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"L’écologisation de la Chine : L’agriculture durable, les énergies vertes et l’économie circulaire" par le Dr. Mae-Wan Ho

Traduction et compléments de Jacques Hallard
mercredi 31 mars 2010 par Ho Dr Mae-Wan

ISIS Agriculture Energie Economie
Sustainable Agriculture, Green Energies and the Circular Economy
L’agriculture biologique et durable pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de la Chine et épargner plus de 40 pour cent de l’utilisation des combustibles et des carburants fossiles ; la distribution d’énergies vertes décentralisées ferait le reste pour une économie circulaire
Dr. Mae-Wan Ho
Contribution comme invitée à l’Atelier international sur l’agriculture et l’alimentation durables, organisé par l’Université Remin, à Beijing, Chine, du 13 au 15 Mars 2010

Rapport de l’ISIS en date du 31/03/2010
L’article original en anglais, avec toutes les références et les figures annoncées, intitulé Sustainable Agriculture, Green Energies and the Circular Economy est accessible par les membres de l’ISIS sur le site suivant : MATERIAL ON THIS SITE MAY NOT BE REPRODUCED IN ANY FORM WITHOUT EXPLICIT PERMISSION. www.i-sis.org.uk/greeningChinaSusta...

Note du traducteur : pour les figures 2 à 5, prière de se reporter à l’article original ci-dessus, ouvert aux membres de l’ISIS.
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  Des enquêtes nationales réalisées en Chine placent l’alimentation et l’agriculture sous le feu des projecteurs

Deux importantes enquêtes nationales en Chine ont mis l’alimentation et l’agriculture sous le feu des projecteurs. Les résultats du premier recensement national sur les pollutions a d’abord révélé que l’agriculture intensive, avec des taux élevés d’intrants est un pollueur bien pire que l’industrie chinoise qui est en plein essor. Les eaux de ruissellement provenant des eaux usées des exploitations agricoles représentent 13,2 millions de tonnes de polluants, soit plus d’un tiers du total des 30,3 millions de tonnes qui ont été déversées dans les eaux en 2007.

Wang Yanliang, du ministère de l’Agriculture, a reconnu le niveau élevé des contributions de l’élevage intensif et de l’utilisation excessive d’engrais et de pesticides dans les champs. Le gouvernement chinois envisage de doubler ses investissements dans son prochain plan quinquennal pour protéger l’environnement [1] China’s Pollution Census Triggers Green Five-Year Plan
Voir l’article en français intitulé ‘Pour une Chine verte écologique - Un recensement des pollutions en Chine déclenche le prochain plan quinquennal vert’.

Une seconde étude dirigée par Zhang Fu Suo à l’Université agricole de Chine à Beijing a révélé une acidification importante des sols dans les grandes terres cultivées en Chine depuis les années 1980 à la suite de l’utilisation excessive d’engrais azotés [2] ] China’s Soils Ruined by Overuse of Chemical Fertilizers
Voir l’article en français inttitulé ‘L’écologisation de la Chine - En Chine, les sols sont ruinés par l’utilisation excessive des engrais chimiques’.

L’acidification des sols réduit la productivité et peut conduire à des toxicités par les éléments chimiques aluminium et manganèse. Cette acidification est traditionnellement corrigée par le chaulage, une opération qui augmente considérablement les coûts de production à un moment où le prix des engrais chimiques a explosé, avec le prix des carburants, et alors que le revenu des agriculteurs a chuté, malgré la hausse des subventions gouvernementales [3]. _ Ceci est un rappel sévère que l’agriculture intensive chimique dépend encore largement des combustibles et des carburants fossiles, et qu’elle laisse une grande empreinte de carbone (voir plus loin).

Le gouvernement chinois a annoncé qu’il consacrerait plus de 818 milliards de yuans (119,8 milliards de dollars) en direction de l’agriculture en 2010, soit une augmentation de plus de 93 milliards de yuans par rapport à l’année précédente [4]. L’agriculture de la Chine contribue encore pour plus de 11 pour cent du PIB du pays et elle emploie 40,8 pour cent de la population [5, 6]

La sécurité alimentaire de la Chine est précaire, car ce pays utilise seulement 7 pour cent des terres agricoles du monde pour nourrir 22 pour cent de la population mondiale [1]. Wen Tiejun, doyen de la faculté de l’agriculture et du développement rural à l’Université Renmin, dit que la Chine n’a pas à s’appuyer sur l’agriculture chimique, et que le gouvernement doit encourager l’agriculture à faible taux de pollution.

Une agriculture durable, à faible taux de pollutions est le cœur de l’économie verte pour la Chine, comme pour tous les autres pays du reste du monde d’ailleur, et cela est urgent si nous voulons survivre aux multiples crises mondiales de nourriture, de carburant et des finances, et aux conditions météorologiques extrêmes, associées aux changements climatiques qui se manisfestent déjà par des ravages et des pertes dans les biens et les personnes, et qui peuvent affecter grandement les productions agricoles [7] (Sustainable Agriculture & Green Energy Economy, ISIS lecture), Agriculture durable et économie des énergies vertes, conférence ISIS)

  L’agriculture durable et les énergies vertes vont de pair

Les Organisations Non Gouvernementales ISIS et TWN ont produit conjointement un rapport complet en 2008 [8] Food Futures Now : *Organic *Sustainable *Fossil Fuel Free, sur la façon dont des systèmes relocalisés de productions agricoles biologiques et énergétiques peuvent fournir de la nourriture et assurer la sécurité énergétique, l’atténuation du réchauffement planétaire et l’adaptation aux changements climatiques, et nous libèrent tout à fait de l’utilisation des combustibles et des carburants fossiles.

Ce rapport est une combinaison unique d’analyses scientifiques, d’études de cas sur la recherche menée par des agriculteurs, et surtout des propres expériences et des innovations provenant des agriculteurs qui surprennent souvent les scientifiques et les universitaires attachés à des théories dépassées et obsolètes.
Un volume complémentaire a été publié à la fin de 2009 [8] ] Green Energies - 100% Renewable by 2050 (ISIS / publication TWN),
Voir l’article en français intitulé ‘Le pouvoir aux populations : 100% d’énergies renouvelables d’ici 2050’, accessiblies sur les sites suivants : http://www.i-sis.org.uk/PTTP100PCRfr.php et http://yonne.lautre.net/spip.php?ar....

Ce volume démontre que le monde est déjà passé aux énergies renouvelables, et que 100 pour cent de l’énergie verte sont réalisables d’ici à 2050, en faisant appel à des technologies disponibles et qui se perfectionnent rapidement.
La clé repose sur des modes de production et de distribution énergétique décentralisée qui offrent le maximum de souplesse pour tirer parti des améliorations technologiques, pour donner l’autonomie aux populations et l’indépendance vis-à-vis des centrales électriques obsolètes et inutiles.

L’Allemagne a montré au cours des cinq dernières années comment mettre en oeuvre rapidement des énergies renouvelables décentralisées et réparties sur le territoire, et ce pays est en bonne voie pour atteindre 100 pour cent d’énergies renouvelables d’ici 2050, d’après les analyses de son secteur industriel des énergies renouvelables.

L’énergie renouvelable est inépuisable et on ne peut pas en manquer. Elle est gratuite une fois que vous avez installé l’équipement pour la capturer, et les entreprises de distribution ne peuvent pas surveiller votre compteur, ni vous couper la fourniture d’électricité. Surtout, cette énergie renouvelable est accessible à tous : il n’est donc pas nécessaire de se battre pour elle !

Mais être renouvelable pour l’énergie, ça n’est pas suffisant : elle doit en plus être « verte ». Les "énergies vertes" sont renouvelables, écologiques, saines, sûres, non polluantes et durables. Les energies vertes excluent donc le nucléaire, le captage et le stockage, les biocarburants, et le système ‘biochar’ [9].

Les ‘biocarburants’ et le système ‘biochar’ nous font prendre conscience que nous avons besoin de penser simultanément à la nourriture et à l’énergie. La transformation des cultures vivrières en ‘biocarburants’, ou mieux agricarburants, a été responsable de la forte hausse des prix alimentaires qui ont amené des centaines de millions de personnes à se trouver encore plus affamées. La poussée des ‘biocarburants’ aux États-Unis et en Europe a entraîné une déforestation accélérée, des conflits fonciers et un accaparement des terres dans les pays pauvres [7].

Des dizaines de millions d’hectares de ‘terres de rechange’ sont achetées ou louées à long terme par des entreprises des pays riches, non seulement pour augmenter la part des cultures de plantes énergétiques, mais aussi pour produire des aliments destinés à l’exportation, en vue de nourrir les populations dans leur propre pays. Les cultures bioénergétiques entre inévitablement en concurrence sur les terres cultivables qui pourraient être utilisées pour produire de la nourriture. Je montrerai plus tard comment le potentiel de valorisation énergétique des déchets est plus que suffisant pour satisfaire nos besoins en énergie.

Cela m’amène à faire une définition de la ‘durabilité’. Il s’agit de se maintenir pendant des centaines ou des milliers d’années, comme le font les écosystèmes naturels, grâce à une économie circulaire, basée sur la réciprocité et la coopération, qui renouvelle et régénère l’ensemble (voir plus loin).

Pour les êtres humains, il s’agit d’utiliser les ressources naturelles de façon responsable et équitable, afin de répondre aux besoins de tous dans le présent sans compromettre les besoins des générations futures. Le potentiel mondial des énergies vertes est vraiment énorme.

L’énergie éolienne a le potentiel de fournir 40 fois les besoins mondiaux en électricité, ou encore 5 fois l’ensemble des besoins énergétiques au niveau mondial.

Les panneaux solaires fonctionnant à 10 pour cent d’efficacité, ce qui est modeste, et couvrant 0,1 pour cent de la surface terrestre, pourraient satisfaire tous nos besoins énergétiques.

Le méthane provenant de la digestion anaérobie des déchets organiques peut économiser plus de 50 pour cent de notre consommation d’énergie, en combinaison avec des productions alimentaires biologiques locales.

Et il y a beaucoup d’autres possibilités, en fonction des ressources locales comme la géothermie, l’énergie marémotrice, la microhydroélectricité, l’air conditionné à partir des eaux profondes (mais pas à grande échelle), une agriculture en milieu salin, et bien d’autres solutions encore.

Notre étude sur les énergies vertes en conclut que le monde peut être à 100 pour cent équipé avec les diverses énergies renouvelables d’ici 2050.
- Une grande variété d’options vraiment vertes et abordables existent déjà, et d’autres innovations sont en cours.
- Les politiques qui favorisent les innovations et qui stimulent le marché intérieur par la décentralisation de la production et de la distribution d’electriciicté, en donnent la clé
- Une coopération globale à l’échelle mondiale est cruciale ; les pays développés ont une obligation internationale de soutenir les pays en développement pour lutter contre le réchauffement climatique, en faisant appel aux énergies renouvelables.

  L’agriculture durable est le premier carburant pour l’économie verte

L’agriculture durable produit des aliments, ce qui est une forme de carburant pour les êtres humains, sans laquelle il ne peut pas y avoir d’économie, verte ou d’une autre nature. Elle répond également à nos autres besoins de base tels que les fibres pour les vêtements, le bois pour les matériaux de construction, les plantes médicinales, la biomasse pour les combustibles, le papier, etc… En extrayant ces produits de la nature, nous devons traiter celle-ci comme un ami très cher, et c’est là où l’agriculture durable commence et où elle finit. En retour, la nature nous rembourse généreusement.

L’agriculture durable économise de l’énergie, limite les émissions de carbone, prévient les pollutions de l’environnement, donne de meilleurs rendements, plus élevés que ceux obtenus par l’agriculture chimique ; elle produit des aliments sains pour la nation et elle fournit des résultats supérieurs en terme de profits pour les agriculteurs ; elle crée plus d’emplois, et, lorsqu’elle est intégrée à la production d’énergies vertes locales, l’agriculture durable constitue l’économie circulaire verte dont nous avons besoin pour remplacer le modèle économique actuel qui est insoutenable, non durable. Vous pouvez trouver les détails dans notre livre vert [8].

Je vais mettre en lumière des recherches récentes et ce qu’elles pourraient signifier pour que la Chine adopte une agriculture biologique durable. La Chine est en bonne position pour donner l’exemple pour le reste du monde.

  Une meilleure productivité

Il y a un mythe commun selon lequel les rendements de l’agriculture biologique sont moins bons que ceux de l’agriculture conventionnelle, fertilisée chimiquement. Une équipe de scientifiques dirigée par Catherine Badgley à l’Université du Michigan aux États-Unis réfute ce mythe commun dans une étude qui a analysé 293 exemples dans le monde entier, et dans lequel les rendements des productions biologiques ont été comparés à ceux des productions chimiques conventionnelles, en fournissant un rapport B / C (biologique / conventionnelle) [10, 11].

Les rapports de B / C , pour 10 des 11 catégories d’aliments principaux avec des produits végétaux et animaux, ont été supérieur à un ; l’exception concerne les ’viandes et abats’, où le ratio était de 0,998. La moyenne globale était de 1,321.
En d’autres termes, l’agriculture biologique est en moyenne 32,1 pour cent plus productive que l’agriculture conventionnelle. En outre, les engrais verts fournissent à eux seuls plus d’azote que nécessaire : ils atteignant une quantité de 171 pour cent des engrais azotés de synthèse utilisés actuellement.

De même, une expérimentation conduite pendant 8 années sur le terrain avec des agriculteurs en Éthiopie, a permis de constater que les cultures fertilisées avec du compost organique offrent un rendement supérieur aux cultures fertilisées chimiquement ; le rapport B / C moyen pour les quatre cultures de grains les plus couramment cultivés était de 1,34 [12] ( voir le tableau 1). Ainsi, la production biologique a permis à nouveau une augmentation des rendements d’environ 30 pour cent.

Tableau 1. Les rendements moyens des quatre principales cultures sur plus de sept ans et les rapports B / C

Crop - Récolte Aucun amendement Chimique Biologique B/C
Barley - Orge 1.116t 1.861t 2.349t 1.262
Wheat - Blé 1.228t 1.692t 2.494t 1.474
Maize - Maïs 1.642t 2.736t 3.552t 1.298
Teff - Teff 1.151t 1.701t 2.264t 1.331
Average Moyenne 1.341

Kathleen Delate de l’Iowa State University et Cynthia Cambardella du Département américain de l’Agriculture ont évalué le rendement des exploitations agricoles qui étaient en conversion pour passer de la culture traditionnelle vers les productions de grains certifiés biologiques [13, 14].

L’expérience a duré quatre ans : trois ans de transition et une première année de croissance certifiée biologique. Elles ont constaté que sur les quatre ans, le rendement du maïs dans le système biologique était en moyenne de 91,8 pour cent du rendement du maïs conventionnel, et le rendement moyen du soja dans le système biologique donnait 99,6 pour cent du rendement du soja conventionnel. Les faibles réductions de rendements étaient dûes à des réductions au cours de la première et de la deuxième année de transition.

A partir de la troisième année, il n’y avait pas eu de différences significatives dans les rendements, mais la quatrième année, le soja et le maïs biologiques ont donné des rendements supérieurs aux rendements des cultures conventionnelles. Dans la première année de transition, un avantage économique pourrait être acquis par le semis de cultures de légumineuses ou des cultures ayant une demande faible en azote dans des domaines à faible productivité, afin d’accroître la fertilité pour la culture de maïs suivante.

Dans la deuxième année, les différences de rendement ont été atténuées par une rotation des cultures et l’application du compost, fournissant ainsi suffisamment de nutriments pour les cultures de céréales biologiques.

L’importance d’un couvert végétal sur le sol, ou un mélange de graminées et de légumineuses, tel que le mélange de la luzerne avec de l’avoine, est apparue dans la quatrième année, quand le maïs et le soja biologiques ont dépasse le rendement des cultures conventionnelles.

Delate a été en mesure de maintenir une suface de 17 acres consacrés à une recherche agro-écologique menée à long terme sur le site de Greenfield, dans l’Iowa, au cours des 12 dernières années, avec une expérimentation sur quatre systèmes de rotation différents et une comparaison des rendements en biologique et en conventionnel [15].

Dans la quatrième année de la dernière expérience, les rendements moyens de maïs biologique dans toutes les rotations étaient de 130 boisseaux à l’acre, par rapport à la production de maïs conventionnel à 112 boisseaux à l’acre. Les rendements moyens de soja biologique étaient de 45 boisseaux / acre, dépassant la limite du soja conventionnel à 40 boisseaux / acre. Au cours des 12 années de l’expérimentation, la moyenne des rendements de maïs étaient de 171 boisseaux / acre et 163 boisseaux / acre pour les cultures biologique et conventionnelle, respectivement. La moyenne des rendements sur les 12 années pour les sojas biologiques et classiques ont été identiques à 47 boisseaux / acre.

  Plus de revenus pour les agriculteurs

Comme l’a montré Delate [15], les coûts moyens de production au cours des deux premières années de la transition vers le biologique ont été inférieurs à ceux de la production classique, à 50 $ /acre, principalement en raison de l’économie sur les engrais chimiques et sur les pesticides.

En moyenne, les cultures biologiques ont un retour économique deux fois plus élevé au cours des quatre ans. Il y a beaucoup de preuves montrant que les agriculteurs biologiques gagnent plus que les agriculteurs conventionnels à travers le monde [8].

  Plus de résistance et de résilience

Un avantage important de l’agriculture biologique, c’est qu’elle aboutit à plus de résistance aux stress physiques, tels que les inondations et les sécheresses, et aux stress biotiques tels que les ravageurs et les maladies. En plus, du fait que les cultures biologiques sont plus résistantes, on constate qu’elles se rétablissent plus rapidement à partir de contraintes subies. Ces qualités rendent les pratiques de l’agriculture biologique tout à fait indiquées pour une adaptation aux changements climatiques, en améliorant ainsi la sécurité alimentaire.

Une étude réalisée au Nicaragua après l’ouragan Mitch a permis de constater que les fermes gérées selon les principes biologiques, agro-écologiques, étaient plus résistantes aux dommages. Ces fermes avaient plus de terre végétale en surface et de couverture de végétation, donc présentant moins d’érosion des sols et moins de pertes économiques, par rapport aux parcelles conduites sur les fermes en agriculture conventionnelle [16].

Une expérimentation de longue durée sur le terrain au Rodale Institute de Kutztown, en Pennsylvanie impliquant, sur 6,1 ha, une comparaison de trois systèmes différents de culture : en conventionnel, en biologique avec du fumier animal et en biologique à base de légumineuses.

Les résultats sur plus de 13 ans ont montré que les rendements biologiques n’étaient pas différents des conventionnels, sauf pendant les années de sécheresse, lorsque les rendements biologiques étaient de 28 à 34 pour cent plus élevés que les conventionnels [17, 18]. Les sols biologiques contiennent plus d’eau et la percolation de l’eau par infiltration dans les sols était de 15 à 20 pour cent plus importante dans les sols biologiques.

  Des économies d’énergie

Lorsque les systèmes de cultures conventionnelles et biologiques ont été comparés pour la consommation d’énergie, il devint clair qu’une économie d’énergie importante provenait des engrais chimiques de synthèse. Par exemple, dans une étude à long terme sur la rotation des cultures à l’Université Glenlea du Manitoba, au Canada, on a conclu que l’agriculture biologique, sans engrais chimiques ni herbicides, ne requiert que 35,4 et 45 pour cent des apports énergétiques par rapport aux systèmes homologues conventionnels [20], avec des intrants en engrais chimiques utilisés qui représentent 51 et 43,4 pour cent d’économies d’énergie. Des résultats similaires ont été obtenus dans d’autres études [8].

La fabrication d’1 kg d’engrais azoté de synthèse chimique et son transport à la ferme exigent environ 80 MJ d’énergie provenant des combustibles et des carburants fossiles [21].

La Chine a utilisé 32,6 millions de tonnes d’engrais azotés en 2007 [2], qui correspondaient à 2,61 EJ d’énergie (3,6 pour cent de la consommation nationale d’énergie qui était de 72,2 EJ en 2006), soit 57,9 millions dertonnes de pétrole (ou encore 14,6 pour cent de la consommation nationale de pétrole) [6]. La Chine importe du pétrole et du charbon. Je n’ai pas inclus les coûts énergétiques liés aux pesticides, ce qui pourrait être de l’ordre de 10 à 20 pour cent supplémentaires.

  Sauver le climat

L’élimination des engrais azotés de synthèse permettrait d’économiser l’équivalent de 57,9 millions de tonnes de pétrole, émettant 179,5 millions de tonnes de CO2 (soit 2,38 pour cent des émissions nationales).

En outre, en utilisant des fertilisants organiques par opposition aux engrais chimiques, on peut réduire les émissions de protoxyde d’azote N2O de 22 pour cent dans un système rizicole avec élevage simultané de canards, comme cela se pratique dans le sud de la Chine [22].

Le peroxyde d’azote N2O a un potentiel de réchauffement planétaire d’environ 300 fois supérieur, par rapport aux émissions du CO2. Le N2O a constitué en Chine 8 pour cent des 7,527 Gt des émissions nationales de gaz à effet de serre en 2005, dont 70 pour cent sont attribuables à l’agriculture [23].

Une réduction de 22 pour cent du N2O, pouvant résulter d’un passage des engrais chimiques vers les engrais organiques, permettrait de réduire de 1,23 pour cent les émissions de gaz à effet de serre nationales, à savoir, 92,7 millions de tonnes d’équivalent CO2. Donc, l’élimination progressive des engrais azotés de synthèse se traduirait par une économie totale de 272,2 millions de tonnes d’équivalent CO2 ou encore 3,62 pour cent des émissions nationales de gaz à effet de serre.

La plus grande partie des économies est due à des sols riches en matières organiques, qui séquestrent beaucoup de carbone. L’étude à long terme conduite à l’Institut Rodale à Kutztown, en Pennsylvanie aux Etats-Unis, a révélé que les sols organiques piégent en moyenne 4.114 tonnes de CO2 / ha / an [24], tandis que les sols dans le système de gestion des cultures conventionnelles n’a pas permis d’augmenter la teneur en carbone.

La Chine avait 166 millions d’hectares de terres cultivées en 2007 [25]. Si toutes les terres cultivées avaient été converties à l’agriculture biologique, la quantité de carbone séquestré aurait été de 682,9 millions de tonnes de CO2, ou encore 9,07 pour cent des émissions nationales. Ainsi, un total de 917,9 millions de tonnes de CO2 aurait contribué à l’atténuation du réchauffement planétaire chaque année, ce qui représente encore 12,19 pour cent des émissions nationales de gaz à effet de serre.

La Chine dispose en plus de 66 millions d’hectares de terres agricoles avec des rendements faibles à moyens, de 4,4 millions d’hectares de terres incultes, et de 400 millions d’hectares de plaines et de collines couvertes d’herbes, 5,44 millions d’hectares de zones d’eau douce utilisable et 2 millions d’hectares de zones côtières qui ne sont pas encore pleinement exploitées pour l’agriculture, comme cela a été souligné dans un rapport de la Banque asiatique de développement [26].

Sue Edwards, de l’Institut de développement durable basé à Addis-Abeba en Ethiopie, a décrit comment elle et ses collègues ont réussi à remettre en état les terres dégradées pour en faire des terres agricoles fertiles [12], des informations qui pourraient être utiles pour éclairer sur la façon dont d’autres terres en Chine pourraient être explorées pour l’agriculture. Les prairies permanentes bien gérées sont idéales pour un élevage durable, tandis que d’énormes quantités de carbone peuvent être séquestrées à partir des racines profondes des graminées pérennes [27] Organic Agriculture and Localized Food & Energy Systems for Mitigating Climate Change , SiS 40).

La version en français intitulée "L’atténuation des changements climatiques est possible grâce à l’agriculture biologique et à la relocalisation des productions alimentaires" par Dr.Mae-Wan Ho & Lim Li Ching, traduction, défintions et compléments de Jacques Hallard, lundi 28 avril 2008, est accessible sur le site suivant : yonne.lautre.net/spip.php ?article2826

  La digestion anaérobie

La Chine a encouragé le procédé de digestion anaérobie pour l’industrie et pour les ménages ruraux depuis 2003. Cependant, son utilisation sur les fermes est encore assez limitée.
Dong Renjie et ses collègues de l’Université agricole de Chine à Beijing ont attiré l’attention sur l’accroissement des quantités de déchets d’élevage de l’agriculture, qui émettent beaucoup de gaz à effet de serre, notamment du méthane CH4, une quantité estimée à 800 millions de tonnes par an. La moitié de cela pourrait être atténué, cependant, si les déchets d’élevage étaient soumis à une digestion anaérobie [28].
Dans le même temps, ce procédé fournirait 13,9 millions de tonnes de méthane contenant 0.774 EJ d’énergie pour une utilisation comme carburant et cela permettrait d’épargner 53,5 millions de tonnes supplémentaires d’émissions d’équivalent CO2, en se substituant aux combustibles fossiles.

La digestion anaérobie des fumiers pourrait inclure les excréments humains (qui sont traditionnellement utilisés comme engrais pour les cultures en Chine). On estime que l’agriculture emploie 40,8 pour cent de la population [5, 6].

Une étude menée par la NASA pour préparer des vols habités vers l’espace indique qu’un être humain produit en moyenne environ 100 g de matière solide contenant 25 g de matières volatiles (VS), plus environ 2 litres d’urine contenant encore 25 g VS et 6 g de papier toilette, soit 56 g de VS [29].

La digestion anaérobie des déchets des 40,8 pour cent de 1,4 milliard de chinois (soit 571 millions d’habitants) donnerait 11,671 millions de tonnes de VS par an, ce qui correspond à 2,0168 millions de tonnes de méthane ou encore 0,112 EJ d’énergie.

En outre, la Chine dispose de résidus primaires forestiers et agricoles, estimés à 263,285 millions de tonnes / an de masse sèche, et de résidus secondaires agricoles et forestiers de 47,889 millions de tonnes Mt / an [25]. La biomasse végétale a un rendement plus élevé en méthane, jusqu’à 0,266 kg par kg de solide total [30]. Ainsi, la biomasse totale des déchets résiduaires agricoles et forestiers, secondaires et primaires, pourraient générer 82,756 millions de tonnes de méthane, soit encore 4,6 EJ d’énergie.

Par ailleurs, la digestion anaérobie des déchets de pommes de terre atteint un taux de récupération de 95 pour cent du contenu énergétique théorique, soit un taux beaucoup plus élevé que ce que l’on obtient avec la fermentation pour produire de l’éthanol [31].

La proposition visant à transformer les déchets de la biomasse en ‘biocarburants’ de deuxième génération, tels que l’éthanol cellulosique [16], doit être soigneusement examinée et comparée avec la digestion anaérobie, moins chère et avec une technologie éprouvée dont peuvent beaucoup bénéficier : la plupart les agriculteurs, en particulier ceux des pays en développement [7].

Selon Li Jingming, du Centre de développement technologique, du Ministère de l’Agriculture chinois, qui a parlé le dimanche 14 Mars 2010 [32], le gouvernement chinois a un objectif de promouvoir 40 millions de digesteurs anaérobies familiaux et 4.000 digesteurs anaérobies de grande taille, qui sont en mesure de produire un total de 19 milliards de m3 de méthane en 2010. En 2020, il y aura 80 millions de digesteurs ménagers et 8.000 gros digesteurs produisant 44 milliards de m3 de méthane.

Les avantages de la digestion anaérobie sont bien connus (voir encadré 1 [33]). L’énorme potentiel énergétique des déchets sous forme de méthane, associé à ses avantages agronomiques et environnementaux indiscutables, offrent un contraste frappant avec les conséquences néfastes de le production de nombreux ‘biocarburants’ à partir de cultures de plantes énergétiques, que ce soit de première ou de deuxième génération.

Encadré 1
Avantages de la digestion anaérobie des déchets organiques
- Produire une source de bioénergie abondante et facilement disponible qui ne détourne pas les terres cultivables de leut vocation pour les productions alimentaires.
- Accepter un large éventail de matières premières, y compris le fumier des élevages et des êtres humains, les résidus alimentaires et des cultures, les papiers, les déchets de boulangerie et de brasserie, les déchets d’abattoir, les végétaux verts des jardins, etc… et les rendements de méthane sont généralement meilleurs lorsque les divers déchets sont mélangés dans le flux d’alimentation du système de digestion anaérobie.
- Le méthane du biogaz est un combustible de cuisson propre, en particulier par rapport au bois de chauffage (et aux excréments animaux desséchés utilisasés comme combustibles).
- Le méthane peut être utilisé comme carburant pour des véhicules automobiles ou pour la production combinée de chaleur et d’électricité.
- Les moteurs des voitures fonctionnant avec du méthane sont actuellement et de loin les véhicules les plus propres sur les routes.
- Le méthane du biogaz est un carburant qui atténue les effets du carbone et qui est de plus renouvelable (plus neutre en carbone) ; il permet d’économiser deux fois plus sur les émissions de carbone, en empêchant les fuites de méthane et d’oxyde nitreux dans l’atmosphère et par la substitution des combustibles et des carburants fossiles.
- Le méthane conserve les éléments nutritifs comme l’azote et le phosphore pour contribuer à la fertilisation et à la productivité des sols.
- Le méthane produit un superbe engrais pour les cultures en tant que sous-produit après utilisation
- Le méthane prévient la pollution des eaux souterraines, des sols et de l’air
- Le méthane améliore l’hygiène alimentaire et agricole, la suppression de 90 pour cent ou plus des substances chimiques nocives et des bactéries
- Le méthane recycle les déchets de manière efficace en des formes de ressources de denrées alimentaires et d’énergie pour l’économie circulaire
Une combinaison de l’agriculture biologique et de la digestion anaérobie en Chine a le potentiel d’atténuer au moins 23 pour cent des émissions nationales de gaz à effet de serre et d’économiser 11,3 pour cent de la consommation d’énergie (voir tableau 2).

En d’autres termes, l’agriculture durable, associée à la digestion anaérobie, permet d’économiser plus que les émissions et l’utilisation de l’énergie du secteur agricole, et contribue aux autres secteurs de l’économie verte. Plus important encore, cette association de l’agriculture biologique et de la digestion anaérobie empêche que jusqu’à 13,2 millions de tonnes de polluants ne s’infiltrent dans les systèmes hydrologiques et dans d’approvisionnement en eau de la nation chinoise.

Tableau 2 :

Agriculture biologique Economies équivalent CO2 (% National) Economies d’énergie (% National)
Engrais N économisés 179.5 Mt (2.38%) 2.608 EJ (3.61%)
N2O empêché 92.7 Mt (1.23%)
Séquestration du carbone 682.9 Mt (9.07%)
Total Agric. Bio. 955.1 Mt (12.69%) 2.608 EJ (3.61%)
Digestion anaérobie Economies équivalent CO2 (% National) Economies d’énergie (% National)
Economie des GES des effluents d’élevage 400.0 Mt (5.31%)
Méthane produit 53.5 Mt (0.71%) 0.774 EJ (1.07%)
Méthane des excréments humains 7.7 Mt (0.10%) 0.112 EJ (0.16%)
Méthane des résidus Agric. & Forêts 317.8 Mt (4.22%) 4.600 EJ (6.37%)
Total pour la bio méthanisation 779.0 Mt (10.35%) 5.486 EJ (7.60%)
Agriculture biologique & Digestion anaérobie Economies équivalent CO2 (% National) Economies d’énergie (% National)
Total général 734.1 Mt (23.04%) 8.166 EJ (11.31%)

 La mise en œuvre de l’économie circulaire avec les énergies vertes et l’agriculture durable

La Chine a été la promotrice de l’économie circulaire ou de l’économie du recyclage depuis un certain temps, et ce pays a adopté la loi sur la promotion de l’économie circulaire en 2008 [32].

Au 4ème International Recycling Economy Summit, le Sommet international de l’économie du recyclage de Chine en Octobre 2009, les experts chinois ont appelé le gouvernement à promouvoir l’économie circulaire pour stimuler la reprise économique de la Chine [34]. Yang Boling, ancien président de l’Académie chinoise des sciences, a exhorté le gouvernement à tous les niveaux, d’élaborer des plans pour faire avancer l’économie circulaire et pour améliorer les contrôles sur l’utilisation de l’énergie et sur les pollutions. Mais il a dit que cela serait difficile pendant la crise financière.

En fait, ce n’est pas difficile du tout. Lorsque vous transformez le modèle linéaire de la monoculture dominante en un modèle circulaire, vous recyclez à nouveau les sorties [déchets] dans de nouvelles entrées [intrants]. Le passage à une économie circulaire verte signifie une utilisation plus efficace de l’énergie et des ressources, offrant ainsi un profit rapide dans les économies d’énergie.
La digestion anaérobie est évidemment une technologie clé dans l’économie du recyclage, car elle recycle les déchets organiques de manière efficace pour les transformer en denrées alimentaires et en ressources énergétiques. C’est cela qui est le plus clairement décrit dans le concept d’éco-ferme qui a été présenté par le Dr Xue Dayuan, scientifique en chef de la protection de l’environnement et de la biodiversité [35].

Je l’appelle ‘Dream Farm’ ou, en fraçais, ‘Ferme Visionnaire’ [36] – qui est formalisée dans le schéma de gestion des déchets de l’ingénieur George Chan - une production agricole abondante avec des cultures diverses, du bétail et des étangs de pisciculture, le tout étant construit autour de la digestion anaérobie des déchets du bétail et d’autres déchets organiques ; le biogaz produit satisfaire ainsi les besoins en énergie.

George Chan, à son tour, a beaucoup appris sur l’économie circulaire auprès des paysans chinois qui ont perfectionné le système des digues et des étangs dans la zone du Pearl River Delta, le delta de la Rivière des Perles [Delta 37].
Les paysans chinois, comme beaucoup d’agriculteurs traditionnels autochtones, savent comment la nature fonctionne avec une économie circulaire, et c’est pourquoi le système est durable. Il y a beaucoup de systèmes d’étangs et de digues dans cette région.

Dans l’une des versions de ‘Dream Farm’, ou ‘Ferme Visionnaire’, les porcs, l’herbe à éléphant, le mûrier et les vers à soie sont élevés et cultivés sur les digues : les déchets et l’herbe à éléphant vont permettre de nourrir jusqu’à 5 espèces de carpes dans les étangs. L’eau de l’étang est utilisée pour l’irrigation fertilisante des cultures sur les digues, et les vases ou boues de l’étang sont utilisées comme engrais supplémentaires. Le système a été si productif qu’il a été capable de supporter 17 personnes par hectare à son apogée. C’est le genre de productivité dont la Chine a besoin, compte tenu de sa superficie limitée.
J’ai proposé le concept de ‘Dream Farm 2’, la ‘Ferme Visionnaore version 2’ [33] (voir Fig. 1) qui, en plus de la digestion anaérobie, intègre explicitement les énergies vertes à une micro-échelle (et notamment les pâturages permanents de petites parties boisées).

Ce mélange d’énergies assure non seulement un approvisionnement fiable, mais il peut réduire la consommation d’énergie d’au moins 30 pour cent grâce à l’exploitation de la ‘chaleur résiduelle’ de la production d’électricité, et prévenir les pertes d’énergie dans le système de distribution et la transmission de l’électricité à longue distance.

Figure 1- Dream Farm 2. La Ferme Visionnaire version 2

Le schéma est codé par couleurs. Le rose est lié à de l’énergie, le vert pour les produits agricoles, le bleu pour la conservation de l’eau et la lutte contre les inondations, le noir correspond aux déchets au sens ordinaire du mot, qui se transforment rapidement en nourriture et en ressources énergétiques. Le pourpre est associé à l’éducation et la recherche en sciences et nouvelles technologies. Les avantages de la Dream Farm 2 sont présentés dans l’encadré 2.

Encadré 2

Les avantages de la ‘Dream Farm 2’, la ‘Ferme Visionnaire version 2’
- Le système est optimisé du point de vue thermodynamique pour une utilisation efficace des ressources et une bonne productivité.
- L’utilisation de l’énergie sur le site de production améliore l’efficacité jusqu’à 60 pour cent.
- L’équipement fonctionne entièrement sur les énergies renouvelables, sans faire appel aux combustibles et aux carburants fossiles ; il permet donc d’économiser jusqu’à 100 pour cent des émissions de carbone.
- Il augmente la séquestration du carbone dans les sols et dans la biomasse en place.
- Les déchets et les pollutions de l’environnement sont grandement réduits.
- Il conserve les réserves d’eau et les assainit ; il prévient les risques d’inondations.
- Il produit en abondance une diversité de plantes cultivées, de bétail et de poissons.
- Il assure une nourriture fraîche et nutritive avec des aliments exempts de résidus de produits agrochimiques, et qui sont produits et consommés localement avec des avantages pour la santé.
- Il offre des opportunités d’emplois pour les communautés locales.
- Il constitue une démonstration d’une économie circulaire en fonctionnement avec une entropie nulle.
- Il permet de rassembler dans une vitrine toutes les technologies pertinentes qui peuvent fournir de la nourriture, de l’énergie durable et une économie verte neutre en carbone et profitable économiquement.
- Il représente une forme d’incubateur pour les secteurs des énergies nouvelles et des technologies alimentaires.
- Il propose un enseignement pratique et des possibilités de recherches à tous les niveaux pédagogiques : de la maternelle aux étudiants des universités et au-delà [formations pour les adultes par exemple]
- Il sert à la promotion et au développement des fermes de ce type partout dans le monde

Environ 57 pour cent des émissions de carbone de la Chine proviennent du secteur de l’énergie, selon les sources données par l’Agence Internationale pour l’Energie [25]. Une économie efficace de 30 pour cent entraînerait une réduction de 17,1 pour cent des émissions de carbone. Le potentiel de Green Dream Farm 2, la ‘Ferme Visionnaire Verte’ est donné dans le tableau 3 ci-après.

Comme on le voit, si Dream Farm 2, la ‘Ferme Visionnaire 2’ était adoptée d’une manière générale en Chine, on atteindrait une atténuation de 40 pour cent des émissions de gaz à effet de serre et on économiserait 41 pour cent de la consommation d’énergie, en ne comptant que la digestion anaérobie.

Ainsi, avec l’ajout des énergies solaire, éolienne ou microhydroélectrique le cas échéant, de telles fermes ou exploitations agricoles pourraient compenser, dans le cas du meilleur scénario, toutes les émissions de carbone et la consommation d’énergie de toute la nation. La clé du succès de Dream Farm 2, la ‘Ferme Visionnaire 2’ réside dans la possibilté d’une production et d’une consommation locales, aussi bien des denrées alimentaires et que de l’énergie.

Tableau 3. Le potential écologique de Dream Farm 2, ‘Ferme visionnaire 2’

Économies d’équiv. CO2 (% National) Economies d’énergie (% National)
Agriculture biologique 955.1 Mt (12.69%) 2.608 EJ (3.61%)
Digestion anaérobie 779.0 Mt (10.35%) 5.486 EJ (7.60%)
Economies d’énergie locales 1 287.1 Mt (17.10%) 21.660 EJ (30.00%)
Total 2 983.6 Mt (40.14%) 32.363 EJ (41.21%)

 L’économie circulaire des organismes vivants et des systèmes durables

Enfin, l’économie circulaire décrit comment les organismes vivants transforment, le plus efficacement possible, l’énergie et les matières. Mon livre [38] ] The Rainbow and the Worm, The Physics of Organisms a été publié pour la première fois en 1993 et il en est maintenant à sa troisième édition élargie et complétée.
Lorsque vous transformer le linéaire en circulaire, vous transformez les sorties [déchets] en nouvelles entrées [intrants, ressources], donc, vous finissez par la conservation de l’énergie et des ressources et le système se renouvelle de lui-même (Figure 2).

Figure 2 - Du linéaire à l’économie circulaire

Dans l’idéal, l’économie circulaire des organismes vivants satisfait à la condition d’une entropie nulle (‘zéro-entropie’) (Fig. 3), l’entropie étant composée de l’énergie dissipée ou des déchets [non recyclés].

Figure 3 - Le modèle de l’entropie nulle des organismes et des systèmes durables
L’idéal de l’entropie nulle dépend des cycles d’activités couplés à toutes les échelles : les activités qui génèrent de l’énergie sont directement liées à celles qui exigent de l’énergie, de façon à minimiser la dissipation de l’énergie et des matières, et même les déchets exportés dans l’environnement sont réduit à minima, ce qui est logique, car les organismes vivants dépendent de leur environnement pour y puiser leurs ressources . Les systèmes écologiques et agroécologiques durables fonctionnent précisément de la même manière (Fig. 4). De nombreux cycles du vivant sont couplés entre eux, et ce qui est un ‘déchet’ pour l’un devient un nutriment pour l’autre.

Figure 4 – L’économie circulaire des organisms vivants et des systems durables
L’économie verte (Figure 5, à gauche) contraste fortement avec l’économie brune dominante.

L’économie brune est basée sur une croissance indéfinie, alimentée par une dissipation maximale et l’exploitation des populations et de la planète. Elle ne boucle pas les cycles pour former des structures et des cycles dynamiques. Les hauts et les bas de cette économie brune, de prospérités puis de faillites, Boom and bust, sont inhérents à cette forme d’économie, ainsi les effondrements financiers ne sont pas nouveaux. Plus sérieusement, cette économie brune a abouti à une destruction des habitats terrestres et elle nous a apporté le réchauffement planétaire et les changements climatiques.

L’économie circulaire verte est au contraire basée sur la réciprocité et la coopération. Elle boucle les cycles et construit des structures dynamiques équilibrées qui soutiennent l’ensemble de façon durable et qui nous permettent de vivre en équilibre avec la planète Terre.

Comme vous pouvez le remarquer, d’autres cycles vitaux peuvent être ajoutés dans le système pour l’agrandir, pourvu que ces cycles soient reliés par réciprocité et coopération.

Intuitivement, on peut voir que les différents cycles vitaux sont en fait de la biodiversité : plus celle-ci est riche, et plus le système est productif. Une croissance équilibrée à tous les stades constitue la nature même du développement durable. Vous ne devez avoir aucune hésitation à opter dès maintenant pour une économie verte.

Figure 5 – L‘économie verte opposée à l’éconnomie brune

The Institute of Science in Society, 29 Tytherton Road, London N19 4PZ
telephone : [44 20 8452 2729]
Contact the Institute of Science in Society www.i-sis.org.uk/

 Définitions et compléments en français ou en anglais

voir PDF à demander à Yonne.lautre@laposte.net (bien spécifier le titre de l’article)

 Traduction, définitions et compléments :


Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.
Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles
honoraire.
Adresse : 19 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France
Courriel : jacques.hallard921@orange.fr
Fichier : ISIS Agriculture Energie Economie Sustainable Agriculture, Green Energies and the Circular Economy French version.6


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