Déchets et engrais : l’étude de Cornell sur le cycle des nutriments aux États-Unis

Depuis des décennies, l’agriculture moderne s’appuie sur des engrais synthétiques pour maintenir des rendements élevés. Ces intrants sont devenus si incontournables qu’on en oublie facilement une évidence.

Les exploitations agricoles s’inscrivent déjà dans un cycle naturel des nutriments - un cycle que les humains ont largement négligé.

Une nouvelle étude de l’Université Cornell remet ce fonctionnement au premier plan. Elle montre que les nutriments que nous évacuons dans les toilettes ou que nous jetons pourraient compter fortement pour nourrir les cultures à l’échelle des États-Unis.

Les déchets peuvent remplacer les engrais

La plupart des gens voient les déchets comme un problème à traiter, pas comme une ressource à valoriser. Pourtant, en analysant finement la situation, les chercheurs ont mis en évidence un immense stock de nutriments utilisables dans le fumier animal et les déchets humains.

S’ils étaient récupérés intégralement, ces gisements pourraient fournir tout l’azote nécessaire à l’agriculture américaine et environ la moitié des besoins en phosphore. D’un point de vue économique, cela représente l’équivalent de milliards de dollars d’engrais chaque année.

Ce résultat bouscule une idée ancrée depuis longtemps : le véritable enjeu n’est pas le manque de nutriments, mais la manière dont nous les gérons et les répartissons.

Des nutriments répartis de façon inégale

Le déséquilibre saute aux yeux dès qu’on regarde une carte. Les nutriments ont tendance à s’accumuler dans les zones très peuplées ou à proximité de grands élevages.

À l’inverse, des régions agricoles majeures se trouvent souvent loin de ces sources. Le Midwest et certaines parties des Grandes Plaines, par exemple, dépendent encore fortement des intrants synthétiques faute d’un approvisionnement local en nutriments.

« C’est un problème de coordination, pas un problème de ressources », a déclaré le co-auteur de l’étude, le professeur Chuan Liao.

« Même en tenant compte des contraintes du monde réel, il reste une quantité substantielle de nutriments pouvant être redistribués de façon économiquement viable pour répondre aux besoins des cultures. »

Autrement dit, le pays dispose déjà de ce dont il a besoin - mais ces ressources ne circulent pas efficacement.

Les déchets comme engrais de proximité

À l’échelle nationale, l’image est celle d’un déséquilibre ; à l’échelle locale, elle est plus encourageante.

Une part importante des nutriments peut être réutilisée près des lieux où elle est produite. Dans de nombreux cas, des exploitations situées à proximité pourraient absorber cette ressource sans longs trajets ni coûts élevés.

Et même au-delà de l’usage strictement local, le transfert des nutriments vers des régions voisines demeure réaliste.

Pour mieux quantifier ces possibilités, l’équipe a élaboré des cartes détaillées. Elle a suivi, selon les régions et les cultures, la production de déchets et les besoins agronomiques.

Cette méthode a mis en évidence de nombreuses opportunités de réutilisation à des distances relativement courtes.

L’idée est simple : plutôt que d’acheminer des engrais synthétiques via de longues chaînes d’approvisionnement, utiliser ce qui existe déjà à proximité.

Pollution : un lien avec les inégalités

L’étude souligne aussi un lien entre les schémas de nutriments et les conditions sociales. Les zones où les déchets sont excédentaires subissent souvent davantage de pollution, lorsque des nutriments s’échappent vers les rivières et les lacs.

À l’opposé, les régions qui manquent d’apports naturels s’appuient davantage sur les engrais chimiques, lesquels peuvent, avec le temps, dégrader les sols et l’eau. Ces dynamiques recoupent fréquemment des communautés plus pauvres.

« L’inégalité des nutriments semble refléter, dans une large mesure, l’inégalité sociale », a déclaré Liao. « Donc, potentiellement, corriger les flux de nutriments peut favoriser la justice environnementale. »

Mieux faire circuler les nutriments dans le système pourrait ainsi servir d’autres objectifs que la seule performance agricole : réduire les dommages environnementaux et soutenir des populations vulnérables.

Des systèmes locaux d’engrais issus des déchets

À quoi pourrait ressembler un dispositif plus efficace ? Les chercheurs recommandent de privilégier des solutions plus petites et ancrées localement, plutôt qu’un unique grand réseau national.

Traiter les déchets près de leur source, puis les utiliser dans des parcelles voisines, rendrait le système à la fois efficace et applicable.

Un exemple simple l’illustre : une exploitation d’élevage entourée de champs de cultures possède déjà les éléments d’une boucle fermée.

Avec un dispositif adapté, les déchets des animaux pourraient apporter directement les nutriments nécessaires aux cultures.

Les filières de déchets exigent de la coordination

« Nous plaidons pour un système décentralisé, afin que les déchets puissent être traités localement », a déclaré Liao.

« Mais pour y parvenir, nous devons coordonner différents secteurs comme l’agriculture, les déchets et l’énergie. La technologie existe, mais il nous faut une gouvernance et des infrastructures capables de passer à l’échelle de l’ensemble des États-Unis. »

Une telle organisation limite la dépendance aux longues chaînes d’approvisionnement et maintient les nutriments en circulation au sein d’une même région.

Les déchets peuvent réduire l’usage des engrais chimiques

Cette étude paraît à un moment où l’approvisionnement mondial en engrais reste incertain et coûteux. La fabrication d’engrais synthétiques a aussi un coût environnemental, entre forte consommation d’énergie et pollution.

« Une utilisation excessive d’engrais synthétiques entraîne une pollution de l’eau, et la production elle-même génère davantage d’émissions - c’est un processus très intensif », a déclaré Liao.

« Et on le voit avec la guerre en Iran : il y a des problèmes de chaîne d’approvisionnement qui peuvent aussi conduire à une forte insécurité alimentaire. » À l’inverse, la réutilisation de nutriments déjà disponibles offre une voie plus stable et potentiellement plus propre.

La transition ne se fera pas du jour au lendemain. Elle suppose de la planification, des infrastructures et une coopération entre secteurs. Mais le principe de base reste clair.

Les nutriments sont déjà là. Le défi consiste à apprendre à mieux les utiliser.