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Systèmes hydriques continentaux : des bienfaits et des méfaits de l’azote

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Systèmes hydriques continentaux : des bienfaits et des méfaits de l’azote

Au XXIe siècle, la quantité d’azote réactif introduit par l’homme dans la biosphère a dépassé celui généré par l’ensemble des processus naturels de fixation biologique. Conséquences : des problèmes écologiques et sanitaires importants. Gilles Billen, directeur de recherche au CNRS et membre du laboratoire « Structure et fonctionnement des systèmes hydriques continentaux » (SISYPHE, CNRS/UPMC/EPHE) étudie depuis longtemps ce phénomène en suivant le cheminement des atomes d’azote dans l’environnement.

 

La surabondance de l’azote est un phénomène récent initié au XXe siècle par les progrès de l’industrie chimique (synthèse industrielle des engrais azotés) et par l’augmentation du trafic automobile et de la production thermique d’électricité (émissions d’oxydes d’azote). Les agglomérations urbaines génèrent donc une pollution azotée à la fois par l’agriculture industrielle qui les nourrit et par l’énergie qu’elles consomment. Résultats : des milieux naturels « fertilisés » de façon involontaire, une perte notable de biodiversité, des phénomènes d’eutrophisation dans les milieux aquatiques et une contamination des ressources en eau potable.

 

Le bassin de la Seine concentre sur un même territoire une métropole de plus de 10 millions d’habitants et une zone agricole de grandes cultures. S’il reçoit une quantité d’engrais de synthèse considérable, les exportations commerciales d’azote (principalement céréalières) sont aussi parmi les plus importantes d’Europe. A contrario, la part accordée à l’élevage ne permet pas d’assurer les besoins de la population en protéines animales qui doivent être importées.

 

Même si le caractère diffus des perturbations rend difficile la maîtrise du cycle de l’azote, des solutions à différents niveaux et multi-acteurs existent pour inverser cette tendance :

  • limiter à la source les fuites d’azote engendrées par l’agriculture en agissant sur les pratiques culturales et sur l’organisation de la chaîne agroalimentaire ;
  • améliorer l’épuration tertiaire des eaux résiduaires urbaines ;
  • concevoir des aménagements du paysage permettant d’amplifier le pouvoir d’épuration naturel.

 

Qui fournit l’agglomération parisienne en biens de consommation ?

Les régions allant des côtes du Calvados à la Mer du Nord souffrent d’eutrophisation marine côtière en réponse à la contamination en nitrates des fleuves qui drainent les régions d’agriculture industrielles du grand bassin parisien. La Bretagne n’est pas non plus épargnée.

 

Une approche historique montre que si, jusqu’au milieu du XXe siècle, l’agriculture du bassin parisien a su s’adapter à la demande alimentaire croissante de l’agglomération parisienne, c’est principalement grâce à une étroite complémentarité entre la céréaliculture (légumineuses fourragères) et l’élevage (fumier animal).

 

Cette complémentarité s’est rompue il y a quelques décennies, suite à une spécialisation extrême des territoires, soit vers la céréaliculture (recours aux engrais minéraux de synthèse), soit vers les productions animales (importation d’aliments pour bétail).

 

L’approvisionnement alimentaire de l’agglomération parisienne dépend aujourd’hui pour l’essentiel de deux territoires distincts :

  • La zone centrale du bassin de la Seine fournit l’essentiel des besoins en céréales de Paris ; mais ceux-ci ne représentent qu’une part mineure de la production dont la majorité est exporté sur les marchés distants (essentiellement européens).
  • Le Grand Ouest fournit la plus grande partie des besoins en protéines animales de l’agglomération parisienne, mais la production animale surdimensionnée de ce territoire dépend à son tour de l’importation massive de soja sud-américain.

Malgré un verrouillage évident du système technico-économique dans lequel sont insérés tant les agriculteurs que les consommateurs, les scientifiques testent la cohérence de scénarios extrêmes, fussent-il taxés d’utopiques. Ainsi un scénario en triptyque « local, bio et demitarien » propose :

  • Une relocalisation de l’approvisionnement ce qui implique le retour de l’élevage et la production locale du fourrage nécessaire à son alimentation.
  • Une agriculture économe en intrants industriels. L’agriculture biologique est une alternative tout-à-fait crédible pour restaurer la qualité de la ressource en eau.
  • Une diminution de la proportion de protéines animales dépassant les recommandations de santé publique. Un régime alimentaire à 40 % de protéines animales (régime demitarien), plus proche du régime méditerranéen traditionnel, modifierait radicalement la demande en produits agricoles.

Un tel scénario appliqué au bassin de la Seine pourrait permettre de nourrir localement la population, de produire une eau potable de qualité, tout en permettant encore d’exporter vers des régions moins productives, une quantité de céréales en fait supérieure aux exportations nettes de protéines végétales du système agricole actuel, si l’on tient compte des importations d’aliments pour les animaux, et du taux de conversion des protéines végétales en protéines animales.

 

Pour en savoir plus :

Laboratoire « Structure et fonctionnement des systèmes hydriques continentaux »Nouvelle fenêtre

 

Programme Interdisciplinaire de Recherche sur l'Environnement de la SeineNouvelle fenêtre

 

Le GIP Seine-AvalNouvelle fenêtre

 

FIRENouvelle fenêtre, Fédération Île-de-France de Recherche sur l'Environnement

 

Programme Interdisciplinaire de Recherche Ville et EnvironnementNouvelle fenêtre (PIRVE)

Projet « Empreintes spatiales des Villes sur leur environnement »

Le projet, qui a fédéré des biogéochimistes, des urbanistes, des historiens et des agronomes, visait à revisiter le concept d’empreinte écologique à partir de l’analyse, menée sur un longue période temporelle, des échanges de matières et d’énergie entretenus entre une communauté urbaine et les territoires proches et lointains qui l’approvisionnent et qui, au cours de l’histoire, se sont structurés pour assurer cette fonction.

 

Diverses approches méthodologiques ont été croisées, comme l’établissement de bilans de circulation de matières (matière brutes, eau, aliments, matériaux de construction, azote, métaux…) et le traçage géographique de l’origine des biens consommés et de la destination des biens exportés. Un logiciel, Amstram, a été mis au point pour automatiser l’analyse des données de transport de marchandises entre départements français et pays étrangers (base SiTraM), et en combiner les résultats avec les données de production correspondantes, pour en déduire la répartition des aires d’approvisionnement d’un territoire donné.

 

The European Nitrogen AssessmentNouvelle fenêtre

 

Plaquettes PIREN-SeineNouvelle fenêtre

 

Références

Billen, G. Garnier, J., Silvestre, M., Thieu, V., Barles, S., Chatzimpiros, P. (2012). Localising the nitrogen imprint of Paris food supply: the potential of organic farming and changes in human dietNouvelle fenêtre. Biogeosciences 9, 607–616.



18/03/13