Cet article composera le n° 173 des « Cahiers de l'IAU » sur les défis alimentaires dont la parution est prévue au 4e trimestre 2016.

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Du terroir au hors-sol : quels rôles de la qualité des sols ?

25 juillet 2016Claire Chenu (AgroParisTech), Julie Missonnier, Marie Carles

À l’heure où la technologie envahit le monde agricole, quels liens entretiennent les agriculteurs avec leurs sols ? Le sol influe-t-il sur la quantité et la qualité des aliments produits ? Quels sont les potentiels et risques de production en sols pollués ou artificiels ? Petit tour d’horizon avec Claire Chenu, enseignant-chercheur à AgroParisTech en science du sol et ambassadrice de l’année internationale des sols en 2015 auprès de la FAO.

© Claire Chenu

L’aménagement du territoire a très longtemps tenu compte de la qualité des sols : les premières cités se sont en effet développées sur les sols les plus fertiles. Les sols ont progressivement été consommés par l’urbanisation, et les évolutions de l’agriculture ont rendu plus ténu le lien au sol. Leur préservation quantitative et qualitative est aujourd’hui à réaffirmer dans le cadre de besoins alimentaires croissants et d’une exigence de qualité et de durabilité.

La qualité des sols est encore trop peu intégrée aux démarches de qualité de la production

L’acception du vocable « qualité » des sols est très large, correspondant à l’aptitude qu’à un sol à réaliser les fonctions attendues de lui et couvrant donc l’ensemble des services dits « éco-systémiques » assurés par les sols, tels que réservoir d’eau, support de biodiversité, support de production agricole et donc d’alimentation. Au sein de cette notion très englobante, la « fertilité » des sols désigne l’aptitude d’un sol à fournir une production végétale et animale saine et durable.

Le lien avec la qualité nutritionnelle et organoleptique des produits alimentaires est, quant à lui, peu étudié, à l’exception du vin et son terroir. Un même cépage, transformé avec un procédé de vinification identique mais issu de terrasses de culture aux sols différents, donnera des vins de goûts différents avec une tonalité « tanique », liée à la teneur en argile du sol. Il serait intéressant d’étudier davantage le rapport entre caractéristiques du sol et qualité gustative des aliments, ce qui permettrait, notamment aux citadins, de mieux apprécier l’origine des aliments.

La mention « pleine terre » commence à apparaître, notamment pour les fraises. © Le petit producteur

À l’instar d'autres critères environnementaux, la prise en compte des sols reste aujourd’hui absente des cahiers des charges des signes d’identification de la qualité et de l’origine (AOP-AOC, IGP, Label Rouge…), comme le souligne un récent rapport d’information à l’Assemblée nationale.

En 2016, l’Institut national de l'origine et de la qualité (Inao) s’est engagé à intégrer des principes de l’agroécologie dans les différents signes de qualité, en proposant des mesures types. Si ces dernières ne mentionnent pas explicitement les sols, nombre d’entre elles devraient concourir à les préserver : implantation de haies, réduction des herbicides, biodiversité des pâturages, développement de l'agroforesterie... L’Inao s’appuie sur des témoignages de producteurs qui ont déjà expérimenté des principes de l’agroécologie, notamment dans le cadre des groupements d’intérêt économique et environnemental (GIEE)1. Ainsi, un GIEE constitué en 2014 entre éleveurs et céréaliers sur la zone AOP du Crottin de Chavignol a trouvé un arrangement sur le maintien du potentiel agronomique des sols dans le cadre de la production de luzerne. Sur les 130 GIEE constitués fin 2015, un tiers s’empare de la question des sols, soit de manière directe (conservation des sols), soit de manière indirecte (diversification des assolements, allongement des rotations ou encore autonomie en azote et développement des légumineuses).

Les producteurs bénéficient de la bonne qualité des sols franciliens, mais jusqu’à quand ?

L’Île-de-France bénéficie d’une grande diversité de sols, dont des sols très fertiles, limons profonds développés sur des dépôts de « loess »2. Leur texture équilibrée, leur profondeur importante et leur faible charge en cailloux leur permettent de disposer d’une bonne réserve utile en eau ainsi que d’une bonne fertilité physique et chimique (développement des racines, rétention des éléments nutritifs). Cependant, après des décennies d’augmentation, on observe actuellement une stagnation des rendements agricoles, car on s’est approché du potentiel sol-culture.

Les sols franciliens sont, par ailleurs, très sensibles à l’appauvrissement en matière organique. L’évolution des pratiques culturales (utilisation d’éléments fertilisants minéraux, absence de fertilisation organique en relation avec la disparition de l’élevage dans la région, exportations importantes des résidus de culture, mécanisation importante) ont progressivement réduit les teneurs en matière organique des sols, entraînant une dégradation physique des sols. En effet, sans cohésion assurée par la matière organique, les agrégats de sols limoneux sont peu stables vis-à-vis de l’eau, ce qui entraîne des problèmes de battance, de ruissellement, voire même d’érosion, ainsi que des risques de mauvaises levées des cultures. L’épandage d’engrais minéraux de synthèse assure l’apport d’éléments nutritifs que permet sinon la décomposition de la matière organique et l’action des microorganismes auxiliaires. Avec d’autres interventions, comme le traitement des ravageurs ou le travail du sol, on peut continuer à produire des aliments avec des rendements élevés grâce à des sols presque « sous perfusion ». Mais ces interventions sont coûteuses (en fioul, en fertilisants…), sans compter le coût environnemental. Le système, dans son ensemble, atteint ses limites. L’agriculture gagnerait à évoluer pour mieux prendre en compte le sol et s’appuyer sur lui.

Les projets agricoles sur sols artificiels offrent des alternatives en contexte contraint, mais sont peu transposables à grande échelle

Après être sortie des villes, l’agriculture y est de nouveau à l’honneur. De nombreux projets d’agriculture urbaine voient le jour, parfois sur des sols contraints ou particuliers : sols pollués par des activités humaines antérieures, sols artificiels recréés par l’homme. Certains projets sont même totalement « hors-sol ».

Dans le cadre de sites pollués, notamment sur les anciens sites industriels du Nord et de l’Est de la France, beaucoup de recherches ont été menées sur le passage de contaminants du sol à la plante, montrant que la fraction de polluants du sol « biodisponibles » pour la plante dépend de la nature des contaminants, du pH du sol mais aussi de la plante elle-même. Sur la plaine de Pierrelaye-Bessancourt dans les Yvelines, dans laquelle des eaux usées ont longtemps été épandues, des teneurs très élevées de polluants ont été détectées dans des plants de thym, qui captent et stockent facilement les polluants du sol au sein des feuilles. La production a été remplacée dans les années 2000 par une culture de maïs, qui, à l’inverse, ne concentrait pas les polluants dans les grains, et a ainsi pu être utilisée en alimentation animale. Des cultures non alimentaires, telles que saule et miscanthus, ont également été implantées, de même que dans le territoire voisin de la boucle de Chanteloup.

Sur des sites contaminés par des pollutions, une production alimentaire déconnectée du sol naturel peut être intéressante. C’est notamment le cas du projet d’agriculture urbaine mené par les Jardins de Gally à Saint-Cyr, situé sur une ancienne décharge de déchets du BTP, et qui développe essentiellement des cultures en bacs (potagers loués à des particuliers) ou hors-sol (production commerciale de tomates et fraises). Dans ce dernier cas, le modèle de production agricole est plus technologique et nécessite de multiples appareils (contrôle des paramètres du milieu, circulation de l’eau…).

Les Jardins de Gally, comme le potager installé sur les toits du bâtiment d’AgroParisTech dans Paris, expérimentent aussi la reconstitution de sols artificiels, dits « technosols ». Ces systèmes de production constituent une voie intéressante car nécessitant peu de technologies. La production est réalisée dans des bacs où sont mélangés différents types de déchets, issus de la ville, pour recréer un sol : bois broyé, composts végétaux issus d’une plateforme de compostage proche, briques concassées, marc de café. Dans le cas des toits productifs d’AgroParisTech, il n’y a pas d’apports d’éléments fertilisants supplémentaires, et le système de culture s’inscrit dans une démarche d’agroécologie.

© Claire Chenu

Les premiers résultats obtenus à AgroParisTech sont très encourageants, les rendements étant comparables à celui d’un maraîcher francilien. Les avantages, d’un point de vue environnemental, sont nombreux : création d’un circuit court de déchets, développement d’une fertilité chimique et biologique et donc d’une biodiversité participant à enrichir la trame verte urbaine, rétention d’une partie des précipitations, et donc diminution des eaux pluviales. Une économie circulaire des déchets est à créer, en veillant à leur traçabilité, pour éviter tout risque de contamination. Toutefois, il paraît difficile d’envisager l’installation d’agriculteurs dans ce modèle : cela demande beaucoup de déplacements et de manipulations sur de toutes petites surfaces, peu compatibles avec une activité professionnelle. Ainsi, on n’attend pas a priori de production alimentaire à grande échelle à partir de ce type de projets mais une production de niche (fruits ou légumes supportant mal le transport et la conservation) ou un complément d’approvisionnement pour des habitants des villes. En outre, ces expérimentations offrent des opportunités pour réhabiliter des sites pollués ou pour valoriser des toitures en ville, tout en apportant une réponse au besoin de nature des citadins.

Une meilleure prise en compte des sols ouvre de nombreuses perspectives

Il est nécessaire de reconsidérer les sols et les multiples services qu’ils fournissent. Cette approche globale est valable tant pour des sols naturels que pour des sols artificiels ou pollués.

Plusieurs formes d’agriculture et de pratiques agricoles permettent d’aller vers une meilleure prise en compte des sols : l’agriculture biologique mais aussi l’agriculture sans labour et avec semis direct sous couvert végétal, l’utilisation de cultures intermédiaires, l’agroforesterie… Un levier d’action majeur, permis par plusieurs de ces pratiques, est d’augmenter la restitution de la matière organique aux sols, et d’accroître ainsi l’activité biologique et de favoriser la fixation du carbone dans les sols. Si les rendements de ces formes d’agriculture peuvent être moindres, les gains sont autres (qualité des produits, préservation du milieu, durabilité des exploitations agricoles), et c’est une évaluation globale qui est nécessaire.

Claire Chenu est enseignant-chercheur à AgroParisTech, présidente du Conseil scientifique du programme Gessol et vice-présidente du Conseil scientifique du patrimoine naturel et de la biodiversité du ministère de l'Écologie, ambassadrice spéciale des sols pour 2015 Année internationale des sols, auprès de la FAO
Julie Missonnier est ingénieure agronome, chargée d’études sur les approches territoriales de l’environnement et les parcs naturels régionaux à l’IAU îdF
Marie Carles est ingénieure agronome, chargée d’études sur les approches croisées l’environnement-aménagement, les sols et les matériaux à l’IAU îdF

1. Outil issu de la loi d’avenir pour l’agriculture de 2014.
2. Dépôts éoliens datant de la dernière ère glaciaire au Quaternaire.