Quelques chiffres
Entre 2005 et 2016, les émissions mondiales de GES ont augmenté de 19,3 %, passant de 38 679 à 46 141 mégatonnes d’équivalent en dioxyde de carbone (Mt d’éq. CO2).
En 2017 les émissions de GES générées par les activités humaines représentaient l’équivalent de 53,5 milliards de tonnes de CO2 (Gt CO2 éq), dont 75 % de CO2. Entre 1990 et 2017 ces émission avaient augmenté de plus de 60 % . La Chine totalise pratiquement 30 % des émissions, les États-Unis 14 % et l’Union européenne 10 %. En moyenne mondiale, les émissions ramenées à la population sont de cinq tonnes de CO2 par an et par habitant, soit 15 % de plus qu’en 1990.
Au Canada, en 2018, les émissions totales, toutes activités confondues, de gaz à effet de serre (GES) s’élevaient à 729 mégatonnes d’équivalent en dioxyde de carbone (Mt d’éq. CO2).
Les types de GES
Le Protocole de Kyoto répertorie six gaz à effet de serre générés par les activités humaines. Trois de ces gaz totalisent 98 % des effets néfastes sur l’atmosphère
le CO2 ou gaz carbonique (79%), le CH4 ou méthane (14%), et le N2O ou protoxyde d’azote (5%). Les trois autres gaz sont les HFC ou hydrofluorocarbures, les PFC ou hydrocarbures perfluorés et enfin les SF6 ou hexafluorure de soufre. Il ne s’agit pas bien sûr des seuls polluants atmosphériques. Citons par exemple l’ammoniac considéré comme un polluant atmosphérique. Il se combine dans l’atmosphère avec les sulfates et les nitrates pour former des particules fines (P2,5) secondaires.
- Le gaz carbonique (CO2) issu des activités industrielles provient essentiellement des carburants fossiles ou d ‘industries comme celle du ciment. La déforestation massive influe aussi sur la génération de gaz carbonique, ce dernier n’étant plus capté dans le cadre de la photosynthèse.
- Les émanation de méthane (CH4) trouvent leur source dans l’élevage, la production d’hydrocarbures, certaines cultures intensives comme le riz, et la décomposition de matières organiques.
- Le N2O ou oxyde nitreux est libéré lors de procédés chimiques, comme la production de nylon, ou liés à l’utilisation de produits azotés (engrais, fumier, lisier et résidus de récolte).
GES et agriculture
Au niveau mondial environ un quart des émissions de GES sont imputables aux diverses activités de l’agriculture. En 2014, elles représentaient 10 à 12 gigatonnes équivalent CO2, soit 24 % des émissions mondiales.
Les principaux gaz à effet de serre émis par l’agriculture sont le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O).
Le méthane, affiche un pouvoir réchauffant 28 fois plus « réchauffant » que le dioxyde de carbone (CO2), le protoxyde d’azote, lui, a un pouvoir ‘réchauffant’ 310 fois plus élevé que le gaz carbonique
La digestion entérique des animaux d’élevage représente une part importante des émissions de GES de l’agriculture et plus particulièrement du méthane. Mentionnons aussi les émissions lors du stockage, par le procédé de digestion anaérobie, et l’épandage des fumiers et lisiers, ainsi que l’application d’engrais, ce qui en 2011 représentait quelques 13 % des émissions agricoles de GES.
| Catégorie d’animaux | Facteur d’émission de CH4, en kg CH4/tête/an |
| Vaches laitières | 27,8 |
| Taures laitières | 19,1 |
| Taureaux | 3,3 |
| Bouvillons | 1,6 |
| Porcelets | 1,66 |
| Porcs | 6,48 |
| Truies | 7,71 |
| Verrats | 6,4 |
| Source: http://legisquebec.gouv.qc.ca/fr/ShowDoc/cr/Q-2,%20r.%2046.1 | |
Émission de CH4 liées au stockage et à l’épandages des lisiers-fumiers
L’émission protoxyde d’azote, quant à elle, s’effectue lors de la nitrification et dénitrification de l’azote contenu dans le fumier/lisier. Au Québec et en Ontario on considère un pouvoir d’émission de l’ordre de 0,012 kg de protoxyde d’azote par kilogramme de fumier ou de lisier.
Agriculture canadienne et GES
Les activités de l’agriculture canadienne représentent 12% des GES émis au Canada.
Les sources d’émissions peuvent être classées en trois catégories principales :
- Les sources liées aux fertilisants azotés
- Les sources provenant des animaux d’élevage
- Les sources liées à l’utilisation d’énergies fossiles (machinerie agricole, véhicules divers, dont ceux utilisés pour le transport du lisier),
Les fertilisants azotés sont, en grande partie responsables des émissions de N2O provenant du sol, et par leur mode de production industrielle. La hausse des émissions de GES du secteur agricole provient essentiellement de la production et de l’utilisation des fertilisants azotés. Les émissions de GES liées aux fertilisants a augmenté de plus de 50 % en 1990 et 2017, et la quantité de fertilisants azotés utilisés au Canada à doublé depuis 1993.
Fertilisants de synthèse et GES
La fabrication de fertilisants azotés émet surtout du CO2, alors que leur épandage dans les champs émet surtout du N2O. Environ 28 % de toutes les émissions de GES du secteur agricole canadien proviennent de la production et de l’épandage de fertilisants azotés.
Les engrais azotés de synthèse sont synthétisés par le biais d’un procédé qui requiert azote et hydrogène. La fabrication des engrais de synthèse génère une quantité importante de gaz à effet de serre.
| Type d’intrant | Unité d’élément nutritif | kg CO2/ Kg élément nutritif |
| Ammoniaque anhydre | kg N | 2,97 |
| Ammonitrate 33,5 % | kg N | 5,86 |
| Solution azotée | kg N | 5,01 |
| Urée | kg N | 3,69 |
| Engrais ternaire (N-P-K) | kg( N- P205- K20) | 5,29 – 0,94 – 0,51 |
| Engrais N moyen | kg N | 5,34 |
| Engrais P moyen | kg P205 | 0,57 |
| Engrais K moyen | kg K20 | 0,45 |
Source Arvalis, Institut du Végétal, reconnu par le Ministère français de l’Agriculture et l’Agence française de la Transition Écologique.
Solugen, limitation drastique des émissions de GES
L’entreposage des lisiers dans des fosses constitue une source importante d’émission de méthane. Dans cet environnement anaérobie les solides volatils, des éléments non digérés de la moulée, sont transformés en méthane par des bactéries. Lors de l’épandage, il y a surtout émission d’oxyde nitreux. Le procédé mis au point par Solugen pour traiter les effluents contaminés s’applique au lisier porcin, et permet le traitement des déjection animales pour extraire eau pure et fertilisants.
La technologie fonctionne sur un principe écoénergétique de distillation qui repose sur l’utilisation de l’électricité , la récupération de chaleur par transfert thermique, et par recompression de vapeur. 30 À 35 kWh suffisent à traiter un mètre cube de lisier.
En traitant le lisier directement à partir de la préfosse, il n’est plus nécessaire de l’ entreposer dans une fosse. Par ailleurs, lors du procédé le lisier est divisé en une fraction solide qui représente environ 10 % du volume initial de lisier, et en une fraction liquide qui après traitement sera déclinée en eau pure , en bioliquide concentré de potassium et en une solution azotée fertilisante.
On estime donc que 90 à 95 % des GES normalement émis lors de l’entreposage et l’épandage du lisier sont ainsi éliminés. Pour une ferme qui produit 10 000 m3 de lisier annuellement cette réduction représente quelques 572 t C02 eq.
Ainsi, non seulement le procédé révolutionne la gestion conventionnelle du lisier en traitant les déjections animales pour en extraire de l’eau et réduire considérablement les émissions de GES, mais en outre il met à la disposition de l’agriculture une solution fertilisante recherchée, car son principe actif, l’azote ammoniacal, est normalement perdu pour les cultures car sous sa forme gazeuse il se volatilise rapidement et en grande proportion dans l’atmosphère.
Considérant la réduction des émissions de GES précitées, on peut logiquement conclure que la production de cette solution azotée fertilisante ne génère pas d’empreinte carbone.
Sources
https://perspective.usherbrooke.ca/bilan/servlet/ComprendreContexteGES?codePays=bfa
https://www.nfu.ca/wp-content/uploads/2020/02/GES-du-secteur-agricole.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0176161713003611
https://fertilisation-edu.fr/nutrition-des-plantes/le-role-des-elements-nutritifs/potassium.html
https://www.environnement.gouv.qc.ca/changements/ges/guide-quantification/index.htm
http://espace.inrs.ca/id/eprint/1890/1/T000549.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0176161713003611
https://fertilisation-edu.fr/nutrition-des-plantes/le-role-des-elements-nutritifs/potassium.html
https://www.environnement.gouv.qc.ca/changements/ges/guide-quantification/index.htm
