Notre santé dépend autant de ce que nous mangeons que de la manière dont nos aliments sont produits. De récentes recherches montrent ainsi combien les microbes du sol, des plantes et de notre intestin sont étroitement liés. Une réalité qui invite à repenser en profondeur nos systèmes agricole et alimentaire.

Plus de 2 milliards d’humains sont touchés par des maladies chroniques liées à l’alimentation : diabète, maladies cardiovasculaires, cancers ou maladies neurodégénératives. En France, 14,2 millions de personnes étaient prises en charge au titre d’une affection de longue durée, soit environ 21 % de la population française en 2022.

Une santé dégradée, des crises liées

En outre, ces pathologies progressent, y compris chez les moins de 45 ans. Contrairement à une idée répandue, la génétique n’explique qu’environ 20 % de ces maladies. L’environnement, et en particulier l’alimentation, joue en revanche souvent un rôle déterminant.

Dans le même temps, notre alimentation exerce une pression considérable sur l’environnement. Elle est responsable d’environ 22 % des émissions de gaz à effet de serre, d’une grande partie des émissions d’azote réactif, notamment les nitrates et l’ammoniac, et elle constitue la première cause de perte de biodiversité terrestre. Les sols agricoles, quant à eux, sont souvent dégradés, appauvris en matière organique et en vie biologique.

Ces crises, sanitaire et écologique, sont généralement traitées séparément. Mais si elles étaient en réalité les différentes facettes d’un même problème ? C’est précisément l’idée portée par l’approche « One Health » (« Une seule santé »), qui repose sur un principe simple : la santé humaine dépend de celle des animaux et des écosystèmes. Au cœur de cette approche se trouvent les microbiotes, ces communautés de microorganismes, bactéries, champignons, virus, qui vivent dans tous les milieux.

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Le microbiote, un acteur clé dans notre intestin

Notre intestin abrite des milliards de microorganismes. Ce microbiote joue un rôle essentiel dans la digestion, la production de vitamines, la régulation du système immunitaire et le contrôle de l’inflammation. Lorsqu’il est déséquilibré (on parle de « dysbiose »), le risque de maladies augmente.

De nombreuses études établissent aujourd’hui des liens entre microbiote déséquilibré et maladies chroniques : obésité, diabète, maladies inflammatoires, voire troubles neurologiques. Ce microbiote est fortement influencé par notre environnement, et notamment par notre alimentation. Ce que nous mangeons façonne sa composition et ses fonctions.

Du sol à l’intestin : une continuité du vivant au travers des microbiotes

Dans les sols agricoles, le vivant comprend la macrofaune (les vers de terre), la mésofaune (les acariens), la microfaune (les nématodes, des minuscules vers ronds) et les microorganismes, comme les champignons et les bactéries qui constituent le microbiote. Tous jouent un rôle fondamental. Un gramme de sol peut contenir jusqu’à 10 milliards de microorganismes. Cette biodiversité invisible assure des fonctions essentielles : fertilité des sols, nutrition et régulation des maladies des plantes.

Les plantes interagissent en permanence avec les microbes, notamment au niveau des racines. Ces interactions influencent la composition nutritionnelle des aliments, mais aussi leur richesse microbienne. Des aliments issus de systèmes agricoles favorisant la biodiversité microbienne présentent une plus grande diversité bactérienne et une meilleure densité nutritionnelle. Autrement dit, la santé humaine commence dans le sol, bien avant l’assiette.

Des sols pauvres en biodiversité

Mais au cours de la seconde moitié du XXᵉ siècle, la santé des sols s’est dégradée du fait de la diminution des apports de matières organiques et de labours profonds. De manière concomitante, la forte réduction du nombre d’espèces et de variétés cultivées ainsi que la simplification des paysages agricoles ont nécessité une utilisation élevée en engrais et pesticides de synthèse rendant la santé des plantes dépendante de ces intrants.

En effet, ces pratiques ont entrainé la perte des régulations biologiques qui permettaient de lutter contre les bioagresseurs, autrement dit les « nuisibles » des cultures, et ont perturbé les microbiotes du sol, réduisant leur diversité et affaiblissant leur capacité à réguler naturellement les maladies et à fournir des nutriments.

Une alimentation qui appauvrit le microbiote

À l’autre bout de la chaine agroalimentaire, on constate également que dans les pays occidentaux, les produits ultratransformés représentent aujourd’hui environ 35 % des apports caloriques, voire davantage chez les jeunes. Ces aliments sont souvent pauvres en fibres, riches en sucres, graisses et additifs, et appauvris en micronutriments.

Or, les fibres alimentaires sont essentielles pour nourrir le microbiote intestinal. En France, la consommation moyenne est d’environ 20 grammes par jour, contre 30 grammes recommandés. À cela s’ajoute un déficit en nutriments clés : près de 90 % de la population manque d’oméga-3, pourtant essentiels pour réguler l’inflammation.

Une alimentation qui perturbe le microbiote

Au-delà des carences, certains composants de notre alimentation peuvent perturber directement le microbiote.

L’exposition aux pesticides, notamment à travers l’alimentation, peut altérer la composition des bactéries intestinales. Les additifs alimentaires, en particulier les émulsifiants et certains édulcorants, peuvent aussi réduire la diversité bactérienne, fragiliser la barrière intestinale et favoriser l’inflammation chronique.

Par ailleurs, une consommation excessive de viande issue d’élevages intensifs peut accentuer ces déséquilibres. Ces produits sont souvent plus riches en acides gras pro-inflammatoires (oméga-6) et plus pauvres en oméga-3. Une alimentation trop riche en protéines animales et pauvre en fibres favorise le développement de bactéries produisant des métabolites potentiellement délétères, au détriment de celles qui génèrent des composés protecteurs, comme les acides gras à chaîne courte.

L’effet combiné de ces facteurs contribue à appauvrir le microbiote intestinal et à altérer ses fonctions, renforçant le lien entre alimentation moderne et maladies chroniques.

Un cercle vicieux entre alimentation et agriculture

Un cercle vicieux s’installe ainsi entre systèmes agricoles simplifiés, aliments appauvris et dégradation des microbiotes. D’un côté, l’agro-industrie, du fait de sa logique économique fondée sur la réduction des coûts à travers les économies d’échelle, tend à soutenir une agriculture spécialisée intensive pour fabriquer des aliments ultratransformés. Elle reste ainsi peu réceptive aux pratiques agricoles durables comme la diversification des cultures, l’introduction de légumineuses ou les associations culturales, pourtant bénéfiques pour la vie des sols. D’un autre côté, ces produits, largement promus par un marketing agressif, orientent les choix alimentaires et encouragent leur consommation.

D’autre part, les élevages intensifs, sans lien au sol car dépendant beaucoup de soja importé, contribuent fortement à la déforestation, aux déséquilibres des cycles de l’azote et à l’appauvrissement de la biodiversité en France et aux Amériques.

Face à ces constats, des alternatives existent.

Restaurer des sols vivants

Du côté de l’agriculture, il s’agit de restaurer des sols vivants, capables de fonctionner comme des écosystèmes. Cela passe par la diversification des cultures, la réduction des intrants chimiques, l’apport de matière organique ainsi que la réduction du travail du sol.

Ces pratiques, souvent regroupées sous le terme d’« agroécologie », s’appuient sur les processus naturels plutôt que de les remplacer. On parle aussi d’« agriculture régénératrice » où le travail du sol ainsi que les pesticides tendent de plus en plus à n’être utilisés qu’en dernier recours.

Repenser l’élevage

En élevage, l’enjeu est de reconnecter les animaux aux territoires. Les systèmes herbagers permettent de valoriser les prairies, de stocker du carbone et de produire des aliments plus riches en oméga-3. Pour les élevages de porcs et de volailles, une meilleure intégration avec les cultures et l’utilisation de ressources locales, comme le lin, permettent de réduire les impacts environnementaux et d’améliorer la qualité nutritionnelle des produits.

La question n’est donc pas seulement « quelle quantité de viande consommer ? » (environ 400 grammes par semaine au lieu de près de 900 en France), mais « quelle viande, et issue de quels systèmes ? ».

Vers une vision intégrée de la santé

Ces évolutions invitent à repenser la santé comme un enjeu systémique. L’approche « One Health » propose de considérer la santé comme une propriété émergente d’un système global reliant humains, animaux et écosystèmes.

Certaines pistes illustrent cette convergence. Le développement des légumineuses, par exemple, permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre et la dépendance aux engrais azotés, tout en apportant des fibres bénéfiques pour la santé. De même, des produits animaux issus de systèmes herbagers ou enrichis en oméga-3 peuvent contribuer à moduler l’inflammation chronique à bas bruit. Par ailleurs, certains composants alimentaires, comme les fibres ou certaines algues, peuvent limiter l’absorption de certains toxiques et favoriser leur élimination. Le microbiote intestinal joue un rôle central dans ces processus : certaines bactéries peuvent transformer des composés indésirables, moduler leur absorption et renforcer la barrière intestinale.

Longtemps, la santé a été envisagée comme une affaire strictement individuelle. Les avancées scientifiques récentes montrent, au contraire, qu’elle dépend étroitement du vivant qui nous entoure – et de celui qui vit en nous. Prendre soin de notre santé implique donc aussi de prendre soin des sols, des plantes et des écosystèmes.

Michel Duru du conseil scientifique PADV (Pour une Agriculture Du Vivant).

Il n’y a pas si longtemps, la Chine était vue comme l’« usine du monde », le pays où les industries européennes étaient délocalisées. Petit à petit, son statut change. Un des secteurs emblématiques est celui de l’énergie solaire photovoltaïque, où l’étape du rattrapage industriel est révolue. Aujourd’hui, la Chine est aussi une usine à innovations.

En 2024, la Chine s’est imposée comme le premier investisseur mondial en recherche et développement (R&D), avec 27,4 % des dépenses totales contre seulement 4 % en 2000. Cette dynamique lui permet de consolider sa position de leader mondial dans un nombre croissant de « technologies critiques », en particulier dans le secteur des panneaux solaires photovoltaïques, où elle atteint 80 % de la production mondiale.

Grâce à une stratégie évolutive et une implication forte et efficace de l’État, la Chine a largement dépassé le stade d’« usine du monde » pour devenir à la fois le leader industriel, technologique et scientifique dans le secteur du solaire photovoltaïque (PV).

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L’enjeu pour l’Europe et les États-Unis est dorénavant de ne pas accumuler un retard irrattrapable dans la course à l’innovation, dans ce secteur clé pour la décarbonation de nos économies.

Une domination mondiale de la production

Il n’a pas fallu plus de dix ans à la Chine pour littéralement évincer du marché des panneaux solaires les trois puissances de la fin du XXᵉ siècle : Europe, États-Unis, Japon. En 2002, les parts de marché globales de ces trois puissances étaient d’environ 80 % et celle de la Chine marginale. En 2012, la tendance était déjà inversée, avec 70 % pour la Chine et moins de 10 % pour les trois anciennes puissances solaires.

Depuis, les positions chinoises se sont encore renforcées dans l’ensemble des segments de la chaîne de valeur.

Dotée d’un savoir-faire indiscutable en matière de production de masse, elle s’est concentrée durant la décennie 2000 sur le développement de ses capacités industrielles dans les segments à fort potentiel (wafer, cellules et modules) ; puis, dans les années 2010, sur celui du silicium où sa dépendance extérieure était initialement la plus forte, en facilitant les transferts de technologies étrangères et en recourant à un soutien public massif.

Ainsi, la percée des entreprises chinoises se manifeste aujourd’hui sur les cinq segments de la chaîne de valeur : silicium, lingot, wafer, cellules et panneaux.

Cette position industrielle lui a permis de cibler d’abord la demande occidentale, mais la baisse des subventions sur ces marchés après 2010 a poussé le gouvernement chinois à renforcer la croissance de la demande intérieure, en s’appuyant sur des interventions publiques fortes et ciblées notamment à travers son système de planification et, à partir de 2015, une réforme du marché de l’électricité très favorable aux énergies renouvelables.

Au milieu des années 2010, cependant, des surcapacités de production importantes amènent les autorités publiques chinoises à inciter les firmes nationales à élargir leurs débouchés internationaux en direction des pays en développement, en particulier vers les marchés émergents, notamment le continent africain. Il faut bien noter que cette nouvelle stratégie s’est avérée pertinente grâce à une baisse drastique des coûts du kilowatt-heure photovoltaïque.

En rendant accessible cette énergie aux pays en développement pour répondre à leurs immenses besoins en énergie, la Chine a renforcé son image de puissance responsable.

Par sa capacité à satisfaire la demande nationale et mondiale de panneaux solaires, la Chine contribue ainsi à la transition énergétique et à la décarbonation de l’électricité. En 2024, la puissance du parc installé en Chine a atteint 1 048,5 gigawatts-crête, soit 46,7 % de l’ensemble des capacités installées dans le monde (le watt-crête désigne la puissance nominale d’une installation photovoltaïque dans des conditions optimales d’ensoleillement et de température).

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Cependant, on peut toujours s’interroger sur la capacité de la Chine à devenir leader sur des technologies de pointe. Est-elle encore l’atelier du monde dans le photovoltaïque comme ailleurs ou bien a-t-elle, aujourd’hui, généré une capacité à se placer à l’avant-garde de la recherche et de l’innovation ?

La Chine a acquis le leadership technologique

Quatre catégories de technologies solaires photovoltaïques se distinguent, suivant les matériaux utilisés :

• le silicium cristallin, qui compte à lui seul pour plus de 97 % du marché total en 2024, avec un rendement de conversion énergétique dépassant les 20 % pour les modules solaires industriels ;

• les couches minces – principalement à base de tellurure de cadmium (CdTe), de cuivre, indium, gallium et sélénium (CIGS) ou de silicium amorphe –, qui couvrent 2,2 % du marché total en 2024, avec un rendement plus faible et des usages plus spécifiques ouvrant la voie vers des modules solaires flexibles, légers et performants sous faible éclairement ;

• les cellules « émergentes » à colorants, à base de pérovskite hybride et les cellules organiques : aucune n’est encore présente en masse sur le marché ; mais elles sont néanmoins porteuses de promesses en matière de réduction de l’impact environnemental de la production solaire ;

• les multijonctions, très performantes, mais encore très coûteuses sont souvent réservées aux applications militaires et spatiales.

Pour ces quatre catégories, la Chine domine quantitativement et qualitativement sur les dépôts de demandes de brevets. Ainsi, entre 1990 et 2022, 40 % des inventions brevetées sont chinoises, sur 57 000 au total. L’effort d’innovation se concentre, en Chine comme ailleurs, sur les cellules émergentes (un peu plus de 28 000 brevets, dont environ 40 % pour la Chine), puis sur la cellule solaire conventionnelle en silicium cristallin de première génération, ou c-Si (près de 20 000, dont environ 50 % pour la Chine).

De plus, la Chine est en tête des citations de brevets pour les cellules c-Si et émergentes : à la fois dans le top 10 % (le seuil caractérisant des inventions « majeures ») et dans le top 1 % (seuil des innovations « de rupture »).

Cette progression rapide et durable de la Chine sur les brevets touchant aux technologies déjà exploitées industriellement permet de conclure que le learning by doing a été le principal moteur de la construction de la prééminence chinoise.

Le photovoltaïque est en effet un secteur où le taux d’apprentissage (baisse du coût pour chaque doublement de la capacité à technologie donnée) est reconnu parmi les plus élevés (de 20 à 30 %, selon une estimation de l’Agence internationale de l’énergie, 2020) et donc parmi les plus propices aux gains d’échelle et de compétitivité pour les firmes et les pays se positionnant sur des technologies bien maîtrisées.

La domination de la Chine se confirme aussi pour les technologies émergentes

La Chine s’impose ainsi comme le premier pôle scientifique mondial dans la recherche sur le solaire de prochaine génération.

Une analyse bibliométrique de la production scientifique dans des revues à comité de lecture sur les segments les plus en pointe – à savoir les cellules solaires émergentes – offre un aperçu de l’effectivité et de la pérennité de la puissance scientifique chinoise. En effet, ces technologies ont le potentiel de briser le quasi-monopole actuel du silicium cristallin, en raison de leurs promesses d’efficacité énergétique, de coûts de production et d’impacts environnementaux plus faibles grâce à des procédés de dépôts peu énergivores et par impression grande surface.

Ainsi, la Chine a réalisé en 2023 plus de 50 % de la production scientifique sur les pérovskites hybrides (la technologie émergente la plus dynamique depuis 2012) et 55 % pour le photovoltaïque organique. Les cellules solaires à colorant connaissent un déclin relatif depuis 2014. La Chine y avait atteint un pic de publications, avant d’être dépassée par l’Inde en 2021 – un recul qui s’explique principalement par le report des efforts de recherche vers les pérovskites hybrides.

Dans le domaine du photovoltaïque, comme dans d’autres, il n’est pas incongru de parler d’un « choc chinois ».

En 2018, l’administration américaine a adopté la China Initiative, dont l’objectif affiché était de lutter contre l’espionnage scientifique et industriel en restreignant les collaborations scientifiques avec des chercheurs chinois. Mais l’effet principal de cette tentative d’isolement de la recherche chinoise a été un redéploiement des collaborations vers les partenaires alternatifs aux Américains, en particulier la Corée du Sud et l’Allemagne permettant la croissance continue de la production scientifique chinoise contrairement à celle des États-Unis, qui décline depuis cette date.

Qui plus est, une proportion croissante des publications les plus citées dans les journaux les plus prestigieux est désormais réalisée par des équipes uniquement chinoises, hors collaborations internationales, ce qui confirme son autonomie scientifique grandissante.

Le projet Transition énergétique en Chine : Nouvelles orientations économiques et politiques – TEChNOPE (ANR-18-CE05-0011) est soutenu 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.

Laëtitia Guilhot a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR)

Guillaume Wantz a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR).

Pierre Berthaud a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche

André Meunié et Marina Flamand ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.

Longtemps indissociables de l’agriculture même, le labour et les activités de travail du sol sont aujourd’hui remis en question. Réduire ou arrêter de labourer serait ainsi bénéfique pour la structure des sols, la biodiversité et même pour le climat. Mais ces bienfaits sont-ils tous certains ? Ne sont-ils pas également contrebalancés par d’autres dommages ? Une équipe d’agronomes tâche de faire le point.

Sous l’Ancien Régime, les mots laboureur et paysan étaient presque synonymes. Ce n’est pas un hasard : cultiver la terre signifiait d’abord la travailler. Le labour, réalisé avec une charrue ou un araire, était au cœur des pratiques agricoles, au point de donner son nom à ceux qui vivaient de la culture des champs. Pendant des siècles, le travail du sol a ainsi constitué l’un des principaux leviers pour produire des récoltes.

Mais qu’entend-on exactement par « travail du sol » ? Le terme ne désigne pas uniquement le labour profond. Il regroupe un ensemble d’interventions mécaniques destinées à préparer ou entretenir les parcelles : labour, déchaumage, hersage ou encore binage.

Ces pratiques remplissent plusieurs fonctions agronomiques : ameublir et aérer le sol, favoriser l’infiltration de l’eau, préparer un lit de semences propice à la levée des cultures et faciliter par la suite le développement des racines, détruire les herbes poussant sur le champ depuis la dernière récolte (repousse de la culture précédente et herbes sauvages ou adventices – dites « mauvaises herbes ») et limiter leur levée dans la culture suivante ou encore incorporer les résidus végétaux et les amendements afin qu’ils se décomposent.

La remise en question du labour

Depuis plusieurs décennies toutefois, le travail du sol fait l’objet de critiques croissantes. Un travail trop intensif peut en effet fragiliser la structure des sols, accélérer l’érosion, perturber la vie biologique ou favoriser la minéralisation et donc le relargage du carbone stocké dans les matières organiques des sols agricoles sous forme de dioxyde de carbone (CO₂).

Dans ce contexte, certaines formes d’agriculture, comme l’agriculture de conservation des sols, ont fait de la réduction du labour, voire de son abandon, l’un de leurs principes. Comment cultivent-elles sans retourner la terre ? Elles privilégient notamment des techniques comme le semis direct, qui consiste à déposer les graines dans un sol peu ou pas travaillé, souvent au milieu des résidus de la culture précédente.

Mais faut-il vraiment opposer travail du sol et préservation du climat afin de produire durablement ? La question mérite d’être posée, tant les effets de ces pratiques dépendent des contextes agronomiques, des cultures et des objectifs poursuivis.

Dans une récente synthèse scientifique publiée dans la revue Communications Earth & Environment, nous avons ainsi analysé plusieurs décennies d’expérimentations conduites sur différents continents.

Nos résultats montrent que le travail du sol peut rendre des services essentiels pour réduire ou supprimer l’usage des pesticides, notamment pour réguler les adventices, certains ravageurs et maladies des cultures. Surtout, les bénéfices climatiques attribués au non-travail du sol sont souvent moins nets qu’on le pense.

Le non-labour augmente souvent l’usage des herbicides

Partons donc d’un premier constat : les systèmes qui s’éloignent du travail du sol reposent fréquemment sur les herbicides pour contrôler les adventices. En Europe, aux États-Unis ou au Canada, les systèmes sans travail du sol utilisent souvent davantage de glyphosate notamment et d’autres désherbants chimiques.

Le travail du sol peut en effet jouer plusieurs rôles pour limiter le recours aux pesticides : détruire les repousses de la culture précédente et les adventices, enfouir en profondeur les graines d’adventices, détruire et/ou enfouir les couverts végétaux ou limiter certains pathogènes présents dans les résidus de culture. De nombreuses études à l’international ont ainsi montré l’intérêt d’un travail du sol occasionnel pour contrôler les adventices.

Dans les essais agroécologiques de longue durée, menés à proximité de Dijon (Côte-d’Or) sur la plateforme expérimentale CA-SYS de l’Inrae, les systèmes sans labour et sans pesticides ont parfois échoué en quelques années sous l’effet d’une forte pression d’adventices ou de limaces. À l’inverse, des systèmes utilisant ponctuellement le travail du sol, dont du labour, ont mieux maintenu leur productivité en l’absence de pesticides.

Cela ne signifie pas qu’il faut revenir au labour systématique, mais plutôt reconnaître que le travail du sol peut être un outil parmi d’autres, mobilisé de façon stratégique et ciblée dans certaines situations.

Le stockage du carbone ne dépend pas seulement du travail du sol

L’autre leçon de notre étude concerne l’un des principaux arguments avancés en faveur du non-labour, à savoir sa capacité supposée à favoriser le stockage du carbone dans les sols, sous forme de matière organique.

En effet, un sol agricole n’est pas qu’un simple support pour les cultures : il constitue aussi un important réservoir de carbone, encore largement méconnu du grand public. Une partie du CO₂ capté par les plantes au cours de la photosynthèse ne reste pas uniquement dans les feuilles ou les grains récoltés. Elle est transférée vers le sol, par les racines, qui libèrent des composés organiques, et par les résidus de cultures (tiges, feuilles, racines) qui sont laissés au sol après la récolte. Ces apports sont progressivement transformés par les organismes du sol en matières organiques du sol.

Ce carbone organique joue un rôle essentiel : il contribue à la fertilité des terres, améliore leur structure, leur capacité à retenir l’eau et participe au fonctionnement biologique des écosystèmes agricoles. Dès lors, une question traverse aujourd’hui les débats agronomiques : certaines pratiques, notamment la réduction du travail du sol, permettent-elles de mieux conserver ce carbone dans les terres plutôt que de le relâcher dans l’atmosphère ?

Effectivement, les parcelles conduites sans labour, que ce soit sans travail du sol ou avec un travail très superficiel (c’est-à-dire limité à 4-5 cm de profondeur), ont souvent davantage de carbone organique dans les premiers centimètres du sol. Ce constat s’explique assez simplement : en l’absence de retournement mécanique, les résidus végétaux (feuilles, tiges, racines superficielles) restent majoritairement en surface et s’y décomposent progressivement. Le carbone qu’ils contiennent tend donc à s’accumuler dans les couches supérieures du sol.

À l’inverse, le labour enfouit et mélange cette matière organique plus profondément, répartissant davantage le carbone dans le profil du sol.

Cette différence visible en surface peut toutefois donner une image incomplète du phénomène. Lorsqu’on mesure les stocks de carbone sur des profondeurs plus importantes, par exemple jusqu’à 30 ou 40 cm, les écarts entre systèmes labourés et non labourés deviennent souvent beaucoup plus faibles. Dans certains cas, le non-labour semble surtout redistribuer le carbone vers la surface plutôt qu’en augmenter réellement la quantité totale.

Plusieurs méta-analyses internationales aboutissent ainsi à une conclusion nuancée : les gains de carbone associés au non-labour existent parfois, mais restent généralement modestes, voire inexistants lorsque l’on considère l’ensemble du profil de sol et que les mesures sont réalisées avec des méthodes de quantification adaptées.

En France, une expérimentation de longue durée, menée par Arvalis à Boigneville, dans l’Essonne, et suivie avec l’Inrae, n’a montré aucune différence significative de stock total de carbone entre labour annuel, travail superficiel et non-travail du sol après quarante-sept ans de conduite différenciée des parcelles expérimentales.

Pourquoi ? Parce que le facteur déterminant n’est pas seulement le niveau de perturbation du sol, mais surtout la quantité de carbone apportée au sol par le système agricole.

Autrement dit, un sol stocke davantage de carbone lorsqu’il reçoit plus de biomasse végétale : résidus de culture, racines, couverts végétaux, prairies temporaires ou apports d’amendements organiques. À l’inverse, différentes études que nous avons compilées montrent qu’un travail du sol occasionnel n’a le plus souvent pas d’impact mesurable sur le stock de carbone du sol.

Les couverts végétaux dits « d’interculture », implantés entre deux cultures puis restitués au sol, jouent ici un rôle central. Ces plantes, semées non pour être récoltées mais pour « occuper » le champ entre deux productions, sont utilisées par de nombreux systèmes agricoles, en particulier en agriculture de conservation dont elles constituent l’un des piliers avec le non-travail du sol, mais aussi de plus en plus dans des fermes où le labour et le travail du sol sont plus classiquement intégrés aux stratégies de conduite des cultures.

Pourquoi ? Parce qu’elles remplissent plusieurs fonctions à la fois : protéger le sol contre l’érosion, limiter les pertes de nutriments par lixiviation (processus de percolation d’eau dans le sol, ndlr), concurrencer certaines adventices, améliorer la structure du sol grâce aux racines et apporter de la matière organique en se décomposant.

En captant du carbone atmosphérique pendant leur croissance, puis en le restituant partiellement au sol, ces couverts végétaux constituent aussi un levier important pour enrichir les terres en carbone organique. En maintenant des racines vivantes plus longtemps dans le sol, ils alimentent les microorganismes du sol et favorisent par ailleurs la stabilisation du carbone. Plusieurs méta-analyses montrent que la couverture végétale des sols pendant la période d’interculture peut augmenter significativement les stocks de carbone des sols agricoles. Dans certains cas, des systèmes avec labour, mais riches en couverts végétaux, stockent même davantage de carbone que des systèmes sans labour, mais apportant moins de biomasse.

Un puissant gaz à effet de serre entre en jeu

Le débat sur le travail du sol ne concerne pas seulement le carbone. Les terres agricoles émettent aussi du protoxyde d’azote (N₂O), un puissant gaz à effet de serre dont le pouvoir réchauffant est environ 273 fois supérieur à celui du CO₂ à quantité égale. Or, les systèmes sans labour peuvent parfois favoriser ces émissions.

De fait, lorsque les résidus végétaux restent en surface et que le sol demeure ainsi plus humide, les conditions peuvent devenir plus favorables à la production de protoxyde d’azote par certains microorganismes. Cela concerne particulièrement les sols argileux ou mal aérés.

Les résultats expérimentaux rapportés par plusieurs méta-analyses internationales sont contrastés : selon les contextes, le non-labour peut réduire, ne pas modifier ou augmenter les émissions de protoxyde d’azote. Mais dans certains cas, cette hausse peut compenser les bénéfices liés au stockage de carbone.

L’essai de longue durée de l’Inrae, « La Cage », mené depuis 1998 à Versailles, illustre bien cette complexité. Le système en agriculture de conservation des sols (combinant non-travail du sol et recours aux couverts végétaux) a stocké davantage de carbone, mais a aussi émis davantage de protoxyde d’azote que les systèmes dits conventionnels ou bas-intrants, c’est-à-dire ayant peu recours aux engrais et pesticides de synthèse.

Autrement dit, une pratique favorable pour un indicateur environnemental ne l’est pas forcément pour un autre.

Sortir des oppositions simplistes

L’enjeu n’est donc pas de choisir entre « pour » ou « contre » le travail du sol. Les systèmes agricoles fonctionnent comme des équilibres complexes où interagissent le climat, le sol, les cultures, les microorganismes et la faune du sol, les bioagresseurs (terme rassemblant l’ensemble des maladies, ravageurs et adventices des cultures) et les pratiques agricoles.

Dans certains contextes, réduire fortement le travail du sol reste pertinent, notamment pour limiter l’érosion ou préserver certains organismes du sol, comme les vers de terre et les champignons mycorhiziens. Dans d’autres, un travail du sol occasionnel (1 année sur 4 ou sur 5) peut permettre de réduire l’usage des herbicides tout en sécurisant les productions.

La véritable question devient alors : comment concevoir des systèmes agricoles capables à la fois de réduire les pesticides, maintenir la fertilité des sols et limiter les émissions de gaz à effet de serre ?

Nos travaux suggèrent qu’aucune pratique isolée ne constitue une solution miracle. Les leviers les plus efficaces semblent plutôt résider dans la diversification des cultures, l’usage régulier des couverts végétaux, l’allongement des rotations, l’intégration de légumineuses fixatrices d’azote et de plantes pérennes, ou encore l’agroforesterie.

La transition vers des systèmes de productions agricoles agroécologiques demandera donc probablement moins d’interdictions catégoriques que de combinaisons de pratiques stratégiquement mobilisées, innovantes et adaptées aux contextes locaux.

ALLETTO Lionel a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR) et de la Commission Européenne dans le cadre de projets de recherche du programme Horizon 2020.

Fabien Ferchaud a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR), de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME) et de la Commission Européenne dans le cadre de projets de recherche du programme Horizon 2020.

Gwenaëlle Lashermes a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR).

Nicolas Munier-Jolain a reçu (à titre professionnel) des financements de l'OFB dans le cadre de projets de recherche ECOPHYTO, de la Commission Européenne dans le cadre de projets de recherche du programme Horizon 2020.