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Phosphore : il faut recycler plus

Alors que les réserves mondiales s’épuisent, il devient nécessaire de recycler le phosphore et de réduire ses pertes. La quantification des flux de cet élément a permis d’identifier les pertes et les différents leviers pour les réduire.

EPANDAGE  de  LISIER  sur un couvert végétal. © FORMISANO Sophie
Par Louise Bergès
Mis à jour le 07/08/2013
Publié le 17/06/2013

Combien de tonnes de phosphore perd-t-on chaque année en France ? C’est ce à quoi répond une étude visant à quantifier les flux de phosphore, cet élément minéral indispensable aux organismes et apporté aux cultures sous forme d'engrais. Alors que la ressource se raréfie à l'échelle mondiale, il devient indispensable de localiser les « fuites » et d’explorer des voies de recyclage. Questions-réponses avec Sylvain Pellerin, de l’UMR « Transfert sol-plante et cycle des éléments minéraux dans les écosystèmes cultivés » de l’Inra de Bordeaux.

 Quels résultats avez-vous dégagés ?

Sylvain Pellerin : Nous avons établi un modèle qui décrit, en l’état actuel, les flux de phosphore entre différents compartiments (l'industrie, les ménages, les sols, les plantes…), à plusieurs niveaux de détail (voir encadré). L'analyse des flux, calculés pour la France entière, nous a permis de localiser des leviers d’action pour limiter les pertes. En effet, l'équivalent de 52 % du phosphore apporté par les engrais minéraux est perdu chaque année, sans possibilité de recyclage. Deux postes de pertes sont identifiés.

Du phosphore est perdu dans le réseau hydrographique, via les eaux de ruissellement. Très peu soluble, le phosphore se concentre dans les sols sous forme d’ion phosphate lié aux particules de terre. Par érosion, ces dernières sont entraînées dans les rivières, et s’accumulent dans les lacs et en amont des barrages. L'apport de phosphore dans ces eaux continentales provoque leur eutrophisation (1).

Par ailleurs, la moitié des boues issues des stations d’épuration – ainsi qu’une large part des déchets municipaux solides – est incinérée, et les cendres mises dans des décharges spécialisées dites de « déchets ultimes ». Le phosphore contenu dans ces cendres n’est donc pas recyclé.

 Comment empêcher ces pertes ?

 S. P. : Il est possible de limiter les pertes en raisonnant la fertilisation et en réduisant le transfert vers les eaux par un aménagement de l’espace (motifs paysagers, bandes enherbées…). Réduire l’apport de phosphore dans l’alimentation animale pour limiter sa concentration dans les effluents est aussi un levier.

Ensuite, le phosphore peut être recyclé de différentes manières. L’épandage de fumier sur les cultures permet de valoriser les effluents – mais encore faut-il en tenir compte et réduire d'autant les apports de phosphore minéral. Il existe de plus des zones excédentaires. Autre voie de recherche : des procédés industriels chimiques visent à extraire le phosphore des boues et des effluents et à le faire précipiter sous forme minérale – afin de le réutiliser dans des engrais de synthèse utilisés ailleurs.

En effet, à une échelle plus large, la séparation géographique des productions animale et végétale – via la spécialisation agricole des régions – est un frein au recyclage du phosphore. Les sols de Bretagne par exemple, région d’élevage intensif, présentent un bilan de phosphore excédentaire, du fait de l’épandage massif d’effluents sur des cultures qui ne peuvent pas tout absorber. A l’inverse, faute de disposer d'effluents d'élevage, la région Centre apporte de fortes doses d’engrais minéraux à ses grandes cultures céréalières pour atteindre l’équilibre. Et s’il existe des cas de transport de fumier et de lisier à l’échelle locale, le coût du transport serait vite prohibitif sur des trajets interrégionaux – sans parler du bilan carbone et de la consommation énergétique !

 Pourquoi faut-il mettre en place une gestion durable de la ressource en phosphore ?

  S. P. : Les stocks fossiles de phosphore seront épuisés d’ici 100 à 300 ans (2). A long terme, il n’y a donc pas d’autre solution que le recyclage. De plus, la demande croissante des pays émergents, couplée à une répartition très inégale des réserves en minerais – le Maroc, la Chine et les Etats-Unis contrôlent 85% des mines de phosphates – vont accroitre les tensions entre pays consommateurs vis-à-vis de leurs approvisionnements. Les prix vont augmenter, avec un « pic de phosphore » prévu pour 2040 (3).

Pendant longtemps, les travaux ont eu pour but d’améliorer le raisonnement de la fertilisation à une échelle locale ; mais la question s’est aujourd’hui élargie. Ce n’est plus seulement « Quelle dose de phosphore apporter aux cultures ? » mais aussi « Comment gérer de manière durable cette ressource indispensable ? ». Ainsi, l’Inra marque sa volonté de prendre en considération la gestion des ressources de manière de plus en plus globale.

(1) Eutrophisation : développement anarchique de végétaux aquatiques qui déséquilibre l’écosystème local, suite à l’apport en excès de substances nutritives.

(2) Van Enk. RJ, van der Vee.G. The phosphate balance. Rapport de recherche : Innovation Network Reports, Issue: 10.2.232.E Février 2011. 84p. Disponible en ligne.

(3) Cordell. D. The story of phosphorus. Rapport de recherche : Linköping Studies in Arts and Science N° 509. Suède. 2009. 240p. Disponible en ligne.

Le modèle localise les pertes en phosphore

Le modèle permet de quantifier les flux de phosphore à grande échelle, entre différents domaines d’activité (agriculture, industries…), mais aussi, à un niveau de détail plus fin, entre compartiments.. © Inra, Louise Bergès
© Inra, Louise Bergès

Le modèle permet de quantifier les flux de phosphore à grande échelle, entre différents domaines d’activité (agriculture, industries…) ; mais aussi, à un niveau de détail plus fin, entre compartiments. L’équipe de Bordeaux a réalisé une importante compilation de données, en utilisant les valeurs de phosphore mesurées dans chaque compartiment et des valeurs statistiques de référence (taille du cheptel, volume d’effluents d’élevage…) L’agriculture est le secteur à l’origine des flux les plus importants.

Références

- Senthilkumar K., Nesme T., Mollier A., Pellerin S., 2012. Phosphorus flows and balances at country scale: a case study for France. Global Biogeochemical Cycles 26, 2:GB2008.

- Senthilkumar K., Nesme T., Mollier A., Pellerin S., 2012. Regional-scale phosphorus flows and budgets within France: The importance of agricultural production systems. Nutrient Cycling in Agroecosystems 92, 2, 145-159.