Le Carbone dans l’Agriculture – Partie 1
Partie 1 – Carbone, effet et de serre, et agriculture
Le carbone est le 4ème atome le plus abondant de notre galaxie en terme de masse, et constitue la base de toute forme de vie connue [1]. On en entend beaucoup parler dès qu’il est question d’environnement, pour son implication dans l’effet de serre. Notre étoile le soleil nous apporte de l’énergie au travers de son rayonnement, cela permet de réchauffer la Terre. Et pour se refroidir, la Terre libère de l’énergie vers l’espace, sous forme de rayonnement infrarouge. Certains gaz, les fameux gaz à effet de serre peuvent bloquer une partie de ce rayonnement (cf. le bilan radiatif terrestre pour plus de détail). Sans eux, la température moyenne sur terre pourrait être inférieure à -18°C (avec des amplitudes très fortes entre le jour et la nuit), ce qui paraît tout de même assez inhospitalier ! Les activités humaines depuis le début de l’ère industrielle contribuent à la composition de l’atmosphère de sorte que l’effet de serre augmente, menant à des perturbations de plus en plus visibles du climat terrestre.
Le bilan radiatif terrestre
Estimation de la moyenne annuelle et mondiale du bilan énergétique de la Terre. À long terme, la quantité de rayonnement solaire entrant absorbé par la Terre et par l’atmosphère s’équilibre grâce à la Terre et à l’atmosphère qui dégagent une quantité équivalente de rayonnement infra rouge sortant. Près de la moitié du rayonnement solaire entrant est absorbé par la surface de la Terre. Cette énergie est retransmise vers l’atmosphère grâce au réchauffement de l’air à la surface (les ascendances thermiques) ou par l’évapotranspiration, ainsi que par le rayonnements infrarouge qui sont absorbés par les nuages et les gaz à effet de serre. À son tour, l’atmosphère renvoie l’énergie à grande longueur d’onde vers la Terre, ainsi que vers l’espace. [8]
Et le carbone dans tout ça ? Eh bien le carbone est l’élément émis par activité humaine qui contribue le plus à l’augmentation de l’effet de serre. Il est émis principalement sous formes de deux gaz dans l’atmosphère : le dioxyde de carbone (le fameux CO2) et le méthane (CH4). Ces deux formes contribuent à elles seules à près de 90% de l’effet de serre dû aux activités humaines [2]. Entre l’ère pré-industrielle et aujourd’hui, la concentration dans l’atmosphère a presque doublé pour le CO2 et plus que triplé pour le CH4 [3]. Ces chiffres sont alarmants. Les émissions humaines sont-elles responsables de la totalité de l’effet de serre ?
Mettons-nous bien d’accord, on parle ici :
- de l’augmentation de l’effet de serre, mais pas de l’effet de serre total.
- de la part des activités humaines dans cette augmentation. Il faut savoir par exemple que le principal gaz à effet de serre est la vapeur d’eau (60% environ), or la vapeur d’eau n’est pas un gaz à effet de serre dont la quantité dans l’atmosphère est directement imputable aux activités humaines.
Donc oui, l’activité humaine est la principale responsable de l’augmentation de l’effet de serre ce qui cause l’augmentation de la température moyenne à la surface de la terre (1.1°C depuis le début de l’ère industrielle) [4].
L’atmosphère est composée d’une multitude de gaz dont la contribution à l’effet de serre est variable de par les propriétés d’absorption du rayonnement infrarouge de ces gaz, ainsi que par leur durée de vie dans l’atmosphère. On parle de potentiel de réchauffement global d’un gaz. Ceci complique la comparaison des contributions des gaz à l’effet de serre, et c’est pour cette raison que la notion d’équivalent CO2 a été introduite. Ainsi, l’impact d’un gaz sur le rayonnement infrarouge, appliqué pendant la durée d’existence de ce gaz dans l’atmosphère, est exprimé relativement à celui du CO2. Cela ne veut pas dire que le CO2 est seul responsable de l’effet de serre, mais que la contribution de chaque gaz est calculée comme si c’était du CO2.
A titre d’exemple, le protoxyde d’azote (N2O), qui représente environ 8% de l’augmentation de l’effet de serre par activités humaines (principalement émis par l’agriculture), est considéré avoir un potentiel de réchauffement global 273 fois supérieur à celui du CO2 [4]. De même, le CH4, dont une grande partie émane de l’élevage, a un potentiel de réchauffement global 27.2 fois supérieur à celui du CO2 (sur 100 ans) [4]. Sachant qu’à chaque secteur d’activité humaine correspond un panel particulier de gaz émis, l’équivalent CO2 permet de comparer leur contribution respective à l’augmentation de l’effet de serre. L’émission d’un gaz en équivalent CO2 est souvent quantifiée en masse d’émission par unité de temps, par exemple en tonnes d’équivalent CO2 par an.
En France, l’agriculture est le 2ème émetteur de gaz à effet de serre (20%), derrière les transports (30%) et devant le résidentielle-tertiaire (19%) [5].
Dans l’agriculture, le secteur de l’élevage est celui qui y contribue le plus, en émettant essentiellement du méthane (CH4) au travers de la digestion des ruminants, et du protoxyde d’azote (N2O) lié aux déjections des animaux. La culture de végétaux émet quant à elle surtout du protoxyde d’azote et du dioxyde de carbone dû aux engins agricoles [6]. Le protoxyde d’azote provient naturellement de la vie biologique des sols (émissions qui perdurent après arrêt des cultures) mais aussi du fait de l’utilisation d’engrais azotés pour faire pousser les plantes. A cela peuvent s’ajouter des émissions indirectes, comme la déforestation ou le changement d’usage d’une prairie pour une culture.
Cela revient-il à dire que produire notre alimentation aggrave nécessairement l’effet de serre ? Pas forcément, et l’agriculture est même un domaine qui peut contribuer à le réduire.
Notre prochain article sera axé sur les leviers dont la production agricole végétale dispose pour diminuer l’effet de serre.
Keyan Bennaceur, Gaétan Leroux
[1] “Abondance des éléments chimiques.”
[2] “Documentation Base Carbone.”
[3] Climate Change Indicators: Atmospheric Concentrations of Greenhouse Gases
[5] Panorama des émissions françaises de gaz à effet de serre
[6] Les émissions de GES de l’agriculture
[7] ADEME – Le magazine environnement des filières agricoles