L'agriculture moderne repose sur diverses techniques visant à optimiser les rendements et à améliorer la qualité des cultures. Parmi celles-ci, le paillage plastique, ou "mulching", joue un rôle significatif. Initialement dominé par les films en polyéthylène (PE), ce domaine connaît une évolution notable avec l'émergence et la normalisation des films biodégradables. Cette transition répond à une préoccupation croissante concernant l'impact environnemental des plastiques conventionnels et la recherche de solutions plus durables.
Les Limites des Paillis Plastiques Traditionnels
Les films de paillage en polyéthylène (PE) ont longtemps été privilégiés en maraîchage pour leurs avantages indéniables. Ils permettent de contrôler efficacement les mauvaises herbes, de limiter l'évaporation de l'eau du sol et, dans de nombreux cas, d'augmenter la précocité et le rendement des cultures, particulièrement pour les solanacées et les cucurbitacées qui requièrent de la chaleur. L'utilisation d'un système d'irrigation goutte à goutte sous ces paillis est souvent nécessaire pour garantir une humidité uniforme, aidant ainsi à résoudre des problèmes occasionnels de carence en calcium. Certains producteurs utilisent le même paillis en polyéthylène pendant deux années consécutives, le perforant à nouveau pour le semis de cultures primeurs, permettant ainsi de travailler les sols plus tôt que la période de travail mécanique habituelle.
Cependant, ces avantages sont contrebalancés par des inconvénients majeurs. La principale difficulté réside dans leur recyclage. Les films de paillage en polyéthylène sont difficilement recyclables, principalement en raison de leur taux de souillure élevé, qui peut atteindre jusqu'à trois à cinq fois le poids initial du film en résidus végétaux et terre. Cette contamination rend les processus de recyclage complexes et coûteux. De plus, leur production nécessite une dépense d'énergie importante, et leur retrait du sol en fin de culture représente un travail laborieux et coûteux en temps et en main-d'œuvre.
L'Émergence des Films Biodégradables : Une Alternative Prometteuse
Face aux limites des paillis plastiques conventionnels, les films biodégradables ont été développés dès les années 90 comme une alternative plus respectueuse de l'environnement. Ces films sont conçus pour se dégrader entièrement dans le sol, leurs composants organiques étant assimilés par les microorganismes du sol, qui les utilisent comme source d'énergie, produisant biomasse, eau et dioxyde de carbone. Cette biodégradation complète élimine la nécessité de les retirer du sol en fin de culture, offrant ainsi une économie de temps considérable et réduisant les coûts liés à leur élimination.
Le développement de ces films a conduit à l'établissement de normes spécifiques pour garantir leur performance et leur innocuité environnementale. La norme européenne EN 17033, diffusée en janvier 2018, spécifie les exigences auxquelles doivent se conformer les films de paillage biodégradables destinés à une utilisation en agriculture et en horticulture. Cette norme s'applique uniquement aux films conformes aux critères de biodégradabilité dans le sol à température ambiante, exigeant qu'au moins 90 % du matériau soit biodégradé en 24 mois sans nuire à la vie du sol. Elle définit également les méthodes d'essai pour évaluer la biodégradabilité et l'écotoxicité des films, ainsi que leurs propriétés mécaniques et optiques pour garantir de bonnes performances sur le terrain. Des indications sont également fournies pour l'identification et le marquage des films. L'introduction de cette norme représente une avancée significative vers la clarification des critères de biodégradabilité dans le sol et la promotion d'une économie circulaire.
Caractéristiques et Performance des Films Biodégradables
Les films de paillage biodégradables, souvent fabriqués à partir de matières renouvelables d'origine végétale, comme l'amidon de maïs (environ 90 %), offrent des propriétés techniques comparables à celles des paillis classiques. Ils sont disponibles dans différentes largeurs, par exemple 1,00 m ou 1,40 m en stock, et peuvent être macro-perforés avec une micro-perforation totale ou partielle selon les besoins.
La biodégradabilité de ces films est un processus complexe influencé par de nombreux facteurs tels que le climat, la préparation du sol, l'humidité, la température et l'activité microbienne. La vitesse de décomposition dépend également de l'épaisseur du film, qui varie généralement de 12 µm (0,5 mil) à 20 µm (0,8 mil). Une épaisseur de 12 µm est recommandée pour les cultures à cycle court (comme la laitue) ou celles qui recouvrent bien le paillis (courgettes, concombres), tandis qu'une épaisseur de 20 µm est préférable pour les cultures qui ne le recouvrent que partiellement (tomates, piments).
Des études ont démontré la rapidité de dégradation de certains films biodégradables. Par exemple, dans des essais à court terme sur 24 mois, avec un seul apport sur une parcelle vierge de paillage, la masse de particules a été divisée par 21 pour le film Bionov® et par 6 pour le film Eurobio® en six mois d'enfouissement. La réduction en nombre et en taille des particules a été observée sur les deux années de suivi.
Cependant, la fragilité de ces films à la pose est une préoccupation. Il est conseillé de les manipuler avec délicatesse pour éviter les déchirures, et une pose manuelle peut être ardue, rendant l'utilisation d'une dérouleuse recommandée, même pour de petites surfaces. Le sol doit être bien préparé, meuble, et le paillis bien tendu et enterré sur les bords pour éviter qu'il ne soit arraché par le vent.
Impacts sur la Vie du Sol et les Cultures
Les recherches menées, notamment dans le cadre du projet BIOMALEG, visent à évaluer les impacts potentiels des films de paillage biodégradables sur la vie du sol et les cultures. Les observations préliminaires sur des essais à court terme n'ont montré aucune modification significative sur les populations de vers de terre, de nématodes, ni sur la germination de plantes comme les radis et l'orge. Des communautés microbiennes spécifiques, responsables de la biodégradation, ont été identifiées dans le sol directement adjacent aux paillages biodégradables.
Néanmoins, la question de l'accumulation potentielle de particules de paillage dans le sol subsiste, surtout si des films biodégradables sont utilisés sur la même parcelle plusieurs années de suite. Le projet BIOMALEG inclut un dispositif à long terme, avec 4 à 11 poses de paillages biodégradables sur une vingtaine d'années, pour étudier cette accumulation.
Une préoccupation spécifique concerne la possible migration de particules plastiques dans l'alimentation humaine. Dans le cadre du projet BIOMALEG, des particules de plastique biodégradable ont été retrouvées incrustées dans la peau de potimarrons dans les modalités paillées, avec une quantité allant de 1,7 à 2,8 mg/kg. Cette étude sera poursuivie dans le cadre du projet PLASTIMPACT (2025-2027), qui se concentrera sur la dégradation finale des 4 à 9 % restants des paillages après 24 mois.
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Les Films Oxodégradables : Une Voie à Éviter
Par le passé, un autre type de paillage, les films oxodégradables, a été utilisé. Ces films se fragmentent en microparticules sous l'effet des UV, rendant la pollution moins visible. Cependant, la dégradation complète de ce matériau n'a jamais été démontrée. Les études menées dans le cadre du dispositif à long terme du projet BIOMALEG ont démontré que les paillages oxodégradables, désormais interdits, ont contaminé durablement les sols. Cette expérience souligne l'importance de choisir des matériaux réellement biodégradables et conformes aux normes en vigueur.
Paillage Biodégradable et Agriculture Biologique
Les films de paillage biodégradables, notamment ceux fabriqués à partir d'amidon de maïs, sont autorisés en production biologique, à condition qu'ils ne soient pas issus de maïs OGM. Ils sont souvent labellisés "OK Compost", certifiant leur conformité aux normes EN 13432 et NFU 52001. L'un des films biodégradables noirs en PLA (acide polylactique) est présenté comme offrant tous les avantages d'un paillage traditionnel sans laisser de trace sur l'environnement. Il est idéal pour les cultures maraîchères saisonnières et, étant non perforé, il est inutile de le retirer à la fin des cultures ; il suffit de l'enfouir dans le sol pour l'enrichir.
Considérations sur le Choix et l'Utilisation
Le choix d'un film de paillage biodégradable doit tenir compte de plusieurs facteurs, notamment le type de culture, la durée du cycle cultural, les conditions climatiques et le type de sol. La résistance au déchirement et la vitesse de décomposition sont des paramètres cruciaux. Par exemple, certains producteurs ont constaté que les paillis biodégradables se dégradent trop rapidement pour les cultures qui restent longtemps au champ, comme les solanacées, ou que leur vitesse de décomposition pose problème pour les melons qui entrent en contact avec le sol avant la récolte, favorisant l'attaque par des ravageurs du sol.
Il est également important de noter que la biodégradabilité peut varier. Bien que les films soient certifiés 100 % biodégradables, la composition exacte des 10 % restants peut ne pas être communiquée par tous les fabricants.
L'utilisation de paillis biodégradables peut également soulever des questions logistiques, notamment concernant l'estimation des frais de port et le choix du transporteur, qui se font lors du processus de commande.
L'Avenir du Paillage Biodégradable
L'évolution des normes et des technologies ouvre la voie à des solutions de paillage toujours plus performantes et respectueuses de l'environnement. Le projet PLASTIMPACT, qui fait suite aux recherches menées dans le cadre de BIOMALEG, témoigne de cet engagement continu à comprendre et à optimiser la dégradation finale des matériaux biodégradables. L'objectif est de garantir une transition complète vers des pratiques agricoles durables, minimisant l'impact sur les sols et les écosystèmes.
L'innovation dans le domaine des paillis biodégradables, qu'ils soient à base d'amidon de maïs, de PLA ou d'autres polymères biodégradables, est essentielle pour répondre aux défis environnementaux actuels. La recherche de matériaux aux propriétés mécaniques améliorées, à la dégradation contrôlée et à l'impact écologique nul reste un objectif prioritaire pour les agriculteurs et les chercheurs.
En conclusion, les paillis plastiques biodégradables, encadrés par des normes rigoureuses comme l'EN 17033, représentent une alternative de plus en plus viable aux films conventionnels. Leur adoption progressive témoigne d'une prise de conscience collective de l'importance de réduire l'empreinte écologique de l'agriculture, tout en maintenant, voire en améliorant, la productivité des cultures. La vigilance quant à leur comportement à long terme dans le sol et leur impact potentiel sur la chaîne alimentaire reste cependant de mise, justifiant la poursuite des recherches et des évaluations.