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L'ampleur des changements climatiques, de leurs causes et de leur impact possible sur la géographie de la France à l'horizon 2005, 2050 et 2100 (Tome 1 : Rapport)

 

CHAPITRE QUATRIÈME : LES CONSÉQUENCES DES ÉMISSIONS DE GAZ À EFFET DE SERRE

I. LE DÉVELOPPEMENT INDUSTRIEL A ACCRU LES ÉMISSIONS DE GAZ À EFFET DE SERRE

Les émissions de gaz à effet de serre par la civilisation industrielle proviennent de multiples origines et constituent un facteur commun du développement des sociétés actuelles.

La courbe de l'évolution des émissions de dioxyde de carbone fossile depuis 1860 qui croît selon un angle de 45° depuis les années 1950 parle d'elle-même.

Même si les diverses formes de combustion des énergies fossiles constituent la source d'émission de gaz à effet de serre la plus évidente, elle sont très loin d'être les seules. Il suffit d'évoquer la combustion de la biomasse, la déforestation, la concentration urbaine (déchets), l'agriculture (rizières, émissions azotées causées par les engrais), l'élevage, pour se remémorer l'omniprésence des émissions de gaz à effet de serre.

II. DES ACTIVITÉS TRADITIONNELLES ÉMETTRICES DE GAZ À EFFET DE SERRE

A. L'ÉVALUATION DES ÉMISSIONS DE PROTOXYDE D'AZOTE (N2O) PAR LES SOLS

Pour apprécier les conséquences des émissions de gaz à effet de serre par l'agriculture, il convient préalablement d'en évaluer au mieux l'ampleur, ce qui est indispensable dans le cadre de l'application du protocole de Kyoto, puis, à l'autre bout de chaîne d'examiner les impacts que les changements climatiques pourraient avoir sur l'agriculture, notamment en France.

L'évaluation des émissions de protoxyde d'azote ou oxyde nitreux par les sols demande à être effectuée non seulement à l'échelle globale, mais, surtout, à l'échelle régionale.

1. Les émissions de protoxyde d'azote par les sols agricoles en France

Si l'évaluation mondiale des émissions de N2O est indispensable pour mettre en oeuvre le protocole de Kyoto, la difficulté de mesurer ces émissions en France permet de mieux cerner les limites de l'approche globale.

En France, les sols agricoles occupent une très forte proportion du territoire et émettent beaucoup d'azote en raison de l'importance des niveaux azotés apportés par les engrais. Le CITEPA considère que plus de 50 % des émissions de N2O proviennent des activités agricoles, et ce, surtout du fait des fertilisants minéraux et organiques. Le Royaume-Uni et les Pays-Bas seraient proches de ce seuil.

Mais, une fois encore, il faut noter que de telles estimations reposent sur des incertitudes assez fortes pouvant atteindre 35 à 40 % pour les émissions d'origine industrielle, et près de 100 % pour les sources de production naturelles et agricoles. Ce degré d'incertitude est lié au fait que les émissions de N2O sont très limitées dans le temps, notamment après des pluies et présentent des variations considérables au niveau d'une parcelle agricole souvent de plusieurs ordres de grandeur.

A l'occasion du colloque déjà évoqué sur l'effet de serre dans l'espace rural, M. Pierre CELLIER et Mme Patricia LAVILLE (35(*)) ont effectué une étude critique du modèle utilisé par le GIEC.

Sans entrer dans la description détaillée de la méthodologie employée par le GIEC et utilisée par le CITEPA, ces auteurs ont noté que la réactualisation de la méthodologie GIEC avait conduit à multiplier les émissions de N2O par presque 3 pour la France, ce qui mettait ce gaz quasiment à égalité avec le méthane pour la contribution au forçage radiatif -à l'intensification du réchauffement- à l'échelle de la France. Une même réactualisation a conduit à multiplier les estimations par 5 pour les Pays-Bas. De plus, ces auteurs ont observé qu'un inventaire devait prendre en compte toutes les voies possibles du devenir de l'azote (épandage d'engrais, fixation symbiotique, résidus de cultures, ammoniac, azote apporté et perdu par drainage ou ruissellement superficiel qui va induire des émissions de N2O dans les sols des écosystèmes naturels, dans les cours d'eau ou dans les estuaires ; cette dernière catégorie d'azote étant estimée à 30 % du total de l'azote apporté).

Ils ont aussi révélé que, dans tous les cas, les facteurs d'émissions font apparaître une variation d'au moins 80 % par rapport à la valeur moyenne. Cette variation provient d'abord de la dénitrification qui varie fortement selon le lieu d'émission, même à l'échelle du mètre carré, et selon la période d'émission, que ce soit au cours de la journée ou de la semaine. En outre, s'ajoute à cette incertitude le faible nombre de données de longue durée. De la sorte, les facteurs d'émission utilisés par les différents chercheurs ne peuvent être que des facteurs moyens. En outre, les données sont très disparates et souvent incomplètes.

Il est pourtant indispensable d'améliorer ces données pour réellement prendre en compte les caractéristiques des milieux naturels et les différentes techniques culturales employées. Cela peut se faire à partir de mesures locales ou de modèles de simulation des émissions.

Des mesures locales élaborées en Grande-Bretagne ont permis de montrer que les prairies représentent environ 75 % du total émis par les sols agricoles, car ces prairies sont très fertilisées, mais les mesures ponctuelles sur telle ou telle prairie ne peuvent prendre en compte la variabilité liée au climat. Des expériences menées en Australie, consistant à comparer des émissions de N2O à l'échelle d'une petite région avec celles du GIEC ou du NGGIC (Australian National Greenhouse Gas Inventory Committee), il est résulté que les mesures directes effectuées étaient 6 et 20 fois plus fortes que les estimations basées sur les méthodologies du GIEC ou du NGGIC. Une autre expérience a montré que, à l'échelle d'une région comme l'Ecosse, les variables les plus déterminantes étaient la température, l'apport d'azote et la teneur en eau des sols.

Au-delà de ces méthodes de mesure directes, des modèles de simulation des émissions, dont les limites sont détaillées plus loin, ont été développés : c'est le cas notamment de celui de BOUWMAN, qui estime mois par mois, en tous points du globe, les principales zones sources de N2O ainsi que la variation saisonnière des émissions.

Quant au modèle DNDC, il a permis de montrer, à partir de l'exemple des États-Unis d'Amérique, que le travail du sol et les apports atmosphériques pouvaient augmenter de manière importante les émissions de N2O. Cependant, à partir de cette estimation, il a pu être constaté qu'elle était presque dix fois supérieure à celle d'un inventaire récent.

Enfin, d'autres modèles aboutissent à des résultats contradictoires, certains montrant que le passage à un système de non travail du sol augmentait les émissions de N2O d'environ 7 %.

Au total, les estimations d'émissions aux États-Unis d'Amérique sont tellement diverses d'une étude à l'autre que leurs analyses peuvent conduire à des conclusions inverses.

Dès lors, la nécessité de mettre en place des réseaux d'observation cohérents à l'échelle d'un pays ou d'une région semble s'imposer. Les États-Unis d'Amérique l'ont fait (TRAGNET) et, en France, quelques régions ont mis en place un système d'observation sur les grandes cultures (dans le Bassin parisien, la Picardie, la Champagne, la Bourgogne, le Sud-Ouest).

Il serait donc souhaitable de parvenir à valider les inventaires et à atteindre la précision requise en fonction de l'aire observée.

Il est évident que, d'après les régions du monde considérées, beaucoup de travail reste à effectuer avant de pouvoir disposer d'un inventaire mondial, même d'une fiabilité relative.

* (35) M. Pierre CELLIER et Mme Patricia LAVILLE appartiennent à l'unité de recherche en bioclimatologie de l'INRA, située à Thiverval-Grignon, et leur communication s'intitulait « les émissions de N2O par les sols agricoles en France : quelle évaluation possible ? ».