L’écologiste C.C. Delwiche prévenait, déjà en 1970 : « De toutes les interventions récentes de l’homme dans les cycles de la nature, la fixation industrielle de l’azote dépasse de loin toutes les autres en ampleur. »
Comme nous l’avons déjà relaté, la détérioration du climat n’est de loin pas la seule endémie affectant toute la biosphère. Et bien que les préoccupations des écologistes mobilisent pour le climat, la déforestation, contre le nucléaire, la biodiversité… un domaine en est abstrait, l’azote (N pour Nitrogen). Or, bien qu’il existe de nombreuses études scientifiques et techniques sur la crise de l’azote, peu d’ouvrages de vulgarisation sur cette molécule sont traduits.
Que les agriculteurs bio soient préoccupés par la présence d’azote dans les engrais synthétiques, ne produit pas de manifestations contre l’azote, pas de traités internationaux de réduction de l’azote, ni de politiciens défendants ou niant la science sur le sujet.
En fait, au fur et à mesure des impacts des pollutions sur l’écosystème, nous paraissons découvrir les méfaits d’agents destructeurs jusque-là ignorés. L’agriculture intensive et industrielle doit son efficacité comme tout le monde le sait à la chimie de synthèse répandue sur les millions d’hectares de terres arables. Si aujourd’hui la société dans son ensemble a commencé à saisir le danger mortel des pesticides de synthèse, elle est encore très éloignée d’appréhender les risques qu’elle encoure à l’utilisation des engrais de synthèse (Ammonitrate, NPK…). Avec simplicité, nous pouvons comprendre qu’une alimentation chimique, année après année, appauvrie la terre, d’autant plus si une rotation de culture est absente.
Notamment aujourd’hui au XXI° siècle, des chercheurs, prenant au sérieux les inquiétudes de C.C. Delwiche, se sont penchés sur des changements qui se produisent dans les cycles biogéochimiques de la Terre (1) ; il est de plus en plus manifeste que le bouleversement des cycles mondiaux de l’azote et du phosphore représente une nouvelle menace majeure jusque-là négligée.
Des études ont identifié deux processus critiques du système terrestre qui sont les plus éloignés des limites de sécurité que tout autre : une perte de biodiversité et le cycle de N. Ainsi, l’apport concentré d’azote, dit réactif, perturbe massivement son régime cyclique global ; composante majeure de l’anthropocène. Un rapport parrainé par la Fondation européenne de la science prétend que la production industrielle de N réactif « représente peut-être la meilleure expérience jamais faite par les humains en géo-ingénierie mondiale » ; c’est la rupture dans le cycle de N qui constitue une menace pour la stabilité du système terrestre.
Ainsi, la « crise de l’azote » ne traduit pas une paupérisation, mais la détérioration de son cycle dont la temporalité naturelle est sans comparaison avec l’utilisation humaine immédiate et à outrance d’azote réactif. (2)
De quoi parlons-nous
La croissance et la survie de tous les organismes vivants dépendent du recyclage constant de la matière et de l’énergie à tous les niveaux, des cellules microscopiques à la planète entière. Les éléments chimiques (notamment les quatre principaux : l’oxygène, le carbone, l’hydrogène et l’azote) qui rendent la vie possible sont constamment utilisés et réutilisés à des échelles de temps allant des microsecondes aux millions d’années. Les grands cycles biogéochimiques qui façonnent et définissent le système terrestre ont évolué pendant des milliards d’années. Au cours des deux derniers siècles, et surtout depuis 1950, les activités humaines ont perturbé nombre de ces cycles métaboliques, sapant les systèmes et les conditions qui rendent possible la vie telle que nous la connaissons (déjà détériorée).
N – la substance même de la vie – représente entre 13% et 19% de toutes les protéines. il est présent dans toutes les cellules vivantes ; dans la chlorophylle dont la stimulation par la lumière attise la photosynthèse – la plus importante conversion d’énergie de la biosphère.
Son importance pour l’humain n’en est pas moins indispensable. Il doit ingérer dix acides aminés (les vitamines) essentiels, préformés complets, afin de synthétiser les protéines nécessaires à la croissance et au maintien des tissus. Le retard de développement mental et physique est la conséquence la plus grave de la malnutrition protéique.
L’atome de l’azote est en capacité de former des composés stables avec différents éléments comme l’atome oxygène et hydrogène ; de l’ammoniac, de l’oxyde nitrique, du nitrate, de l’acide nitrique, etc. On l’appelle alors azote réactif parce qu’il participe à des processus biologiques et chimiques et parce que ses composés peuvent se modifier…
Il y a trois phases principales pour son développement : sa fixation ; variera selon qu’il se diffuse dans l’air (azote inerte), dans le sol (azote réactif), dans l’eau douce et dans l’océan (idem).
Puis une seconde transformation afin d’être nitrifié… Enfin, la dernière afin d’être dénitrifié et rendu à l’atmosphère après son utilisation par les plantes.
Ce cycle, de la fixation à la dénitrification prend environ 500 ans dans l’air ou le sol, même plusieurs millénaires dans l’océan. Ce « travail » est produit par l’activité microbienne (…)
Ce compte rendu est très simplifié, pour un processus très complexe. Des livres ont été écrits pour décrire le cycle de N, la plupart admettent qu’il n’est pas encore pleinement décodé. Tout atome de N peut traverser des parties du cycle plusieurs fois, de différentes façons et à différentes échelles de temps, se combinant avec d’autres éléments de multiples façons, traversant l’air, l’eau, le sol, les plantes, les animaux et les humains sur le chemin du retour, de l’atmosphère et inversement.
La Complexité du process de N est influencée par le climat, l’humidité, la température, dans l’air ou dans le sol. Son action sera bouleversé selon le taux de Co2, selon la sécheresse du sol, etc. (…)
Au début du XIX° siècle, des chimistes agricoles ont explicité la loi du minimum : la croissance des plantes est limitée non pas par la quantité totale de nutriments disponibles, mais par la quantité du nutriment le plus rare. Dans la plupart des cas, le facteur limitant a été l’azote sous des formes que les plantes peuvent facilement utiliser. Dans les océans et sur terre, N est, comme l’a écrit l’écologiste australien Thomas White, « le produit chimique le plus limitatif ».
Dégradation du cycle
Le cycle fondamental de l’azote est chahuté dans l’Europe du XIXe siècle, lorsque les villes ont grignoté tant d’espace que l’azote et les autres nutriments consommés dans les aliments par la population urbaine n’était plus en capacité de revenir dans le sol, provoquant ainsi une baisse de sa fertilité, et la pollution dans les villes. Ce que Marx appelait « une faille irréparable dans le processus interdépendant du métabolisme social » (3) a été adouci par l’importation de guano et de nitrates minéraux riches en azote d’Amérique du Sud pour fertiliser les champs, et par la construction de canalisations d’évacuation des déchets urbains pour les diriger vers les rivières et océans.
Puis, le long processus de recyclage est aujourd’hui remis en question par une faille métabolique ; la rupture entre les activités humaines et la nature s’est accélérée à partir de (grosso modo) 1950. L’agriculture industrielle ont ouvert une brèche plus importante en déployant des procédés qui libèrent tous les ans dans l’environnement plus de deux fois plus de N réactif que ce que la nature seule n’a jamais produit ; près de 200 millions de tonnes d’engrais synthétiques sont utilisées tous les ans, et la plupart de N réactif qu’ils contiennent s’échappe dans l’environnement, polluant l’air et l’eau et perturbant les écosystèmes (exemple des algues vertes sur les plages bretonnes).
Les négationnistes du changement climatique affirment que le dioxyde de carbone (Co2) ne peut pas être nocif vu que les plantes en ont besoin. Le même argument est avancé au sujet de N, pourtant, comme chacun-e sait, toute bonne chose sera nocive lorsqu’il y a excès.
Si on peut suivre et mesurer l’accumulation croissante du Co2 dans l’atmosphère, il n’existe aucun moyen équivalent de suivre l’accumulation du N réactif ou de résumer ses effets en termes simples. Contrairement au Co2, la plupart des produits chimiques formés par N peuvent facilement se transformer l’un en l’autre, et ils ont des effets différents selon les conditions locales.
Les sombres conséquences
De nombreux points initiaux pour la santé et l’équilibre ont été dépassés par la pollution à l’azote, y compris pour l’eau potable (nitrates), la qualité de l’air (smog, particules, ozone troposphérique), l’eutrophisation (4) des eaux douces, l’appauvrissement de la biodiversité, la diminution de l’ozone, le dérèglement climatique, etc. Chacun de ces effets peut être amplifié par la cascade de l’azote ; un seul atome de N peut déclencher une cascade d’impacts environnementaux négatifs en séquence. Et toute cascade peut entraîner une séquence différente de transformations et d’effets chimiques. Par exemple, un atome N qui s’infiltre dans les eaux souterraines à partir d’un sol agricole suivra une trajectoire différente de celle d’un atome N produit par une automobile qui brûle de l’essence, chacun perturbera plusieurs processus biogéochimiques.
Exemple : un seul atome N provenant d’une usine, d’un véhicule ou d’une ferme peut acidifier le sol et contaminer l’eau potable avant de pénétrer dans les rivières… Etc. A n’importe quel point, des bactéries peuvent transformer l’atome solitaire en oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre qui accélère également la perte de l’ozone stratosphérique protecteur. Seules des bactéries qui reconvertissent l’atome en gaz N2 (molécule de 2 atomes) inoffensif peuvent en arrêter les effets néfastes.
En conclusion, les cascades d’azote ne sont pas linéaires : les atomes peuvent passer d’une séquence à l’autre, en tout ou en partie, ou répéter une étape, sur des périodes allant de quelques secondes à plusieurs décennies. Ainsi, plus de N réactif entraîne plus de cascades, donc davantage de perturbations de la biosphère.
Comme le soulignent les auteurs du rapport European Nitrogen Assessment (Rapport européen d’évaluation de l’azote) en 2011, « il existe une grande diversité de formes de polluants azotés… entraînant de nombreux polluants secondaires et une liste encore plus longue des effets environnementaux. Là, le problème de l’azote présente un degré de complexité que peu de scientifiques sont en mesure de couvrir entièrement ». Ils ont résumé les menaces écologiques posées en utilisant l’acronyme WAGES (Water, Air, Greenhouse balance, Ecosystems, Soil (eau, air, bilan d’émission de gaz à effet de serre, écosystème, sols)) et ont consacré un chapitre à chacun de ces éléments. Le rapport de 2013 intitulé Our Nutrient World (Notre monde nutritif) donne un aperçu des menaces de N réactif et du phosphore qui pèsent sur WAGES.
Les « solutions » capitalistes
Durant des milliers d’années, les paysans se sont nourris en travaillant la terre avec les cycles naturels des substances nutritives. Grâce à des expérimentations et à des observations, ils ont appris à maintenir la fertilité des sols. Les techniques de l’épandage de fumier et le brûlage des résidus de culture étaient largement utilisés, néanmoins elles ne faisaient que ralentir l’épuisement du sol. Pour le nourrir il fallait planter des fixateurs d’azote naturels comme les haricots et les pois, soit en rotation avec des céréales, soit en culture intercalaire. Ce qu’ont démontré les archéologues, les pois et les lentilles étaient cultivés avec le blé et l’orge au Moyen-Orient il y a 8000 ans. La même méthode, utilisant d’autres légumineuses, a été découverte et mise en œuvre sur quatre continents. Les mayas par exemple pratiquaient la multiculture durant des millénaires.
Evidemment, le savoir agricole variaient selon le climat et les traditions, et des destructions involontaires du sol ont bien eu lieu… Néanmoins, des procédés de maintien de la fertilité des sols furent pratiqués avec succès.
Or, avec l’envolée du capitalisme industriel les techniques agricoles ancestrales sont marginalisées par l’ambition capitaliste, dont la première préoccupation ne nous étonne plus. L’essor d’une agriculture mondialisée dès le XIX° siècle, épaulée par la science, va chambouler tout le concept millénaire. La nécessité d’amplifier la plus-value à court terme agissait à l’inverse de la fertilisation naturelle, qui fait fi de l’immédiateté. Pour l’historienne Hannah Holleman, la production pour des marchés lointains a radicalement changé la dynamique de l’agriculture : « L’agriculture de rente est très différente dans ses conséquences sociales et écologiques de l’agriculture de subsistance, ainsi que de la production locale pour approvisionner les marchés locaux. Elle est volatile, soumise aux fluctuations du marché mondial… De fait, les champs sont plantés lorsqu’ils doivent se reposer, les troupeaux s’agrandissent quand ils doivent être réduits, etc. entraînant ainsi une dégradation rapide des terres. »
Le processus circulaire : les fermes nourrissent… leurs déchets fertilisent le sol, est muté en process linéaire, dans lequel les aliments sont transportés à la ville, puis les déchets des gens sont jetés dans les rivières. Hugh Gorman calcule que « le flux d’azote dans les villes anglaises suite à l’approvisionnement alimentaire est passé d’environ 800 tonnes en 1500 à environ 9000 tonnes en 1800 ». Des cycles de nutriments antérieurs ont été brisés et la fertilité de la terre a chuté. Cette rupture a été comblée principalement en déplaçant la production alimentaire vers d’autres régions. Marx écrit qu’en important des céréales d’Irlande, la Grande-Bretagne « exportait indirectement le sol de l’Irlande, sans même permettre à ses cultivateurs de remplacer les constituants du sol épuisé ». Et pendant que l’agriculture de rente Etats-Unienne, rendu possible à l’Ouest après le génocide des indiens, en Angleterre, où la superficie consacrée au blé a diminué de 50% entre 1870 et 1900, les importations de blé et de farine, du Canada et de l’Inde, ont augmenté de 90%.
Suite à l’altération des sols, les agriculteurs les plus aisés ont fait importer en Europe du guano (excréments d’oiseaux marins riche en N) d’un écosystème unique au large du Pérou. La matière est alors manufacturée par des industriels. Tout le monde y trouva son compte, exceptés les péruviens qui l’utilisaient. Durant 30 années, 12 millions de tonnes de guano/l’an seront importés outre Rhin et outre-manche. Le marché s’est effondré en 1880 vu que tout avait été chapardé.
Ces types de méfaits contre la mère nature sont florès, mais le progrès technologique évolue à grand pas : autre aspect profitable, le charbon : source d’azote fossilisé.
Pour produire du coke destiné à la production d’acier, et de gaz (pour l’éclairage municipal), le charbon était chauffé en l’absence d’oxygène pour éliminer les impuretés ; petites quantités de N non réduites en carbone. La fabrication convertissait N en ammoniac qui, jusqu’aux années 1880, était simplement rejeté dans l’air. Mais lorsque la technologie a été mise au point pour capter l’ammoniac, elle a été largement adoptée en Grande-Bretagne et en Europe occidentale.
L’arme fatale
En 1887 déjà, Frédéric Engels avait prédit que la rivalité entre les grandes puissances capitalistes conduirait à « une guerre mondiale… d’une ampleur et d’une violence jusqu’alors inimaginables. » La compétition à l‘armement comprenait de gros investissements pour un arsenal essentiel de la guerre moderne.
Au-delà d’une substance pour l’agriculture, l’azote (fossile) est aussi une future arme redoutable puisqu’il sert à la fabrication de poudre explosive. Un chimiste suisse, Charles Munroe, affirma en 1909 (en période de paix) que l’U.S. Naval Institute utilisait plus de la moitié de l’importation aux Etats-Unis de nitrate de sodium pour ses armes. Munroe n’avait pas les montants pour les Européens, il estimait néanmoins qu’un taux substantiel du nitrate chilien fut bien plus important pour son agriculture. Mais même là, les industries de l’armement et des explosifs dépendaient de l’azote fossile. Le chimiste précise encore : « On peut donc affirmer sans risque de se tromper que, sans la découverte et l’exploitation des gisements de nitrates du Chili, l’industrie des explosifs, comme on l’appelle aujourd’hui, aurait été impossible, et les développements miniers et de transport qui ont caractérisé les cinquante dernières années n’auraient pu être réalisés.»
Dix ans plus tôt, Sir W. Crookes, de la British Association for the Advancement of Science, prévenait que les nitrates chiliens pourraient bientôt être épuisés comme le guano, et que « l’Angleterre et toutes les nations civilisées seraient en danger mortel de ne pas avoir assez à manger… ». Il affirmait comme« tout racialiste qui se respecte » : « que la grande race caucasienne devait sa supériorité à la consommation de blé, qui était la nourriture convenable et appropriée pour le développement des muscles et du cerveau. Si la production de blé diminuait, la population blanche du monde serait dépassée par d’autres races, mangeurs de maïs, de riz, de millet et d’autres céréales indiennes ». « Sans une nouvelle source d’azote fiable, a dit Crookes, l’Angleterre serait désavantagée sur le plan militaire, car toute autre grande puissance pourrait bloquer l’accès du nitrate Chilien. Non seulement l’azote est nécessaire à l’alimentation des blancs, mais c’est un composant essentiel de la poudre à canon et d’autres explosifs, de sorte qu’un tel blocus pourrait être désastreux. »
Et nous ne sommes là qu’au début du XX° siècle, avec une population mondiale qui depuis a quadruplé, des arsenaux militaires forts de millions de tonnes d’explosifs répartis « un peu » partout, les dégâts produits par N mal métabolisé, d’une manière civile, ou militaire, accélèrent le processus de dégradation général…
Ajoutons les explosions industrielles, chez AZF, le fabricant d’ammonitrate (matériaux hautement explosif) en septembre 2001, et tout dernièrement à Beyrouth, où le même produit (peut être acheté en France) explosait sur le port…
Des solutions inverses existent, encore faut-il politiquement s’en inspirer et puis investir…
La culture vivrière, extensive et écologique, permettrait aussi de nourrir tout le monde, et dans de meilleures conditions pour la santé, et l’environnement. En finir avec le surarmement et en luttant pour la paix plutôt que pour le profit…
Mais cela, sans une volonté et une prise de conscience populaire, pour contrer les choix de rentabilité et de profits, cela n’arrivera jamais !
(1) La biogéochimie est la discipline scientifique qui traite de la transformation et du devenir de la matière, notamment de la matière organique et des éléments majeurs (C carbone, N azote, P phosphore, S soufre, etc.) dans la biosphère, par l’effet des processus biologiques, chimiques et géologiques.
(2) L’enquête pour cet article est traduit de l’anglais par le pertinent journal en ligne A l’encontre, qui, résume un dossier sur ce sujet méconnu des médias et du public, d’où notre intérêt à le suggérer ici.
(3) Karl Marx, Capital, vol. 3.
(4) Troposphérique, partie inférieure de l’atmosphère terrestre, qui s’étend du sol jusqu’à une altitude variant d’environ 8 km aux pôles à environ 17 km à l’équateur, et dans laquelle la température décroît assez régulièrement avec l’altitude. Eutrophisation, phénomène de dégradation d’un environnement aquatique.