L'agriculture, interface vitale entre de nombreux écosystèmes continentaux, porte une responsabilité essentielle dans la gestion durable de leurs ressources. Elle doit simultanément répondre à des enjeux sociétaux majeurs, tels que la sécurité alimentaire, l'entretien des ressources comme la fertilité des sols, et la limitation des impacts environnementaux, notamment les émissions de gaz à effet de serre (GES), la volatilisation d'ammoniac et la lixiviation de nitrate. Dans ce contexte, l'utilisation rationnelle et durable des matières fertilisantes est cruciale. Ces produits, qu'ils soient d'origine animale (fumiers, lisiers), issus de procédés de traitement des eaux résiduaires, de compostage ou de digestion, sont une source de nutriments essentiels pour l'agriculture, contribuant à stocker du carbone et à enrichir la qualité des sols.
La Wallonie, par exemple, s'engage pour une gestion durable et circulaire de ses ressources. L'administration wallonne promeut une approche intégrée qui considère les matières fertilisantes comme des ressources à valoriser de manière responsable. En établissant un lien fort entre l'apport de ces matières et les pratiques de gestion des sols, la Wallonie œuvre pour un modèle agricole plus respectueux de l'environnement, conciliant performance économique et préservation de son patrimoine naturel. Cette démarche s'inscrit dans une logique de souveraineté et de résilience économique, visant à réduire la dépendance aux intrants importés, comme les engrais chimiques, majoritairement non produits localement.
Comprendre les Matières Fertilisantes : Définitions et Diversité
Les « matières fertilisantes » sont des produits destinés à assurer ou à améliorer la nutrition des végétaux ou les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols. Elles peuvent être de nature organique, minérale ou mixte, selon leur composition, et englobent une grande diversité de produits d’origines différentes, qu'il s'agisse de matières naturelles d’origine végétale, animale (dont les effluents d’élevage) ou minérale, ou encore de matières issues de synthèse chimique ou du traitement de produits résiduaires.
Les Engrais : Des Apports Essentiels
Les engrais sont spécifiquement destinés à apporter aux plantes des éléments directement utiles à leur nutrition. Ils fournissent des nutriments essentiels pour combler les besoins des cultures, tels que l’azote et le phosphore.
Engrais de ferme : La production animale génère des engrais de ferme (fumiers ou lisiers) qui apportent aux plantes des éléments nutritifs. Ils permettent aussi l’enrichissement par l’absorption des minéraux et stimulent l’activité biologique des sols. Les fumiers, en particulier, apportent une quantité importante de matière organique, ce qui contribue à la bonne santé des sols et à la rétention des éléments nutritifs. L’analyse d’un échantillon de fumier ou de lisier par un laboratoire spécialisé permet d’en connaître davantage sur sa composition en nutriments afin de mieux tirer profit de son contenu. Elle permet également d’appliquer la juste dose en fonction des besoins des cultures et de réduire le recours aux engrais de synthèse, permettant ainsi des économies appréciables.
Engrais de synthèse : Fabriqués par procédé industriel à partir de matières naturelles, les engrais de synthèse sont constitués d’un seul ou de plusieurs éléments fertilisants et sont généralement plus concentrés que les engrais de ferme. Les éléments nutritifs qu’ils contiennent sont très solubles et rapidement disponibles pour les cultures. Les engrais à efficacité améliorée sont conçus pour optimiser la disponibilité des éléments fertilisants tout en réduisant les pertes dans l’environnement par lessivage ou volatilisation. Ils comportent des mécanismes permettant de retarder ou de contrôler la mise à disposition des éléments nutritifs pour que les plantes puissent les assimiler plus efficacement. Selon les caractéristiques recherchées, les engrais de synthèse peuvent être utilisés en complément des engrais de ferme et des amendements organiques afin d’en tirer un maximum de bénéfices.
Les Amendements : Améliorer les Propriétés du Sol
Un amendement est une matière que l’on ajoute au sol pour en améliorer ses propriétés, sans forcément apporter en quantité significative des éléments nutritifs comme un engrais le ferait.
Amendements organiques : Ces amendements enrichissent le sol en augmentant à la fois la quantité et la qualité de sa matière organique. Ils améliorent sa capacité à retenir l’eau, un atout précieux en période de sécheresse. Ils favorisent également la croissance des plantes en améliorant l’aération et la structure du sol. Tous ces éléments facilitent l’infiltration de l’eau dans le sol, ce qui réduit les risques de ruissellement. Les fumiers solides, les biosolides papetiers mixtes et les composts de composition variée possèdent ces capacités.
Amendements chaulants : Ils peuvent aider à maintenir le pH du sol à un niveau optimal pour la culture. Le pH du sol influence la capacité des plantes à absorber les nutriments, affecte la vie microbienne qui s’y trouve et joue un rôle dans sa structure.
Matières Résiduelles Fertilisantes (MRF) : Des Déchets qui Deviennent Ressources
Les MRF sont des matières résiduelles utilisées pour entretenir ou améliorer la nutrition des végétaux ainsi que les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols, séparément ou simultanément. Il s’agit d’engrais ou d’amendements issus de procédés de traitement constitués de résidus provenant de divers secteurs :
- Industriel (ex. : les boues papetières, les poussières de cimenterie, etc.)
- Agroalimentaire (ex. : le lactosérum, la pulpe de fruits et de légumes, etc.)
- Municipal (ex. : les boues de traitement des eaux usées, les résidus verts et les résidus organiques triés à la source, etc.)
Les MRF répondent à des critères de valorisation prévus par le cadre réglementaire en vigueur. Au Québec, par exemple, les biosolides municipaux, les résidus agroalimentaires, les poussières de cimenterie, les biosolides papetiers et les cendres de bois sont les types de MRF principalement épandus en agriculture.
Composts et Digestats : Des Matières Transformées pour une Meilleure Valorisation
Les fumiers et les MRF organiques peuvent subir différents traitements ou conditionnements comme le compostage, la biométhanisation, le séchage, la granulation ou la pyrolyse. Ces opérations donnent lieu à des produits comme le compost, le digestat, les granules et le biocharbon. La transformation modifie légèrement les propriétés des matières fertilisantes et comporte certains avantages : la réduction des odeurs, des éléments pathogènes, du potentiel de germination des graines de mauvaises herbes et des œufs d’insectes nuisibles, en plus d’en faciliter la manipulation.
- La méthanisation : C'est un processus biologique de dégradation de substrats organiques par diverses communautés microbiennes, réalisé en absence d’oxygène. Elle produit du biogaz riche en méthane, source d’énergie renouvelable, et des digestats dont le retour au sol permet de recycler les nutriments. Aujourd'hui, 300 millions de tonnes de matières organiques résiduaires sont produites chaque année en France, provenant de l'agriculture (fumiers, lisiers…), des activités urbaines (boues, composts urbains…) et des industries (agro-industries ou autres).
La méthanisation expliquée par Jamy !
Réglementation et Cadre Légal : Assurer la Sécurité et l'Efficacité
La mise sur le marché et l'utilisation des matières fertilisantes, des adjuvants pour matières fertilisantes et des supports de culture sont strictement encadrées par des réglementations pour garantir leur efficacité et leur innocuité pour la santé humaine, la santé animale et l'environnement.
Autorisation de Mise sur le Marché (AMM)
En France, pour la mise sur le marché d'un produit de ce type, un dossier doit être déposé par le demandeur auprès de la Direction des AMM de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES). Cette agence est chargée de l’instruction et de l’évaluation de la demande. L’autorisation de mise sur le marché d’une matière fertilisante, d’un adjuvant pour matières fertilisantes ou d’un support de culture est délivrée par l’ANSES, à l’issue d’une évaluation qui, dans les conditions d’emploi prescrites, révèle son absence d’effet nocif sur la santé humaine, la santé animale et sur l’environnement et son efficacité, selon les cas, à l’égard des végétaux et produits végétaux ou des sols (conformément à l'article L. 255-2 du code rural et de la pêche maritime). Les procédures détaillées sont consultables dans les articles R. 255-1 et suivants.
Dérogations et Permis d'Expérimentation
Par dérogation à l’article L. 255-2 du code rural et de la pêche maritime, la détention en vue de la vente, la mise en vente, la distribution à titre gratuit ou l’utilisation, sur le territoire national, d’un des produits mentionnés à ce même article provenant d’un État membre de l’Union européenne, sur le territoire duquel il est légalement mis sur le marché, n’est subordonnée, dès lors que ce produit est identique à un produit dit “de référence” bénéficiant déjà d’une autorisation de mise sur le marché en France, qu’à l’obtention d’un permis délivré selon les conditions fixées par l’article L. 255-7 du code rural et de la pêche maritime. La distribution ou l’utilisation à des fins d’expérimentation d’une matière fertilisante, d’un adjuvant pour matières fertilisantes ou d’un support de culture est subordonnée à l’obtention d’un permis d’expérimentation. Pour l’ensemble de ces cas particuliers, il convient de se reporter aux articles R. 255-10 à R. 255-15 du code rural et de la pêche maritime.
Dispenses et Normes
Sont dispensées des obligations prévues aux articles L. 255-1 à L. 255-14 du code rural et de la pêche maritime, les substances naturelles à usage biostimulant autorisées conformément à la procédure particulière prévue à la dernière phrase du deuxième alinéa de l’article L. 255-5, ainsi que les déchets, résidus ou effluents issus des installations définies aux articles L. 214-1 et L. 511-1 du code de l’environnement dont l’épandage est encadré par un plan d’épandage. Les normes d’application obligatoire sont consultables sur le site de l'AFNOR.
Évolution du Cadre Réglementaire : Vers une Meilleure Maîtrise des Contaminants
Afin de mieux maîtriser la contamination des sols et des cultures par les pratiques de fertilisation, la loi AGEC a prévu que soient fixés par voie réglementaire des critères de qualité agronomique et d'innocuité applicables à l’ensemble des Matières Fertilisantes et Supports de Culture (MFSC) en fonction de leur utilisation. Il est notamment envisagé d’abaisser la teneur maximale en cadmium des matières fertilisantes de catégorie A, de 3 à 2 mg/kg de matière sèche (soit de 60 à 40 mg de Cd par kg d’anhydride phosphorique lorsque P2O5 > 5%). Cet abaissement sera notifié à la Commission européenne selon la procédure prévue par le règlement 2019/1009, pour une prise d’effet en juillet 2026. La période de consultation sur ces projets de texte était ouverte du 30 octobre 2023 au 30 novembre 2023 inclus.
Défis et Opportunités de la Valorisation des Matières Organiques Résiduaires
L’apport au sol de matières organiques s'inscrit pleinement dans les méthodes agro-écologiques de productions agricoles respectueuses de l’environnement. L’agriculture fournit par ailleurs des services à la société via les productions agricoles et le recyclage de déchets biodégradables issus des collectivités et des acteurs économiques. En dépit de la raréfaction des matières premières, la consommation totale des engrais minéraux (azote, N ; phosphore, P ; potassium, K) augmente chaque année, ainsi que leur prix. Comme partout en Europe de l’Ouest, l’agriculture française est ainsi dépendante des importations d’azote et de phosphore, ce qui fragilise les agriculteurs.
Cependant, en permettant une plus grande autonomie en énergie et en éléments fertilisants des agriculteurs, l’agriculture peut aussi contribuer à la transition énergétique et à l’économie circulaire des territoires. Ceci est notamment possible grâce à la production d’énergie renouvelable par méthanisation et la substitution des engrais de synthèse par des matières fertilisantes d’origine résiduaire.
Les Bénéfices de l'Apport de Matières Organiques
La matière organique du sol est au cœur de sa fertilité. L’apport de matières fertilisantes organiques permet d’entretenir, voire d’augmenter la matière organique du sol. La valorisation de ces déchets organiques en agriculture est ainsi encouragée, permettant le recyclage des nutriments qu'ils contiennent. Les déchets deviennent ressources et contribuent à la bioéconomie des territoires. Cette pratique pourrait aussi participer à augmenter les stocks de matière organique dans les sols, permettant d’atténuer les effets du changement climatique en compensant les surplus d’émission de gaz à effet de serre.
Les Risques et leur Gestion
Du fait de leur origine résiduaire, les apports au sol des matières organiques exogènes peuvent représenter une source de contaminants : contaminants minéraux avec des éléments traces métalliques et des nanoparticules ; contaminants organiques tels que des résidus pharmaceutiques et hormonaux, et des composés persistants comme les composés perfluorés ; agents pathogènes humains comme les salmonelles, Escherichia coli, parasites. Face à ces risques environnementaux et sanitaires, des réglementations ont été mises en place dès 1998 pour les boues d’épuration, puis 2002 et 2006 pour les amendements organiques. Depuis, les produits épandus en agriculture respectent les seuils définis dans ces réglementations, et la qualité des produits épandus sur les sols s’est peu à peu améliorée au regard de cette réglementation.
Cette pratique du recyclage agricole de matières organiques résiduaires peut aussi avoir des impacts environnementaux liés à la gestion des éléments nutritifs qu’il faut maîtriser pour assurer un bilan positif de leur valorisation. Ainsi, le raisonnement des apports et l’adaptation des pratiques culturales et des systèmes de culture doivent limiter la lixiviation de nitrates, les émissions de GES tels que le protoxyde d’azote ou encore la volatilisation d’ammoniac. Dans les zones vulnérables définies dans le cadre de la directive « Nitrates » concernant la protection des eaux contre la pollution par les nitrates à partir de sources agricoles, la limitation des flux d’azote, voire de phosphore épandus, est accompagnée de démarches pour mieux raisonner la fertilisation afin d’éviter les risques de sur-fertilisation. Les risques de volatilisation d’ammoniac peuvent aussi être importants pour les matières riches en azote ammoniacal, nécessitant de recourir à des pratiques d’épandage avec enfouissement. Celles-ci permettent de limiter ces émissions.
L'Essor de la Méthanisation et la Valorisation des Digestats
Depuis la mise en place du Plan Énergie Méthanisation Autonomie Azote - EMAA, (2013, Ministère de l’Agriculture), de nombreux projets d’unités de méthanisation ont été mis en place, participant à la diversification des sources de revenus des agriculteurs, en partie soutenues par des aides publiques de l’ADEME et des coûts de rachat du biogaz intéressants. Ce développement de la méthanisation peut s’accompagner de changements dans les systèmes de production agricole avec, par exemple, le développement des cultures intermédiaires à vocation énergétique, le changement des cultures de rente, etc.
Les recherches autour de la méthanisation ont longtemps concerné l’optimisation des procédés. L’attention se porte maintenant de plus en plus vers les co-produits de la méthanisation que sont les digestats. De nombreux programmes de recherche sur le fonctionnement des sols (dynamique des matières organiques, biologie, flux d’azote…) visent à optimiser leurs usages afin d’accompagner le développement de la méthanisation et les nouveaux modes de fonctionnement des exploitations agricoles.
Avec le développement de la bioéconomie, les matières organiques résiduaires ne sont plus des déchets mais deviennent des ressources dont la valorisation agronomique nécessite de bien évaluer leur potentiel de substitution des engrais minéraux, de réfléchir aux conditions de leur transfert potentiel entre territoires (par exemple, des zones excédentaires vers les zones déficitaires). Il est par ailleurs essentiel de bien connaître les effets à long terme de leur retour au sol pour vérifier que les bénéfices de ces pratiques ne sont pas atténués, par exemple, par des apports de contaminants ou des émissions gazeuses plus importantes. Le recyclage des résidus organiques est un regard sur une pratique agro-écologique qui interroge économiquement, mais qui est largement adoptée dans la quasi-totalité des pays de l'UE. Cependant, la question de l'incinération des boues d'épuration, bien que performante en termes de traitement, soulève des interrogations quant à la perte de potentiel fertilisant de la biomasse et l'absence de valorisation des nutriments.
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