Azote: Un cycle perturbé

Jusqu’au début du XXe siècle, les composés azotés assimilables par les plantes n’étaient disponibles qu’en petites quantités. En l’espace de cent ans, l’homme a bouleversé cet équilibre naturel et d’énormes flux d’azote réactif parviennent désormais dans l’atmosphère, les eaux souterraines, les rivières et les écosystèmes.

Texte: Gregor Klaus

Parce qu’il entre dans la composition des protéines, l’azote est un élément essentiel à la vie. Sans lui, il n’y aurait ni animaux ni végétaux supérieurs sur la Terre. Tous les processus importants, comme la croissance et la reproduction, sont contrôlés par des substances au sein desquelles des atomes d’azote occupent une place centrale.

Sous forme gazeuse, l’azote est partout, puisqu’il constitue 78 % de l’air que nous respirons. Une chance? Pas du tout! L’azote atmosphérique ne présente aucune utilité pour la plupart des organismes. Il ne devient un véritable élixir de vie que lorsqu’il est présent sous une forme biologiquement assimilable. Son principal composé est alors le nitrate, que les plantes peuvent absorber et utiliser. Or cet azote chimiquement fixé est une denrée naturellement rare.

Pendant longtemps, les éclairs et les éruptions volcaniques furent les seuls phénomènes conduisant à la formation de composés azotés biodisponibles, plus complexes. Il y a 2,5 milliards d’années environ, l’évolution franchit un grand pas: certains microorganismes parvinrent à fixer l’azote et à l’absorber. Stocké dans les sols, l’azote superflu fut dès lors à la disposition d’autres organismes. Un groupe de végétaux, les légumineuses (trèfle et haricots, par exemple), opérèrent même une symbiose avec ces petits producteurs d’azote.

Une ressource rare…

Peu à peu, l’azote biodisponible s’accumula dans les écosystèmes en formation, tout en demeurant une ressource rare. « On a assisté à l’apparition d’un cycle pratiquement sans déperdition, dans lequel l’azote - sous ses diverses formes chimiques - passait du sol aux plantes, aux animaux et aux microorganismes qui le recyclaient », explique Christoph Moor, chef de la section Biocides et produits phytosanitaires de l’OFEV.

L’homme ne pouvait que se soumettre à ce cycle. En cultivant des végétaux, il prélevait en permanence de l’azote dans les sols. L’agriculture préindustrielle compensait le risque de déficits notamment par la mise en jachère, la rotation des cultures et des apports de fumier riche en azote provenant de l’élevage. La culture des légumineuses, avec leurs organismes fixant l’azote, revêtait une importance primordiale. Rares étaient malgré tout les champs où cet élément chimique était présent en quantités suffisantes. Les sols menaçaient de s’épuiser.

… se transforme en polluant omniprésent

Avec la révolution industrielle, l’homme commença à malmener le cycle de l’azote qui se perpétuait depuis des millions d’années. La combustion du bois, du charbon, des gaz et du pétrole produit de grandes quantités de composés azoté, potentiellement nocifs pour la santé. Le coup de grâce fut donné au début du XXe siècle, lorsque des scientifiques découvrirent comment produire de l’azote biodisponible à partir de l’azote atmosphérique, moyennant une grande quantité d’énergie et une très forte pression. « On pouvait ainsi puiser à tour de bras dans les réserves inépuisables d’azote atmosphérique », explique Christoph Moor. Depuis, l’azote ne provient plus seulement du bétail, mais aussi des sacs d’engrais. Chaque année, d’énormes quantités de fertilisants chimiques sont ainsi épandues sur les champs, assurant l’alimentation d’une population mondiale en hausse constante. Le cycle s’est mué en système ouvert: en Suisse, moins de la moitié de l’azote demeure chaque année à l’intérieur du cycle « sols agricoles - produit des champs - bétail - sols agricoles ».

Dans les pays comme la Suisse, ce sont aussi les importations élevées de fourrage qui font exploser les flux d’azote. Les quelque trois millions de bovins et de porcins engraissés avec du fourrage étranger et indigène produisent des excédents de fumier et de lisier. Lors de l’épandage de ces engrais de ferme, de l’azote s’échappe dans l’atmosphère sous forme d’ammoniac. A plus ou moins long terme, il se redépose et s’infiltre ainsi dans les écosystèmes, où cette surfertilisation déclenche un processus néfaste. Une partie de l’azote se volatilise sous forme de protoxyde d’azote, un puissant gaz à effet de serre qui s’attaque aussi à la couche d’ozone.

Les déperditions du système s’avèrent tout aussi nocives dans le sol. Le nitrate que les cultures ne peuvent pas absorber est emporté par ruissellement et pénètre dans les eaux souterraines et les eaux de surface, où il est indésirable. L’azote que les rivières transportent jusqu’à la mer constitue un autre problème. Les stations d’épuration parviennent certes à retenir les excrétions humaines, mais n’éliminent qu’une partie de l’azote. Le reste est entraîné au fil des eaux. Et les dégâts observés dans les océans prouvent, eux aussi, à quel point l’homme a perturbé le cycle naturel de l’azote.

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Dernière modification 21.05.2014

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