L'agriculture moderne est confrontée à un paradoxe croissant : pour répondre aux besoins alimentaires d'une population mondiale en augmentation exponentielle, la production agricole s'est massivement appuyée sur les engrais azotés de synthèse, dont la consommation a été multipliée par neuf dans le monde depuis 1960. Cette dépendance, héritée de la Révolution Verte des années 1960, a certes dopé les rendements, mais elle a aussi engendré une multitude de problèmes écologiques, sanitaires et même géopolitiques.
Les lobbies de l’agroalimentaire et les multinationales des engrais chimiques, telles que Yara ou Roullier, dépensent des millions pour minimiser ces impacts, tentant d’influencer les politiques publiques pour continuer à vendre massivement leurs produits. Ils laissent miroiter les bienfaits des engrais de synthèse en occultant la réalité des impacts écologiques et climatiques. Pourtant, les défis sont pressants, nécessitant une réévaluation profonde des pratiques agricoles actuelles et l'exploration d'alternatives concrètes pour un avenir plus durable.
Un Danger pour le Climat et les Écosystèmes
Le recours massif aux engrais de synthèse est inacceptable face à l'urgence climatique. Une partie des engrais azotés épandue sur les sols s’échappe sous forme de protoxyde d’azote, un gaz à effet de serre au pouvoir réchauffant 265 fois supérieur au dioxyde de carbone. En France, 43 % des émissions de gaz à effet de serre de l’agriculture sont des émissions de protoxyde d’azote. Cette contribution significative aux émissions globales de gaz à effet de serre entrave les efforts visant à ne pas dépasser +2°C de réchauffement climatique et à maintenir des conditions de vie possibles sur Terre.
Un autre problème se pose : du gaz fossile est nécessaire à la production des engrais de synthèse. L’agrobusiness des engrais investit massivement l’exploitation des énergies fossiles, soulignant un conflit entre nos vies et leur profit. Mais ce n’est pas tout. Si une partie des engrais chimiques s’évapore, une autre s’infiltre quant à elle dans les sols, entraînant une dégradation et une pollution des eaux douces. Les nitrates, très solubles dans l'eau, sont à l'origine d'une pollution des eaux, dont les coûts de traitement pour les rendre potables sont très élevés pour les producteurs et les consommateurs. Les marées d’algues vertes, causées par le ruissellement des nitrates agricoles, sont elles aussi coûteuses, nuisant au tourisme et aux activités de pêche et d’aquaculture. L'utilisation excessive d'engrais azotés, où seule la moitié sert véritablement aux plantes, tandis que l’autre moitié se perd dans l’environnement, a montré ses impacts négatifs sur le sol, l'air et les écosystèmes aquatiques.
Impact sur la Santé Humaine et les Agriculteurs
Outre leur toxicité environnementale et sanitaire, l'utilisation massive d'engrais présente des risques pour la santé des agriculteurs exposés, ainsi que pour la santé publique. Les engrais sont manipulés de façon fréquente, intensive et prolongée, ce qui expose les travailleurs à des dangers chimiques et/ou biologiques.
Les principaux dangers des engrais minéraux chimiques inorganiques proviennent des composantes azotées, présentes dans la plupart d'entre eux. Les nitrates ingérés par déglutition de particules se transforment en nitrites (NO2) dans l'organisme. L'ingestion accidentelle de faibles quantités de nitrate d'ammonium peut entraîner des nausées, vomissements, diarrhées, hypertension ou hypotension et, parfois, tachycardie. En dose massive, ces nitrites peuvent empoisonner le sang en oxydant l'hémoglobine, ce qui engendre des troubles respiratoires (méthémoglobinémie). Les particules très fines de nitrate d'ammonium pénètrent dans les poumons, causant des irritations oculaires, rhino-pharyngées et trachéales, des irritations des muqueuses et des voies respiratoires, et une toux accompagnée de difficultés respiratoires.
L'ammoniac (NH3), produit par les engrais azotés qui s'exhalent ou s'hydrolysent dans le sol, est toxique pour ceux qui épandent l'engrais, notamment par temps chaud, sec et sans vent. Son inhalation provoque l'irritation du nez, de la gorge et des poumons. L'inhalation des gaz libérés par la décomposition thermique du nitrate d'ammonium (oxydes d'azote très toxiques) en milieu confiné provoque une irritation aiguë des voies respiratoires.
Par ailleurs, la pollution de l’air, engendrée par l'ammoniac et les oxydes d'azote combinés aux autres polluants atmosphériques, est responsable de la formation de particules fines très dangereuses pour la santé. Elle affecte le fonctionnement de nos poumons, aggrave certains symptômes chez les personnes asthmatiques et augmente le risque de maladies comme la bronchite ou même le cancer. Selon l'OMS, 5 millions de personnes sont décédées en 2017 suite à des maladies liées à la pollution atmosphérique. En France, la pollution de l’air (toute pollution confondue) est responsable d’environ 48 000 décès prématurés par an. En 2021, des chercheurs américains ont déterminé que la pollution de l’air directement liée aux émissions d’ammoniac agricole était responsable de 12 400 décès par an.
L'eau ou les aliments que nous ingérons présentent également un risque. L'épandage excessif d'engrais azotés accentue la concentration de nitrates dans les aliments, en particulier les légumes feuilles, et dans l'eau de boisson. Dans l'organisme, les nitrates peuvent se transformer en nitrites puis en nitrosamines, des molécules cancérigènes. L'augmentation de l'apport alimentaire en nitrates a été associée à l'hypothyroïdie et au cancer de la thyroïde. Une étude a montré que le risque de cancer de la thyroïde était multiplié par 2,6 pour les personnes qui consomment une eau trop concentrée en nitrates. Les taux importants de nitrates ingérés pendant la grossesse peuvent affecter le développement des enfants, le nourrisson étant plus exposé au risque de formation de nitrites en raison de l’immaturité de son système digestif. Cela peut augmenter la probabilité de retard de croissance pour les enfants de moins de 5 ans. Enfin, la présence de nitrites dans le sang peut provoquer la formation de "méthémoglobine", une forme d'hémoglobine incapable de transporter l'oxygène.
Risques d'Accidents et de Sécurité
Les risques d'accidents majeurs associés aux engrais sont liés à l'explosion d'engrais à forte teneur en nitrate d'ammonium. Certains engrais sont explosifs dans des conditions particulières. En cas d'incendie, les engrais azotés sont susceptibles de se décomposer et de libérer des gaz toxiques, qui peuvent être de l'ammoniac, des oxydes d'azote, du monoxyde et du dioxyde de carbone.
Les travaux agricoles de fertilisation comportent une combinaison de risques naturels et de risques liés à l'emploi de machines d'épandage. Les risques naturels sont liés au caractère accidenté des terrains et à leur déclivité éventuelle, aux difficultés d'accès, à la visibilité réduite et à la difficulté des conditions climatiques. La durée d'exposition à la condition dangereuse influence considérablement l'incidence des facteurs de risque. Des risques physiques, tels que les vibrations produites par les engins dans le poste de conduite, un niveau sonore trop élevé, ou des dangers électriques, sont également présents.
Les interventions en cas de bourrage, les opérations d'attelage et de dételage, le décrochage de l'épandeur d'engrais, ainsi que les travaux concernant les liaisons tracteurs-outils autour de l'arbre de transmission à cardans, figurent parmi les situations les plus dangereuses. Le taux d'accidents mortels causés par l'éjection du conducteur de son siège ou consécutif au retournement du tracteur et à l'écrasement ou coincement du conducteur, est important dans le secteur agricole. Les chutes à la descente de la cabine du tracteur sont fréquentes. De plus, le retard dans l'alerte et l'éloignement des centres de secours, du fait du caractère isolé des travaux agricoles, est un facteur majorant de gravité. Enfin, la faible vitesse relative des engins agricoles par rapport aux autres véhicules sur la route, et leur gabarit important, sont sources de risques d'accident routier.
Alternatives Concrètes aux Engrais Chimiques
Face à ces problèmes, des alternatives concrètes aux engrais chimiques existent et sont de plus en plus étudiées et mises en œuvre. L'addiction aux engrais de synthèse dans le monde agricole en France est devenue une réalité depuis les années 1960, mais les solutions sont là.
Vers une agriculture sans pesticides | ARTE Regards
Les Légumineuses : Des Alliées Naturelles
Les légumineuses (pois chiches, lentilles, soja, etc.) constituent une alternative aux engrais de synthèse. Pour qu’une plante pousse rapidement, il lui faut beaucoup d’azote présent dans l’air, qu’elle a souvent du mal à assimiler seule. Les engrais chimiques facilitent ce processus. Cependant, les légumineuses sont capables de fixer l'azote atmosphérique grâce à une symbiose avec des bactéries présentes dans leurs racines, rendant cet azote disponible pour elles-mêmes et pour les cultures environnantes. Elles sont également indispensables pour la biodiversité. Attention cependant : il ne faut pas que la réintroduction de légumineuses en France se fasse sous forme de monocultures de soja dépendantes en intrants chimiques (engrais, pesticides) pour l’alimentation animale, car cela ne résoudrait aucun problème. L'agriculture biologique est la seule qui exclut totalement les engrais azotés de synthèse, et elle dispose d’autres sources d’azote, dont celui fixé par les légumineuses.
Repenser l'Élevage pour la Fertilité des Sols
À moins d'être un·e expert·e en agriculture, il est difficile au premier abord de faire le lien entre l’élevage et les engrais de synthèse. Pourtant, les déjections animales sous forme de fumier (ou lisier, etc.) sont indispensables pour fertiliser les sols et optimiser la production agricole, en complétant l’azote nécessaire à la croissance des plantes. De ce fait, associer dans une même région l’élevage et des cultures est essentiel. Il faut donc aujourd’hui repenser des élevages au plus proche des cultures agricoles. Historiquement, le monde paysan a toujours fait le lien entre l’apport de déjections animales et l’amélioration des récoltes. Le fumier, le lisier ou le guano, tous ces fertilisants traditionnellement utilisés sont constitués de matière organique transformée ou digérée par des animaux. C'est la minéralisation des déjections animales et des résidus végétaux qui fournit l’azote nécessaire à la croissance des plantes.
L'Urine Humaine : Une Ressource Inexploitée
L’urine humaine va-t-elle bientôt remplacer les engrais chimiques ? Plusieurs chercheurs et ONG se posent sérieusement la question. Selon eux, elle permettrait de réduire la pollution de l’environnement et de nourrir une population croissante. Pour pousser, les plantes ont besoin de nutriments comme l’azote, le phosphore et le potassium. Lorsque nous mangeons, nous ingérons ces nutriments avant de les excréter, en majorité via l’urine. Pendant longtemps, les excréments des villes ont servi dans les champs agricoles, avant d’être supplantés par les engrais chimiques. Cependant, quand ces nutriments sont rejetés en trop grande quantité dans les rivières, ils favorisent l’explosion d’algues vertes et représentent une des principales sources de pollution par des substances nutritives.
Séparer et récolter l’urine à la source nécessite de repenser les toilettes, le réseau de collecte et de dépasser certains a priori. La séparation de l’urine dès les toilettes a été testée dans des éco-villages suédois au début des années 1990, puis en Suisse ou en Allemagne. Des expériences sont menées aux États-Unis, en Afrique du Sud, en Éthiopie, en Inde, au Mexique. En France, des projets émergent, comme l'équipement de toilettes sèches dans le restaurant 211 à Paris où l’urine est récupérée. On commence à comprendre à quel point l’eau est précieuse et il devient inadmissible de faire ses besoins dedans.
L’acceptation des aliments fertilisés à l’urine varie selon les pays, avec un taux très fort en Chine, en France ou en Ouganda, mais faible au Portugal ou en Jordanie. Ce sujet touche à l’intime, mais des projets comme celui de l'éco-quartier à Paris avec 600 logements où l’urine sera récoltée et fertilisera les espaces verts parisiens montrent un potentiel important. Les bureaux, les maisons non reliées au tout-à-l’égout, ou les bidonvilles sans sanitaires pourraient également bénéficier de cette approche.
Une fois récoltée, l’urine doit être transportée jusqu’aux champs, ce qui peut être coûteux. Différentes techniques permettent de réduire son volume et de concentrer, voire de déshydrater, l’urée. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande de laisser l'urine reposer au moins un mois, précisant que les risques sanitaires liés à son utilisation agricole sont faibles. Si l’urine est épandue avant le semis ou enfouie entre les rangs pendant la culture, cette précaution n’est pas nécessaire. De même, il est possible de la pasteuriser.
Cependant, la loi entrée en vigueur le 1ᵉʳ janvier 2024 (art. L541-21-1 du Code de l’environnement) exclut les déjections humaines des biodéchets, les considérant comme des déchets « dangereux », et l’usage de nos pipis et cacas comme engrais en agriculture biologique est strictement interdit, bien qu'il soit autorisé en agriculture conventionnelle avec une procédure administrative contraignante.
Les Biosolides : Une Solution Controversée
L'utilisation des boues d’épuration comme engrais, désignées sous le nom de biosolides par l’Agence de protection de l’environnement américaine (EPA), est encouragée comme un moyen facile et peu coûteux de fertiliser les cultures et de recycler les déchets humains. Cependant, de nouvelles études suggèrent que l’absence de régulation pourrait être un problème, car des polluants sont détectés dans les boues d’épuration et, en quantité moindre, chez les animaux nourris avec les plantes fertilisées par le caca humain.
Les règles de l’EPA sont jugées dépassées, ne contrôlant que neuf métaux dont les risques sur la santé sont connus, alors qu'il existe bien plus de métaux toxiques. La présence de médicaments et autres résidus organiques trouvés dans les biosolides est encore plus préoccupante, l'EPA ne régulant qu’une portion ridicule des produits chimiques qui pourraient affecter notre santé. Une enquête de l’EPA a évalué qu’elles contiendraient plus de « 92 produits pharmaceutiques, des stéroïdes et des hormones ».
Malgré ces préoccupations, les biosolides sont souvent moins chers que les engrais synthétiques, et les municipalités y sont favorables car elles peuvent réduire la quantité de déchets envoyés en décharge. La demande augmente régulièrement, la production de biosolides ayant atteint 7,2 millions de tonnes aux États-Unis en 2004.
Les promoteurs des biosolides affirment que s’il y avait un impact négatif, il serait moindre face aux bénéfices. L’EPA exigeait déjà la mise en place de deux opérations successives afin de détruire les pathogènes avant l'utilisation des boues d’épuration dans les cultures : la digestion anaérobie et la stérilisation à haute température. Cependant, il est possible que des bactéries survivent et contribuent à propager des souches bactériennes résistantes aux antibiotiques. Des recherches ont montré que les vers de terre présents dans les sols arrosés de biosolides contenaient un grand nombre de substances synthétiques, dont des médicaments et des produits d’hygiène. Bien que les concentrations soient faibles, cela montre que les polluants issus des activités humaines migrent des biosolides aux organismes animaux.
Les risques liés aux biosolides sont encore très théoriques et difficiles à mesurer, tandis que leurs bénéfices sont évidents : ils permettent de désencombrer les décharges et de ramener les nutriments dans les sols. Le problème est que la plupart des études actuelles se concentrent sur les risques à court terme et la mortalité, et non sur les interactions de différents composés chimiques à long terme.
La Réglementation et les Défis de l'Agriculture Biologique
L'agriculture biologique est la seule qui exclut totalement les engrais azotés de synthèse. Le ministère de l’Agriculture dénombre 60 000 fermes engagées en bio en France en 2022, soit 14,2 % des fermes françaises, représentant une surface totale de 2,88 millions d'hectares. Cette dynamique est observée dans toute l’Europe et suit l’intérêt croissant des consommateurs pour les produits biologiques et le respect de l'environnement. La Commission européenne a mis en place la stratégie "De la ferme à la fourchette", visant à atteindre 1/4 des terres agricoles cultivées en agriculture biologique pour 2030.
Cependant, il existe un paradoxe en ce qui concerne la gestion des nutriments en agriculture biologique : en Europe, il n’est légalement pas possible d’utiliser des fertilisants à base d’excrétats humains en agriculture biologique, alors que ceux-ci contiennent presque tout l’azote, le phosphore et le potassium que nous ingérons. Il est donc impossible de fermer les cycles de nutriments.
D'un point de vue réglementaire, deux conditions cumulatives doivent être remplies par un fertilisant pour être autorisé en bio : il doit être légalement mis sur le marché ou faire l’objet d’une dispense et être inscrit à l’annexe II du règlement 2018/848. Le premier frein majeur identifié résulte de la présence de micropolluants, notamment de résidus médicamenteux dans les excrétats. L’ensemble des enquêtés ont préconisé d’abattre ces polluants, qui pourraient présenter des risques pour la santé humaine, pour l’environnement, et contreviennent au principe biologique de ne pas introduire de produits chimiques sur les cultures.
Cependant, un produit comme l’Aurin, à base d’urine humaine où les résidus médicamenteux sont traités et qui a été approuvé sans restriction par l’office fédéral agricole suisse, ne pourrait pas être autorisé en agriculture bio (européenne et suisse) en raison de son caractère fortement minéral. Ce problème de forte minéralité constitue le deuxième frein identifié, spécifique aux urinofertilisants. Les acteurs interrogés étaient plus partagés sur cette question : même si la matière organique est préférable pour fertiliser les sols, et que des fertilisants minéraux peuvent être nocifs pour les organismes du sol, certains ont souligné que les nutriments sous forme minérale sont nécessaires au début du printemps sur les grandes cultures, ou peuvent être ajoutés à des amendements organiques pour les enrichir. Par ailleurs, d’autres fertilisants dont la part en azote minéral est significative, comme le lisier de porc ou les digestats de méthaniseur, sont autorisés en bio, ce qui semble contradictoire.
Cette analyse soulève des questions de nature plus conceptuelles sur la réglementation biologique : les effluents d’élevage non industriels non bio sont autorisés, même si ces élevages ont des traitements médicamenteux ; la notion de solubilité n’est pas définie, malgré le principe de non-solubilité des fertilisants et l’autorisation de certains fertilisants à forte teneur minérale ; l’écologie et la sauvegarde de l’environnement sont défendues, mais la répartition spatiale des élevages par rapport aux cultures biologiques induit des transports de fertilisants sur de longues distances. Il semble plausible que des fertilisants à base d’excrétats humains puissent être autorisés en agriculture biologique, y compris des urinofertilisants à dominante minérale, sous réserve d’un abattement des résidus pharmaceutiques et de procédures de contrôle. Le délai avant cette ouverture pourrait potentiellement aller jusqu’à une décennie.
Les Politiques Publiques et la Transition Agroécologique
Les agriculteurs et agronomes exigent des mesures publiques structurantes afin de soutenir la mise en place des alternatives aux engrais de synthèse. Chaque année, 9 milliards d’euros sont injectés dans le secteur agricole français via la Politique Agricole Commune européenne. Cependant, ces subventions publiques viennent alimenter un système productiviste à bout de souffle, en soutenant massivement l’industrialisation de l’agriculture et de l’alimentation depuis plus de 10 ans.
Pourtant, il existe une opportunité de prendre un virage agroécologique. Le Plan Stratégique National, en cours d'élaboration dans les coulisses du Ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation, doit permettre de décliner la politique agricole commune en France. Cet outil est stratégique pour donner aux agriculteurs une orientation claire pour déployer une transition agroécologique d’ici à 2027.
L’année dernière, 150 citoyen·nes ont proposé des mesures visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40 % en France d’ici à 2040. Ils ont ainsi proposé de mettre en place une redevance sur les engrais chimiques, dont les bénéfices (plus de 600 millions d’euros) seraient reversés aux agriculteurs pour les accompagner dans des changements de pratiques. Cependant, alors que le président Emmanuel Macron s’était engagé à reprendre sans filtre leurs propositions, il rejette aujourd’hui cette redevance, sans proposer de mesures fortes à la place.
L'amélioration de l'assimilation de l'azote par les cultures est également une solution potentielle pour réduire l'utilisation excessive d'engrais chimiques. Réduire la consommation excessive d'azote par l'agriculture permettrait de réduire les coûts pour les agriculteurs, mais aussi pour la collectivité.
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