Les impacts des agrosystèmes sur l'environnement et la santé - Maxicours

Les impacts des agrosystèmes sur l'environnement et la santé

Objectifs
  • Comprendre et décrire les différents impacts environnementaux de l’agriculture moderne.
  • Analyser plus particulièrement les interactions entre ces différents impacts.
Points clés
  • Les agrosystèmes sont des écosystèmes transformés par l’Homme afin de produire des ressources biologiques : nourriture, bois de construction, fibres pour la production de toile, etc. L’agriculture est donc en interaction avec les environnements naturels.
  • Lors de la révolution verte, l’agriculture s’est mécanisée et modernisée, ce qui a permis une très forte hausse des rendements et a amélioré la sécurité alimentaire.
  • Ces transformations se sont également traduites par des dégradations environnementales accrues.
  • Le remembrement des parcelles et le développement de la monoculture ont participé à l’érosion de la biodiversité.
  • L’usage intensif d’engrais a contaminé les milieux aquatiques avec une augmentation de la concentration en nitrate et en phosphate, entrainant leur eutrophisation, avec des phénomènes spectaculaires comme les marées vertes.
  • L’usage de produits phytosanitaires toxiques a des effets négatifs sur la biodiversité et sur les populations exposées.
Pour bien comprendre
  • Écosystèmes versus agrosystèmes
  • Le recyclage de la biomasse nécessaire à la fertilité des sols
1. Les conséquences environnementales de l’agriculture sur les écosystèmes naturels
a. La révolution verte et ses conséquences

Au cours du XXe siècle, et plus particulièrement après la Seconde Guerre mondiale, l’agriculture a subi de profondes transformations. Les avancées de la recherche agronomique, l’optimisation des semences et la mécanisation de la production ont entraîné une très forte augmentation des rendements.

Cette période, appelée révolution verte, a permis d’assurer la sécurité alimentaire d’une grande partie de l’humanité en mettant en place l’approvisionnement constant d’une nourriture diversifiée et économiquement abordable dans de nombreux pays.

Depuis le début du XXIe siècle, la quasi-totalité de la population est épargnée du risque de disette et de famine, qui étaient jusqu’alors, et depuis des millénaires, des maux récurrents dans toutes les régions du monde.

Cependant, cette nouvelle forme d’agriculture a eu de nombreuses conséquences sociales, comme la réduction drastique de la part d’agriculteurs dans la population active des pays occidentaux, et environnementales. La modernisation de l’agriculture et l’augmentation des rendements ont en effet eu des conséquences néfastes sur les écosystèmes, la biodiversité, la qualité des sols et des milieux aquatiques, etc.

Les impacts de l’agriculture moderne sur l’environnement sont diversifiés. Parfois, plusieurs facteurs agissent de concert sur les mêmes écosystèmes en aggravant mutuellement leurs effets. Les principales conséquences environnementales négatives sont présentées ci-après.

b. Monoculture et remembrement

La mécanisation de l’agriculture est le phénomène qui décrit le recours massif, dans la production, à des véhicules motorisés, comme les tracteurs ou les moissonneuses-batteuses.

L’usage de ces engins a souvent nécessité le remembrement des parcelles agricoles.

En effet, traditionnellement, les parcelles étaient très fragmentées et adaptées aux aléas du terrain : relief, bois et bosquets, passage de cours d’eau, chemins communaux, etc. De plus, dans beaucoup de régions (celles nommées bocages), les parcelles étaient entourées par des arbres et des haies qui constituaient des habitats très riches en oiseaux et insectes, tout en permettant la circulation de petits mammifères.

Cette diversité de paysages a fait place à de grandes surfaces de cultures uniques, plus propices au passage des engins agricoles. Les haies et les arbres le plus souvent ont été arrachés. La monoculture s’est développée, réduisant les habitats naturels favorables à la biodiversité et augmentant le risque de propagation de maladies.

La disparition des haies et la déforestation ont également aggravé l’érosion des sols. Ceux-ci, n’étant plus protégés des précipitations et du vent par la végétation, perdent entre 10 et 15 fois plus de matière que lorsqu’ils sont protégés dans un écosystème, ce qui réduit d’autant leur fertilité.

Exemple : Le remembrement de La Roë, en Mayenne, entre 1949 et 2019

Photos aériennes de La Roë, prises en 1949 (à gauche) et 2016 (à droite) 
Source : https://remonterletemps.ign.fr
c. Pollutions par les produits phytosanitaires

Afin de lutter contre les maladies et d’augmenter ses rendements, l’agriculture moderne a recours aux produits phytosanitaires.

Ce sont des substances majoritairement issues de la chimie de synthèse, épandues sur les cultures afin de tuer les organismes responsables de leurs maladies. Elles ont aussi pour rôle de supprimer les mauvaises herbes qui concurrencent les plantes cultivées, souvent moins compétitives du fait même de leurs qualités agricoles. On distingue ainsi trois grands types de substances :

  • Les insecticides contre les insectes ravageurs,
  • Les fongicides contre les champignons pathogènes,
  • Les herbicides contre les plantes adventices (ou mauvaises herbes).

Pour comprendre l’importance que présentent les traitements phytosanitaires pour l’agriculture, on peut citer plusieurs cas historiques de crises agricoles majeures, causées par des maladies, et qui ont eu des conséquences catastrophiques pour les populations humaines concernées.

Exemple : crise de la pomme de terre en Irlande
Au XIXe siècle, la production de pommes de terre était le secteur agricole central en Irlande lorsqu’une épidémie de mildiou, une maladie causée par des microorganismes proches des champignons, a frappé l’île. La production de pommes de terre, élément principal de l’alimentation irlandaise, a chuté de 40 % en 1845. Conjuguée à une gestion catastrophique de la part des autorités, cette crise a provoqué une terrible famine.

La chute des rendements, qui dura jusqu’en 1851, aurait causé un million de décès et poussé plus de 2 millions d’Irlandais à quitter le pays. L’Irlande mit des décennies à se remettre de cette catastrophe agricole, sociale et culturelle.


Cet exemple illustre l’importance du service rendu par les produits phytosanitaires dans la sécurité alimentaire des sociétés modernes. Cependant, l’usage de ces molécules a en parallèle eu des effets très négatifs pour l’environnement. Les épandages contaminent les écosystèmes naturels, en particulier les milieux aquatiques, ce qui peut entraîner des effets éco-toxicologiques catastrophiques pour la biodiversité. Il existe de nombreux exemples d’espèces naturelles qui ont été touchées par les produits phytosanitaires alors qu’elles n’étaient absolument pas visées originellement.

L’atrazine est l’un des herbicides les plus utilisés dans le monde. C’est également un perturbateur endocrinien, c’est-à-dire qu’elle interagit avec les systèmes endocriniens des organismes vivants. Il est démontré que cette substance perturbe la reproduction des batraciens dans les milieux naturels en provoquant la stérilité, voire le changement de sexe, des grenouilles mâles.

Une autre classe de molécules phytosanitaires est très décriée pour ses effets sur la biodiversité : les néonicotinoïdes. Ce sont des insecticides utilisés pour lutter contre la larve d’un papillon ravageur, la Pyrale du maïs. Ils sont cependant accusés de participer à l’actuelle chute observée chez les populations d’abeilles sauvages et domestiques, ce qui pourrait, à terme, avoir un impact négatif sur la pollinisation.

Enfin, l’usage massif de ces intrants a un effet néfaste sur la microfaune du sol. Cela concerne en particulier les décomposeurs, indispensables au recyclage de la matière organique dans le sol, qui en meurent et disparaissent des sols, tout comme les champignons mycorhiziens, qui améliorent l’absorption des nutriments par les plantes. Cet appauvrissement de la biodiversité dans les sols agricoles augmente en réaction d’autant plus le besoin de recourir à des engrais pour assurer la croissance des plantes.

Définition : un intrant est un élément apporté au milieu durant un processus de production. Les engrais, les produits phytosanitaires ou encore l’eau utilisés dans les agrosystèmes sont des intrants.
2. Utilisation des ressources naturelles et impacts sur les milieux aquatiques
a. Une importante consommation en eau et en énergie

Afin d’améliorer les rendements, l’agriculture a besoin de ressources en eau pour irriguer les cultures. Certaines plantes en sont particulièrement consommatrices, comme le soja ou le maïs, et ne pourraient pas être cultivées sans un important apport en eau douce. En France, 48 % de l’eau est consommée par l’agriculture. Ce chiffre monte à près de 70 % pour le monde.

Cette consommation massive peut compromettre la pérennité des ressources en eau, particulièrement dans les régions en stress hydrique chronique. Le pompage des rivières et des nappes phréatiques peut mettre en danger le renouvellement et, à long terme, avoir un impact négatif sur les écosystèmes. Enfin, dans de nombreuses régions du globe, le réchauffement climatique est susceptible d’amplifier le phénomène de sécheresse et d’aggraver le manque d’eau déjà présent.

On observe que près de la moitié de la consommation est le résultat de l’irrigation des cultures par l’agriculture.

En parallèle de l’augmentation de la consommation d’eau par l’agriculture, sa mécanisation a entraîné un besoin massif d’énergie, majoritairement comblé par un recours aux énergies fossiles. Or, cet usage engendre la libération dans l’atmosphère d’une importante quantité de gaz à effet de serre, contribuant ainsi au réchauffement climatique. Cependant, les émissions de gaz liées à l’agriculture sont principalement dues aux épandages d’engrais sur les champs, générant des protoxydes d’azote, ainsi que par le méthane produit par l’élevage bovin et la fermentation des déchets agricoles. Ces gaz ont un potentiel d’effet de serre particulièrement élevé. L’agriculture française est responsable de 17,8 % des émissions nationales en équivalent carbone.

Il faut préciser que les différentes cultures ne consomment pas l’eau et l’énergie de manière égale. Ainsi, la production de viande est beaucoup plus gourmande en ressources que les productions végétales. L’élevage bovin est particulièrement dispendieux dans ce domaine.


b. La pollution des milieux aquatiques par les engrais

Afin de renouveler les nutriments extraits des agrosystèmes par l’exportation des récoltes, l’agriculture a toujours eu recours à l’usage d’engrais. Avec le développement de l’agriculture moderne et la mécanisation de celle-ci après la Seconde Guerre mondiale, l’usage des engrais, aussi bien d’origine organique que de synthèse, a également beaucoup progressé.

Cet usage devenu excessif provoque la contamination des nappes phréatiques par le phénomène de lessivage : les nutriments, qui sont des ions inorganiques chargés électriquement, sont « lessivés » des sols par les eaux de pluies, en particulier les nitrates et les phosphates, et sont emportés dans les rivières et les nappes phréatiques. Ces nutriments s’accumulent alors dans les milieux humides, ce qui provoque leur eutrophisation, c’est-à-dire une accumulation de nutriments disponibles, ce qui en augmente fortement la concentration dans ces milieux.

L’eutrophisation des nutriments est très déstabilisant : elle entraine l’appauvrissement de la biodiversité en favorisant les espèces à croissance rapide qui deviennent dominantes dans les milieux touchés. Ce processus est particulièrement visible dans certaines zones côtières avec le phénomène des marées vertes.

Dans certaines régions agricoles, les estuaires des grands fleuves charrient une grande quantité de nutriments qui s’accumulent dans le milieu. Cela entraîne la prolifération d’algues à croissance rapide qui envahissent l’écosystème. Il s’ensuit généralement l’hypoxie du milieu, c’est-à-dire la disparition du dioxygène dissous dans l’eau, lorsque les algues se décomposent. L’absence de dioxygène entraine la mort de toute la faune par asphyxie. Au stade le plus avancé de ce processus, on observe l’apparition d’une zone morte, dénuée de toute vie complexe.

En haute mer, la proportion de zones dépourvues de tout oxygène a plus que quadruplé en 50 ans, alors que sur les côtes, ces zones ont été décuplés depuis 1950. Ce phénomène influe de plus en plus sur la pêche et les écosystèmes marins.

Exemple : Étude des marées vertes en Bretagne.
Les marées vertes sont un problème chronique en région Bretagne. Chaque printemps, certaines côtes sont recouvertes d’algues appartenant au genre Ulva. À cette période de l’année, les conditions climatiques sont optimales pour leur développement. Cependant, la principale cause de leur multiplication est l’agriculture. La Bretagne est une région où l’agriculture a beaucoup recours à l’épandage de lisier de porc sur les champs, ce qui libère des nitrates dans les rivières. Par la suite, l’accumulation de ces nutriments dans les estuaires et dans les zones côtières contribue à la prolifération des algues. Ces marées vertes provoquent des odeurs désagréables et ont des effets écotoxicologiques graves, car elles libèrent, en se décomposant, des gaz sulfurés potentiellement toxiques. La biodiversité dans ces régions en est gravement perturbée.


On constate que les surfaces couvertes par les algues vertes entre 2007 et 2018 sont situées près des estuaires de rivières polluées par des concentrations élevées de nitrates.
3. Les conséquences sanitaires de l’agriculture moderne

Les agences sanitaires ont pour rôle d’évaluer régulièrement la dangerosité des produits phytosanitaires utilisés en agriculture. Elles évaluent les conséquences de ces usages à la fois sur la santé des agriculteurs et des consommateurs, et sur l’environnement. Malgré cela, les effets toxiques graves de certains produits ont été sous-estimés durant de nombreuses années avant que leur usage soit interdit, entrainant des conséquences graves pour les populations touchées.

De façon plus générale, les pesticides sont suspectés d’augmenter le risque de développement de certaines maladies (cancers, lymphomes, leucémies…) chez les populations les plus exposées : agriculteurs, ouvriers des usines de conditionnement de pesticides, etc. Il faut cependant noter que l’impact de ces produits sur la santé de l’ensemble de la population n’a jusqu’à maintenant pas été observé par les études épidémiologiques.

Exemple : l’usage du chlordécone dans les bananeraies des Antilles françaises.
Le chlordécone est un insecticide qui a été utilisé dans les plantations de banane pour lutter contre le chancre du bananier. Il a été démontré qu’il s’agit d’une substance cancérigène, augmentant significativement le risque de cancer de la prostate, et qu’il serait lié à une augmentation des cas de fausses couches chez les femmes enceintes exposées. C’est également une molécule très stable, ayant une biodégradabilité très faible. Il peut donc persister plusieurs siècles dans le sol et l’environnement. De plus, une fois dans le sol, il se fixe prioritairement sur les matières organiques, contaminant les cultures vivrières via leurs racines. Les eaux des rivières et les mers sont également contaminées. Par un phénomène de bioaccumulation, la chair des poissons consommés par les populations de ces régions présente des concentrations élevées de chlordécone. Malgré les alertes sanitaires émises dès les années 1980, le chlordécone a été autorisé et utilisé dans les Antilles françaises entre 1972 et 1993, date où il a été définitivement retiré du marché. Le chlordécone constitue un exemple de pollution agricole d’une région française ayant des conséquences sanitaires graves et durables pour l’ensemble de la population.

Contamination des sols des surfaces agricoles par le chlordane en Guadeloupe et en Martinique. Source : Sénat, rapport n° 487 (2008-2009).

   Surface agricole utile (ha)  Surface en bananeraies entre 1970 et 1993 (ha)   Surface moyennement à fortement contaminée* (ha) % SAU  Surface fortement contaminée** (ha) % SAU
Guadeloupe   34 500  6 570  5 200 (15 %)  3 100 (9 %)
 Martinique  32 000  12 400  6 200 (19 %)  2 510 (8 %)

*Sols présentant des concentrations en chlordane supérieures à 0,25 mg/kg, seuil garantissant une teneur dans les végétaux inférieure à 0,05 mg/kg.
**Sols présentant des concentrations en chlordane supérieures à 1 mg/kg, seuil garantissant une teneur dans les végétaux inférieure à 0,2 mg/kg.

Vous avez déjà mis une note à ce cours.

Découvrez les autres cours offerts par Maxicours !

Découvrez Maxicours

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

quote blanc icon

Découvrez Maxicours

Exerce toi en t’abonnant

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17 h à 20 h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Un compte Parent