de gaz à effet de serre. Environ 25 % de l’énergie totale contenue dans les graines de colza est nécessaire pour la production des cultures dans des conditions optimales, et environ 10 % du contenu énergétique de biogaz est nécessaire pour la production et la transformation en gaz du maïs et de la betterave à sucre.

L’idée essentielle est que les plantes fixent uniquement 2,5 % de l’énergie solaire qu’elles reçoivent, ce qui rend assez inefficace la conversion de l’énergie solaire à travers la biologie. Les biocarburants monopolisent de façon trop importante les terres productives et les ressources en eau qui finalement feront concurrence à la production alimentaire. Avec l’augmentation de la demande en terres, la perte de biodiversité est inévitable et les émissions de gaz à effet de serre devraient dépasser celles des combustibles fossiles.

Productivité
L’énergie joue un rôle essentiel dans la production alimentaire et ce n’est pas prêt de changer. Depuis un millier d’années, la productivité agricole a augmenté de façon spectaculaire, parallèlement à l’utilisation accrue de l’énergie. Aux Pays-Bas, par exemple, les rendements de blé sont passés de 800 kg par hectare pour l’année 1400, à 1 800 kg en 1900, et à 9 000 kg en 2000, tandis que les besoins inhérents en main d’œuvre ont chuté de 600 heures par hectare pour l’année 1400 à 240 en 1900 et seulement 12 heures en l’an 2000.

« Les structures de pouvoir et autres éléments déterminants seront toujours de mise, qu’importe la source d’énergie nécessaire à l’agriculture. »

En d’autres termes, en remplaçant l’énergie humaine par une énergie dérivée venant d’autres sources, nous avons considérablement augmenté la production alimentaire sur une surface de terre limitée. À des niveaux minimum vitaux aujourd’hui, les machines à petite échelle peuvent accroître l’efficacité du travail manuel et de la traction des animaux environ de 0,5 chevaux par hectare, donnée considérée comme essentielle pour élever les niveaux de rendement des cultures à plus de 2 tonnes par hectare.

Quant à savoir si une utilisation réduite des combustibles fossiles réduirait la pauvreté et les inégalités, cela reste à voir. Les différences en matière de qualité du travail et des revenus peuvent s’avérer plus importantes au sein de systèmes de production où l’on ne laboure pas les terres, que dans d’autres systèmes par exemple. Finalement, les structures de pouvoir, les intérêts personnels, les aspects économiques et autres éléments déterminants seront toujours de mise, qu’importe la source d’énergie nécessaire à l’agriculture.

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Commentaires

Les combustibles fossiles et la reduction de la pauverté

Hier, on a souligné la nécessité de surmonter les problèmes structurels, l’obésité et les conflits de la reforme foncière pour que l’avenir de l’agriculture s’annonce bien. Aujourd’hui le débat continue avec trois essais, chacun au sujet des combustibles fossiles.

L’agriculture moderne est intensive dans l’utilisation de l’énergie, et cette dépendance s’imprègne à chaque étape de la production alimentaire du champ à la fourchette. Lappé et McKibben sont convaincus que l’agriculture pourrait, et doit, consommer moins de combustibles fossiles. Bindraban admet la possibilité mais il les met en garde que la réduction de la consommation des combustibles fossiles n’est pas certaine de réduire la pauvreté et l’inégalité. Qu’est-ce que vous en pensez?

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