Exposé sur la Pollution des sols

La pollution des sols peut être abordée à travers l’étude de l’agro-écosystème industriel, c’est-à-dire un système agricole fortement transformé par l’homme, la mécanisation, l’énergie fossile, les engrais, l’irrigation, le drainage et les traitements chimiques. Cet exposé présente les principaux facteurs sur lesquels l’agriculture moderne agit aujourd’hui, dont beaucoup concernent directement le sol, sa fertilité, son équilibre et les risques de pollution.

Un agro-écosystème industriel est un système agricole organisé pour obtenir une production élevée, régulière et rentable. Pour atteindre cet objectif, l’homme modifie fortement les conditions naturelles : apport d’énergie, irrigation, drainage, engrais, sélection des espèces, mécanisation, traitements phytosanitaires et organisation intensive des cultures.

Cette transformation améliore les rendements à court terme, mais elle peut aussi fragiliser les sols, réduire la biodiversité, accroître la dépendance aux énergies fossiles et générer des pollutions liées aux pratiques agricoles, aux intrants, aux stockages et aux équipements utilisés.

La lumière est fournie par la radiation solaire. Dans un écosystème naturel, seule une faible partie de cette énergie est convertie en biomasse végétale utile.

Grâce à l’énergie fossile, l’agriculture industrielle parvient à augmenter fortement le facteur de conversion de l’énergie solaire directe en biomasse récoltable. Ce rendement peut être deux à cinq fois plus élevé que dans un écosystème naturel.

À titre d’exemple, la conversion peut atteindre environ 0,5 % pour le maïs, 0,4 % pour les pommes de terre et 0,2 % pour les céréales panifiables, contre environ 0,1 % pour un couvert végétal naturel.

Le gaz carbonique peut devenir un facteur limitant dans la nature lorsque l’éclairage est important. Pour augmenter la teneur de l’air en gaz carbonique, certains maraîchers et fleuristes utilisent des brûleurs à butane dans les serres.

Cette pratique permet d’enrichir l’air en CO₂, mais elle sert aussi à chauffer le micro-milieu de culture. Elle illustre la dépendance de certaines productions intensives à l’énergie fossile.

La température constitue un facteur limitant important, principalement par le bas. Le froid ralentit la vitesse des réactions biochimiques et peut limiter la croissance des végétaux.

C’est l’une des principales raisons de l’utilisation de brûleurs dans les serres, que celles-ci soient installées sur sols naturels ou sur supports artificiels. Ce type d’apport énergétique est lié à une civilisation du fuel et exige une source de chaleur régulière.

Cette chaleur peut également favoriser l’apparition d’agents pathogènes, car les milieux tièdes et humides sont propices au développement de certains parasites.

Les salades hivernales, par exemple, peuvent représenter une forte dépense énergétique. Dans une serre, l’énergie peut représenter 20 à 40 % des coûts de production.

L’eau joue un rôle de facteur limitant aussi bien par déficit que par excès. Dans les régions à climat sec, le manque d’eau est compensé par l’irrigation. Le coût énergétique reste limité lorsque l’eau atteint la zone de culture par gravité.

Lorsque l’eau doit être pompée, transportée ou relevée, le coût énergétique peut devenir beaucoup plus important. L’irrigation intensive peut également modifier les équilibres du sol, favoriser le lessivage de certains éléments et contribuer à la salinisation dans certains contextes.

Dans les régions pluvieuses ou sur sols imperméables, le problème inverse apparaît : il faut drainer l’eau en excès. Là encore, le coût reste raisonnable si l’eau peut être évacuée par gravité.

En revanche, si l’eau doit être pompée pour être évacuée, le coût énergétique peut devenir prohibitif. L’eau est donc un facteur essentiel dans la gestion des sols agricoles et dans la prévention des transferts de polluants.

Les éléments minéraux, plus connus sous les termes d’engrais ou de fertilisants, peuvent faire défaut dans le sol par rapport à l’objectif de rendement recherché.

Le siècle dernier a mis en évidence le rôle majeur du groupe azote, phosphore et potassium, souvent désigné sous l’abréviation N/P/K. Le calcium peut également être ajouté selon les besoins du sol.

Par son tonnage, son coût énergétique et son rôle biochimique, l’azote est l’élément le plus important de ce groupe. Il entre notamment dans la composition des protéines et constitue un facteur déterminant de la productivité agricole.

L’atmosphère contient un immense gisement d’azote, mais sa transformation en engrais utilisable par les cultures demande une dépense énergétique considérable.

L’engrais azoté, contenant généralement 34 à 45 % d’azote, représente un coût énergétique élevé. On peut dire qu’il vaut son poids de pétrole.

La culture céréalière intensive américaine réclame par exemple environ 200 kg d’azote par hectare. Cette fertilisation représente une dépense importante dans le bilan énergétique global de la production.

À cette dépense s’ajoutent l’énergie nécessaire au transport, au stockage et à l’épandage des engrais.

La production d’engrais azotés consomme beaucoup plus d’énergie que celle des engrais phosphatés ou potassiques. Elle peut nécessiter plusieurs équivalents pétrole pour produire une tonne d’azote.

L’utilisation excessive ou mal maîtrisée d’engrais peut également contribuer à la pollution des sols, au lessivage des nitrates, à l’eutrophisation des milieux aquatiques et à la dégradation de la qualité des eaux.

Le sol n’est donc plus seulement un support de culture : il devient un compartiment soumis à des apports chimiques réguliers, dont l’équilibre dépend des pratiques agricoles et de la gestion des intrants.

En dehors des dépenses engagées pour compenser les facteurs limitants, d’autres interventions concernent directement la préparation du sol et le traitement des cultures.

Pour exploiter davantage les sols difficiles et réduire la part d’une main-d’œuvre coûteuse, l’agriculture moderne fait un appel croissant à la mécanisation.

Cette mécanisation introduit dans l’agro-écosystème une énergie dite « pétrole-acier », liée aux machines, carburants, pièces métalliques, outils de travail du sol et infrastructures agricoles.

L’abandon de la traction animale entraîne une perte d’engrais naturel, notamment le fumier, qui participait auparavant au maintien de la fertilité des sols.

Cette disparition renforce la demande en engrais artificiels, même si cette augmentation peut rester partielle selon les systèmes agricoles.

La mécanisation améliore fortement la productivité du travail humain, mais elle peut aussi diminuer le rendement énergétique global et accroître la dépendance aux intrants industriels.

La mécanisation peut aussi s’accompagner de pertes lors de la récolte. Dans certains cas, la perte de grains peut atteindre jusqu’à 10 % de la production.

Ces pertes réduisent le rendement énergétique global, même si la productivité du travail humain augmente fortement grâce aux machines.

Le coût énergétique des productions animales est généralement beaucoup plus élevé que celui des productions végétales.

Cette différence s’explique par les besoins en alimentation, bâtiments, eau, transport, soins, mécanisation, transformation et gestion des effluents. Les productions animales peuvent donc avoir un impact important sur les sols, notamment lorsque les effluents, l’épandage ou les stockages sont mal maîtrisés.

Les agro-écosystèmes industriels se situent entre les écosystèmes naturels, comme les prairies ou les forêts, et les écosystèmes artificiels, comme les villes et les industries.

Ils utilisent le soleil comme source externe d’énergie, comme les écosystèmes naturels, mais ils s’en distinguent fortement par leurs apports d’énergie fossile, leur faible diversité biologique et leur dépendance à la rentabilité économique.

1. Sources d’énergie : les sources utilisées pour augmenter le rendement et la productivité du travail sont principalement d’origine fossile.

2. Biodiversité : la diversité des espèces, dans le sol comme hors du sol, est fortement diminuée en raison de l’objectif de récolte maximale d’une espèce donnée.

3. Sélection : les plantes et les animaux répondent à une sélection extérieure, décidée par l’homme, les marchés et les objectifs de production.

4. Nutriments : les nutriments du sol prélevés par les cultures sont généralement remplacés par des apports d’engrais ou d’amendements.

5. Sol nu : après la récolte, le sol est souvent laissé nu, ce qui peut favoriser l’érosion, le ruissellement, la perte de matière organique et le transfert de polluants.

6. Fertilité : la fertilité du sol ne dépend plus seulement de processus naturels de rétroaction, mais davantage de décisions économiques, techniques et humaines. La boucle de contrôle passe par l’homme, voire par le marché, plutôt que par les échanges naturels entre le sol et les plantes.

L’agriculture intensive peut générer différentes formes de pollution des sols : excès d’engrais, nitrates, produits phytosanitaires, hydrocarbures liés aux machines, stockages de carburants, effluents d’élevage, ruissellements, compactage et perte de biodiversité des sols.

Ces pollutions peuvent affecter la qualité agronomique des terres, les eaux souterraines, les cours d’eau, les cultures, la faune du sol et les usages futurs des terrains.

La pollution des sols ne concerne donc pas uniquement les sites industriels : elle peut également résulter de pratiques agricoles intensives, de stockages mal maîtrisés ou de transferts diffus dans l’environnement.

ALCOR réalise des diagnostics des pollutions des sols sur toute la France, dans les secteurs industriels, agricoles, résidentiels, commerciaux et artisanaux.

Ces diagnostics permettent d’identifier les sources potentielles de pollution, de rechercher les polluants adaptés au contexte du site et d’évaluer les risques liés aux usages actuels ou futurs des terrains.

Vous pouvez également prendre connaissance de l’exposé relatif à la pollution des sols et à la dégradation des sols dans le monde.