Polluants et gaz à effet de serre concernés

Parmi la liste des polluants et gaz à effet de serre estimés par le CITEPA, ceux émis par le secteur agricole représentant plus de 5% des émissions totales, au format SECTEN, en France métropolitaine en 2014 sont présentés dans le tableau suivant :

Polluants concernés Effet/Impact environnemental
NOx, CO, NH3 Acidification, eutrophisation, pollution photochimique
CH4, N2O Accroissement de l’effet de serre
Cd, Contamination par les métaux lourds
Dioxines/furannes (PCDD-F), HAP*, HCB Contamination par les polluants organiques persistants
Particules totales en suspension (TSP), PM10, PM2,5,
PM1,0, Carbone suie (BC) (faible quantité)
Particules en suspension

*somme des 4 HAP : benzo(a)pyrène, benzo(b)fluoranthène, benzo(k)fluoranthène et indéno(1,2,3-cd)pyrène

 

Sources et évolution des émissions

Le secteur « Agriculture » regroupe plusieurs activités, pouvant être classées en trois grands ensembles :

  • « Elevage » : les émissions associées à l’élevage proviennent de la fermentation entérique des animaux d’élevage et de la gestion de leurs déjections ;
  • « Culture » : les émissions associées aux cultures proviennent de la fertilisation azotée des cultures, de la production de riz en conditions anaérobies, du travail du sol et du travail de récolte, ainsi que du brûlage des résidus de culture ;
  • « Energie » : les émissions associées à l’énergie proviennent des consommations d’énergie dans les tracteurs, les bâtiments et les serres.

Attention : Le sous-ensemble « Energie », mentionné ci-dessus, est associé au secteur agricole uniquement pour l’inventaire SECTEN. Dans les inventaires réalisés dans le cadre de la Commission Economique pour l’Europe des Nations Unies (inventaire CEE-NU) et de la Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (inventaire CCNUCC), la partie consommation d’énergie de l’agriculture est exclue du secteur agricole et rattachée au secteur énergie. 

La figure suivante représente de façon schématique les sources d'émissions dans l'air de polluants d'origine agricole, hors consommations d'énergie.

Agric Figure2 Source : CITEPA, 2012

La liste complète des sources retenues pour le secteur agricole est disponible sur ce site internet dans la partie relative à SECTEN, section « Nomenclature des secteurs et sous-secteur par catégorie SECTEN » en téléchargeant le fichier associé.

 

Le CH4

La fermentation entérique des animaux d’élevage apparaît comme la première source d’émissions de méthane (CH4) de l’agriculture. Elle concerne en grande majorité les ruminants, du fait de la présence de bactéries méthanisantes dans le rumen (partie de l’estomac) de ces animaux. Par conséquent, en France, du fait de leur cheptel important, les bovins sont les principaux contributeurs aux émissions de CH4 d’origine entérique. En France métropolitaine, la fermentation entérique contribue à environ 85% des émissions de CH4 de l’agriculture en 2014.

Toujours en lien avec l’élevage, la gestion des déjections animales contribue aussi aux émissions de CH4. En France métropolitaine, cette source atteint environ 15% des émissions de l’agriculture en 2014. En fonction des pratiques d’élevage, les déjections vont soit être déposées directement à l’extérieur par les animaux à la pâture ou au parcours, soit produites en bâtiment et, le plus souvent, stockées avant d’être épandues. Selon les pratiques adoptées, les émissions de CH4 seront plus ou moins importantes. Ces différences tiennent surtout aux conditions anaérobies (sans oxygène) ou aérobies (avec oxygène) dans lesquelles sont conservées les déjections. De manière simple, plus les déjections sont maintenues en conditions anaérobies, plus la fermentation bactérienne est activée (en substitution de la respiration devenue impossible en l’absence d’oxygène) et plus les émissions de CH4 sont importantes.

Pour les mêmes raisons de fermentation de la matière organique en conditions anaérobies, les cultures de riz peuvent être à l’origine d’importantes émissions de CH4. Dans les rizières, ces conditions anaérobies sont dues à l’inondation totale ou partielle des champs durant la période de culture. En France les surfaces de riz sont limitées à la zone camarguaise et à l’Outre-mer, notamment la Guyane (moins de 1% des surfaces de terres cultivées). Par conséquent, les émissions associées restent faibles comparées aux autres sources.

 

Les composés azotés : N2O et NH3

Les émissions du protoxyde d'azote (N2O) et de l'ammoniac (NH3) ont des causes et des conséquences très différentes mais correspondent à des composés azotés pour lesquels de nombreux paramètres sont communs.

Pour ce qui est des conséquences, le NH3 est associé aux enjeux d'acidification (pluies acides), d'eutrophisation (algues vertes) et de qualité de l'air (précurseur de particules secondaires) tandis que le N2O est un gaz à effet de serre puissant.

Pour ce qui est des causes, l’émission de ces deux substances est tout d’abord liée à la présence d’azote. Ce dernier provient principalement des excrétions azotées des animaux d’élevage et de l’épandage de fertilisants minéraux et organiques (d’autres sources comme les résidus de culture ou les retombées atmosphériques sont également prises en compte dans les apports d’azote). En fonction de la forme des engrais et de la gestion des déjections animales, les émissions peuvent varier fortement. Par exemple, l’épandage d’urée génère, le plus souvent, des émissions de NH3 plus importantes que la plupart des autres formes d’engrais. Dans les émissions de N2O, l’impact de la forme de l’engrais apporté n’a pas été clairement identifié, mais le mode de gestion des effluents a un impact réel. Ces différences sont dues au fait que les émissions de NH3 sont essentiellement liées à des processus physiques de volatilisation alors que le N2O dépend de l’activité microbienne et des processus de nitrification - dénitrification (transformation de l’ammoniac en nitrates puis en diazote (N2)).

 

Les PM

Les particules représentent une préoccupation importante en termes de qualité de l’air. L’agriculture contribue à leurs émissions de manière significative, étant la source à la fois de particules primaires (émissions directes de particules) et de particules secondaires (particules formées dans l’air à partir des molécules de NH3). Seules les émissions de particules primaires sont comptabilisées dans les inventaires.

En France métropolitaine, les travaux des champs (travail du sol, moisson) sont les principaux contributeurs à l’émission de particules d’origine agricole. Les pratiques culturales sont plutôt à l’origine de particules de grandes tailles composées d’éléments de terre et de végétaux qui ne sont normalement pas les plus nocives. Il faut bien sûr rester prudent sur les interprétations mais il est important de rappeler que la composition chimique des particules, en plus de leur taille, est essentielle dans leur nocivité.

L’élevage est également une source de particules importante du fait de la présence des animaux en bâtiment. En effet, à l’intérieur des bâtiments, l’atmosphère sèche et les mouvements importants des différents animaux génèrent des émissions de particules issues de la litière, de l’alimentation et des animaux eux-mêmes (peau, poils, etc.). Ces émissions sont d’ailleurs prises en compte dans les exploitations (ventilation, etc.) car ces particules affectent la santé des animaux.

 

Evolution des émissions

Les données relatives aux évolutions des émissions du secteur agricole par sous-secteur sont disponibles et téléchargeables sur ce site dans la partie relative à SECTEN, section « Contribution des sous-secteurs par polluant atmosphérique et gaz à effet de serre ».

Le rapport SECTEN, disponible gratuitement en mode lecture pour les adhérents du CITEPA, présente une analyse sectorielle approfondie pour chaque polluant et gaz à effet de serre pour comprendre les données et les facteurs de leurs évolutions, y compris l’aspect réglementaire (lire en ligne le rapport SECTEN via votre identifiant et mot de passe).

Exemple : La principale source d’émissions de CH4 est l’élevage (fermentation entérique et déjections animales), le solde correspondant aux émissions des rizières en France métropolitaine.
Entre 1990 et 2014, ces émissions ont légèrement diminué du fait notamment, de la baisse du cheptel des vaches laitières... (lire la suite en vous connectant avec votre identifiant et mot de passe).

 

Des pistes d'amélioration existantes

De nombreuses mesures de réduction sont étudiées et mises en place par les filières, comme par exemple : la couverture des fosses de stockage des effluents, l’enfouissement des amendements organiques rapidement après l’épandage, l’alimentation multi-phasée, etc. Ces efforts, portés par les filières, sont progressivement pris en compte dans les inventaires, en coopération avec les Instituts techniques (Arvalis-Institut du Végétal, CETIOM, IFIP-Institut du Porc, IDELE, ITAVI, ITB).

Il convient néanmoins de rappeler que les émissions d’origine agricole sont par nature difficiles à bien estimer et restent donc marquées par une incertitude forte. Ces incertitudes peuvent être réduites au cours du temps grâce à une meilleure connaissance des pratiques agricoles (statistiques agricoles) et des processus d’émissions agricoles (recherche scientifique).

 

Méthode

Les inventaires d’émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre conçus par le CITEPA sont réalisés de façon objective et impartiale.

L’ensemble des méthodes utilisées dans le cadre de la réalisation des inventaires d’émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre sont décrites en détail dans le rapport OMINEA réalisé par le CITEPA. Une base de données d’activités et de facteurs d’émission est également disponible.

Ces méthodes, utilisées aussi bien pour le calcul des émissions de polluants atmosphériques que des gaz à effet de serre, sont des méthodes reconnues au niveau international. Pour les polluants atmosphériques, elles sont cohérentes avec les différentes approches proposées par le guide EMEP et pour les gaz à effet de serre par les méthodes du GIEC.

Le CITEPA est annuellement audité par des experts internationaux (CCNUCC et CEE-NU) afin de vérifier que ces méthodes sont correctement appliquées.