Les projets de recherche soutenus ces dix dernières années ont permis de progresser dans les connaissances sur trois points principaux : la quantification du potentiel de stockage lié aux pratiques agricoles, l’amélioration des modèles et méthodes d’inventaires utiles à l’évaluation environnementale, l’expérimentation collective et le cadrage de dispositifs incitatifs.
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Finalisée en 2019, l’étude « 4 pour 1000 France » réalisée par INRAE pour l’ADEME et le ministère en charge de l’Agriculture a permis d’estimer un potentiel de stockage additionnel dans les sols et le coût associé à neuf pratiques agricoles.
L’évaluation du potentiel de stockage lié aux pratiques agricoles
À l’échelle de la France, le stock total se répartit en 38 % pour les sols forestiers, avec une tendance à la hausse, 22 % pour les prairies permanentes (stockage stable ou en légère hausse) et 26,5 % pour les terres arables, avec une tendance à la baisse. En forêt et en prairies permanentes, l’enjeu est donc d’abord de maintenir la dynamique actuelle et les pratiques permettant de l’entretenir. C’est en grandes cultures – où le stock actuel est le plus faible – que réside le plus fort potentiel de stockage additionnel – 86 % du total, grâce à cinq pratiques : la mise en place de couverts intercalaires et intermédiaires, l’introduction et l’allongement des prairies temporaires dans les rotations culturales, le développement de l’agroforesterie et des haies, ainsi que l’apport de produits résiduaires organiques non épandus actuellement. Le potentiel de stockage additionnel dans les sols a ainsi été estimé à 31 MtCO2eq/an sur 30 ans.
L’amélioration des outils de quantification
Il est très difficile de déterminer par mesure directe la variation du stock de carbone organique du sol sur des pas de temps de quelques années (Voir ISO FDIS 23400. Lignes directrices pour la détermination des stocks de carbone organique et d’azote et de leurs variations dans les sols minéraux à l’échelle d’une parcelle). Si on considère la cible d’un stockage de carbone dans le sol de 0,4 % par an pour un stock initial de 50 tC/ha (stock moyen en grandes cultures), la détection de ce stockage n’interviendrait qu’au bout de 6 ans, en supposant un effort de mesure de 100 échantillons par parcelle, en réalité impraticable chez un agriculteur ou à grande échelle (Yogo G., Clivot H., Ceschia E., Ferchaud F., Reynders S., Soussana J.-F. 2021. Analyse des méthodologies d’évaluation et de suivi du bilan carbone des sols et recommandations pour l’écriture d’une méthode grande culture dans le cadre du Label bas-carbone. Rapport ADEME). Il est donc recommandé de passer par des outils de modélisation pour quantifier l’impact des pratiques agricoles.
Plusieurs projets de recherche et des thèses ont permis d’améliorer les modèles et les méthodes d’inventaires. Le projet CSOPRA portant sur l’effet des pratiques culturales a permis d’évaluer la capacité de différents modèles à représenter les évolutions des stocks de carbone observées sur des sites expérimentaux de long terme (> 10 ans). Dans ce cadre, le modèle AMG, développé par un consortium fondé par AgroTransfert Ressources & Territoires, Arvalis-Institut du végétal, INRAE et le Laboratoire d’analyse et de recherche de l’Aisne (LDAR), a été identifié comme un très bon candidat pour la réalisation d’inventaires territoriaux en France. S’appuyant sur ce modèle, le projet ABC’TERRE a développé une démarche d’aide à la décision en appui à l’élaboration des plans climat air énergie territoriaux (PCAET).
L’utilisation des modèles repose sur des données dont la qualité peut jouer de manière importante sur les résultats1. Les modèles sont très sensibles à la stabilité de la matière organique initialement présente dans les sols et à la quantité de biomasse retournée au sol. Des développements ont été conduits dans le cadre de projets de recherche et de thèses avec l’utilisation des méthodes issues de la pétrochimie pour caractériser la stabilité du carbone des sols5 et l’utilisation de données satellitaires à haute résolution issue du réseau « Sentinel-2 » pour suivre par télédétection les apports de biomasse via les couverts végétaux (Par exemple, la thèse de Gaëtan Pique « Utilisation combinée de données multi-temporelles à haute résolution optique et radar pour la simulation spatialisée des productions et bilans de C et eau pour des rotations de cultures. » au sein du Centre d’Etude Spatiales de la Biosphère et co-financée par le CNES). INRAE, en association avec Planet A, prévoit ainsi de s’appuyer sur la télédétection et l’utilisation de modèles pour produire dès 2022 le premier indicateur mondial spatialisé d’évolution des stocks de carbone dans les sols : SOCCROP.
Le paiement pour stockage de carbone et le développement de modèles d’affaires
Dans l’étude « 4 pour 1000 France », 90 % du potentiel de stockage additionnel a un coût technique compris entre 0 et 250 euros la tonne de CO2 séquestrée. La mise en œuvre des pratiques favorables au stockage de carbone représente ainsi un coût pour l’agriculteur. Plusieurs projets ont donc porté sur des dispositifs permettant de les valoriser financièrement. Par exemple, le projet CARBOCAGE a permis d’expérimenter une structuration d’un marché carbone local, favorisant la mise en relation d’agriculteurs, entreprises et collectivités autour d’une gestion améliorée des haies. Ce projet a également abouti à la proposition d’une méthode d’évaluation de projets aujourd’hui validée dans le cadre du Label bas-carbone, cadre officiel de financement des projets domestiques de réduction des émissions des gaz à effet de serre et de séquestration de carbone. Récemment, d’autres initiatives émergent, que ce soit dans le cadre de ce label (voir l’interview de Baptiste Soenen pour les grandes cultures), au sein des filières agroalimentaires (ex. : prime filière développée par Nataïs Popcorn) ou via des plateformes de compensation carbone. Des travaux impliquant les sciences humaines et sociales, comme la thèse de Mirabelle Husson (« L’émergence en France et en Europe de projets de stockage de carbone dans les sols agricoles : gouverner les transitions par l’expérimentation ? » au sein du Laboratoire Interdisciplinaire Sciences Innovations Sociétés et cofinancée par la KIC Climat) sont menés pour mieux comprendre ces initiatives, leurs modèles d’affaires (Nogues M., Husson M., Grousset P., Reynders S., Soussana J.-F. 2021. Cadrage de modèles d’affaires possibles pour la mise en œuvre d’un démonstrateur carbone. Rapport ADEME) et identifier les meilleures pratiques. Parmi les enjeux, la répartition de la valeur entre les acteurs et la bonne articulation avec les autres enjeux environnementaux.
AGRIPSOL : de premières références sur l’agroforesterie intra-parcellaire en métropole
L’agroforesterie intra-parcellaire associe arbres et cultures au sein même des parcelles, et elle permet généralement de produire davantage de biomasse qu’en cultures pures. Comme le montre l’étude « 4 pour 1000 France », un développement notable de l’agroforesterie intra-parcellaire est nécessaire à l’atteinte d’objectifs de stockage de carbone élevés. Cependant, ces systèmes sont très peu développés dans les contextes tempérés, et les références sur le stockage de carbone dans les sols y sont lacunaires. Le projet AGRIPSOL, piloté par le bureau d’études AGROOF, a permis d’acquérir de premières références en s’appuyant sur le plus ancien site expérimental d’Europe, basé dans l’Hérault, et permettant de comparer un système agroforestier (cultures/noyers) à son témoin « culture ». Le gain de carbone dans les sols y a été estimé à 0,35 tC/ha/an (soit 1,3 tCO2eq/ha/an) sur les premières 18 années d’expérimentation et sur 1 m de profondeur. Ce taux de stockage a été confirmé sur un réseau de parcelles agricoles réparties sur le territoire français avec une valeur moyenne de 0,25tC/ha/an pour les 30 premiers centimètres de sol, valeur reprise dans l’étude « 4 pour 1000 France ». Au regard de la diversité des systèmes agroforestiers, l’acquisition de références se poursuit dans le cadre de différents projets, notamment le projet PotA-GE (site pilote en région Grand Est).