L’agriculture est-elle responsable des gaz à effet de serre?

Les activités agricoles émettent des gaz à effet de serre.

Le N₂O (protoxyde d’azote) est un gaz à effet de serre très puissant émis par les activités agricoles, notamment par la fertilisation azotée des cultures (les engrais). Dans la plupart des pays, les émissions de N₂O dues à la fertilisation azotée sont calculées avec la méthode Tier 1 proposée par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). Cette méthode est basée sur un modèle linéaire simple qui considère que les émissions de N₂O sont égales à 1% des apports d’engrais azotée.

Une étude a récemment été conduite pour, d’une part, analyser l’incertitude associée aux estimations fournies par cette méthode et, d’autre part,  proposer une autre méthode de calcul basée sur un modèle statistique plus sophistiqué. Ce travail a été réalisé à partir d’une analyse statistique de 985 mesures d’émission de N₂O publiées dans 203 articles scientifiques.

Les résultats ont montré que les estimations d’émission sont très dépendantes, à la fois de la relation considérée pour relier les émissions aux doses d’engrais, et à la méthode statistique utilisée pour estimer les paramètres de cette relation.

Ainsi, selon l’équation et la méthode utilisées, les émissions estimées varient de moins de 0.5 kg ha^-1 an^-1 à plus de 1.5 kg ha^-1 an^-1 pour la dose d’engrais appliquée en moyenne en Europe. L’évaluation des performances de plusieurs modèles statistiques différents a révélé qu’il était préférable :

1.  d’utiliser une relation exponentielle pour calculer les émissions de N₂O à partir des doses d’engrais azotée et,
2. d’estimer les paramètres de cette équation en utilisant une méthode distinguant la variabilité inter-sites des mesures de leur variabilité intra-site, ce qui revient à dire que des parcelles d’une même région se ressemblent plus que des parcelles de régions éloignées.

Les modèles qui tiennent compte de ces améliorations sont appelés modèles mixtes parce qu’ils considèrent des effets fixes (la dose d’engrais) et des effets aléatoires (la corrélation entre les parcelles d’une même région). Avec le modèle mixte sélectionné, le facteur d’émission n’est plus constant mais varie en fonction de la dose d’engrais.

L’utilisation par le GIEC du modèle proposé à l’issue de ce travail conduirait vraisemblablement à une diminution des estimations d’émissions de N₂O pour la plupart des régions du globe.

Brève rédigée par David Makowski (INRA/AgroParisTech) d’après ses travaux avec Aurore Philibert, Chantal Loyce (INRA/AgroParisTech).

Pour en savoir plus :

• Un dossier du Réseau Action Climat sur l’agriculture et les gaz à effet de serre.
• Quelques explications sur le dioxyde d’azote sur Wikipedia.
• A. Philibert, C. Loyce, D. Makowski (2012) «Quantifying Uncertainties in N2O Emission Due to N Fertilizer Application in Cultivated Areas». PLoS ONE, Vol. 7, No. 11 [En anglais].

Crédits Image : Wikimedia Commons.

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