Changement climatique



Produire, transporter et utiliser des engrais minéraux et organiques engendrent directement et indirectement l’émission de gaz à effet de serre. Cela étant, les bonnes pratiques agricoles et une utilisation raisonnée des engrais sont susceptibles de jouer un rôle de premier plan dans la lutte contre le changement climatique.

Parmi les gaz à effet de serre que produit l’agriculture, on retrouve :
  • CH4 produit par les rizières ;
  • méthane (CH4) émis par le bétail ;
  • N2O et CH4 en lien avec le traitement du fumier ;
  • protoxyde d’azote (N2O) produit par les engrais minéraux et organiques ;
  • CO2 et N2O émis par l’industrie des engrais minéraux.

Sur le graphique, on peut observer que la part de la modification de la destination des terres s’élève à 12 %, ce qui braque automatiquement les projecteurs sur les déboisements destinés à changer des territoires en zones agricoles. Par conséquent, intensifier la production sur la superficie agricole actuelle apparaît comme la première des solutions pour augmenter la production alimentaire, de façon à limiter le plus possible ces déboisements. En l’absence de fertilisation azotée, la contribution nette de l’agriculture aux émissions de CO2 serait quatre fois plus importante qu’aujourd’hui, en raison de l’augmentation de la superficie agricole à laquelle il faudrait s’astreindre pour compenser les rendements actuels obtenus grâce à la fertilisation.  
Émissions produites par l’agriculture

 

Plus de 50 % des émissions directes de gaz à effet de serre GES de l'agriculture et de l'élevage sont constituées par le protoxyde d'azote (N2O) perdu au cours de la transformation des composés azotés dans le cycle de l'azote en élevage ou dans les sols agricoles.

Nonobstant la source d’azote dans le sol (engrais organique, fixation d’azote par les légumineuses et engrais azotés), les transformations qu’il subit en raison du traitement des bactéries contenues dans le sol émettent du N2O dans certaines circonstances.

 

Source : Fertilizers Europe

 

Les bactéries dénitrificatrices ne sont actives que lorsque que l'oxygène est en concentration limitée dans le sol. Quand le sol est saturé d'eau, les conditions sont réunies pour une réaction qui produit de l'azote (N2) inoffensif pour l'environnement. Cependant, dans le cas d’une alternance de périodes très humides et plus sèches, les risques liés à l’émission de N2O, nocif, diminuent.

Les pratiques culturales qui minimisent le risque d'émissions au champ de N20 sont celles qui évitent les conditions d'anoxie (excès d'eau temporaire à la surface du sol) après l'apport d'azote quelle que soit sa source organique ou minérale :
  • fractionner la quantité d'azote en plusieurs apports en évitant les apports en conditions de sols très humides ou en période de pluviométrie excédentaire ;
  • ajuster l'apport d'azote en utilisant les formes les plus efficaces d'azote pour limiter la quantité totale à apporter, comme les engrais DAN ;
  • maintenir une structure du sol favorable favorisant l'infiltration rapide de l'eau de pluie pour éviter l'excès d'eau temporaire ;
  • adapter la quantité d’engrais aux besoins de la culture.

Le secteur des engrais minéraux contribue de diverses façons à la réduction des émissions de gaz à effet de serre :
  • TPendant la production : Iinvestissements dans des installations à la pointe de la technologie telles que des catalyseurs qui permettent de réduire sensiblement l’émission de gaz à effet de serre ;
  • Pendant le transport : utilisation de systèmes logistiques efficaces optimisés par la situation des usines de production et recours fréquent au bateau et au train comme moyens de transport. Les produits à haute performance permettent d’alléger le facteur transport (à nutriments équivalents, un camion d’engrais minéraux équivaut à 5 à 10 camions d’engrais organiques) ;
  • Pendant l’application : l’application d’engrais azotés permet de fixer le CO2. Chaque kilo d’engrais minéraux est assorti d’un effet de levier de facteur 5 à 6, puisque les plantes capturent l’énergie solaire plus efficacement pendant la photosynthèse. Et à condition d’être appliqués de manière raisonnée, les engrais minéraux requièrent moins d’énergie pour être répandus.
Fertilizers Europe met l’application « The Cool Farm Tool » à la disposition des agriculteurs. Celle-ci leur permet de mesurer l’empreinte carbone de leurs activités et de déceler des points faibles sur lesquels ils peuvent agir pour réduire encore davantage leurs émissions.



Les gaz à effet de serre produits par les engrais azotés sont émis principalement au cours de deux processus. Il y a d’un côté les émissions de CO2 imputables à l’utilisation d’énergies fossiles (surtout du gaz naturel) comme matières premières et combustibles pour réaliser la synthèse de l’ammoniaque, et de l’autre les émissions de N2O engendrées par la production de nitrate. Grâce aux constantes améliorations en matière d’efficacité énergétique, les usines européennes ont aujourd’hui atteint le plus bas niveau de consommation énergétique permis par les technologies actuelles, sans compter que les installations européennes de synthèse d’ammoniaque figurent parmi les plus efficaces au monde.
   

La consommation énergétique des usines de production d’engrais n’a eu de cesse de baisser et a aujourd’hui atteint le seuil le plus bas permis par les technologies actuelles.
Source : Fertilizers Europe


À l’heure actuelle, presque toutes les installations européennes sont équipées de systèmes catalytiques destinés à dégrader le protoxyde d’azote (N2O) libéré au cours du processus de production d’engrais contenant du nitrate obtenu à partir d’ammoniaque. Le protoxyde d’azote est ainsi transformé en azote gazeux inoffensif (N2) ou en oxygène (O2). Les meilleures technologies sont d’ailleurs en mesure de réduire les émissions de N2O de 70 à 85 %. Force est donc de constater que le secteur des engrais européen a déjà procédé à de gigantesques investissements afin de contribuer à la question climatique et à l’atteinte des objectifs en matière de réduction des émissions de CO2.
 


Les émissions de gaz à effet de serre imputables à la production de nitrate d’ammonium ont considérablement diminué au cours des dix dernières années grâce à l’application de nouvelles technologies.

Les engrais minéraux affichent un bilan énergétique positif

Lorsqu’ils sont utilisés correctement, les engrais azotés exercent un effet très positif sur l’environnement, puisque les plantes capturent plus de CO2. Elles sont alors incitées à se développer plus vigoureusement, ce qui leur permet de fixer plus d’énergie solaire sous la forme de biomasse. Le gain énergétique ainsi accumulé sous forme de biomasse dépasse de cinq à six fois le coût énergétique des engrais minéraux.

Prenons par exemple la production de céréales avec ou sans utilisation d’engrais azotés :
  • L’utilisation de 170 kg d’engrais azoté sur une superficie d’un hectare offre un rendement de 8,2 tonnes de céréales. En l’absence d’engrais, le rendement tombe à 4,7 tonnes
  • Ces 8,2 tonnes de céréales représentent 126 GJ (gigajoules) en énergie solaire fixés dans la biomasse des céréales, alors que 4,7 tonnes correspondent à seulement 71 GJ
  • Les 55 GJ capturés lors de l’utilisation d’engrais azotés dépassent de six fois le coût énergétique (8 GJ) qui a été nécessaire pour la production, le transport et l’application de ces engrais
Le même calcul peut être appliqué aux émissions de CO2. La quantité de CO2 que les plantes capturent par hectare lors de l’utilisation d’engrais minéraux est jusqu’à cinq fois supérieure à la quantité de CO2 émise pour produire ces engrais. Cela dit, cette fixation du CO2 n’est que temporaire, et s’arrête lorsque la plante est consommée. Lorsque les parties non consommables de la plante sont labourées dans le sol, le stockage de CO2 revêt alors un caractère plus permanent, ce qui exerce une influence positive sur la masse organique du sol. Elles peuvent par ailleurs être utilisées comme source d’énergie directe sous la forme de biocarburants. Ces derniers sont « climatiquement neutres », puisque tout le CO2 libéré lors de leur combustion a d’abord été capturé par les plantes pendant la photosynthèse.
  L'utilisation d’engrais minéraux est assortie d’un bilan énergétique net positif. Source : Küster et Lammel, 1999.