Yves Le Bars : Quelle chimie pour nourrir 9 milliards de Terriens en 2050 ?

Année internationale de la Chimie
PEUT-ON SE PASSER DE LA CHIMIE?
QUELLE CHIMIE POUR NOURRIR 9 MILLIARDS D’HUMAINS?

Yves LE BARS, IGGREF (h), GRET, IHEST, ECOPHYTO R&D 20 Octobre 2011

Yves LE BARS, Quelle Chimie, oct 2011


 I- Le contexte alimentaire : la révolution verte,
les enjeux de 2050 alimentation et autres
usages des produits agricoles
 II- L’importance économique de la chimie pour
l’agriculture : les besoins des sols, les engrais, les
pesticides
 III- Les limites des modèles actuels, les impacts
sur les sols, la biodiversité, les eaux la santé…, la
défiance
 IV- Les réponses, exemples : agronomie
renouvelée, réduire l’utilisation des pesticides, la
lutte contre les algues vertes
 Conclusion 2


APRÈS LA DEUXIÈME GUERRE MONDIALE

1951

3


L’AGRICULTURE AUJOURD’HUI : LA RÉVOLUTION
VERTE

Avec la « révolution verte »
augmentation des
rendements agricoles.

La surface nécessaire
pour nourrir un homme :
•0,45 ha en 1961
•0,25 ha en 2003!!
Alors que la population
mondiale est passée de
3,1 à 6,3Mds

4


SOURCES VÉGÉTALES ET ANIMALES DE
L’APPORT ÉNERGÉTIQUE DANS L’ALIMENTATION
 Sources végétales et animales de l’apport énergétique dans l’alimentation (kcal par habitant et
par jour)

 Kcal d’origine animale : y compris produits à base de
poisson.
 Source : FAOSTAT, 2003.

5


LA MALNUTRITION, TOUJOURS LÀ POURTANT

 La malnutrition : 1Mds de malnutris (mais
aussi 1,3Mds en surpoids),

6


ET EN 2050? SCÉNARIO D’AGRIMONDE

 Nourrir la planète dans un
contexte de développement
durable en jouant sur la
demande :
 En 2050, 3000
kcal/jour/habitant dans
toutes les zones, dont 2500
d’origine végétale
 et sur l’offre :
 L’enjeu agronomique, cf. plus
loin
7



 I- Le contexte alimentaire : la révolution verte, les
enjeux de 2050 alimentation et autres usages des
produits agricoles
l’agriculture : les besoins des sols, les engrais,
les pesticides
sur les sols, la biodiversité, les eaux, la santé…, la
défiance
 Conclusion 8


LES BESOINS DES SOLS
 Les plantes ont des besoins nutritionnels
importants : 1ha de blé absorbe chaque
jour
 2 kg d’azote, et environ 200Kg par an
 6 kg de potassium
 et 1 kg de phosphore,
 ainsi que du soufre, du calcium, du magnésium et
des oligo-éléments.
 Les besoins sont remplis par les engrais,
qui compensent le fait que les plantes Les couches d’un profil de sol

cultivées ne se décomposent pas sur O : Litière
A : Humus, ou terre végétale

place et ne restituent donc pas à la terre B : Terre utilisée pour le pisé
C : Roche mère

ce qu’elle leur a donné.
9


L’INDUSTRIE DES FERTILISANTS
Au 20ème siècle une industrie minière et
intensive en capital :
Les engrais :
 N : azote de l’air transformé en NH3 à
500° et 200 atmosphères (procédé
Haber-Bosch)
 P : mines 69% Chine et Maroc, limité
avant 2100?
 K : mines de potasse (KCl), 50% des
réserves au Canada (pas de limite
estimée)
Usine d’engrais azotés La Grande Paroisse de
L’amendement est, lui, l'apport d'un produit fertilisant Grand Quevilly
ou d'un matériau destiné à améliorer la qualité 1350 personnes sont employées dans l'usine en
des sols (en termes de structure et d'acidité; cf. 1990
chaux, cendres volcaniques… , ). CA France : 1,9 milliard d’euros
4 000 emplois temps plein
10


75% DES PESTICIDES EN GRANDES CULTURES ET EN
FOURRAGES

Répartition en France des
2,3 milliards d’euros
Euros par hectare de pesticides
de pesticides en 2006

% pesticites
Horticulture et autres Euros / ha
Fruit
5%
5%

Vigne
700
590
14%
600 527
500
394
400
300

Fourrages 200 134
8% 91
100
Grandes cultures 17
68%
0
Grandes Fourrages Vigne Fruit Horticulture Ensemble
cultures et autres

Source RICA, calcul INRA
11



produits agricoles
pesticides
sur les sols, la biodiversité, les eaux, la
santé…, la défiance
 Conclusion 12


LES IMPACTS SUR LES
SOLS

 La matière organique
des sols diminue,
 Baisse de la
biodiversité
 Augmentation des
couts pour:
 le travail du sol
 des amendements
 des pesticides…

13


IMPACTS DE LA CHIMIE AGRICOLE SUR LES EAUX
Des ordres de grandeur
 Apports de nitrates dans les eaux
de surface:
66%, d’origine agricole , (culture et élevage)
22%, d’origine domestique
12%, d’origine industrielle

Une situation difficile : depuis 1900 les taux de nitrates
des rivières bretonnes ont été X10.

14


IMPACTS DE LA CHIMIE AGRICOLE SUR LES EAUX

 Pollution des eaux souterraines par les pesticides
Sur 1963 points étudiés
82,2 % respectent les normes ;
14 % des stations présentent au moins une substance dont la
concentration moyenne en 2007 est supérieure à la norme de
qualité correspondante;
3,8 % ne respectent pas les normes de qualité tant pour la
concentration totale en pesticide que par substance.
Une liste de 507 captages (sur un total de 34.000 en activité) les
plus menacés par les pollutions diffuses (dont de nitrates et
pesticides), a été publiée par le gouvernement le 12 juillet
2011

 Pesticides dans les eaux de surface
Sur 2023 points étudiés , 453 molécules recherchées :
16,8 % des stations présentent une concentration totale en pesticides
(en moyenne annuelle) comprise entre 0,5 µg/L et 5 µg/L ;
0,9% des stations présentent une concentration totale en pesticides (en
moyenne annuelle) supérieure à 5 µg/L ;
15


LES IMPACTS SUR LA SANTÉ

De nombreux ouvrages témoignent des
enjeux des nouveaux risques :
 faibles doses,
 exposition par la vie quotidienne
 effet à long terme,
 et souvent avec des intérêts
économiques puissants, considérés
comme proches des pouvoirs publics…

Une agence française spécialisée sur ces Une controverse :
question de Santé et d’Environnement, Ouvrage de
l’ANSES Marie-Monique Robin
Emission ARTE
Des enquêtes épidémiologiques (cf. par Du 15 mars 2011
exemple le Chlordécone aux Antilles)

16

UNE SOCIÉTÉ DE LA DÉFIANCE :Quelle Chimie, oct 2011
Yves LE BARS,

On ne peut plus décider
comme avant

“Est-ce
qu’on
vous dit
la vérité Les produits alimentaires

sur…?”
Selon
IRSN
2002
La pollution des rivières
Les manipulations génétiques
Les déchets chimiques

Les déchets radioactifs

17


LES LIMITES DES MODÈLES ACTUELS
Une agriculture non soutenable :

 L’agriculture détruit le capital écologique : dégradation des sols, des
ressources en eau, perte de biodiversité qui vont vers des rendements
décroissants, et des couts élevés
 Des inquiétudes sur la santé (obésité, exposition des travailleurs, impacts à
long terme des faibles doses dans l’alimentation et l’eau)
 L’agriculture un contributeur majeur aux GES : 22% viennent de
l’agriculture (dont 80% élevage FAO) sans compter l’impact des
changements de destination des sols
Un modèle « minier »

« L’alliance étroite, et décisive, de l'agriculture et de l'industrie
chimique est désormais profondément mise en cause ».
Pierre STENGEL INRA Directeur Scientifique
18


L’AGRONOMIE DÉTERMINÉE
PAR LA CHIMIE
 La sélection des variétés cultivées a été
modifiée par la chimie :
 L’apport d’engrais chimiques au moment où la
plante en a besoin évite de sélectionner à la
robustesse (alors que le fumier relâche l’azote
selon sa dégradation)…
 Et l’apport de pesticides évite de tenir compte
de la robustesse à leurs attaques, parfois
facilitées par les engrais…
 Mais la résistance des bioagresseurs est
croissante! Cela remet en cause le schéma…

 Les OGM peuvent aggraver la situation : cf. le
cas du maïs OGM BT de Monsanto, associé au
pesticides Round up, qui a créé des
résistances nouvelles

19
Nématode


LA FAO, LE DIRECTEUR J.DIOUF
(2006)
 "La première révolution verte, avait permis de doubler la
production alimentaire mondiale, mais elle comptait sur
l'utilisation abondante d'intrants, notamment l'eau, les
engrais et les pesticides", a-t-il rappelé.
 La nouvelle Révolution Verte sera plus dure, axée davantage
sur l'utilisation sage et plus efficace des ressources
naturelles disponibles

20



produits agricoles
pesticides
défiance
 Conclusion
21


AGRIMONDE : L’ENJEU DE L’AGRONOMIE POUR
NOURRIR LA PLANÈTE

 Une agronomie exploitant au
Un exemple : au Bénin
mieux les processus écologiques. 783 producteurs de riz
 plus économe en énergies fossiles, ont réduit les apports
 valorisera au mieux la capacité des sols à d’engrais chimiques,
mobiliser la matière organique via, par exemple, remplacés par paille de
des associations culturales ou un travail du sol riz+fumier, avec
adapté, nouvelles pratiques de
plantation et de
 luttera contre les ennemis des cultures par des
désherbage.
méthodes de protection et de production intégrées
Conséquence : 5 t/ha
reposant sur
au lieu de 2,3.
 les auxiliaires des cultures,
Economie :1000$/ha
 les successions culturales
 ou l’organisation du parcellaire,
 résistera mieux aux maladies en ayant recours à
un plus grand nombre d’espèces et de variétés...
22


LE PLAN FRANÇAIS « GRENELLE » 2008:
 20% SAU en agriculture biologique (objectif en 2020, doubler le
crédit d’impôt)
 Restauration des prairies
 Gestion des eaux dans les bassins versants
 Restauration de la biodiversité (semences, trame verte…)

Sur les pesticides :
• 53 substances retirées,
• réduire de 50 % l’Indice de Fréquence de Traitement (IFT),
« si possible ».

23


L’AGRICULTURE BIOLOGIQUE

 Exclue l'usage d’engrais
chimiques et de
pesticides de synthèse,
ainsi que d’OGM.
 Pour maintenir la
productivité des sols et
le contrôle des
maladies et des
parasites, pratique
 la rotation des cultures,
 l'engrais vert,
•Rhône-Alpes : 3,5% de surface agricole
 le compostage, utile en bio (1ère région, France 1,7%)
 la lutte biologique,
 le sarclage mécanique… •Dans la Drôme, 10%,
record en France
24


LE CAS DES PESTICIDES

 La réglementation :
LMR, AMM, DJA, DSE
 Les niveaux de
rupture possibles
 Les réductions
atteignables sans
perte de revenu
25


LA RÉGLEMENTATION SUR LES PESTICIDES
 Les produits autorisés
 Le classement se fait en 5 classes :
1 : cancérogène
2 A : probablement cancérogène
2 B : peut-être cancérogène
3 : inclassable quant à sa
cancérogénécité
4 : probablement pas cancérogène

 Les AMM, autorisation de mise en marché
 La mise sur le marché d’un nouveau pesticide est
subordonnée à une autorisation officielle
 En France, l’AMM relève de la compétence de la Direction
générale de l'alimentation (DGAL) du Ministère chargé de
l'agriculture, après avis de la Commission d’étude de la
toxicité.
26


LA RÉGLEMENTATION SUR LES
PESTICIDES
Les LMR (limites maximales de résidus)
 Règlement UE 396/2005 sur les limites
Maximales de Résidus (LMR) pour les produits
phytosanitaires dans les produits alimentaires

 Les LMRs :établies par couple "matière active-
denrée" à partir des données toxicologiques et
agronomiques.
Pour chaque substance active retenue, il
convient de déterminer la dose journalière
admissible (DJA en mg/kg/j) pour l’homme. Pour
cela, on se base sur une dose sans effet (DSE)
tirée d’études toxicologiques menées sur des
animaux (dans le cadre du dossier
d’homologation). 27


LE CAS DES PESTICIDES : PROCESSUS
Le Grenelle de l’Environnement
relance en 2007 un processus plus
ancien :
ECOPHYTO avec un travail R&D:
définir les scénarios possibles (2
ans de travail), sur pratiques en
« rupture »
◦ Pilotage Etat
◦ Groupe technique d’experts (une
centaine ) issus de plus de 30
organismes
◦ Comité d’orientation avec les
parties prenantes, réunion tous les
3 mois 28

NIVEAUX DE RUPTURE
GRADIENT DU RECOURS
AUX PESTICIDES

Yves LE BARS, Quelle Chimie, oct 2011 29


QUELQUES ORDRES DE GRANDEUR

Pour les grandes cultures :

 Le blé (IFT 4), 43% de la sole, demande
52% des doses de fongicides.
 Le colza (6,1), 12% de la sole, demande
53% des doses d’insecticides.
 L’orge (3,2) 15% de la sole et demande
12% du total des doses.
 La pomme de terre, 1% de la sole, demande
6% du total des doses (IFT16,6)


QUELQUES ORDRES DE GRANDEUR

En vigne, l’IFT moyen est proche de 14, dont 1,12 en herbicides. Plus de 80% des doses sont des fongicides

Les pommiers (43 000 ha en France).
L’IFT moyen y est de 35, forte variabilité
entre les bassins de production :
 jusqu’à 30 fongicides en culture raisonnée dans l’Ouest, 17
insecticides dans le Sud Est.
 l’IFT moyen a augmenté en 10 ans, passant de 27 à 35 :
probablement développement de plusieurs résistances de bio-
agresseurs à des fongicides et à des insecticides?

LE PASSAGE COMPLET EN AGRICULTURE INTÉGRÉE (2C), CONDUIT
À UNE RÉDUCTION DE 49% DE L’EMPLOI DES PESTICIDES

Evolution de l'IFT moyen

Na N0 N1 N2a N2c N3
Grandes cultures 3,8 5,4 4,0 2,5 1,9 0,2
Vigne 12,5 18,8 12,2 7,8 7,8 9,5
Fruits 17,3 18,3 18,3 16,1 13,7 13,0
Fourrage 0,4 0,7 0,4 0,3 0,1 0,0
Total 2,6 3,7 2,7 1,7 1,3 0,6

Na N0 N1 N2a N2c N3
Grandes cultures 100 142 105 66 50 6
Vigne 100 150 98 63 63 75
Fruits 100 106 106 93 79 75
Fourrage 100 159 93 62 21 0
Total 100 143 103 67 51 21

Na : niveau actuel.
Les niveaux 0 et 1 augmentent l’utilisation actuelle des pesticides 32


LA BAISSE DES MARGES EST MOINS ACCUSÉE QUE CELLE DU
PRODUIT (AU PRIX DE 2006)

(€/ha)

En grandes cultures, les intensifs ont une moins bonne marge que le
niveau 2a et l’agriculture intégrée
Problème : seule l’agriculture biologique voit ses pratiques
compensées par un prix spécifique
33


LE CAS DES PESTICIDES
ECOPHYTO R&D : une démarche , des résultats et des réserves

 Résultats téléchargeables sur le lien : http://www.inra.fr/ecophytoRD :
◦ Une réduction de l’ordre de 35 à 40% du recours aux
pesticides est ainsi possible, avec toutefois des
changements de pratiques substantiels, sans perte de
marge, et avec une réduction relativement faible de la
production totale. .

 Mais des réserves ont été exprimées :
◦ mise en cause de l’objectif de l’étude de réduire l’utilisation des pesticides, alors
que certains préfèreraient que l’on regarde les impacts au cas par cas, et que l’on
agisse en conséquence.
◦ Les années choisies comme référence sont particulières

34


LES RÉPONSES
DE L’INNOVATION
 Des produits plus sélectifs, minimisant
les dangers :
 Actifs aux doses faibles, avec moins de
résidus dans l’environnement, faible durée
de vie (cf. les POP)
 Sélectionnant les cibles, ce qui suppose
une recherche sur le fonctionnement des
organismes que l’on combat
 Utilisant les mécanismes de répulsion qui
existent dans la nature (« aller jouer
ailleurs »)
 Mais une recherche couteuse
 « BAYER relève ses objectifs annuels
grâce aux pesticides » sept 2011

35


QU’EST-CE QUE LE BIO-CONTRÔLE ?

Les produits de bio-contrôle privilégient l’utilisation de
mécanismes et d’interactions naturels, pour la protection
des plantes.
4 principaux types d’agents de bio-contrôle :
 - Les macro-organismes auxiliaires (ou l’agresseur agressé)
sont des invertébrés, insectes, acariens ou nématodes
utilisés de façon raisonnée.
 - Les micro-organismes (ou l’agresseur maîtrisé) sont des
champignons, bactéries et virus utilisés pour protéger les
cultures contre les ravageurs et les maladies ou stimuler la
vitalité des plantes.
 - Les médiateurs chimiques comprennent les phéromones
d’insectes. Ils permettent le suivi des vols des insectes
ravageurs et le contrôle des populations d’insectes par la
méthode de confusion sexuelle et le piégeage.
 - Les substances naturelles utilisées comme produits de bio-
contrôle, exemple Nicotine, Pyrètre (seul extrait végétal
autorisé en France)

36


LE CAS DES ALGUES VERTES
EN BRETAGNE
Les causes du phénomène en Bretagne
 1971 : 7mgNO3/l; 2007 : 30 mg/l
 1/3 de l’azote épandu est de l’engrais
azoté minéral ;
 2/3 de l’azote épandu est de l’engrais
azoté organique issu des déjections
des vaches (57%), porcs (31%),
volailles (12%).

Le taux reste plus de deux fois trop élevé,
environ 25 mg/L en moyenne alors qu'il
faudrait retomber sous le seuil de 10
mg/L pour éviter ces pullulations.
3500 exploitations agricoles concernées
dans les BV des baies

37


EN BRETAGNE
 Les réponses correctives dites « de
prévention »

 Ramassage (1,1M€ en 2010)

 Séchage et le compostage des algues collectées.
Capacité de 60 00t à 100 000t? (16M€ investis,
environ 1M€ fonct)

 Méthanisation des effluents d’élevage. 11
projets à l’étude, avec la création d’installations
qui prévoient de traiter au total environ 200 000
t/an de déchets : 125 000 t d’effluents d’élevage
avec 75 000 t d’autres déchets agricoles et
agroalimentaires. Mais conservent l’N en excès…

 Le renforcement des contrôles. Une déclaration
annuelle des quantités d’azote organique et
minéral utilisées et échangées

 L’Épandage des effluents d’élevage : replace les
apports d’engrais minéraux..
38


EN BRETAGNE
Les réponses : les mutations
nécessaires de l’agriculture
 « Réduire l’excédent de fertilisation azotée
des terres en diminuant soit la taille des
cheptels, soit l’apport de nitrates dans
l’agriculture »
 "Tant que l’on ne touchera pas à l’économie
de l’élevage, si sacrée en Bretagne, la mer
continuera de vomir les excédents de
nitrates", conclut André Ollivro, porte-parole
du collectif Urgence marées vertes .
 Remettre les vaches dans les prairies car
l’herbe permet un plus grand stockage et
recyclage des nitrates", explique Patrick
Durand, directeur de recherches à l’Institut
national de la recherche agronomique (Inra)
de Rennes
 Et travailler les solidarités par bassin versant,
peu ressenties aujourd’hui
39



produits agricoles
pesticides
défiance
 Et en Conclusion… 40


ET EN CONCLUSION…

Nourrir le monde en 2050, c’est possible,
mais trois enjeux conditionnent sa place:
 L’évolution des modes d’alimentation, des
ruptures nécessaires dans les pays
développés
 La solidité des échanges internationaux,
des zones resteront déficitaires, des
régulations mondiales pour l’alimentation
(FAO Codex alimentarus,
OMC+Environnement), régionales (dont la
PAC cohérente avec développement)
 Une agronomie renouvelée, une nouvelle
place pour la chimie… 41


ET EN CONCLUSION…

Une nouvelle place pour la chimie, mais :
 Avec une réduction dans les pays
tempérés, et une adaptation aux
conditions des PVD : l’agro-bio-écologie
prend une partie de la place de la Chimie
 Davantage de régulations mondiales ou
régionales sur les produits chimiques :
interdiction des POP, Reach, AMM sur LMD
 Avec toujours des innovations dans la
défense des cultures: nouvelles molécules,
lutte biologique, réduction des risques sur
l’environnement et la santé

42


ANNEXES

43

Yves LE BARS, Shanghai juin 2010

RHÔNE ALPES : UN VIGNOBLE DURABLE?
Une priorité : dans les eaux du Rhône, la pollution
issue des vignobles est repérable
Dans un objectif de viticulture durable, les
stratégies d’entretien des sols doivent à la fois
 préserver le sol et l’environnement,
 intégrer la réduction des herbicides et les
alternatives au désherbage chimique (travail du
sol, enherbement)

44
Surveillance automatisée du vignoble, Côtes du Rhône


LA RÉGLEMENTATION SUR LES PESTICIDES

Règlement (CE) n° 1107/2009 du Parlement européen et du Conseil
du 21 octobre 2009 concernant la mise sur le marché des produits
phytopharmaceutiques et abrogeant les directives 79/117/CEE et
91/414/CEE du Conseil (JOUE L309 du 24 novembre 2009)

 Les principaux objectifs de ce règlement sont :
 de renforcer le niveau de protection de la santé humaine, des
animaux et de l’environnement, tout en préservant la compétitivité
de l’agriculture communautaire,
 d’harmoniser et de simplifier les procédures au sein de l’UE et de
réduire les délais d’examen des dossiers,
 d’accroître la libre circulation des produits et leur disponibilité dans
les Etats membres.

45


L’INDUSTRIE DES FERTILISANTS
Selon le site de l’Union des industries de la fertilisation
www.unifa.fr
Au début des années 80,
Chiffres Clés de l'industrie en 2009
l’opération FERTIMIEUX :
 Chiffre d’affaires engrais et « Fertiliser de façon responsable
amendements de l’industrie en et raisonnée.»
France :
‐> 1,9 milliard d’euros (après « Depuis des innovations, pour
baisse de moitié) apporter la juste dose de
 L’effectif salarié employé en fertilisants dans toutes les parties
France par nos adhérents :
‐> Environ 4 000 emplois temps des parcelles … »
plein A noter : au Maroc un hectare
 Nombre de sites de production :
49 de blé reçoit 24Kg d’engrais,
 Pas de fermetures de sites en contre 230 Kg en France.
2009 Ce n’est pas tout ou rien!

46

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