Une seconde vie pour le phosphore

Jean-François Pollet Jean-François Pollet
16 juillet 2018

Imagine demain le monde - Côté face, le phosphore assure la croissance des grandes cultures et la prospérité des élevages. Côté pile, il représente une ressource finie qui viendra immanquablement à disparaître, alors que sa surexploitation menace dès à présent la santé des lacs et lagunes sur tous les continents. L’Europe, qui commence à prendre la mesure de son addiction, cherche à accélérer le recyclage du précieux minerai.

Le phosphore fait partie de ces matières premières minérales dont on parle peu, mais qui est pourtant mais qui est pourtant indispensable. A condition d’être utilisé de façon durable et responsable, ce qui n’est plus le cas aujourd’hui.

Epandu sur les champs, il fertilise les sols. Ajouté aux poudres à lessiver, il assouplit le linge. Introduit dans les fourrages, il assure la croissance du bétail. « Il s’agit d’un nutriment indispensable aux systèmes agricoles et alimentaires, insiste Bruno Ringeval, chercheur à l’Institut national de recherche agronomique (Inra). Le phosphore, appelé également phosphate sous sa forme ionique, entre dans la composition du noyau et de la membrane des cellules des plantes et intervient dans leur processus de photosynthèse. Chez les animaux, il constitue, avec le calcium, l’essentiel de la masse osseuse. En agriculture, on en fait donc grand usage. »

A l’échelle mondiale, 20 à 25 millions de tonnes de phosphore sont ainsi utilisés chaque année pour enrichir les sols, mais il y a de grandes disparités entre le Nord et le Sud : en Europe, on épand en moyenne 25 kilos par hectare, contre 3 kilos seulement en Afrique.

Depuis quelques décennies, la consommation de phosphore ne cesse d’exploser, notamment liée au développement de l’agriculture intensive. Avec deux conséquences : un épuisement progressif de cette ressource et des effets désastreux sur l’environnement. Extrait des roches phosphatées, le phosphore provient principalement du Maroc, de Chine, d’Afrique du Sud et des Etats-Unis. « En cinquante ans, nous avons quadruplé le volume de phosphore en circulation dans l’environnement », constate Gilles Pinay, chercheur à l’Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture (Irstea).

Avec pour corollaire son encombrante présence dans de nombreux déchets : boues d’épuration, déjections d’élevage, scories de sidérurgie. Car à haute dose, ce précieux minerai se révèle toxique. « Déversé dans la nature, le phosphate s’écoule vers les lacs, lagunes et rivières où il favorise la prolifération anarchique des algues, dont la masse va jusqu’à dépasser la capacité d’absorption des poissons herbivores. Assemblées en de véritables marées vertes, les algues entrent en décomposition, provoquant une raréfaction de l’oxygène et une spectaculaire mortalité des poissons. C’est l’eutrophisation. »

40 % de la production au Maroc

Une première vague d’eutrophisation avait touché plusieurs régions d’Europe dans les années 70 et 80, en particulier les côtes bretonnes, les rivières de Flandre et des Pays- Bas ainsi que les lacs alpins. Les scientifiques avaient très vite pointé la responsabilité des rejets d’élevages et des poudres à lessiver. En 1986, la Suisse, soucieuse de protéger son emblématique lac Léman, fut la première à interdire les lessives aux phosphates. Elle fut suivie par la Belgique en 2003 et la France en 2007. L’Union européenne a décidé d’en limiter l’usage depuis 2012. « Ces précautions ont donné de bons résultats, reprend Gilles Pinay. Jusqu’à ce que l’agriculture provoque la seconde vague d’eutrophisation que l’on connaît maintenant. » Une étude coréalisée par l’Irstea montre que 245 000 km2 de zones aquatiques dans le monde (une surface grande comme huit fois la Belgique) sont aujourd’hui menacés d’asphyxie : la mer Baltique, les côtes bretonnes et les lagunes méditerranéennes en Europe, les Grands Lacs laurentiens, la baie de Chesapeake et le golfe du Mexique aux Etats-Unis, le lac Victoria et de très nombreux lacs en Afrique, des zones côtières de Chine, etc. « Cette fois, ce sera difficile à traiter, car les phosphates sont déjà présents dans les sols  », déplore le spécialiste.

Après les excès des années 60 et 70, l’agriculture intensive a progressivement diminué sa consommation de phosphore. En France, après un pic enregistré en 1974 avec un peu plus de deux millions de tonnes utilisées, les épandages ont été peu à peu divisés par quatre.

La Wallonie, région de grandes cultures, a également réduit son usage. « Il était temps de se raisonner, poursuit Bruno Ringeval, car le phosphore n’est pas seulement une source de pollution, il représente également une ressource finie, non substituable, dont l’approvisionnement se révèle particulièrement problématique.  »

Présent dans le guano et les roches phosphatées, le précieux minerai n’est disponible qu’auprès d’un très petit nombre de pays producteurs. L’Europe, qui importe 92 % de son phosphore, ne compte qu’un seul producteur, la Finlande. A l’échelle planétaire, trois pays se partageaient en 2014, les deux tiers des 218 millions de tonnes de roches phosphatées mises sur le marché : la Chine (46 %), les États-Unis (14 %) et le Maroc (12 %). Ce dernier pays détient à lui seul 40 % des réserves mondiales ce qui pourrait lui donner à terme le monopole de la production. « Selon les estimations, ajoute l’expert de l’Irstea, les réserves seront épuisées entre 2050 et 2300. La fourchette est large, car de grosses incertitudes subsistent sur les réserves existantes et l’évolution de la demande, mais il faut noter que le scénario le plus pessimiste annonce la fin du phosphore dans seulement une trentaine d’années. Il faut s’y préparer. »

« Nous avons pris la mesure de notre addiction au phosphate, souligne Chris Thornton, porte-parole de l’European Sustainable Phosphorus Platform, après la crise alimentaire de 2008, qui a vu le prix des phosphates brutalement multiplié par sept, et les printemps arabes commencés en 2010, qui ont secoué les principaux producteurs (Maroc, Tunisie, Syrie). On s’est rendu compte que si des milliers de chercheurs travaillent sur le pétrole, ils ne sont qu’une dizaine dans le monde à s’intéresser à un élément aussi fondamental que le phosphore. »

Les pays arabes, ici la Tunisie, sont de gros producteurs de roches phosphatées. Le Maroc quant à lui, détient 40 % des réserves mondiales.

Aujourd’hui, les scientifiques s’accordent sur un point : il faudrait recycler et mieux valoriser les déchets. En France, on estime que la moitié du phosphore utilisé est perdu par l’érosion des sols, les rejets en cours d’eau ou les mises en décharge. « Et pourtant les pistes de recyclage sont nombreuses, reprend Chris Thornton, via l’épandage des lisiers, la récupération des boues d’épuration, le compostage des résidus de récoltes. Mais il faut affiner chacune de ces solutions. »

Mieux valoriser les déchets

Les lisiers sont des engrais très utiles à condition que les champs se situent à proximité des élevages. « Ce qui est rarement le cas depuis la spécialisation agricole des régions. Une solution consisterait à méthaniser les lisiers, ce qui fournirait une énergie renouvelable ainsi que des digestats (l’un des deux produits du processus de méthanisation, l’autre résidu étant le biogaz ndlr) stables qui, eux, sont utilisables comme engrais et faciles à transporter. »

Les boues d’épuration, recyclées à seulement 50 % en Europe, représentent également un important gisement de minerais. « Ces boues contiennent aussi des métaux lourds ou des résidus de médicaments dont il faut se débarrasser, par exemple par compostage. Les solutions existent, le vrai défi c’est de pouvoir les transposer dans des modèles économiques viables. Car jusqu’à présent le phosphore de recyclage revient plus cher que le minerai de roches. Il faudrait également revoir la législation relative à la commercialisation des engrais qui diffèrent selon les pays. Un engrais disponible en Espagne sera prohibé en France, ce qui limite les possibilités commerciales. »

La Commission européenne a inscrit en 2014 le phosphate sur sa liste des matières premières à l’approvisionnement jugé « critique ». Aujourd’hui, elle s’attache à homogénéiser la production et l’usage des engrais minéraux ainsi que des amendements organiques, composts et digestats pour tous les pays de l’Union. « C’est un chantier important pour l’avenir du recyclage, conclut le lobbyiste, car une législation unique pour tous les membres de l’Union permettra d’ouvrir les marchés, de rendre les technologies exportables et de diminuer les coûts de production, tout en apportant une certaine sécurité aux agriculteurs, à l’environnement et aux consommateurs. »

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