Le sous-sol du Fossé rhénan pourrait devenir une ressource stratégique majeure pour l’Europe. Une étude récente chiffre le potentiel en lithium et en rubidium de la région, qui est très prometteur. Et cela d’autant plus que ces éléments se trouvent dans des eaux chaudes très salées du sous-sol, déjà exploitées en géothermie profonde pour la production d’énergie. Mais, d’ici là, il restera à relever plusieurs défis techniques et environnementaux.

Dans le cadre de la transition énergétique, la demande en lithium liée aux batteries des véhicules électriques est en très forte hausse et devrait encore s’accélérer. Le rubidium, autre métal stratégique, est moins connu. Rattaché à un marché de niche, il est utilisé dans des technologies avancées, telles que l’optique (certaines cellules photovoltaïques, par exemple), l’électronique et les horloges atomiques.

Comment faire face à cette demande en métaux stratégiques tout en limitant la dépendance à la Chine ? Certains envisagent déjà de rouvrir des mines en Europe, mais la première étape reste d’estimer les ressources de nos sous-sols.

Et si une piste se trouvait déjà sous nos pieds en ce qui concerne le lithium et le rubidium ? Plus précisément dans le Fossé rhénan, entre la France et l’Allemagne, dans les eaux profondes déjà utilisées pour produire de la chaleur et de l’électricité géothermales.

Dans une étude récemment publiée, nous proposons une nouvelle estimation de ce potentiel ainsi qu’une mise à jour des connaissances quant au fonctionnement du système géothermique produisant ces éléments. Les résultats sont très encourageants, même s’ils demandent encore à être confirmés. Par ailleurs, des défis technologiques et environnementaux doivent encore être relevés, ce qui sera essentiel pour gagner la confiance des politiques et des riverains.

Des ressources naturellement présentes

Contrairement aux gisements miniers classiques, ici, le lithium et le rubidium ne doivent pas être extraits des roches mais d’eaux chaudes, qui interagissent chimiquement avec les roches de leurs réservoirs géothermiques.

Dans le cas du Fossé rhénan, les saumures géothermales profondes (eaux très salées) sont issues d’un mélange entre d’anciennes eaux de mer – qui ont envahi la région par le passé et se sont fortement évaporées – et des eaux de pluie.

Ces saumures, qui se sont ensuite infiltrées dans le sous-sol, circulent aujourd’hui dans les principaux réservoirs géothermiques gréseux (Permien, Trias) et granitiques (Carbonifère) profonds.

Comment ces métaux se retrouvent dans les eaux géothermales ?

D’après leur composition chimique et isotopique, ces saumures semblent être à l’équilibre chimique avec les roches des réservoirs gréseux, mais restent en interaction avec les réservoirs granitiques.

Pour la plupart d’entre elles, les températures d’équilibre chimique sont estimées à environ 225 °C (± 25 °C), ce qui est compatible avec une provenance des saumures du centre du Fossé rhénan. En effet, les réservoirs gréseux peuvent y atteindre des profondeurs supérieures à 4 ou 5 kilomètres, avec des températures de plus de 200 °C.

Restait à comprendre pourquoi et comment ces éléments métalliques se retrouvent dans les saumures. Des analyses chimiques et isotopiques du lithium contenu dans des roches et des minéraux de forages profonds du Fossé rhénan faisaient jusqu’alors défaut. Nous avons couplé ces analyses à celles des saumures géothermales. De quoi mieux comprendre comment les saumures s’enrichissent en lithium.

Les données semblent confirmer que l’altération des micas, qui se transforment en illite (minéral du groupe des argiles, communément observé dans les processus d’altération hydrothermale), est, très probablement, le principal mécanisme qui libère le lithium et le rubidium en solution et contrôle leurs concentrations dans les saumures géothermales.

Sur la base de ces résultats et des données de la littérature, nous proposons un modèle conceptuel révisé pour décrire le fonctionnement du système géothermique qui produit ces éléments. L’explication la plus réaliste est que ces saumures géothermales, portées jusqu’à des températures de l’ordre de 225 °C, proviendraient du centre du Fossé rhénan. Leur migration vers les bordures extérieures est et ouest de ce fossé serait permise par la circulation dans les grès et le granite, à travers un réseau complexe de failles et de fractures qui reste encore mal connu.

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Chiffrer le potentiel de la région

Les saumures géothermales très chaudes (température supérieure à 150 °C) et salées, qui circulent à plus de 2 500 mètres de profondeur dans le Fossé rhénan, sont ainsi riches en lithium et en rubidium. Elles contiennent, en moyenne, environ 174 milligrammes par litre (mg/l) de lithium et 25 mg/L de rubidium. Ces concentrations comptent parmi les plus élevées du monde, ce qui fait de cette zone une candidate majeure pour une extraction de ces éléments, couplée à la production d’énergie par géothermie profonde.

À partir de différents scénarios de calcul (pessimiste, moyen et optimiste) fondés sur des hypothèses simplifiées et avec les connaissances de l’époque (comme le choix de la superficie considérée pour faire l’estimation ou bien encore l’absence de prise en compte de la contribution en lithium des saumures géothermales du socle granitique, méconnue à l’époque), le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) avait estimé, en 1991, les ressources en lithium comprises entre 0,3 million et 2,2 millions de tonnes, soit environ un million de tonnes en moyenne.

Nous avons mis à jour ces estimations en tenant compte des nouvelles données et connaissances acquises, et notamment en y ajoutant la contribution potentielle de lithium provenant des saumures géothermales du socle granitique.

Ceci a permis de réviser ces calculs à la hausse : les stocks de lithium du Fossé rhénan sont désormais évalués entre 1 million et 16 millions de tonnes de lithium, avec une estimation moyenne à 6,2 millions de tonnes. À titre de comparaison, la production mondiale, en 2023, était de 230 000 tonnes de lithium et pourrait atteindre autour de 800 000 tonnes de lithium par an d’ici à 2031. Le Fossé rhénan pourrait donc représenter une ressource stratégique majeure pour l’Europe.

Les ressources en rubidium, pour leur part, sont évaluées entre 150 000 et 2,3 millions de tonnes, pour une moyenne de 900 000 tonnes. C’est considérable : la production mondiale actuelle est estimée à un peu moins de 8 tonnes par an, ce qui pourrait renforcer l’intérêt économique à exploiter les ressources de la région.

Vers une extraction durable dans le temps ?

Un des points forts de cette approche est qu’elle repose sur un système d’exploitation déjà en fonctionnement : les centrales géothermiques. Concrètement, l’eau chaude y est pompée, exploitée pour produire de l’énergie, puis réinjectée dans le sous-sol.

Il serait possible d’y ajouter une étape d’extraction spécifique au lithium – voire au rubidium – avant la réinjection sans trop modifier le modèle initial d’exploitation.

Nos résultats sont plutôt encourageants et montrent qu’une telle exploitation pourrait être durable dans le temps, pour plusieurs raisons :

• avec une vingtaine de puits géothermiques déjà en activité, on estime que 3 000 à 9 000 tonnes de lithium par an pourraient être produites. Cela correspond à 25-50 % des besoins français à l’horizon 2035, qui sont évalués à un maximum de 19 000 tonnes de lithium par an ;

• à moyen terme, les différents exemples de simulation réalisés dans la littérature montrent que la production de lithium devrait rester relativement stable sur plusieurs décennies ;

• à plus long terme, ces ressources ne devraient pas connaître d’épuisement rapide. L’exploitation pourrait durer plusieurs centaines, voire quelques milliers d’années.

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Premiers projets et plusieurs défis majeurs

Plusieurs initiatives industrielles, en France et en Allemagne, cherchent déjà à concrétiser ce potentiel pour produire du lithium. En Alsace, des projets pilotes ont permis de produire les premiers kilogrammes à partir d’eau géothermale de la centrale de Rittershoffen en 2022.

D’autres visent à atteindre, d’ici la prochaine décennie, des productions industrielles de plusieurs milliers de tonnes par an. L’ambition est claire : faire de la région Alsace un pôle européen du lithium « bas carbone », produit localement et en complément d’énergies renouvelables.

D’ici là, il reste plusieurs défis à relever :

• d’abord des défis techniques liés à la nature du sous-sol. Pour éviter les échecs industriels, il s’agit de trouver les zones les plus productives. Pour cela, il faudra encore améliorer notre compréhension de la circulation profonde des fluides, qui peut varier fortement d’un site à l’autre du Fossé rhénan ;

• puis des défis industriels. Il reste encore à améliorer les technologies d’extraction directe du lithium (DLE). La technologie en est aujourd’hui à l’étape des démonstrateurs, il s’agit, désormais, de passer à une production à l’échelle industrielle ;

• les défis sont enfin d’ordre environnemental et sociétal. Le risque de séismicité induite, qui existe déjà avec la géothermie profonde, est l’un des principaux obstacles. Il sera essentiel de le maîtriser pour obtenir l’adhésion des populations locales et des autres parties prenantes.

En bref, la géothermie dans le Fossé rhénan pourrait bientôt devenir une source clé de lithium voire de rubidium en Europe, mais l’aventure ne fait que commencer.

Romain Millot, directeur scientifique de Lithium de France, et Albert Genter (Genter Geothermal), également co-auteurs de la publication scientifique décrite, ont participé à l’écriture de cet article.

Ces travaux ont été menés dans le cadre des projets ANR-GLITER, PEPR-Sous-sol et ANR-22-EXSS-0010, soutenus par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Bernard Sanjuan a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) via les projets ANR-GLITER (ANR-22-CE50-0027) et PC9 - Géothermie Profonde dans le Fossé rhénan du PEPR Sous-Sol, Bien commun (ANR-22-EXSS-0010).

Catherine Lerouge a reçu des financements de l'ANR via les projets ANR-GLITER (ANR-22-CE50-0027) et PC9 - Géothermie Profonde dans le Fossé rhénan du PEPR Sous-Sol, Bien commun (ANR-22-EXSS-0010) et de l'ADEME.

Chrystel Dezayes a reçu des financements de l'ANR, de l'ADEME et de l'Union européenne

Combien coûtent les coupures d’électricité provoquées par les canicules ? Si ce chiffre reste absent des données officielles, le chercheur en économie de l’énergie Jean-Baptiste Vaujour s’est néanmoins attelé à une estimation de ce coût pour la dernière vague de chaleur extrême, en agrégeant les différents chiffres disponibles. Il nous montre, à travers cet exercice, combien notre système semble voué à subir plutôt qu’à anticiper si l’on ne prend pas ce coût en compte.

Le 23 juin 2026, vers 21 heures, une explosion au poste électrique de Squividan près de Quimper, prive de courant jusqu’à 120 000 foyers du sud-ouest du Finistère. La préfecture attribue l’incident aux fortes chaleurs. La France traverse alors une canicule d’une sévérité exceptionnelle : le 25 juin deviendra la journée la plus chaude jamais relevée à l’échelle nationale depuis 1947.

Ces coupures ont des impacts directs et diffus sur la santé publique : arrêt des climatiseurs et des ventilateurs, mais aussi des machines respiratoires à domicile et généralement de tous les appareils médicaux, par exemple. Leurs conséquences contribuent à la dangerosité des épisodes caniculaires.

L’image est saisissante, mais elle pose également une question peu traitée : quel est le coût pour la collectivité de tels épisodes et, par ricochet, vaut-il la peine d’investir pour s’en prémunir ?

Un épisode, un ordre de grandeur

Lors d’un pic de chaleur, le réseau électrique est fortement mis sous pression. Ses différents composants montent à des températures importantes, ce qui peut mener à des dysfonctionnements, combustions ou même explosions pour les transformateurs. La capacité de transit du système se trouve de plus contrainte, un câble chaud dissipant moins bien la chaleur et voyant de surcroît sa résistance augmenter.

Sur la période du 19 au 27 juin 2026, un recensement de la presse régionale (La Voix du Nord, Ouest-France, Le Télégramme, Sud Ouest, La Dépêche, Le Progrès, Le Dauphiné libéré, La Provence, Le Parisien, Le Monde, France Bleu/ICI et Actu.fr, notamment) et des communiqués d’Enedis et du Réseau de transport de l’électricité (RTE) permet d’identifier une trentaine de coupures localisées d’ampleur, pour un cumul d’environ 335 000 foyers privés d’électricité au fil des incidents, et près de 50 000 au plus fort simultané, le 25 juin, quand Enedis active sa force d’intervention rapide électricité (FIRE). Ces chiffres sont une estimation basse : seuls les incidents médiatisés sont captés, et les coupures brèves ou fortement localisées échappent au décompte.

Combien cela représente-t-il en euros ? La grandeur la plus directe est l’énergie non distribuée, que l’on peut estimer à environ 2 gigawattheures (GWh) pour la période considérée, sur la base des profils-types de consommation, de la durée des coupures et du nombre de foyers concernés.

Valorisée au coût de l’énergie non distribuée (33 000 euros par mégawattheure [MWh], arrêté du 5 août 2022, sur proposition de la Commission de la régulation de l’énergie, CRE, et de RTE), elle situe le coût de cet épisode autour de 66 millions d’euros ; avec une hypothèse plus prudente (20 000 €/MWh, valeur illustrative du ministère), la fourchette descend à 40 millions d’euros. Soit un repère central de l’ordre de 60 millions d’euros.

Mais ce montant ne couvre que l’électricité non livrée. Il laisse de côté la mobilisation et les réparations d’Enedis, les pertes économiques indirectes des entreprises et des ménages, et surtout toutes les coupures diffuses non répertoriables dans le présent décompte. Le coût réel est donc significativement supérieur.

Plusieurs fois par an désormais

À partir de là, l’erreur serait de lire ces 60 millions d’euros comme un accident isolé. Depuis 2000, une vague de chaleur frappe la France quasiment chaque année, et souvent plusieurs fois : deux épisodes en 2025, trois en 2022, selon Météo-France. Le nombre de jours de vague de chaleur a doublé entre 2006–2015 et 2016–2025, et la trajectoire de référence pour l’adaptation prévoit une multiplication par cinq de tels jours, d’ici 2050.

Si l’on retient deux épisodes majeurs par an, en tendance récente, le coût visible des seules coupures atteint déjà l’ordre de 120 millions d’euros par an. S’il devait être traduit par un prix dans les factures, cela équivaudrait à une hausse de 3 euros par client par an environ. C’est un flux récurrent, non un événement exceptionnel. Et ce flux croît avec le réchauffement du climat.

La partie immergée de l’iceberg

Sous la surface, un coût diffus s’accumule toute l’année : les coupures ordinaires, brèves et dispersées, que résume le critère B. Cet indicateur mesure la durée moyenne annuelle de coupure par client basse tension suivie par la CRE. Il est considéré, jusqu’à aujourd’hui, comme une mesure de référence pour jauger de la qualité d’un réseau.

En 2025, il s’établit en moyenne nationale à environ 62 minutes par client et par an, hors événements exceptionnels (Enedis). Cet indicateur agrège les coupures liées notamment aux travaux et aux incidents, sans identifier si ceux-ci sont dus à une chute de neige abondante ou à une canicule.

Une canicule record comme celle de juin 2026 bascule justement dans la catégorie « exceptionnelle » et sort donc du périmètre du critère B. L’indicateur officiel de qualité ne verra donc presque rien d’un épisode pourtant massif. Le décompte des chocs exceptionnels se fait à part (critère B « exceptionnel », par rapport au critère B hors événements exceptionnels, dit « HIX »). Les deux mesures répondent à des questions différentes, l’une sur le quotidien du réseau, l’autre sur les chocs.

La conséquence pratique est qu’aucun chiffre public unique n’agrège la totalité des effets du réchauffement climatique. Il reste fragmenté entre une partie émergée, suivie de façon agrégée un an après, et une partie immergée, diffuse et noyée dans les agrégats.

Subir ou éviter ?

Mettons maintenant ce coût sociétal en regard de ce que coûterait de réduire le risque. Enedis porte un plan de développement de 96 milliards d’euros sur 2022–2040, dont environ 25 %, soit 1,2 milliard à 1,3 milliard d’euros par an, sont fléchés vers la résilience climatique, selon les données d’Enedis et du Sénat. Le levier le plus directement lié à la canicule est le réseau souterrain : le remplacement des câbles à papier imprégné, qui défaillent lorsque le sol dépasse 70 à 80 °C, représente plus de 5 milliards d’euros d’ici 2040. S’y ajoutent la consolidation du réseau aérien (de l’ordre de 9,4 milliards d’euros) et le renforcement des transformateurs (plus de 2 milliards d’euros).

L’enseignement tient dans la comparaison des ordres de grandeur. Le coût annuel récurrent des coupures visibles, de l’ordre de la centaine de millions d’euros, n’est plus marginal au regard de l’investissement annuel d’adaptation, autour de 1,2 milliard à 1,3 milliard d’euros. Si l’on y ajoute la partie immergée et les coûts indirects non chiffrés ici, l’investissement de résilience cesse d’apparaître disproportionné face aux dommages qu’il vise à éviter. L’arbitrage classique entre dépenser maintenant et subir plus tard se rééquilibre.

Pourquoi cet arbitrage est-il pourtant difficile ? Parce que les deux termes n’ont pas la même visibilité. Le coût subi est diffus, supporté par les ménages et la collectivité, largement hors facture. Le dédommagement réglementaire des coupures le confirme : 2 euros par kilovoltampère (kVA) par tranche de cinq heures, au-delà de cinq heures consécutives seulement, plafonné à 400 euros et hors dégâts matériels (CRE, délibération 2021-13). Il ne couvre qu’une part de la perte. À l’inverse, la dépense d’investissement est concentrée, visible et financée par l’intermédiaire du tarif d’utilisation des réseaux (TURPE), directement imputé sur la facture des consommateurs à hauteur d’environ un tiers du prix final de l’électricité. On investit donc difficilement contre un coût que l’on ne mesure pas.

Quelques pistes derrière les chiffres

La présente comparaison ne prétend pas livrer un ratio coût-bénéfice, hors de portée sur la base des données disponibles. Elle explicite une intuition : tant que chaque canicule est traitée comme un accident, l’investissement de résilience paraît lourd ; mais dès lors qu’on la lit comme une charge annuelle récurrente et croissante, à laquelle s’ajoute un coût diffus permanent, le même investissement change de statut.

Pour aller plus loin, il serait utile de refondre le calcul du critère B et sa mise à disposition du public, afin d’identifier clairement ce qui relève des aléas climatiques exceptionnels (impacts catastrophiques) et ce qui relève d’un changement de fond des conditions climatiques (impacts chroniques et diffus).

Cela contribuerait aussi à mieux informer les collectivités locales, propriétaires concédantes des réseaux de distribution, sur la vulnérabilité de leurs actifs, et à travailler avec Enedis à la priorisation des travaux et des mesures d’adaptation locales, selon le nombre de clients concernés et la criticité de la continuité de fourniture.

Derrière ces chiffres, ce sont aussi les équipes de terrain d’Enedis qui sont mobilisées dans des conditions particulièrement difficiles, voire dangereuses, et qui doivent réparer en urgence pour rétablir le courant. Au-delà des enjeux purement économiques, il y a, tant chez Enedis que chez les nombreux clients coupés, de lourds enjeux de santé publique, de sécurité et de résilience, qui ne sauraient se réduire à une approche purement économique.

Jean-Baptiste Vaujour ne possède aucun conflit d’intérêts avec les entreprises mentionnées. S'il a travaillé quatre ans à la Direction de la Stratégie d’Enedis (2012-2016) puis pour le groupe EDF (2016-2020), il n’a plus aucun lien avec ces entreprises depuis lors.

Depuis vingt-cinq ans, l’Inrae teste en conditions réelles des alternatives à l’agriculture conventionnelle sur huit hectares à Versailles, dans les Yvelines. Une expérience riche en enseignements.

Peut-on nourrir la France en réduisant notre utilisation de pesticides et d’engrais azotés ? Pour répondre à cette question, les chercheurs peuvent utiliser plusieurs méthodes. L’une d’entre elles consiste à tester différentes techniques agricoles en conditions réelles sur de grandes cultures et à étudier leurs évolutions sur le temps long.

C’est ce qu’il se passe dans l’une des stations expérimentales de l’Inrae depuis vingt-cinq ans, et les résultats agronomiques et économiques de cette expérimentation donnent de nombreuses raisons de se réjouir.

Un essai système d’une durée de vingt-cinq ans

Le dispositif expérimental La Cage, mis en place en 1998 à Versailles (Yvelines) sur une parcelle de huit hectares, compare ainsi sur le long terme quatre systèmes de culture cohérents et représentatifs des grandes cultures sans élevage :

• un système productif conduit en agriculture conventionnelle ;

• un système à bas niveau d’intrants (faible utilisation de produits phytosanitaires et d’engrais azotés) ;

• un système en agriculture biologique ;

• un système sous couvert végétal.

Dans ce dernier cas de figure, des plantes sont semées entre deux cultures afin de protéger le sol lorsqu’il resterait nu. Ces couverts végétaux sont utilisés pour tâcher de limiter l’érosion, d’améliorer la fertilité et la structure des sols, de favoriser la biodiversité et de réduire le développement des mauvaises herbes.

Cette façon de faire de l’agriculture implique une réduction du travail du sol notamment des opérations mécaniques réalisées pour préparer la terre avant les cultures. Cette réduction permettrait notamment de préserver la structure et la biodiversité des sols, de limiter l’érosion, de diminuer les émissions liées à l’usage des machines agricoles et de favoriser la séquestration du carbone dans les sols.

Conçu pour anticiper des enjeux comme la réduction des pesticides ou l’amélioration du bilan carbone, ce dispositif de La Cage permet de tester et d’ajuster des pratiques innovantes en fonction des objectifs et de l’évolution des connaissances.

Chaque système combine différents leviers techniques (rotation des cultures, travail du sol, fertilisation, etc.) qui interagissent entre eux : par exemple, la stratégie de fertilisation dépend de la densité de semis choisie, car une densité plus élevée entraîne une compétition accrue entre plantes et modifie leurs besoins en nutriments.

L’agriculture biologique mise, elle, sur les légumineuses pour compenser l’absence d’engrais azotés, car celles-ci (pois, trèfle, luzerne, féverole, etc.) fixent naturellement l’azote de l’air ce qui permet d’enrichir les sols en azote pour les cultures suivantes.

Quelles performances agronomiques des systèmes expérimentaux de La Cage ?

Les rendements des principales espèces cultivées, notamment blé, maïs, colza et pois, ont ainsi été mesurés chaque année, offrant une série temporelle robuste pour comparer la productivité des systèmes contrastés.

Dans les systèmes avec bas niveau d’intrants, sous couvert végétal et en agriculture biologique, les séries de rendements montrent généralement une variabilité plus élevée et des niveaux moyens de rendement inférieurs au système productif (Cf. Figure 1). Par contre, les marges peuvent être importantes et surpasser nettement le système productif. C’est notamment le cas avec l’agriculture biologique, car le prix de vente du blé bio est en règle générale nettement plus élevé que le conventionnel.

Dans le système sous couvert végétal, la restitution au sol des résidus de culture (tiges, feuilles mortes, racines) et des couverts végétaux contribue à la fertilité des sols. Cependant, ces restitutions influencent également la disponibilité des éléments nutritifs pour les cultures suivantes, ce qui peut entraîner des variations interannuelles des rendements.

Dans les systèmes biologiques et sous couvert végétal, l’introduction de légumineuses permet de capter l’azote atmosphérique, un élément essentiel à la croissance des plantes, modérant ainsi partiellement les déficits d’apport d’engrais azotés.

Par ailleurs, les systèmes sous couvert permanent sans travail du sol montrent des effets positifs sur la structure du sol, notamment par l’amélioration de la stabilité des agrégats et l’augmentation de la porosité, favorisant ainsi l’infiltration de l’eau et l’activité biologique du sol. Ces bénéfices doivent être mis en balance avec des défis techniques comme la gestion des couverts, qui sont en compétition pour l’eau et les nutriments avec les cultures principales et le défaut de maîtrise des mauvaises herbes.

Globalement, l’analyse agronomique et économique de La Cage confirme que certains systèmes de culture diversifiés peuvent atteindre des niveaux de rentabilité équivalents au système productif, sur la culture du blé et à l’échelle de la rotation, tout en améliorant certains aspects de durabilité. Ces résultats illustrent aussi l’importance de considérer des séries longues de données pour intégrer la variabilité climatique et les effets cumulatifs des pratiques de gestion, la restitution des résidus de culture au sol et la dynamique des cultures successives.

Mais qu’en est-il de ces maladies qui peuvent ravager les cultures et qui restent encore souvent les bêtes noires des agriculteurs ? Considérant, par exemple, la septoriose du blé, nos résultats montrent les limites des systèmes productifs très vulnérables dès que l’on n’utilise plus de pesticides.

La gestion des maladies

La septoriose du blé est une maladie fréquente qui dépend fortement du climat. Sa gestion repose sur différents leviers (choix variétal, pratiques culturales, fongicides). Les systèmes productifs très dépendants des traitements sont les plus touchés lorsque l’on retire l’usage des pesticides. Des systèmes, comme le semis sous couvert, limitent mieux la maladie, car il permet aux microorganismes (bactéries, champignons, faune du sol) de rentrer en compétition avec les agents pathogènes ou de limiter leur développement. Ainsi, réduire les pesticides n’entraîne pas forcément plus de maladies, à condition d’adapter les pratiques. Globalement, c’est la cohérence du système agricole dans son ensemble qui permet une gestion durable des maladies.

Notre étude confirme également d’autres bénéfices aux pratiques agroécologiques. Le premier concerne le carbone qui est stocké dans les sols agricoles et qui représente aujourd’hui un enjeu majeur pour l’atténuation du changement climatique.

Quel bilan carbone ?

De fait, une partie non négligeable du carbone séquestré par les plantes lors de la photosynthèse finit dans le sol par l’intermédiaire des racines. Les résidus de culture aériens (tiges, feuilles mortes…) constituent un autre apport en carbone dans les sols. Mais selon les techniques agricoles utilisées, la pérennité de ce stock de carbone peut fluctuer.

Le carbone stocké dans le sol est un des déterminants majeurs de sa fertilité, qu’elle soit physique (maintien de la structure), chimique (fourniture de nutriments) ou biologique (ressource pour les organismes vivants).

En l’absence d’apports d’effluents organiques issus de l’élevage, le bilan carbone d’un système de culture découle seulement du niveau des entrées et des pertes à l’échelle de la parcelle. Les entrées correspondent donc aux résidus (aériens et souterrains) des cultures et des couverts végétaux. Les pertes correspondent à la minéralisation des matières organiques du sol sous l’action des microorganismes qui peuplent la terre, la décomposent et la transforment en éléments minéraux.

Les systèmes de culture de La Cage présentent des dynamiques contrastées d’apports de carbone au sol, étroitement liées à la productivité des cultures, à la place des légumineuses et des couverts végétaux.

Plus les rendements sont élevés, plus il y a des résidus de culture restitués au sol. C’est donc le système productif qui produit le plus de résidus riches en carbone. Toutefois, cette réalité est compensée dans les systèmes ayant des couverts végétaux. Dans le système sous couvert, les apports totaux de carbone sont au final estimés à un niveau supérieur à celui des autres systèmes, grâce à l’apport de ces couverts. Au final, le stock de carbone augmente dans le temps dans le système en agriculture biologique et encore plus dans le système sous couvert végétal, alors qu’il reste stable dans les deux autres systèmes.

Quels effets sur la biodiversité du sol ?

Au-delà de la gestion des maladies et de l’apport en carbone des sols, notre étude met également en évidence un autre bénéfice majeur des pratiques agroécologiques : leur effet positif sur la biodiversité du sol.

La biodiversité du sol comprend une multitude de taxons de taille extrêmement variable et qui remplisse des fonctions diverses. Les vers de terre qui constituent l’essentiel de la macrofaune du sol sont les plus souvent étudiés et sont considérés comme des acteurs majeurs du fonctionnement du sol compte tenu de leur rôle de fouisseur et transformateur de la matière organique. Les pratiques agricoles, en particulier le travail du sol, l’apport de matière organique et l’usage de pesticides, sont de longue date reconnues comme ayant un impact majeur dans le maintien de ces populations.

Le système sous couvert végétal, sans travail du sol, se distingue par des abondances et biomasses nettement plus élevées de vers de terre anéciques et épigés, de trois à sept fois supérieures à celles observées dans les systèmes productif et biologique avec du travail du sol, et ce, seulement une dizaine d’années après l’implantation de l’essai. Cette augmentation s’accompagne également d’une diversité en espèces de vers de terre.

En agriculture biologique, l’augmentation des populations de vers de terre est plus lente. Mais après plus de quinze ans de conduite, ce système peut héberger entre 1,5 et 2,3 fois plus de vers de terre que le système productif, selon les variations interannuelles liées au climat.

Par ailleurs, les changements de pratiques agricoles mettent souvent plusieurs années à se traduire par des modifications significatives des communautés de vers de terre. Ces résultats soulignent l’importance des dispositifs expérimentaux de long terme pour évaluer de manière robuste l’impact des systèmes de culture sur la biodiversité des sols.

Que retenir ?

Les essais systèmes sont des outils clés pour tester et évaluer des solutions agroécologiques. Sur le long terme, ils montrent qu’il est possible de produire avec moins de pesticides, d’azote et d’énergie, tout en assurant une marge économique pour l’agriculteur, un stockage de carbone et l’accroissement de la biodiversité dans les sols.

Le dispositif évolue pour répondre à ces enjeux qui se posent aujourd’hui à l’agriculture et en lien avec la demande sociétale : produire sans apport d’azote, sans travail du sol, aller vers une agriculture sans pesticides, concilier production et biodiversité. Des nouveaux systèmes abordant ces thématiques sont en cours de conception avec la profession agricole.

Lucie Zgainski a reçu des financements de l'ANR.

Michel Bertrand a reçu des financements de l'ANR

Muriel Valantin Morison a reçu des financements de l'ANR et du programme Ecophyto pour réaliser ses recherches

Marie-Noël Mistou ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.