Prairies, puits de carbone ?

Une prairie avec ses vaches ne constitue pas, par exemple, une source, mais un puits de carbone. Une prairie de moyenne montagne absorbe environ une tonne de CO2 par hectare et par an.

Paul Ariès

Les prairies, un puits de carbone ? Aujourd’hui, je vous propose d’éclaircir un peu le sujet.

Ces derniers temps, les ruminants se retrouvent fréquemment sous le feu des critiques en raison de leurs fortes émissions ce gaz à effets de serre (GES). Celles-ci sont notamment liées à la gestion des effluents ou aux émissions de méthane dues à la fermentation entérique : les fameux « pets de vache » (bien qu’il s’agisse en réalité plutôt de rots). La forte demande en terres, source de déforestation, y participe également (1).

Face à ces accusations, une défense se fait fréquemment entendre : les ruminants émettent certes beaucoup de GES, mais ils favorisent par ailleurs l’absorption de carbone par les prairies et permettent donc d’en retirer de l’atmosphère. Pour évaluer la contribution des ruminants au réchauffement climatique, il faut prendre cet effet en compte.

Sur cette base, des allégations plus ou moins ambitieuses sont formulées. Certaines maintiennent que cette prise en compte permettrait de diminuer le bilan carbone des ruminants, bien que celui-ci reste positif. C’est par exemple la position que défend l’institut de l’élevage (Idele) dans le visuel ci-dessus, qui estime que ce puits de carbone mènerait à compenser environ 30 % des émissions.

D’autres sont beaucoup plus ambitieux. C’est notamment le cas d’Allan Savory, fondateur du Savory Institute (2).

Et des gens qui s’y connaissent bien mieux en carbone que moi calculent que — pour illustration — si nous faisions ce que je vous montre ici, nous pourrions prendre suffisamment de carbone dans l’atmosphère et le stocker dans les sols des prairies pour des milliers d’années ; et si nous faisions ça sur environ la moitié des prairies du monde que je viens de vous montrer, nous pourrions nous ramener aux niveaux préindustriels, tout en nourrissant les gens.

Allan Savory

Dans cette citation, il prétend qu’en appliquant sa méthode de gestion, le « pâturage holistique », nous pourrions ramener les taux atmosphériques de CO₂ à leurs niveaux préindustriels. Je vous avais prévenu : il y a de l’ambition.

Bref, pour clarifier un peu tout cela, je vous propose de procéder comme suit. Tout d’abord, nous allons explorer comment les prairies, et les écosystèmes terrestres de manière plus générale, peuvent stocker du carbone. Puisqu’on aborde ici l’élevage, on se penchera ensuite plus en détail sur l’effet que les animaux peuvent avoir. En expliquant quel est leur impact dans un premier temps, puis en détaillant quelles sont les pratiques qui peuvent avoir un effet positif dans un second. Enfin, nous essaierons d’estimer quel est réellement le potentiel de séquestration et quelles sont les limites de cette approche

Bien sûr quand on parle de prairies et d’élevage, les émissions de GES ne sont qu’un aspect parmi d’autres. Il y a aussi des questions soulevées sur la biodiversité, sur l’importance économique et culturelle de ces espaces, etc. Cet article ne se concentrera cependant que sur les GES et n’a donc pas la prétention de couvrir le sujet dans son entièreté.  Par ailleurs, les considérations éthiques seront mises de côté.

La séquestration de carbone

Quand on parle de séquestration de carbone, il y a tout d’abord une différence importante à bien comprendre : celle entre séquestration et stock. Dans le cycle du carbone, il y a 4 principaux réservoirs : l’atmosphère, l’hydrosphère (océans, mers, rivières, etc.), les écosystèmes terrestres (sols et organismes vivants) et la lithosphère (les roches). Le plus gros, la lithosphère, ne va que très peu nous intéresser : les processus permettant d’y stocker du carbone se font à une échelle de temps géologique. À notre échelle, les flux sont négligeables. Enfin sauf un : la combustion de carburants fossiles, qui correspond à un flux de carbone de la lithosphère vers l’atmosphère.

Mis à part le stock atmosphérique, composé en bonne partie de CO₂, les quantités stockées ne nous intéressent pas tellement d’un point de vue climatique. Le carbone stocké n’a aucune influence directe sur le climat, et ce qu’il le soit dans la biosphère, dans l’hydrosphère ou dans la lithosphère.

En revanche, il y a des échanges entre ces différents réservoirs. C’est là que cela devient intéressant : s’il est possible de transférer une part du carbone atmosphérique vers les autres stocks, alors elle ne contribue plus au réchauffement climatique. Cela pourrait permettre d’en atténuer les impacts. La séquestration, c’est ça : capter du carbone dans l’atmosphère pour le stocker ailleurs. Ici, ce sont les flux entre cette dernière et le couple biosphère/sols qui vont nous intéresser.

Il faut bien faire attention à cette distinction stock/séquestration, car on peut trouver des chiffres concernant aussi bien l’un que l’autre dans la littérature. Confondre les deux pourrait entrainer une compréhension erronée du problème.

Cela étant clarifié, il est temps d’expliquer comment se produisent ces flux entre atmosphère et sols. Le principal mécanisme permettant de capter du CO₂ atmosphérique est bien connu : il s’agit de la photosynthèse. C’est le procédé qui donne la capacité aux plantes de créer du glucose à partir de CO₂ et d’eau grâce à l’énergie solaire.

Le glucose ainsi produit peut alors être utilisé de deux façons différentes. La première consiste à fournir de l’énergie aux cellules : c’est la respiration cellulaire. L’un des déchets de cette réaction est… du CO₂, qui retourne aussitôt dans l’atmosphère. Ce flux, qu’on appelle « respiration autotrophe », représente environ 50 % du carbone capté par photosynthèse. Autrement dit, presque 50 % du CO₂ absorbé par ce biais est directement réémis par la respiration de la plante (3) (4).

Le glucose qui n’est pas utilisé pour la respiration va lui permettre la croissance de la plante : il est intégré dans sa structure. On a donc là une partie du CO₂ capté par photosynthèse qui est stocké directement dans la plante sous forme de biomasse. C’est le premier moyen de séquestrer du carbone dans les écosystèmes terrestres. C’est notamment ce flux qui est prépondérant dans une forêt en phase de croissance (4).

Toutefois, au décès de la plante, cette biomasse stockée est transférée vers les sols : soit en surface (parties aériennes des plantes), soit en sous-sol (racines et parties aériennes enfouies pour diverses raisons). Il y a alors deux issues possibles (5) :

• La matière organique est décomposée par action microbienne et son carbone est réémis vers l’atmosphère sous forme de CO₂ (respiration hétérotrophe) ou de méthane (fermentation).
• Elle est intégrée dans les sols. C’est la seconde forme de séquestration et celle qui va le plus nous intéresser par la suite. Le carbone ainsi stocké est soumis à diverses réactions qui le rendent plus ou moins stable (3). Le temps de résidence du carbone dans les sols est très variable, mais il a pu être estimé jusqu’à 10 000 ans dans de bonnes conditions (6).

Il y a une chose intéressante à noter ici : que le carbone soit stocké sous forme de biomasse ou dans les sols, ce sont les plantes, par la photosynthèse, qui permettent d’extraire le carbone de l’atmosphère. Sans plantes, pas de séquestration. Le cycle du carbone, et in fine la séquestration sont donc très liés à leur croissance. Par ce biais, ils sont dépendants d’autres cycles qui influent sur cette croissance : en particulier ceux de l’eau et de divers nutriments, dont l’azote (5). 

Bien sûr, tout ceci n’est qu’une explication très grossière du cycle du carbone dans les écosystèmes terrestres et doit bien être compris comme tel. Pour une analyse fine, il y a bien d’autres flux à prendre en compte : récoltes, incendies, ruissellement vers les cours d’eau, etc. (4). J’ai notamment jusqu’ici totalement occulté ceux liés à la présence d’animaux. Et puisqu’on parle d’élevage, il va bien falloir s’y atteler.

Les prairies : quelle influence des animaux ?

Ce que j’ai expliqué jusque-là était généralisable à n’importe quel écosystème terrestre, mais à partir de maintenant on va se concentrer sur les prairies. Et puisque l’argument de la séquestration de carbone dans ces dernières vise à défendre l’élevage de ruminants, encore faut-il que la présence d’animaux ait le moindre impact sur cette dernière. Après tout, l’attribuer à l’élevage serait un peu absurde si celui-ci n’avait aucun effet dessus. Alors, quel est donc l’impact des animaux sur cette séquestration ?

Consommation de végétaux

Le premier impact des animaux est le plus évident : ils consomment les végétaux. Par ce biais, ils ingèrent donc une partie du carbone stocké dans la biomasse de la plante. Ce carbone se divise alors en trois flux (5) :

• Il est directement réémis dans l’atmosphère soit sous forme de CO₂ (respiration) soit sous forme de méthane (fermentation entérique).
• Il est métabolisé et incorporé soit au corps de l’animal soit dans ses sécrétions (lait/œufs). À terme dans un système d’élevage, ce carbone quitte l’écosystème sous forme de produits animaux.
• Le reste est répandu au sol sous forme de déjections soit directement, soit en étant récolté et épandu sous forme de fumier ou de lisier. Suivant le mode d’exploitation du terrain, une partie de ces déjections peut sortir de l’écosystème en étant épandue ailleurs.

Enfin, cette consommation a évidemment un impact sur la pousse des plantes. Pour certaines espèces d’herbe le pâturage stimule la croissance, notamment au niveau des racines dont le carbone a plus de chances d’être séquestré (5) (7). Par ce biais, la présence d’animaux peut donc favoriser la séquestration.

Cet effet est cependant très dépendant des paramètres environnementaux (température, pluie, espèces de plantes, etc.) (5) (7) (8) (9) et il est tout à fait possible d’obtenir l’effet inverse. Si les animaux consomment les plantes plus vite qu’elles ne se régénèrent, alors la couverture végétale diminue, ce qui a pour résultat de réduire la quantité de carbone captée par photosynthèse (5). Dans ce cas, l’impact sur la séquestration peut être négatif. Pour que l’effet soit positif, il faut donc que le nombre d’animaux soit adapté à la capacité du terrain, qui est très variable (5).

Modification du cycle de l’azote

En consommant les plantes, les animaux ne modifient pas que le cycle du carbone, mais aussi celui de l’azote. Cela peut également avoir un impact sur la séquestration.

Le destin de l’azote qu’ils ingèrent est assez similaire à celui du carbone, si ce n’est qu’il n’est pas réémis par la respiration. Une partie est exportée sous forme de produits animaux et l’autre retourne au sol sous forme de déjections (5).

L’azote retourné au sol peut alors subir trois sorts distincts (5) :

• Une partie va être émise dans l’atmosphère sous forme de différents gaz, dont du protoxyde d’azote. Il s’agit d’un gaz à effet de serre environ 300 fois plus puissant que le CO_{2 (10)}. Ce flux entre dans les émissions de GES de l’élevage (1).
• Comme pour le carbone, une partie peut ruisseler vers les cours d’eau.
• Enfin, une partie est intégrée dans les sols.

Note : le ruissellement d’azote vers les cours d’eau peut être particulièrement problématique si la densité d’animaux est importante et leurs effluents mal gérés. L’augmentation de la concentration d’azote dans l’eau peut favoriser des phénomènes d’eutrophisation (11). Il s’agit d’un processus de prolifération d’algues et plantes dans un écosystème aquatique, qui peut mener à son appauvrissement voire à sa « mort » en consommant tout l’oxygène disponible. La prolifération d’algues vertes en Bretagne en est un exemple(12).

L’azote incorporé dans les sols peut avoir deux effets opposés. Du côté positif, il peut favoriser la croissance des plantes, l’azote contenu dans les déjections animales étant assez facilement assimilable (5). Cela peut augmenter la séquestration de carbone. À l’inverse, la présence d’azote peut stimuler la décomposition de la matière organique stockée dans les sols : cela a pour effet d’accentuer les rejets de CO₂, et donc de diminuer la séquestration (9).

Note : Dans un système fermé, les animaux n’apportent pas de nouvel azote (ni de carbone d’ailleurs). Ils ne font qu’en modifier la répartition et la biodisponibilité. Au contraire, ils en entrainent généralement une perte par l’exportation de produits animaux. En revanche, si une partie de l’alimentation des animaux est importée, ils peuvent bien en ajouter. On a alors un transfert d’azote du terrain où elle est produite vers celui où les effluents sont épandus (5). C’est ce mécanisme qui est exploité en fertilisant les cultures avec du fumier de ruminants élevés en pâturage : on transfère de l’azote (entre autres) des prairies vers les champs. Cette capacité est cependant naturellement limitée par le taux de renouvellement de l’azote dans celles-ci (notamment par sa fixation par les légumineuses).

Piétinement

La dernière façon dont les animaux impactent leur environnement est le piétinement. Comme pour les deux autres, cet effet peut avoir des conséquences tout aussi bien positives que négatives. Du côté positif, le piétinement peut favoriser l’enfouissement de la matière organique dans les sols. Une fois enfouie, la probabilité que le carbone soit séquestré augmente. Du côté négatif, un piétinement trop intensif peut avoir des effets délétères sur les sols : compactage et réduction de l’infiltration d’eau, exposition accrue à l’érosion, perte de capacité à fixer l’azote, etc. Dans certains cas, on a d’ailleurs recours au labour pour lutter contre le compactage, ce qui a pour effet de stimuler le rejet de carbone par les sols (5). Dans les cas extrêmes, ces effets peuvent même favoriser la désertification des terrains (13).

Au final, on voit donc que, quel que soit le vecteur d’impact considéré, la présence d’animaux sur un terrain peut avoir des effets tout aussi bien positifs que négatifs sur la séquestration de carbone. Prétendre que la présence d’animaux favorise nécessairement la séquestration serait tout simplement faux. Prétendre le contraire le serait tout autant. Mais alors, quelles sont les pratiques favorisant cette séquestration ?

Pratiques favorables

Pour favoriser la séquestration de carbone dans les sols, on peut distinguer deux grands types de pratiques : celles qui consistent à intervenir sur la prairie elle-même et celles qui agissent sur la manière dont elle est pâturée.

Gestion de la prairie

Du côté de la gestion de la prairie, deux voies principales sont en général proposées : la fertiliser en augmentant la disponibilité en nutriments ou modifier les espèces de plantes présentes. Côté fertilisation, il y a deux méthodes : soit un apport direct d’engrais (organique ou minéral), soit un semis de légumineuses ayant la capacité de fixer l’azote.

Pour ce qui est de l’engrais, les résultats sont plutôt mitigés. Henderson et coll. (8) se sont attelés en 2015 à modéliser quel était l’impact de cette approche à l’échelle mondiale. La séquestration de carbone n’a que rarement augmenté alors que les émissions de protoxyde d’azote (N₂O) ont systématiquement progressé. Au final, ils concluent donc que cette pratique émet plus de gaz à effets de serre qu’elle n’en capte. Voilà un exemple de la complexité du problème : regarder la séquestration de carbone n’est pas suffisant en soi, il faut aussi prendre en compte les émissions que cette séquestration pourrait entrainer par ailleurs.

À l’inverse, dans une méta-analyse publiée en 2017 et basée sur 64 études, Conant et coll. (14) concluent que la fertilisation a un effet positif sur la séquestration, avec un gain moyen proche de 2,1 t d’équivalent CO₂ par hectare et par an (tCO_2-eq/ha/an). Cependant, les émissions de N₂O n’ont pas été évaluées. L’impact global est donc inconnu.

Note sur les unités : en général, la séquestration ou le rejet de carbone sont exprimés en tonnes de carbone. Ceci dit, pour mieux appréhender l’effet sur le climat, elle peut également être exprimée en tonnes de CO2 équivalent, ce qui correspond à une quantité de GES dont l’effet est le même qu’une tonne de CO₂. Cela représente à peu près les émissions d’une voiture sur 7 000 km. Une molécule de CO2 pesant 3,66 fois plus qu’un atome de carbone, on peut passer de l’un à l’autre en appliquant ce facteur de conversion : 1 tC = 3,66 tCO2-eq (5). Cependant, si une partie du carbone échangé l’est sous forme d’un gaz différent du CO2, comme le méthane, le calcul se complique. Je vous épargne les détails.

Pour ce qui est du semis de légumineuses, les résultats ne sont guère plus probants. Dans le même papier, Conant et coll. trouvent que les études sélectionnées montrent une amélioration de la séquestration d’en moyenne environ 2,4 tCO_2-eq/ha/an, mais les émissions de N₂O ne sont toujours pas prises en compte. Et pour le coup en les prenant en considération, Henderson et coll. trouvent eux une augmentation des émissions de… 41,9 tCO_2-eq/ha/an. Non, ce n’est pas une faute de frappe. En fait, ils estiment que l’effet ne serait positif que dans 10 % des cas. Sur les surfaces où l’effet est positif, le taux de séquestration atteint est d’en moyenne 2,0 tCO_2-eq/ha/an. Autant dire que pour obtenir un résultat positif, il va falloir être précis sur le ciblage de cette mesure… À tel point qu’Henderson et coll. ne le recommandent pas.

Enfin, il semble que certaines espèces de plantes favorisent la séquestration de carbone plus que d’autres (15) (5). Garnett et coll. (5) notent par exemple dans leur rapport que certaines variétés à racines profondes sont de plus en plus utilisées en Amérique du Sud et dans certaines zones d’Afrique Sub-Saharienne. Il est ainsi mentionné que certaines études ont montré des taux de séquestration allant de 2,9 à 4,5 tCO_2-eq/ha/an dans des zones où l’espèce Brachiara decumbens a été plantée après des années de déforestation. Cependant, il est aussi noté que ces cultures s’accompagnent fréquemment d’utilisation intensive de fertilisants (qui entraine des émissions de N₂O) et se pratiquent souvent en monoculture. L’effet reste donc incertain.

Gestion du pâturage

La principale variable sur laquelle il est possible de jouer dans la gestion du pâturage est son intensité. On entend par là le nombre d’animaux présents sur une surface donnée. Tout d’abord sur ce point une chose est claire : un pâturage trop intensif peut avoir des effets délétères (5) (13). Si le nombre d’animaux par hectare dépasse la capacité du terrain, cela peut entrainer un endommagement des sols et un rejet du carbone qu’ils stockent. Garnett et coll. mentionnent ainsi qu’à l’heure actuelle, il est estimé que de 20 à 35 % des terres pâturées à l’échelle mondiale sont dégradées par un pâturage trop intensif.

Sur terrains dégradés par le surpâturage, diminuer l’intensité peut avoir des effets positifs. Par exemple, Chang et coll. estiment dans une étude parue en 2016 (16) que la baisse d’intensité du pâturage peut expliquer entre 26 et 36 % de l’amélioration du taux de séquestration (soit de l’ordre de 0,2 à 0,3 tCO_2-eq/ha/an) observée dans les prairies européennes entre 1991 et 2010, en particulier en Europe de l’Est. Sur cette période, le nombre d’animaux en pâturage a en effet diminué de 17 % à travers l’Europe.

À l’inverse, il a été noté qu’augmenter l’intensité de pâturage peut permettre d’améliorer la séquestration dans certaines conditions. Garnett et coll. mentionnent notamment que dans certains cas, une prairie peut stocker plus de carbone qu’une forêt. La présence de ruminants, en empêchant la pousse de cette dernière, peut donc favoriser la séquestration.

Dans une méta-analyse publiée en 2013, Mc Sherry et coll. (7) ont épluché 17 études comparant les taux de séquestration d’une surface pâturée et d’une surface non pâturée sur un même terrain. La conclusion est la suivante : le pâturage a un effet qui peut être très important aussi bien en négatif qu’en positif. Cet effet peut aller jusqu’à +/- 5,5 tCO_2-eq/ha/an, avec une répartition équivalente entre cas positifs et négatifs. Pour Garnett et coll., il faut également noter que le potentiel de séquestration est en général plus grand sur un terrain dégradé que sur un terrain en bon état.

Mc Sherry et coll. montrent par ailleurs que cet effet est extrêmement dépendant des paramètres environnementaux, avec des interactions complexes. Un effet du type d’herbe présent est notamment dégagé : les herbes dites de type C₃ se prêtent mieux à un pâturage à faible intensité alors que celles de type C₄ sont plus propices à une intensité modérée. La différence est possiblement due au fait que pour les herbes de type C₄, le pâturage stimule la croissance des racines.

Note : C3 et C4 se réfèrent à différents types de photosynthèse, dont je vous épargne les détails. Les plantes de type C3 représentent environ 95 % de la biomasse végétale totale, contre 5 % pour celles de type C4. En Europe, il est estimé que la proportion de plantes de type C4 ne dépasse pas 10 % (17).

Une autre approche consiste à modifier le « timing » du pâturage, c’est-à-dire de maitriser à quel moment et pendant combien de temps les animaux peuvent pâturer sur une parcelle donnée. C’est notamment une composante essentielle du « pâturage holistique » prôné par le Savory Institute : l’idée est de faire pâturer un très grand nombre d’animaux sur une petite surface pendant une durée limitée. En fonction des variables agroécologiques du terrain, on planifie alors une rotation : les animaux sont périodiquement déplacés de parcelle en parcelle, laissant le temps à celles préalablement pâturées de se régénérer.

Garnett et coll. remarquent cependant que les éléments scientifiques permettant d’étayer cette approche font défaut. Les études sont rares et contradictoires. Ils soulignent également que les études utilisées par Savory, ne sont pas revues par les pairs, alors qu’elles avancent des taux de séquestration largement supérieurs à ceux de la littérature publiée dans des revues à comité de lecture. Par ailleurs, Maria Nordborg (13) conclut dans un rapport sur la méthode de Savory publié en 2015 que les bénéfices prétendus de cette approche « semblent exagérés et/ou manquent d’un large soutien scientifique ».  Elle affirme notamment que certaines de ces prétentions sont opposées aux connaissances scientifiques établies (notamment sur les causes de la dégradation des sols et sur le lien entre méthane atmosphérique et élevage). Elle déclare aussi que, contrairement à ce que soutient Savory, cette méthode ne permettrait en aucun cas de se ramener aux niveaux préindustriels de CO₂. Bref, il semble que bien qu’il reste possible que cette approche ait bien des bénéfices, les prétentions de Savory sont, elles, totalement fantaisistes.

Plus généralement, vous l’aurez compris, l’effet de l’élevage sur la séquestration de carbone est loin d’être un problème simple. Que ce soit par la gestion directe des prairies ou par celle des pâturages, l’impact peut être important aussi bien en négatif qu’en positif. En revanche, il est clair que certaines pratiques d’élevage permettent bien de favoriser la séquestration de carbone, même si l’on reste loin des prétentions d’Allan Savory.

Cependant, il n’y a pas de formule magique fonctionnant partout. L’effet d’une pratique est extrêmement dépendant des conditions environnementales locales. Une même pratique peut avoir un impact positif dans certaines conditions et négatif dans d’autres. Il est donc temps de s’intéresser à l’effet que pourrait avoir l’application de ces bonnes pratiques.

Quel est le potentiel de séquestration ?

En France, une équipe de recherche de l’institut de l’élevage (Idele) et de l’INRA propose pour les prairies permanentes une séquestration de 570 kgC/ha/an, soit 2,1 tCO_2-eq/ha/an (18). Cette affirmation semble s’appuyer sur une étude de Schulze et coll. parue dans Nature Geoscience en 2009 (4). On y trouve bien ce chiffre de 570 kgC/ha/an avec une variation de +/- 340. Pour comparaison, la même étude avance des chiffres de 2,7 +/- 0,8 tCO_2-eq/ha/an pour les forêts et de -0,36 +/- 0,33 tCO_2-eq/ha/an pour les terres arables (les terres arables sont donc émettrices).

Note : Contrairement à d’autres parties du monde, les prairies de basse altitude ne sont pas un écosystème naturel en Europe (5)(6). Bien que certaines prairies existent de longue date, beaucoup d’entre elles ont été créées par l’intervention humaine. Nombre de celles-ci pourraient être reboisées. Attention cependant aux conclusions trop hâtives : une seule étude, ce n’est pas suffisant pour conclure que les forêts séquestrent plus de carbone que les prairies. En revanche, le fait que la conversion d’une prairie en champ cause de fortes émissions de GES est bien établi (19) (18) (14) (9) (3).

Il y a cependant un problème : cette étude se penche sur le bilan carbone des différents écosystèmes européens de manière générale et ne se préoccupe pas spécialement de l’élevage. Ce chiffre semble de fait correspondre à la séquestration totale dans les prairies, sans aucune indication quant à la proportion qui en est attribuable à l’élevage. Sans cette information, il me parait discutable de l’utiliser pour en calculer le bilan GES. Mais c’est tout de même ce qui est fait pour conclure que, en prenant également en compte les prairies temporaires et les haies, la séquestration de carbone permettrait de compenser jusqu’à 28 % des émissions de GES de l’élevage.

Quand on sait, toujours selon l’Idele, que l’élevage bovin représente à lui seul 60,4 % des émissions agricoles françaises, on se rend vite compte que même en attribuant la totalité de la séquestration dans les prairies à l’élevage, on ne transforme pas une côte de bœuf en atout pour le climat. On peut au passage en profiter pour répondre à la citation de notre ami Paul Ariès sur laquelle j’ouvrais cet article. Une prairie, considérée seule, est bien un puits de carbone… mais « une prairie et ses vaches » ne l’est pas.

Mais qu’en est-il des améliorations potentielles en cas d’adoption de bonnes pratiques ? On l’a vu, certaines techniques permettent de favoriser la séquestration de carbone. En France, Soussana et coll. ont par exemple montré qu’il était possible de l’améliorer d’une valeur comprise entre 0,73 et 1,83 tCO_2-eq/ha/an (6). Dans leur rapport, Garnett et coll. citent plusieurs études qui proposent des améliorations pouvant aller jusqu’à 4 tCO_2-eq/ha/an, avec une moyenne à 1,8. Mais qu’est-ce que ça donne à l’échelle globale ?

Là, les estimations sont très variables : Lal (3) mentionne par exemple des valeurs comprises entre 36 et 1 100 Mt (mégatonnes, soit 1 million de tonnes) d’équivalent CO₂ séquestrés par an. Garnett et coll. retiennent deux estimations en particulier : la première, à 295 MtCO_2-eq/an, est celle Henderson et coll. (8). Elle inclut les pratiques suivantes : adaptation de l’intensité de pâturage, semis de légumineuses et apport d’engrais azotés. La seconde, de Smith et coll. a été publiée en 2008 (15) et avance une estimation à 800 MtCO_2-eq/an. En plus de celles prises en compte par Henderson et coll., elle considère aussi des pratiques telles que la gestion des incendies ou l’introduction d’espèces favorisant la séquestration de carbone.

L’approche de ces deux études est en réalité assez différente : Henderson et coll. estiment uniquement un potentiel technique, alors que Smith et coll. proposent un potentiel économiquement viable pour différents prix attribués aux GES. Aussi, en plus de celui pour les prairies, Smith et coll. estiment le potentiel de mitigation des émissions de GES pour l’ensemble du secteur agricole.

La figure ci-dessus représente leur estimation du potentiel technique de mitigation pour différentes mesures (« mitigation measure »). On peut y voir que pour les prairies (« grazing land management »), le potentiel technique est en fait de l’ordre de 1300-1400 MtCO_2-eq/an. C’est légèrement plus faible que celui atteignable sur les terres arables (« cropland management ») par des pratiques telles que la réduction du labour, l’utilisation de cultures de couverture, une meilleure gestion des apports en azote, etc.  

En plus de ce potentiel technique, Smith et coll. évaluent le potentiel économique pour 3 seuils de prix carbone : 20 $/tCO_2-eq, 50 $/tCO_2-eq et 100 $/tCO_2-eq. La figure ci-dessous représente le potentiel estimé pour différentes mesures à chacun de ces prix. On voit que pour les prairies, le potentiel économiquement viable est très variable en fonction de ce prix. Il passe d’un peu plus de 100 MtCO_2-eq/an pour un prix de 20 $ à environ 800 pour 100 $, alors que celui pour les terres arables reste relativement stable.

Note : le « prix carbone » correspond à un outil visant à faire payer les émissions de GES aux acteurs économiques de façon à les inciter à les réduire. Il s’agit en fait d’inclure les « coûts cachés » (externalités négatives) dans les coûts de production de façon à ce qu’ils soient pris en compte par les marchés. Ce prix peut être imposé de plusieurs façons. Les méthodes les plus connues sont la taxe carbone et la mise en place d’un « marché du carbone » par l’imposition de quotas d’émissions échangeables (un acteur émettant moins que son quota peut en revendre l’excès à un acteur qui dépasse le sien) (19).

La valeur de 800 MtCO_2-eq/an retenue par Garnett et coll. correspond donc à un prix de 100 $/tCO_2-eq. Or, si l’on en croit un rapport de la Banque Mondiale (20), seuls 20 à 25 % des émissions mondiales de GES étaient soumises à un prix carbone en 2018. Pire, dans plus de 75 % des cas celui-ci était inférieur à 10 $/tCO_2-eq.

La valeur retenue par Garnett et coll. semble donc à première vue plutôt optimiste. Et cela ne s’arrange pas quand on se rappelle le potentiel technique avancé par Henderson et coll., qui est presque cinq fois plus faible que celui proposé par Smith et coll. Cet écart s’explique en grande partie par une modélisation beaucoup plus fine de l’efficacité de chaque mesure à travers le monde (8). Henderson et coll. découpent la surface terrestre à l’aide d’un quadrillage similaire à celui représenté sur la figure ci-dessous ayant une maille de 0,5° d’arc (environ 50 km à l’équateur). Ils évaluent alors l’efficacité indépendamment dans chaque cellule, alors que Smith et coll. se basent sur des moyennes par zone climatique qu’ils appliquent à la surface totale de la zone. Il en résulte que là où Smith et coll. appliquent les mesures considérées sur 2,4 milliards d’hectares, Henderson et coll. ne les ont estimées efficaces que sur 700 millions d’hectares.

Pour couronner le tout, Henderson et coll. estiment également que les mesures appliquées entraineraient une augmentation des rendements des cultures fourragères. Si le surplus est utilisé, la plus grande quantité de produits animaux qui en découle contrecarre totalement la séquestration : on passe de 295 MtCO_2-eq/an séquestrés à 463 MtCO_2-eq/an émis. Finalement, ces mesures permettraient dans ce cas une diminution des émissions relatives de l’élevage (baisse de l’empreinte carbone des produits), mais engendreraient une augmentation des émissions absolues par une croissance de la production.

À ce stade, je pense que c’est plutôt clair : 800 MtCO_2-eq séquestrés chaque année par les prairies, c’est pour le moins optimiste. Pourtant, cela représente selon Garnett et coll. moins que les émissions du seul élevage en pâturage, qui sont évaluées à 1 300 MtCO_2-eq/an. Autant dire qu’on est loin des des 7 000 MtCO_2-eq/an émis par l’élevage, dont environ 80 % sont dus aux ruminants (5). Et par « pâturage », Garnett et coll. désignent spécifiquement les élevages où les animaux sont nourris à plus de 90 % d’herbe. Pour comparaison, la part d’herbe dans les rations des vaches françaises est de 60 % d’après Interbev (21). En fait, l’élevage en pâturage ainsi défini ne représente que 1/30^e de la production de protéines animales, et seulement 1/80^e de la production totale (5).

Autrement dit : même en se basant sur un chiffre très optimiste, améliorer la séquestration de carbone dans toutes les prairies de la planète ne suffirait même pas à compenser les émissions de GES d’un mode d’élevage qui ne fournit que 1/80^e de la production mondiale de protéines. Certainement pas de quoi faire de la viande rouge un produit écolo… et l’on ne parlera même pas de compenser les 52 Gt d’émissions anthropiques annuelles (22), ni encore moins, comme le prétend Allan Savory, d’inverser le changement climatique : c’est de la pure fiction.

Limitations

À ce stade, cela devrait déjà être clair : la séquestration de carbone dans les prairies n’est pas une formule magique pour rendre l’élevage de ruminants vertueux sur le plan climatique, et encore moins pour inverser le réchauffement. Pourtant, il nous reste à aborder les limitations communes à toute forme de séquestration « naturelle » : elle est limitée et réversible.

Le premier point ne devrait pas être surprenant : la quantité de carbone pouvant être stockée dans les sols n’est évidemment pas infinie. Si les conditions ne changent pas, il arrive un moment où, comme représenté dans le graphe ci-dessus (5), ces derniers sont saturés et ne captent plus rien (9) (5) (6) (23). Cela se traduit par une baisse progressive du taux de séquestration au cours du temps, jusqu’à devenir nulle au bout de quelques décennies (20-100 ans (9)).

Il est essentiel de noter que puisque les sols atteignent leur équilibre en carbone après quelques décennies, toute séquestration qu’une bonne gestion de pâturage (ou toute autre pratique de gestion des sols) peut permettre sera limitée dans le temps. Le problème du méthane, cependant, continue tant que le bétail est sur le terrain.

Garnett et coll. (5)

Note : il faut comprendre ici que l’élevage contribue à maintenir une concentration élevée de méthane dans l’atmosphère. En revanche si l’élevage cessait, cette concentration diminuerait progressivement. C’est différent du cas du CO₂, dont la concentration resterait constante même si on arrêtait toute émission.

Cela est important à garder à l’esprit. Même si l’on atteignait un taux de séquestration optimal permettant de diminuer autant que possible le bilan climatique de l’élevage de ruminants, l’ampleur de cette compensation chuterait immanquablement au cours du temps jusqu’à être insignifiante. Pourtant, les émissions de l’élevage, elles, seront toujours là, bien que probablement plus faibles en raison des évolutions techniques. Dès lors, en insistant à outrance sur ces fameuses prairies « puits de carbone » pour tenter de dédouaner l’élevage de ruminants, ne prend-on pas le risque de détourner l’attention d’un problème qui, en réalité, restera à terme entier ? À mon avis, la question mérite d’être posée.

Elle le mérite d’autant plus quand on prend en compte la seconde limitation : la séquestration est réversible (5). En fait, la concentration maximale de carbone qu’un sol peut maintenir dépend d’énormément de facteurs : température, humidité, pression de pâturage, type de sols, etc. Si la concentration actuelle est inférieure à cette valeur maximale, le sol va séquestrer du carbone. Si, à l’inverse, elle est supérieure, il va en émettre (3). Quand on modifie les pratiques pour favoriser la séquestration, on augmente en réalité cette concentration maximale. Se pose alors un problème : si ces pratiques cessent, elle risque de rechuter… et le carbone séquestré d’être relâché.

En utilisant l’élevage pour stimuler la séquestration, ne prend-on pas le risque, une fois que celle-ci sera devenue nulle, de se retrouver dans une situation où il faudra choisir entre maintenir les émissions de GES de l’élevage ou relâcher le carbone préalablement séquestré ? Est-il vraiment intéressant de séquestrer ce carbone si le seul moyen de le garder dans les sols est à terme de pérenniser, au moins en partie, les émissions directes liées à l’élevage ?

De plus, notre capacité à maintenir ce carbone dans les sols est incertaine en raison du changement climatique : la concentration maximale dans un sol donné est en effet très dépendante des conditions climatiques. Changements de températures, modification des précipitations, augmentation du taux de CO₂… tous ces changements ont un impact, positif ou négatif, et souvent complexe à anticiper (9) (3) (6) (5). À titre d’exemple, l’accroissement de concentration de CO₂ stimule la croissance des plantes et pourrait favoriser la séquestration, mais cet effet est limité par la disponibilité en eau et en nutriments (9). À l’inverse, le nombre accru de sécheresses dans les climats tempérés pourrait accélérer les rejets (9) (5) (6). Tout cela rend l’évaluation de la pérennité des stocks de carbone difficile à prévoir.

Conclusion

On l’a vu dans cet article, les ruminants ont bel et bien la capacité de favoriser la séquestration de carbone par les prairies. Dans certaines régions, des taux de séquestration élevés peuvent effectivement être atteints. Cependant, la relation entre pâturage et séquestration est extrêmement complexe et sensible au contexte. Elle est influencée par des variables telles que le climat, le type de terrain, la qualité des sols, les espèces végétales en présence, etc. De manière générale, il semble que sur un terrain qui n’a pas atteint l’équilibre en carbone, un pâturage à intensité faible ou modérée tende à favoriser la séquestration. Ce que constitue une intensité « faible » ou « modérée » est en revanche très dépendant du contexte.

À l’inverse, un pâturage trop intensif tend à endommager les sols et à provoquer un rejet de carbone. Finalement, il faut retenir qu’il n’existe aucune formule magique assurant de favoriser la séquestration sur n’importe quel terrain. Les pratiques doivent être adaptées aux conditions locales, ce qui ne se fait pas d’un simple claquement de doigts. Il faut bien faire attention à ce point : des chiffres locaux, aussi fantastiques soient-ils, ne peuvent pas être extrapolés au monde entier.

De plus, cette séquestration de carbone a un coût : les ruminants sont de gros émetteurs de gaz à effet de serre. Même en se basant sur des estimations optimistes du potentiel de séquestration atteignable, on ne compenserait qu’au mieux 10 à 15 % des émissions de ce type d’élevage. Pire que cela, ce niveau de compensation ne pourrait être maintenu au mieux que quelques décennies, le taux de séquestration chutant naturellement au cours du temps. Les émissions, elles, ne disparaissent pas. Et si cela n’était pas suffisant, rien ne garantit que le carbone ainsi stocké puisse être maintenu dans les sols.

Il me semble qu’il faut être clair : oui, une prairie est en général bien, stricto sensu, un puits de carbone. En tout cas en Europe. Cela ne suffit cependant absolument pas à compenser les émissions dues aux animaux qui la parcourent.

Non, une prairie avec ses vaches n’est pas un puits de carbone. Non, une côte de bœuf n’est pas un produit écologique. Non, les ruminants ne sont pas un remède miracle contre le réchauffement climatique. Oui, les ruminants contribuent au problème.

Bien sûr, les émissions de GES ne sont pas le seul critère sur lequel juger ce type d’élevage. J’ai évoqué différents points dans d’autres articles (ici, ici et là). Ceci dit, la conclusion de Garnett et coll. (5) me semble plutôt explicite :

La conclusion inévitable de ce rapport est que bien que les ruminants aient leur place dans un système alimentaire durable, cette place est limitée. Quelle que soit la façon dont on aborde le problème, et quel que soit le système en question, la hausse continue et attendue de production et de consommation de produits animaux est une raison de s’inquiéter. Avec leur croissance, il devient plus difficile jour après jour de surmonter nos défis climatiques et environnementaux.

Références

1. FAO. Tackling Climate Change Through Livestock. Rome : s.n., 2013. p. 17.

2. Savory, Allan. Allan Savory: Comment transformer nos déserts en prairies et inverser le changement climatique. Youtube. [En ligne] 2013. [Citation : 16 Février 2020.] https://youtu.be/vpTHi7O66pI?t=1187.

3. Lal, Rattan. Soil carbon stocks under present and future climate with specific reference to European ecoregions. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 2007, 81, pp. 113-127.

4. Schulze, E D, et al. Importance of methane and nitrous oxide for Europe’s terrestrial greenhouse-gas balance. Nature Geoscience. 2009, Vol. 2, 842-851.

5. Garnett, Tara, et al. Grazed and confused? Food Climate Research Network. 2017.

6. Soussana, J.F, Tallec, T et Blanfort, V. Mitigating the greenhouse gas balance of ruminant production systems through carbon sequestration in grasslands. Animal. Mars 2010, Vol. 4, 3, pp. 334-350.

7. Mc Sherry, Megan E. et Ritchie, Mark E. Effects of grazing on grassland soil carbon: a global review. Global Change Biology. 2013, Vol. 19, pp. 1347-1357.

8. Henderson, Benjamin B, et al. Greenhouse gas mitigation potential of the world’s grazing lands: Modeling soil carbon and nitrogen fluxes of mitigation practices. Agriculture, Ecosystems and Environment. 2015, Vol. 207, pp. 91-100.

9. Jones, Michael B. Potential for carbon sequestration in temperate grassland soils. [éd.] FAO. Integrated Crop Management. 2010, Vol. 11, pp. 1-18.

10. Forster, P, et al. Changes in Atmospheric Constituents and Radiative Forcing. [auteur du livre] GIEC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007.

11. Schader, Christian, et al. Impacts of feeding less food-competing feedstuffs to livestock on global food system sustainability. J. R. Soc. Interface. 2015, Vol. 12.

12. Eutrophisation. Wikipedia. [En ligne] Wikimedia Foundation, 18 Novembre 2019. [Citation : 16 Février 2020.] https://fr.wikipedia.org/wiki/Eutrophisation#Les_causes_de_l’eutrophisation.

13. Nordborg, Mari. Holistic management – a critical review of Allan Savory’s grazing method. Uppsala : SLU / EPOK – Center for Organic Food & Farming, 2016.

14. Conant, Richard T, et al. Grassland management impacts on soil carbon stocks: a new synthesis. Ecological Applications. 2017, Vol. 27, 2, pp. 662-668.

15. Smith, Pete, et al. Greenhouse gas mitigation in agriculture. Philosophical transactions of the Royal Society. 2008, 363, pp. 789-813.

16. Chang, Jinfeng, et al. Effect of climate change, CO2 trends, nitrogen addition, and land-cover and management intensity changes on the carbon balance of European grasslands. Global Change Biology. 2016, 22, pp. 338-350.

17. Still, Christopher J., et al. Global distribution of C3 and C4 vegetation: Carbon cycle implications. Global Biogeochemical Cycles. 2013, Vol. 17, 1.

18. Dolle, J-B, et al. Contribution de l’élevage bovin aux émissions de GES et au stockage de carbone selon les systèmes de production. Fourrages. 2013, 215, pp. 181-191.

19. Prix du carbone. Wikipédia. [En ligne] Wikimedia Foundation, 10 Février 2020. [Citation : 16 Février 2020.] https://fr.wikipedia.org/wiki/Prix_du_carbone.

20. World Bank, Ecofus, Vivid Economics. State and Trends of Carbon Pricing 2017. Washington, DC : World Bank, 2017. pp. 10-16.

21. Interbev. L’alimentation des bovins. la-viande.fr. [En ligne] [Citation : 16 Février 2020.] https://www.la-viande.fr/animal-elevage/boeuf/alimentation-bovins.

22. GIEC. Summary for Policymakers. Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. 2019, p. 10.

23. Soussana, J-F, et al. Carbon cycling and sequestration opportunities in temperate grasslands. Soil Use and Management. 2004, 20, pp. 219-230.