améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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1 Les bénéfices environnementaux des protéagineux dans les rotations de grandes cultures Benoit Carrouée, UNIP

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Page 1: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Les bénéfices environnementaux des

protéagineux dans les rotations

de grandes cultures

Benoit Carrouée, UNIP

Page 2: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Environnement : des enjeux croissants

Réduire les impacts environnementaux des systèmes de cultures =

Une exigence sociale de plus en plus forte, qui se traduit par :– des mesures contraignantes (ex. pièges à nitrate, bandes enherbées, éco-

conditionalité…)– ou des mesures incitatives (ex. mesures rotationnelles)– ou une valorisation économique (ex : marché carbone)

Une condition : la durabilité économique des systèmes

Page 3: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Une complexité à maîtriser

L’analyse environnementale implique de prendre en compte plusieurs paramètres indépendants, sans unité de mesure commune8 paramètres dans les « Analyses de cycle de vie » standard :– Energie fossile (épuisement des réserves de pétrole, charbon, gaz, uranium…)– Gaz à effet de serre (réchauffement climatique par CO2, N2O, CH4… protocole de Kyoto)– Formation d’ozone (pollution atmosphérique via NO, NO2… oxydation des cellules vivantes)– Eutrophisation (enrichissement par nitrates+phosphates asphyxie des sols et de l’eau)– Acidification (acidification des sols et de l’eau via NH3… protocole de Göteborg)– Exotoxité terrestre (impacts sur la faune et la flore du sol)– Ecotoxité aquatique (impacts sur la faune et la flore des rivières et des mers)– Toxicité humaine (impacts sur la santé humaine)

+ implique de prendre en compte les effets à long terme (ex : gaz à effet de serre = 100 ans minimum)

Page 4: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

4 La méthode des « Analyses de cycle de vie » (ACV)

• Principe : prendre en compte les coûts en amont (comme en économie ! )ex : impacts de la fabrication et du transport des engrais

• Avantages (par rapport aux indicateurs agro-environnementaux) : - une méthode quantitative- des références internationales (normes Iso 14 000)- utilisée dans le secteur industriel- permet d’identifier les points sensibles et de quantifier les marges de progrès

• Difficulté : - nécessite de lourdes bases de données quantitatives sur toutes les étapes amont

• Limite : - manque de références et de normalisation sur des paramètres spécifiquement adaptés à l’agriculture : fertilité de sols, biodiversité…

Page 5: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Sachsen-Anhalt (Allemagne de l‘Est)R1 : 60 % blé, 20 % colza, 20 % orge R2 : 40 % blé, 20 % colza, 20 % pois, 20 % orge

Barrois- Bourgogne (France)R1 : 50 % blé, 25 % colza, 25 % orge R2 : 40 % blé, 20 % colza, 20 % pois, 20 % orge

Canton de Vaud (Suisse)Castille-Leon (Espagne)

Résultats d’ACV réalisées dans le cadre du programme européen GL-Pro

(Université de Zurich, méthode SALCA,)

4 régions étudiées : comparaison de rotations avec et sans légumineuses

Dont deux en régions à dominante de Colza-Blé-Orge

Page 6: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

6Introduction de 20 % de pois dans des systèmes à base de colza-blé-orge

Des résultats favorables sur les 8 paramètres

effet très favorableeffet favorabledifférence non significativeeffet défavorableeffet très défavorable

Impacts de la rotation 2 (avec 20 % de pois) en % des impacts de la rotation 1 (assolement local sans pois)

principales causes

Critère Barrois Saxe-Anhalt

Consommation d'énergie fossile[MJ-eq]

88% 86%

Gaz à effet de serre[kg CO2-eq] (normes IPCC 2006) 89% 85%

Formation d'ozone[g C2H4-eq]

94% 90%

Eutrophisation [kg N-eq]

94% 98%

Acidification [kg SO2-eq]

82% 83%

Ecotoxicité terrestre[points, méthode EDIP]

89% 63%

Ecotoxicityé aquatique[points méthode EDIP]

86% 102%

Toxicité humaine [points méthode CML]

88% 85%

Utilisation des ressources

Management des fertilisants

Management des phytosanitaires

Page 7: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Focus sur l’exemple du Barrois

Performance des 2 rotations R1 : Colza-Blé-Blé-OrgeR2 : Colza-Blé-Pois- Blé-Orge

Rotation 1Assol. local

Rotation 220 % pois

rotation 2 / rotation 1

Marge brute en €/ha 368 375 102%

Energie (brute - consommée) en GJ/ha 74 72 97%

Protéines MAT totale en kg/ha 710 730 103%

Engrais azoté kg N /ha 184 147 80%

Moyennes observées 2001-2006 (Sources : Centre de gestion de

l'Aube - enquêtes parcellaires)

Conduite des cultures : moyennes pondérées des pratiques observées

Même marge brute = durabilité économique

Peu de différences selon le choix de l’unité fonctionnelle : marge brute, énergie brute ou protéines / ha

ColzaPois

d'hiverBlé

assoléBlé de

bléOrge

d'hiver

Rendement (q/ha) 30 39 70 63 67

Prix (livraison moisson) €/t 211 118 95.0 95.0 93

Charges d'appro. €/ha 326 249 302 322 290

Marge brute 390 346 423 340 352

engrais N kg/ha 186 0 188 208 155

Page 8: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

8Focus sur l’exemple du Barrois Consommation d’énergie fossile : l’engrais azoté représente la

moitié de la consommation des cultures non fixatrices d’azote

0

5

10

15

20

25

30

R1 R2

GJ-

eq/h

a*an

.

0

5

10

15

20

25

30

Col

za Blé

Blé

Org

e

Col

za Blé

Poi

s

Blé

Org

e

rotation 1 rotation 2

GJ-

eq/

ha

Travail du sol SemisEpandage engrais PulvérisationRécolte TransportSéchage EngraisPhytosanitaires Semences

- 11 %

- 11.2 GJ # -270 kg éq pétrole

Page 9: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

9Focus sur l’exemple du Barrois

Gaz à effet de serre : une réduction très sensible avec le pois

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

Rotation 1 Rotation 2

t C

O2

-eq

/ha

/an

.

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

Co

lza

Blé

Blé

Org

e

Co

lza

Blé

Po

is

Blé

Org

e

rotation 1 rotation 2

t CO

2-e

q/h

a

Dioxyde de carbone (CO2) Protoxyde d'azote (N2O)

Methane (CH4) Autres émissions

- 0.4 t/ha

- 2 t/ha- 53 %

Page 10: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

10Gaz à effet de serre : principalement dus aux émissions de N2O

au champ et à la fabrication d’engrais azoté

Rappels : • N2O = 300 fois le pouvoir réchauffant du CO2 : impact majeur en grandes cultures• Normes IPCC (International pannel on climatic change = GIEC) depuis 2006 : émissions de N2O au champ = 1 % de l’azote minéral apporté et 0 % de l’azote fixé + 1.25 % de l’azote des résidus de culture

Emission de gaz à effet de serre

équivalent CO2 en t / ha

Fabrication, transport et manutention de

l’engrais azoté (CO2 + N2O + CH4)

Volatilisation de N2O au champ issu de l’engrais et de la

fixation

N2O issu de la minéralisation des résidus de

culture

Culture fertilisée

200 kg N/ha (ex Blé/blé)0.8 (variable suivant

le type d’engrais)0.9 (variable suivant

le type de sol)0.5 ?

Pois 0 0 0.5 ?

Page 11: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

11Valoriser l’atout « Gaz à effet de serre » des

légumineuses ?

• « Marché carbone » et quotas d’émissions liés au protocole de Kyoto : seules les grandes installations industrielles sont concernées – Prix de la t de CO2 en 2008 sur le marché à terme : 23 € / t en mai 2007

• L’agriculture pourra valoriser des réductions d’émissions à partir de 2008 au travers de « projets domestiques » – financés par la Caisse des dépôts (prix de la t de CO2 non encore fixé)– méthodologie approuvée par la mission interministérielle des gaz à effet

de serre– autour d’un « porteur de projet » capable de rassembler plus de 10 000 t de

réductions en 5 ans– 2 types de projets déjà éligibles : méthanisation et combustion biomasse

pour chauffage et co-génération

Page 12: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

12Ecotoxicité terrestre : un effet principalement liée au choix des produits phytosanitaires (Focus sur l’exemple du Barrois)

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4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

R1 R2

eco

tox

poin

ts/(

ha

*a)

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

colz

a

blé

blé

orge

colz

a

blé

pois

blé

orge

Rotation 1 Rotation 2

Eco

toxi

cité

ter

rest

re p

oin

ts/h

a .

Mécanisation Transport Engrais

Herbicides Fongicides Insecticides

Autres phyto Semences

permet de cibler ceux qui « pèsent lourd »Part des produits poisAclonifen 0%Bentazone 1%Chlorothalonil 19%Glyphosate 2%Lamda-Cyhalothrin 76%Pirimicarb 1%

Méthode EDIP

Page 13: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Conclusions des ACV

1) Quatre paramètres très corrélés à la quantité d’engrais azotés = un atout commun à toutes les légumineuses,

très marqué dans les systèmes intensifs européens :

(ordre de grandeur de l’effet pour 1 t de N minéral)

- Énergie fossile (# 1,2 t fuel / t N)

- Gaz à effet de serre ( # 8 t CO2-éq / t N)

- Acidification des sols et de l’eau- Formation d’ozone

Page 14: Améliorez le bilan environnemental avec les protéagineux

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Conclusion suite

2) Eutrophisation des sols et de l’eau :

= pas d’effet des protéagineux (effets négatifs # effets positifs)paramètres lié à la gestion des engrais (interculture, date, doses…)

3) Toxicité humaine, aquatique et terrestre :

effets bénéfiques marqués du pois dans les 2 cas étudiés

-> paramètres surtout liés au choix des produits phytosanitaires= non spécifique des légumineuses

Les effets probables à long terme liés à la diversification des assolements (réduction des herbicides et fongicides), non pris en compte dans cette étude, sont un atout supplémentaire, commun à toutes les cultures contribuant à l’équilibre des rotations