Etude sur les potentiels agronomiques d’apports de roches silicatées broyées en grandes cultures - Charles Desmalles - 2024

Vidéos - Comifer (2024-04-24) - Charles Desmalles - Durée : 28 minutes

Basalte Cycle du carbone et GES Intrants Régénération des sols

Le basalte est une roche silicatée issue du magma volcanique refroidi.

Ces roches, lorsqu'elles s'érodent et se dégradent dans la nature forment des argiles (et donc des sols) et libèrent des nutriments (ex Ca2+, K+,...) utiles aux plantes, tout en captant une partie du dioxyde de carbone atmosphérique (à l'échelle des temps géologiques). La recherche fonde de grands espoirs sur cette capacité de séquestration du carbone, en tentant d'accélérer le processus par le broyage du basalte et son épandage dans les champs. C'est l'Altération forcée (ou facilitée).

Cette étude montre qu'indépendamment des capacités de séquestration du carbone (dont l'accélération doit être validée par ailleurs), il faut rester prudent sur l'utilisation de ces roches silicatées, car les risques de pollution du sol avec des éléments traces toxiques (cuivre, nickel) sont pour le coup avérés.

Séquestration carbone

L'altération des roches silicatées est le principal moteur du captage du carbone atmosphérique à l'échelle des temps géologiques. L'altération facilitée vise à accélérer ce processus en amendant directement les roches silicatées sous forme de poudre de roche. L'objectif est d'accroître la rapidité du phénomène pour obtenir des bénéfices tels que la réduction du carbone atmosphérique et l'amélioration de la fertilité des sols. Le potentiel de séquestration est important mais pas encore précisément évalué.

Processus chimique de la séquestration carbone par les roches silicatées

Dans ce processus, l'anorthite (par exemple) (CaAl₂Si₂O₈) réagit avec du CO₂ et de l'eau, pour produire de l'argile (Al₂Si₂O₅(OH)₄) et des cations (calcium CA²⁺) ainsi que du bicarbonate (2HCO₃-). (Le mécanisme est similaire pour d'autres types de roches silicatées)

En se précipitant dans l'océan, le bicarbonate et le calcium forment de la calcide, qui sont des roches carbonatées (qui iront sédimenter au fond des océans, séquestrant ainsi une partie du CO₂).

L'altération facilitée consiste à broyer le basalte et à l'épandre pour accélérer ce processus.

Bénéfices et risques potentiels à long terme du basalte comme amendement agricole

L'utilisation du basalte comme amendement agricole présente des risques et des bénéfices potentiels à long terme. L'étude a cherché à valider un certain nombre de ces effets (l'état des connaissances ne permet pas encore de valider ces effets dans tous les contextes) :

Bénéfices Potentiels

• Effet alcalinisant : Selon l'étude, le basalte a un effet alcalinisant sur le sol, augmentant le pH jusqu'à 0,8 points, avec une moyenne de 0,6 points. Cet effet est peu influencé par le type de sol. Cet effet est à relativiser car il faut 160t de basalte pour obtenir le même effet sur le pH que seulement 1,8t de chaux.
• Amélioration de la fertilité : Le basalte peut améliorer la disponibilité de certains nutriments dans le sol, notamment le potassium. Dans certains cas, cela peut se traduire par une augmentation du rendement des cultures, comme observé à Bordeaux avec un gain de rendement de 28% à 33%. Cependant, l'effet sur le rendement dépend du contexte pédoclimatique et n'est pas toujours significatif.

Risques Potentiels

• Accumulation d'éléments traces toxiques : L'utilisation répétée de basalte peut entraîner une accumulation d'éléments traces métalliques (ETM) dans le sol, notamment le cuivre et le nickel. Au-delà de certaines doses et durées d'application, les concentrations de ces ETM peuvent dépasser les normes réglementaires, posant des risques environnementaux.
• Effets contrastés sur la nutrition minérale : L'application de basalte peut avoir des effets variables sur la disponibilité des éléments nutritifs dans le sol. Par exemple, une diminution de la disponibilité du phosphore a été observée dans certains cas. De plus, la réponse des plantes à ces modifications de la disponibilité des nutriments est également contrastée, avec des effets positifs dans certains cas et aucune différence significative dans d'autres.

Conclusion

Bien que le basalte présente un potentiel intéressant comme amendement agricole ainsi que pour ses capacités de séquestration carbone, son utilisation à grande échelle nécessite une analyse approfondie des risques et des bénéfices potentiels.

L'impact du basalte sur la disponibilité des différents éléments dans le sol doit être mieux compris (en particulier les raisons pédo-climatiques qui déterminent cet impact), et surtout le risque de libération des éléments traces doit être pris en compte pour une utilisation durable de cette technologie.