De plus en plus lourds, les équipements agricoles abîment les sols fertiles

Si vous commencez à parler de machines agricoles avec Thomas Keller ou Dani Or, tôt ou tard, la conversation déviera sur les dinosaures. Pourquoi deux experts de la biologie et de la structure des sols passent-ils du sujet des tracteurs et des moissonneuses-batteuses à celui de ces créatures disparues ? Parce que, selon leur explication dans un article publié récemment, les véhicules agricoles d’aujourd’hui sont devenus presque aussi lourds que les plus grands animaux qui ont jamais foulé la Terre, et ce poids impressionnant écrase l’une des ressources les plus précieuses du monde : les sols fertiles.

« Ce n’est pas sorcier », affirme Or, qui partage son temps entre le Desert Research Institute de Reno, dans le Nevada, et l’Institut fédéral suisse de technologie, à Zurich. « Depuis plus d’un siècle, nous avons connu une augmentation persistante de la taille des machines [agricoles]. Il faut bien que quelque chose cède. »

La tendance vers le gargantuesque a été particulièrement prononcée au cours des soixante dernières années. Keller et Or ont constaté qu’entre 1958 et 2020, le poids typique d’une moissonneuse-batteuse entièrement chargée pour le maïs ou le blé a presque été multiplié par dix, passant de 4 000 kg à environ 36 000 kg. Une moissonneuse-batteuse de betteraves entièrement chargée peut peser près de 60 000 kg, ce qui correspond au poids des plus lourds sauropodes : les super-poids lourds de l’époque des dinosaures. Aujourd’hui, le poids du plus gros animal terrestre vivant, l’éléphant d’Afrique, est d’à peine 9 000 kg.

« D’une certaine manière, c’est fantastique », confie Keller, professeur à l’université suédoise des sciences agricoles d’Uppsala. « Si l’on voit la quantité que l’on peut récolter en un certain temps aujourd’hui et le temps qu’il aurait fallu il y a soixante ans… ». Certaines moissonneuses de blé, par exemple, peuvent défricher 12 hectares en une heure.

Cette incroyable efficacité permet à environ 5 % de la population mondiale de nourrir les 95 % restants. Selon les deux experts, elle fait toutefois payer un lourd tribut aux sols de la planète. Ils estiment que les machines agricoles surdimensionnées menacent environ 20 % de toutes les terres arables, principalement en Amérique du Nord, en Europe, au Brésil et en Australie, où ces énormes véhicules sont les plus utilisés. Une fois endommagé, le sol fortement compacté peut mettre des décennies à se rétablir, si tant est qu’il se rétablisse.

« Des preuves indiquent que nous avons perdu des rendements », continue Or. « Malgré la sélection de meilleurs blés et d’autres céréales, nous perdons constamment en rendement. On peut mettre cela sur le compte de beaucoup de choses, mais cela semble surtout se produire dans le monde mécanisé. »

Une étude récente a rapporté que le compactage du sol par les machines lourdes a réduit les rendements dans certains champs jusqu’à 50 %. Si les tendances actuelles se poursuivent, la combinaison du compactage et de l’érosion pourrait à terme causer une réduction des rendements agricoles mondiaux pouvant atteindre les 20 %.

DES DÉGÂTS INVISIBLES

Le compactage du sol est trompeur car, le plus souvent, il est invisible, même pour les agriculteurs. Les fabricants ont tenté de limiter l’impact sur le sol en équipant les véhicules lourds de pneus géants, qui répartissent plus largement la charge et empêchent les machines de s’enfoncer trop profondément dans la surface du sol.

Cependant, les couches de sol plus profondes continuent d’absorber tout le poids des machines. La contrainte de compression s’étend sous chaque point du pneu, et sous le centre, les lignes de contrainte se croisent et s’additionnent. Il faut voir ce pneu comme la base d’une pyramide de contraintes, inversée et enterrée : plus le véhicule est massif, plus le sommet s’enfonce dans le sol.

« Si vous avez une charge [plus lourde], la contrainte diminue moins vite avec la profondeur », explique Keller. Une moto, par exemple, laisserait une trace plus profonde à la surface d’un champ qu’un tracteur, mais l’impact du poids plus important du tracteur s’étendrait beaucoup plus profondément dans le sol. Les gros pneus ne font qu’étendre l’impact à un endroit où nous ne le remarquons pas autant, un peu comme les hautes cheminées d’une centrale électrique qui répandent la pollution atmosphérique loin dans le vent.

Mais les sols sains sont poreux et vivants, et nous dépendons également des couches profondes. Une cuillère à café de terre de jardin peut contenir un milliard de bactéries, des réseaux de poches d’air, plusieurs mètres de filaments fongiques et des milliers de protozoaires. « Les sols sont les habitats les plus riches en biodiversité de la planète », selon Paul Hallett, physicien des sols à l’université d’Aberdeen, en Écosse. « C’est dû à la structure des pores, qui est vraiment, vraiment complexe. »

Les machines lourdes extraient la vie de ce riche habitat. Le labourage répare une partie des dégâts en aérant le sol, mais seulement dans les quelques centimètres supérieurs, et il aggrave l’érosion. Selon Or et Keller, les énormes machines agricoles d’aujourd’hui compriment les sols à une profondeur de 30 cm ou plus, écrasant les pores, réduisant les niveaux d’oxygène et détruisant la vie qui crée la base pour des racines, des cultures et des sols sains.

« Une fois qu’on a un compactage dans le sous-sol, c’est irréversible, c’est permanent », soutient Markus Berli, physicien de l’environnement au Desert Research Institute. « Les processus naturels qui pourraient atténuer le compactage sont beaucoup plus actifs près de la surface qu’ils ne le sont dans le sous-sol. » Même les biomes les plus féconds du monde ne sont pas à l’abri des effets du compactage. Au Brésil, des chercheurs ont constaté que le sous-sol d’une région fortement exploitée de la forêt amazonienne n’a toujours pas récupéré, trente ans après le départ des lourds véhicules d’exploitation forestière et autres machines.

Bien que l’effet soit difficile à quantifier, le compactage réduit également la capacité du sol à stocker le carbone. Les sols denses et comprimés limitent la croissance des racines, qui sont l’une des principales voies par lesquelles le carbone pénètre dans le sol. Au total, les sols contiennent plus de 2 000 milliards de tonnes de carbone, soit environ trois fois la quantité présente dans l’atmosphère. « Le sol est la plus grande réserve terrestre de carbone », explique Hallett. « Il y a plus de carbone sous le sol qu’au-dessus. »

FAUT-IL TOUT AUTOMATISER ?

La solution évidente à tous ces problèmes serait d’utiliser de plus petites machines. « Plutôt que d’avoir un tracteur géant, je préférerais voir une série de dix petits tracteurs [actionnés] à distance faire beaucoup moins de dégâts et obtenir la même efficacité », propose Or. « Nous pouvons le faire maintenant. Nous devrions envisager de restreindre la taille des tracteurs. »

Plus petits, mais à quel point ?

« Nous avons commencé à perdre la bataille quelque part au milieu des années 1980 », affirme Or. C’est à ce moment-là que la charge moyenne par roue des véhicules agricoles lourds a dépassé les 5 000 kg. Le retour aux limites antérieures permettrait de protéger la zone des racines profondes du sol et de ramener la compression à des niveaux récupérables. « C’est un compromis entre efficacité et dégâts. »

Ce futur imaginé par Or peut déjà être aperçu à Hands Free Farm, un projet expérimental de 35 hectares dans le Shropshire, en Angleterre. Des chercheurs y ont démontré qu’il est en effet possible de cultiver avec un très léger contact, voire sans aucun contact humain avec le sol. Les chercheurs utilisent de petits véhicules conventionnels modifiés pour fonctionner de manière autonome. L’une des meilleures machines de la ferme est un tracteur robotisé de 1 360 kg.

Depuis 2016, des chercheurs de l’université Harper Adams, dans le Shropshire, cultivent, font pousser et récoltent des cultures avec des véhicules robotisés. « Nous avons réalisé l’ensemble du cycle de culture, de la préparation du sol jusqu’à la récolte, entièrement avec des équipements autonomes », raconte James Lowenberg-DeBoer, chercheur en agriculture à Harper Adams.

Selon lui, la clé pour réduire la taille des machines agricoles est de retirer la personne du siège du conducteur. Les machines agricoles n’ont cessé de croître pour une raison simple : maximiser la quantité de travail effectuée par une seule personne. « Une fois que l’on retire le conducteur de l’équipement, la taille de l’équipement importe moins. »

Les agriculteurs travaillent de longues heures, mais ils ne peuvent pas égaler la capacité de travail d’automates infatigables. « Il est possible, pendant certaines parties de l’année, de faire fonctionner les équipements agricoles 24 heures sur 24 », explique Lowenberg-DeBoer. « Très peu d’agriculteurs y parviennent, mais les robots, eux, s’en moquent. »

Le passage à la robotique pourrait aussi aider les agriculteurs à réduire leurs dépenses. Lowenberg-DeBoer et ses collègues estiment que les coûts d’équipement d’une exploitation de 500 hectares pourraient être réduits de près de deux tiers en adoptant le type de machines utilisées à Hands Free Farm.

Que faut-il pour que cela se produise ? « Toutes les grandes entreprises sont venues à Harper Adams. Elles ont regardé cette ferme et en ont dit du bien. Mais elles ne sont pas très intéressées pour commencer à vendre [ces équipements]. Ce dont nous avons besoin, c’est d’une influence extérieure, quelqu’un qui viendrait et commencerait à vendre des équipements autonomes, tout comme Elon Musk a secoué le marché des véhicules électriques », souhaite Lowenberg-DeBoer.

COMMENT LES DINOSAURES FAISAIENT-ILS ?

Il serait tentant d’écrire qu’un jour, les moissonneuses-batteuses, tracteurs et autres véhicules qui écrasent aujourd’hui la terre sous leurs roues finiront par disparaître, tout comme les dinosaures. Mais ce serait insultant pour ces créatures. Les sauropodes ont prospéré pendant plus de 100 millions d’années. Comment ont-ils réussi à éviter de détruire leur propre habitat en compactant le sol de façon irrémédiable ? Keller et Or appellent ce phénomène « le paradoxe du sauropode ».

Les dinosaures géants avaient des pieds géants : les plus grandes empreintes connues de sauropodes mesurent près de 2 mètres de large, et ces derniers les empêchaient de s’enfoncer dans le sol, comme les gros pneus soutiennent les moissonneuses-batteuses. Keller et Or soutiennent toutefois qu’il est peu probable que les imposants reptiles se soient déplacés en grands troupeaux.

« L'image que l’on voit dans Jurassic Park de sauropodes se baladant partout n’est pas très probable en raison des dégâts qu’ils auraient causés au paysage », écrivent-ils.

Or et Keller suggèrent plutôt que les sauropodes se limitaient à se déplacer le long de sentiers étroits. Ainsi, leur long cou a évolué pour leur permettre de brouter la végétation en dehors de leurs sentiers battus, sans endommager le paysage environnant. Selon les deux experts, il est également probable qu’ils aient passé une grande partie de leur temps en suspension dans l’eau, utilisant là encore leur long cou pour se nourrir le long des rivages.

Avançons 100 millions d’années dans le temps, jusqu’à l’Australie du 21^e siècle, où les agriculteurs expérimentent « l’agriculture à circulation contrôlée », une stratégie qui limite les roues des véhicules lourds à des voies de circulation fixes, laissant environ 80 % d’un champ donné sans risque de compactage du sol. Dans ce cas, au moins, peut-être que les grosses machines finiront par suivre le chemin des dinosaures.