Le Bois Raméal Fragmenté (BRF) représente une technique agronomique innovante, développée au Canada dans les années 70, qui s'inspire directement du fonctionnement complexe des sols forestiers. Il s'agit d'un mélange de fragments de rameaux de bois broyés, dont l'utilisation sur les sols agricoles favorise significativement le développement de la faune et de la flore du sol. Cette approche génère de nombreux bénéfices essentiels pour la gestion de l'eau, l'amélioration de la fertilité des sols et l'augmentation de la productivité des cultures. Le BRF est considéré comme un matériau aggradant, dont la vocation première est de restaurer les sols dégradés et d'augmenter les taux de matière organique des sols. Il trouve des applications aussi bien en grandes cultures qu'en maraîchage ou en viticulture.
L'histoire du BRF débute au Québec, où le professeur Lemieux a conceptualisé cette technique suite à une tempête de verglas. Cette catastrophe naturelle avait laissé une quantité énorme de branchages, broyés sur place par la société gérant les lignes électriques. L'idée fut alors de proposer à des fermes d'expérimenter cette matière inattendue. Dans certaines de ces exploitations, disposant de lisier ou de fumier en abondance, les agriculteurs acceptèrent de mélanger le broyat avec leurs effluents et de l'épandre. La "magie" opéra : l'année suivante, une année de sécheresse, les cultures ayant bénéficié de cet apport s'en sortirent le mieux. Cette anecdote illustre les premières observations empiriques des bienfaits du BRF, conduisant à son développement et sa popularisation.
La Composition Idéale du BRF et Son Rôle Écologique
Choix des Essences d'Arbres
Une règle d'or dans l'utilisation du BRF est de privilégier les feuillus et d'éviter les résineux, ou du moins de limiter leur proportion à 20% maximum dans un mélange en climat tempéré et froid. Les essences spontanées telles que les chênes, hêtres, frênes, érables, et cornouillers donnent les meilleurs résultats. Cependant, les arbres et arbustes acclimatés comme les acacias, ailantes, peupliers, et platanes sont également intéressants. Les conifères (pins, épicéas, cyprès, thuyas, genévriers, cades) n'ont pas le même métabolisme et ne conviennent pas, principalement en raison de leurs composés allélopathiques. Dans le cas où des essences déjà testées ne sont pas disponibles, il est crucial de réaliser des expériences de terrain pour évaluer l'incidence des différents BRF. Pratiquement, il est possible de déterminer rapidement les essences les plus propices sur des bases écologiques : on choisira les arbres qui vivent en association avec le plus grand nombre de plantes supérieures, comme les feuillus climaciques, pour obtenir un BRF de qualité optimale.
Les Rameaux : Le Cœur du BRF
Le BRF se compose spécifiquement de rameaux, c'est-à-dire les parties des branches sur lesquelles poussent les feuilles. Ces rameaux sont caractérisés par leur richesse en lignine jeune, peu polymérisée, et en polyphénols essentiels, incluant les célèbres oméga-3. Cette composition diffère significativement des branches plus âgées, dont la lignine est "définitive" et bien plus difficile à dégrader. Les rameaux portent également les feuilles, siège de la photosynthèse et porte d'entrée de l'énergie solaire. On sait que, dans les essences tempérées, les nutriments essentiels aux plantes (N, P, K, Ca, Mg) se retrouvent dans les rameaux à des concentrations inversement proportionnelles au diamètre. Ainsi, les rameaux de faibles diamètres sont les plus fertilisants. La présence éventuelle de rameaux plus grossiers dans un broyat de type résidu d'élagage n'est pas une source d'inquiétude majeure. En revanche, les sciures de scierie, issues du tronc de l'arbre, sont inadaptées pour le BRF. Le tronc est un tissu de soutien essentiellement mort, ne contenant plus les éléments nécessaires à la vie pour s'intégrer et profiter à la biomasse du sol. Mélangées au sol, les sciures peuvent provoquer des mécanismes délétères tels que la faim d'azote et d'autres blocages, bien qu'elles puissent donner de bons résultats si compostées avec des résidus animaux.
Le Rôle Crucial des Champignons Basidiomycètes
Le règne fongique, unique en son genre, partage des caractéristiques des règnes végétal et animal. À l'instar des organismes du monde animal, les champignons exercent une action enzymatique sur la matière, leur permettant de décomposer la molécule de lignine encore peu polymérisée. Ils prolifèrent ainsi sur cette "proie de choix" que constitue le broyat répandu. Ces champignons émettent des éléments biotiques et abiotiques qui se mêlent à l'humus, agissant comme de véritables signaux anti-stress pour les végétaux. Les champignons Basidiomycètes du sol sont les microorganismes qui amorcent la décomposition du bois, en particulier de la lignine. Ces champignons vivent en conditions aérobies (en présence d'air) et ne peuvent survivre en profondeur. Les autres insectes et microorganismes de la pédofaune et de la pédoflore contribuent ensuite à la décomposition du bois par l'action mécanique de leurs mandibules et grâce aux enzymes des organismes lignivores.
Production et Application du BRF
Récolte et Préparation des Rameaux
La coupe des rameaux est recommandée entre septembre et février, période de dormance des arbres et de sève descendante. Idéalement, les rameaux de moins de 2 ans, voire un an, sont privilégiés, avec un diamètre maximal de 7 cm, et de préférence de 4 à 5 cm. C'est en automne, après la chute des feuilles, que les rameaux sont les plus riches en nutriments (minéraux, acides aminés, protéines), car les feuilles restituent la moitié de leurs éléments minéraux aux rameaux avant de tomber.
Le Broyage : Une Étape Clé
Le broyage doit être réalisé au dernier moment, juste avant l'épandage. Il est important de noter qu'un tas de branches broyé réduit son volume d'un facteur 10 à 15, ce qui nécessite d'anticiper les réserves. Le broyage peut être effectué manuellement (sécateur, machette) ou à l'aide d'un broyeur mécanique, électrique ou thermique. Pour le jardin, un broyeur électrique d'une puissance de 2000 W ou un broyeur à moteur essence de 5 CV est recommandé. Des broyeurs (prix entre 7 000 et 15 000 FB) peuvent broyer des branches jusqu'à 2-3 cm de diamètre et produire un mètre cube de broyat par jour. L'achat d'une machine autonome, plus onéreuse, ne se justifie pas toujours, et des solutions comme l'achat en CUMA ou la location peuvent réduire l'investissement. La fragmentation du bois est cruciale pour augmenter la surface d'exposition et faciliter la colonisation par les champignons lignivores. La taille des fragments doit idéalement être comprise entre 5 et 10 cm. Un broyeur à marteaux est souvent préféré à un broyeur à couteaux. La durée du broyage peut varier de 10 minutes à une heure par m³ de bois, en fonction de la capacité du broyeur.
Stockage et Précautions
Si le BRF ne peut être utilisé immédiatement après le broyage, il est recommandé de le stocker à l'abri des intempéries pour une durée maximale de quelques semaines. Les basses températures hivernales limitent la dégradation biologique du bois durant le stockage. Si stocké en tas dans de bonnes conditions, le BRF peut précomposter. Les conditions idéales de compostage incluent des copeaux fins, suffisamment humides (par exemple, du BRF issu de bois jeunes et frais avec leurs feuilles), stockés en andains d'environ 2 mètres de haut sur une longueur quelconque. Toutefois, un stockage prolongé de plusieurs mois peut transformer le BRF en compost de BRF. Bien que ce matériau soit un excellent amendement organique, ses caractéristiques (composition chimique, impact sur la vie du sol, modalités d'application) diffèrent de celles du BRF frais. L'épandage doit se faire dans les 24 à 36 heures maximum après le broyage pour éviter tout phénomène de compostage et de surchauffe. S'il en reste, il faut abaisser le tas à 40 cm de hauteur pour limiter les risques. Il est important d'anticiper les grands froids, car les mycéliums peuvent travailler jusqu'à -7°C.
Quantité et Méthodes d'Application
Pour l'épandage, une couche de 3 à 5 cm est préconisée, soit environ 300 m³ à l'hectare (1 m³ de broyat couvre 30 m²). Appliquer plus de BRF n'est pas plus efficace et représente un travail supplémentaire. En régénération forestière, il n'est pas toujours nécessaire d'incorporer le BRF au sol ; le broyat peut être simplement étalé. En sol agricole, il est d'une importance capitale d'incorporer le BRF. On peut épandre une première quantité de 1,5 à 2 cm sur le sol, ce qui correspond à 150 à 200 m³/ha. Des applications initiales supérieures à 250 m³ peuvent entraîner un mauvais mélange sol/BRF, dommageable pour les cultures la première année.
En maraîchage, l'itinéraire le plus simple est d'appliquer 3 cm de BRF (300 m³/ha) tous les 3 ans. En grandes cultures, un apport plus faible de 40-50 m³/ha est recommandé, avec un renouvellement tous les 6 ans, car le temps de décomposition peut être long.
Le BRF peut être appliqué en mulch, c'est-à-dire en couche plus importante appliquée en surface sans incorporation au sol. Dans ce cas, il agit comme un frein mécanique à la dessiccation, une niche écologique pour les prédateurs de certains parasites, et entrave la germination des adventices. La décomposition du BRF en mulch est plus lente qu'avec incorporation au sol, mais ce mode d'application ne présente pas les problèmes liés au rapport C/N et à la faim d'azote.
L'Incorporation au Sol
Au printemps, lorsque l'activité biologique reprend (bourgeons, oiseaux, etc.), il est temps d'incorporer le BRF dans les 10 premiers centimètres du sol. Il est crucial de noter qu'incorporer n'est pas enfouir. L'ensemble doit être homogène, mais rester aéré et décompacté, afin de créer un milieu favorable aux organismes aérobies. À l'aide d'outils tels qu'un croc, une grelinette ou une griffe, on mélange délicatement 3 cm de broyat avec 6 à 7 cm de terre. Cette incorporation intervient lorsque les champignons ont épuisé leur "réserve" d'azote, qui leur a fourni l'énergie nécessaire à la synthèse des molécules de lignine pendant l'hiver. À ce moment, tous les organismes vivants se réveillent et ont également besoin d'azote. La prédominance des mycéliums peut alors créer une "faim d'azote" temporaire pour les plantes, qui se manifeste par une couleur pâle, verdâtre à jaune, et un affaiblissement apparent. Cette faim d'azote est un signe que la pédogenèse est bien enclenchée et dure en moyenne 6 mois. L'azote immobilisé par les microorganismes est ensuite progressivement libéré dans le sol pour les cultures. Si l'on ajoute de l'azote, le BRF pourra être épandu au début de la saison de culture. Les rendements de la première année seront alors plus ou moins équivalents à une parcelle non traitée. L'application de compost + BRF, par exemple, peut permettre d'obtenir de bons rendements dès la première année. En climat tropical, l'apport d'azote ne semble pas nécessaire, ni lors de la deuxième application de BRF.
Le BRF: Bois Raméal Fragmenté
Les Impacts du BRF sur le Sol et les Cultures
Amélioration de la Structure et de la Fertilité du Sol
L'impact du BRF est profond sur la vie du sol. Il permet une augmentation du taux de matière organique et la création d'humus. La couche humifère peut atteindre une profondeur de 10 cm après 6 mois et jusqu'à 20 à 30 cm après un an. L'application de 100 m³ de BRF/ha peut générer 7,5 tonnes d'humus/ha dans les deux ans suivant l'application, une quantité équivalente à ce que 10 ans d'apport de fumier pourraient produire. Le BRF est un amendement humifère et bio-activateur qui augmente fortement la stabilité structurale du sol par les liens argilo-humiques, la multiplication des hyphes fongiques et la sécrétion d'exo-polymères bactériens (gels sécrétés par certaines bactéries) par une biomasse activée.
Le BRF restaure la "mémoire" du sol, réveille les microorganismes en latence et restructure en profondeur. 60 à 90 jours peuvent suffire à cette transformation. La biomasse, regroupant la quantité d'organismes vivants (faune et flore), incorpore les matières minérales (roche-mère, apports superficiels) et les rend solubles et assimilables par les plantes. Elle stocke également l'eau en grande quantité et à différentes profondeurs du sol, permettant à la plante d'être autonome et de développer son système racinaire pour chercher l'eau nécessaire à sa survie. L'arrosage est ainsi réduit d'au moins de moitié, voire supprimé.
Gestion de l'Azote et "Faim d'Azote"
Le rapport Carbone/Azote (C/N) du BRF diminue avec le diamètre des branches et est compris entre 50 et 250. Un C/N élevé pourrait "immobiliser l'azote du sol". Cependant, en milieu forestier, le rapport lignine/azote devient décisif. Une fois les filières biologiques en place, le C/N du BRF tend vers 10. Concrètement, l'azote total contenu dans le sol peut augmenter jusqu'à +50% suite à un apport de BRF. Les quantités d'azote apportées au sol semblent parfois plus importantes que l'azote présent dans le BRF lui-même. Ce problème peut être contré par un apport de 2 kg d'azote par m³ de BRF. Pour compenser la faim d'azote lorsque le BRF est incorporé, une légumineuse autonome en azote, comme la féverole, peut être semée. Il faut compter environ 1 kg d'azote par m³ de BRF pour estimer la quantité d'azote immobilisée par les microorganismes. Un excès d'azote peut cependant perturber la minéralisation de l'azote et favoriser le développement d'adventices nitrophiles.
Réduction des Maladies et Amélioration des Cultures
Le BRF contribue à la réduction de certaines maladies des cultures, telles que la fusariose. Il améliore également les qualités organoleptiques et la durée de conservation des fruits et légumes. Les légumes récoltés montrent jusqu'à 30% de matière sèche en plus que la moyenne. Par ailleurs, le BRF limite les pollutions de l'eau dues au lessivage de l'azote des fertilisants chimiques. Contrairement à l'azote sous forme de nitrate, l'azote contenu dans l'humus ne peut être lessivé car il est lié à la matière organique (notamment pour la formation de protéines).
Allélopathie et Effets Dépressifs Temporaires
Un effet dépressif sur les cultures peut être observé dans les six premiers mois suivant l'application du BRF. Les polyphénols, dont les tanins, et les terpènes sont des molécules allélochimiques produites par les végétaux qui peuvent inhiber la germination et le développement d'autres végétaux ou microorganismes. Ces molécules sont des antifongiques naturels et sont produites en quantité variable selon les essences d'arbres. Toutes les espèces et variétés végétales n'ont pas la même sensibilité à ces composés. Pour limiter ces effets, il est préférable d'appliquer le BRF en mulch plutôt que de l'incorporer au sol, et d'éviter les essences riches en tanins et terpènes (acacia, chêne, hêtre) pour la production de BRF.
Le BRF et le Travail du Sol
Le BRF et la Remise en Question du Labour
La technique du BRF remet en question de nombreux préceptes du système économique basé sur la consommation, notamment le labour. Labourer un champ traité au BRF est fortement déconseillé. Le labour a pour conséquence d'enfouir profondément ce qui était en surface. À 5 cm de profondeur, les conditions sont aérobies, favorables à la décomposition du BRF. Au-delà, l'oxygénation est plus réduite, et les champignons lignivores ne peuvent survivre. Une mauvaise décomposition du bois et l'accumulation de matière organique en profondeur favoriseraient l'activité bactérienne consommatrice d'oxygène et pourraient entraîner des asphyxies racinaires. Un cultivateur canadien ayant labouré son champ après l'épandage de BRF a constaté une perte totale de récolte la première année, en raison de l'enfouissement du BRF.
Une Alternative Naturelle au Labour
Le labour permet des économies d'eau en brisant la continuité des pores ; or un sol traité au BRF est plus structuré et stocke mieux l'eau. Le labour, en augmentant la rugosité du sol, limite le ruissellement et l'érosion ; le BRF, en tant qu'amendement humifère et bio-activateur, augmente fortement la stabilité structurale par les liens argilo-humiques, la multiplication des hyphes fongiques et la sécrétion d'exo-polymères bactériens. Le labour permet d'aérer le sol ; or la dégradation du BRF génère des molécules qui attirent les vers de terre, toujours très présents dans les sols traités (une forêt d'érables à sucre canadienne contient jusqu'à 2 tonnes de lombrics/ha, soit l'équivalent de deux chevaux labourant en permanence). Ainsi, l'aération et le "labour" sont réalisés naturellement par les organismes du sol. Pendant le processus d'établissement du BRF, il est important de ne pas travailler le sol, mais de simplement contrôler les mauvaises herbes et/ou pailler. Il est également essentiel de laisser les appareils racinaires des plantes cultivées dans le sol (couper plutôt qu'arracher) et de noter que les adventices se stabilisent, montrant moins de stress et une moindre course à la graine.
Cas Spécifiques et Innovations
Régénération Forestière et Sols Dégradés
En régénération forestière, l'incorporation du BRF n'est pas toujours nécessaire. Le broyat pourra éventuellement contenir plus de conifères, mais les essences à broyer et à planter devront être choisies avec discernement. Pour les sols dégradés où l'activité biologique est très réduite, il peut être nécessaire de réintroduire les organismes du sol impliqués dans les chaînes trophiques de décomposition du bois. Réensemencer le sol demande l'adjonction de 10 à 20 grammes par m², soit 100 à 200 kg par hectare de litière forestière. Cette litière, provenant d'une vieille forêt de feuillus climaciques ou d'un écosystème similaire, doit être récoltée dans les 5 premiers centimètres sous les feuilles. Ce terreau noir sera ensuite épandu en même temps que le BRF.
BRF et Cultures Spécifiques
Lors d'expériences sur la culture de la pomme de terre, il a été constaté que les machines de récolte s'encrassent rapidement avec des fragments de BRF. Remuer le sol à ce stade entrave également la digestion ultérieure du BRF, soulignant l'importance de respecter l'intégrité du sol au début du traitement pour le développement des hyphes fongiques. M. Lachance propose d'épandre le BRF (+ lisier) en automne, puis de semer conjointement une céréale et un foin, ou une légumineuse vivace (trèfle blanc ou luzerne) fixatrice d'azote. Les deux années suivantes seront consacrées à la fauche du foin, après quoi des pommes de terre pourront être récoltées pendant plusieurs années sans problème, tandis que le BRF continuera d'opérer ses bienfaits. Une technique de jachère au BRF propose d'appliquer le BRF en automne sur un sol non travaillé, éventuellement semé d'un engrais vert, et de le laisser ainsi pendant 2 à 3 ans.
BRF et Élevage
Pour une étable de 100 m², le volume de BRF recommandé est de 1,5 m³ par jour. Un mètre cube de BRF équivaut à 40 kg de paille. Le fumier de BRF pourra être composté en bordure de champs avant épandage.
Considérations Économiques et Pratiques
Le coût estimé de production du BRF est de 18 €/m³, incluant la taille, la mise en tas, le broyage, le transport et/ou le stockage. Ce coût reste quasiment le même, que le broyage soit effectué par un prestataire extérieur ou par soi-même avec un broyeur loué. Bien que le BRF soit un outil efficace pour enrichir les sols en matière organique, son utilisation en grandes cultures peut présenter des difficultés pour l'exportation et la transformation industrielle, car les fragments de BRF non décomposés peuvent être incorporés à la récolte et se retrouver dans les équipements de transformation.