Soil Tillage Intensity Rating (STIR)
Le STIR (Soil Tillage Intensity Rating) est un indicateur qui mesure l’intensité des perturbations mécaniques des sols causées par le travail agricole[1][2]. Développé initialement par l’USDA (Département de l’Agriculture des États-Unis) pour évaluer le risque d’érosion, cet outil a été adapté par le FiBL (Institut de recherche en agriculture biologique) pour aider les agriculteurs à comprendre l’impact de leurs pratiques sur les sols[1].
Calcul du STIR
Le STIR prend en compte plusieurs facteurs pour calculer un score :
- Le type de machines utilisées
- La vitesse de travail
- La profondeur de travail
- La surface travaillée
Chaque action mécanique reçoit un score, et la somme de ces actions détermine une note par culture[1]. Plus le score est élevé, plus le mode de culture est considéré comme perturbant pour le sol[1].
| Outil ou intervention | STIR | |
|---|---|---|
| Travail du sol principal | Charrue à versoirs, 20 cm (8 po) de profondeur | 65 |
| Chisel à pointes droites, jusqu'à 18 cm (7 po) de profondeur | 45,5 | |
| Pulvériseur à disques lourd, déporté (offset) ou en X | 39 | |
| Chisel à socs plats (pattes d'oie) de 30 à 40 cm (12-16 po), à 8-10 cm (3-4 po) de profondeur | 25,02 | |
| Machine à bêcher (bêches alternatives) | 18,2 | |
| Fraise rotative (rotavator), plein champ | 18,2 | |
| Décompacteur de type Paraplow, profond, dents espacées de 76 cm (30 po), moins de 30 % de la surface perturbée | 17,55 | |
| Lame souleveuse (charrue à lame), de 50 à 100 cm (20-40 po) de largeur | 9,75 | |
| Travail du sol secondaire | Déchaumeur à disques tandem, en reprise, avec rouleau cage | 41,03 |
| Cultivateur de plein champ, socs ou pointes | 31,2 | |
| Disques légers de finition | 19,5 | |
| Formeuse de planches avec pose de goutte-à-goutte | 19,5 | |
| Herse à dents vibrantes ou à dents rigides | 15,6 | |
| Herse rotative passive, non animée (type Phillips) | 10,24 | |
| Désherbage mécanique | Désherbeur à tige rotative (rod weeder) | 17,06 |
| Houe rotative | 16,57 | |
| Bineuse avec buttage de 2,5 cm (1 po) | 14,63 | |
| Fraise rotative, binage de l'interrang | 11,6 | |
| Bineuse pour forts résidus | 8,13 | |
| Binage manuel à la houe, plein champ | 3,9 | |
| Semis, plantation, épandage d'effluents | Planteuse à pommes de terre | 28,66 |
| Semoir monograine avec sous-soleuse sur le rang, coutre de strip-till et rouleau | 26,2 | |
| Semoir en ligne ou pneumatique, éléments semeurs à dents | 23,4 | |
| Semoir en ligne ou pneumatique, éléments semeurs à double disque | 6,34 | |
| Injecteur d'effluents à faible perturbation, écartement de 38 cm (15 po) | 4,68 | |
| Semoir en ligne ou pneumatique, éléments semeurs à disque simple | 2,44 | |
| Semoir monograine à double disque, coutre ondulé | 2,43 | |
| Semoir monograine avec sous-soleuse sur le rang, moins de 10 % de la surface perturbée | 2,34 | |
| Semoir à la volée avec rouleau tasseur | 0,98 | |
| Épandage de fumier en surface | 0,2 | |
| Récolte et autres interventions | Récolte mécanique de plantes à racines ou tubercules, résidus laissés en surface | 13,75 |
| Récolte manuelle de plantes à racines ou tubercules | 4,16 | |
| Pose de paillage plastique ou de toile de paillage | 1,56 | |
| Récolte des parties aériennes sans perturbation des racines | 0,15 | |
| Broyage, fauche, désherbage thermique | 0,15 | |
| Roulage du couvert (rouleau FACA ou rouleau crimper) | 0,1 |
Le cas des outils animés
La formule du STIR mise au point par l'USDA multiplie la vitesse d'avancement, le type de travail, la profondeur et la part de surface travaillée :
- STIR = (0,5 × vitesse en mph) × (3,25 × type de travail) × profondeur en pouces × surface perturbée
En unités métriques, cela donne : STIR ≈ 0,3975 × vitesse (km/h) × type de travail × profondeur (cm) × surface perturbée (de 0 à 1). Le type de travail vaut 1 pour un retournement, 0,8 pour un mélange avec léger retournement, 0,7 pour un mélange, 0,4 pour un soulèvement ou une fracturation et 0,15 pour une compression.
Cette formule ne prend en compte que la vitesse d'avancement du tracteur, et pas le régime du rotor. Les outils animés par la prise de force (herse rotative, rotavator, fraise…) avancent lentement : ils obtiennent donc un score faible, de 11 à 18, du même ordre que celui d'une herse à dents, alors qu'ils fragmentent fortement le sol.
Deux corrections ont été proposées :
- Progrès Sol (FiBL et ProConseil, Suisse) remplace la vitesse d'avancement par une vitesse équivalente du rotor de 28 km/h. Avec cette convention, un combiné herse rotative et semoir travaillant à 12 cm atteint un STIR de 107[4].
- Le FiBL a conseillé au CIVAM Bio 53 d'utiliser une valeur forfaitaire de 50 pour la herse rotative[5].
Les deux approches convergent pour une herse rotative travaillant à 6 cm (STIR d'environ 53). Elles ne s'appliquent pas aux machines à bêcher ni aux rotobêches, dont le rotor est lent et qui conservent les mottes.
La ligne « Herse rotative passive » du tableau américain ci-dessus (Harrow, rotary, 10,24) désigne une herse rotative non animée, de type Phillips, et non la herse rotative animée utilisée en France. Son équivalent américain le plus proche est la Powered spike tooth harrow, notée 16 dans le référentiel CEAP de l'USDA[6].
Pour comparer des itinéraires techniques, il faut choisir une convention (STIR USDA brut ou STIR ajusté) et s'y tenir pour tous les outils.
Outils courants en France absents de la liste américaine
Le tableau ci-dessous complète la liste américaine avec 39 outils couramment utilisés en France. Il a été établi avec l'aide de l'IA Claude (Anthropic), à partir de l'inventaire suisse de Progrès Sol[4], des valeurs RUSLE2 de l'IRDA (Québec)[7] et du référentiel CEAP de l'USDA[6].
Les scores sont calculés avec la formule ci-dessus. Les vitesses, profondeurs et surfaces retenues sont des valeurs types d'usage en France (plages des constructeurs et inventaire Progrès Sol) : adaptez-les à vos propres pratiques. Avec les paramètres suisses, le calcul retrouve exactement les valeurs publiées par Progrès Sol.
Deux scores sont donnés :
- STIR méthode USDA : calculé avec la vitesse d'avancement, comparable à la liste américaine ;
- STIR ajusté outils animés : calculé avec une vitesse de rotor équivalente de 28 km/h (convention Progrès Sol), plus réaliste pour les outils animés. Un tiret signifie qu'aucun ajustement n'est appliqué.
| Outil | Vitesse (km/h) | Profondeur (cm) | Type de travail | Surface perturbée | STIR méthode USDA | STIR ajusté outils animés | Valeurs publiées et remarques |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Outils animés (prise de force) | |||||||
| Herse rotative seule (axes verticaux), reprise ou lit de semence | 6 | 6 | 0,8 | 1 | 11 | 53 | CEAP « Powered spike tooth harrow » : 16 ; FiBL via CIVAM Bio 53 : valeur forfaitaire 50 Ne pas confondre avec « Harrow, rotary » (10,24) de la liste américaine, qui est une herse rotative passive non animée. |
| Combiné herse rotative + semoir | 6 | 7 | 0,8 | 1 | 13 | 62 | Progrès Sol « semoir + herse combinée » : 107 (12 cm, vitesse rotor 28 km/h) ; CIVAM Bio 53 : moyenne observée 50 Le semoir seul compte pour environ 3 : c'est la herse qui fait le score. |
| Rotavator / fraise rotative (axe horizontal), plein champ | 4 | 12 | 0,8 | 1 | 15 | 107 | Liste US « Rototiller, full field » : 18,2 ; CEAP « Roto-tiller » : 17 |
| Fraise superficielle / rabot (type Geohobel, rotavator 2 à 5 cm) | 6 | 3 | 0,8 | 1 | 6 | 27 | Destruction de couverts ou de prairies en agriculture de conservation des sols. |
| Cultivateur rotatif à lames courbes (rotalabour) | 4 | 15 | 0,8 | 1 | 19 | 134 | Rotor plus lent que le rotavator (140 à 200 tr/min) : la valeur ajustée est un majorant. |
| Semavator (fraise + semoir) | 4 | 8 | 0,8 | 1 | 10 | 71 | – |
| Strip-till animé (fraise en bandes) | 5 | 12 | 0,8 | 0,3 | 6 | 32 | Surface perturbée = largeur fraisée / écartement des rangs (ici environ 25 cm sur 75 à 80 cm). |
| Fraise butteuse / butteuse rotative (pomme de terre, maraîchage) | 3 | 15 | 0,8 | 0,7 | 10 | 93 | – |
| Tamiseuse / cribleuse (pomme de terre) | 3 | 20 | 0,8 | 1 | 19 | – | Progrès Sol « tamiseuse » : 19 (calculée sans ajustement) Progrès Sol n'applique pas d'ajustement pour cet outil. |
| Machine à bêcher (bêches alternatives, type Tortella, Falc) | 2 | 25 | 0,8 | 1 | 16 | – | Liste US « Spader (reciprocating) » : 18,2 Bêchage lent qui conserve les mottes : pas d'ajustement. |
| Bêche rotative / rotobêche (type Imants) | 3 | 25 | 0,8 | 1 | 24 | – | IRDA « rotobêche » : 18 Bêchage lent qui conserve les mottes : pas d'ajustement. |
| Déchaumage et labour | |||||||
| Déchaumeur à disques indépendants (type Carrier, Rubin) | 12 | 6 | 0,8 | 1 | 23 | – | Progrès Sol « herse à disques » : 32 (10 km/h, 10 cm) ; IRDA « herse à disques » : 33 |
| Déchaumeur à dents (2 à 3 rangées, socs étroits) | 10 | 10 | 0,8 | 1 | 32 | – | CEAP « Field cultivator » : 22 à 31 ; IRDA « cultivateur » : 34 |
| Déchaumeur à pattes d'oie très superficiel (scalpeur) | 10 | 4 | 0,8 | 1 | 13 | – | Si le soc travaille en lame sans mélanger le sol, prendre un type de travail de 0,4. |
| Charrue déchaumeuse (10 à 14 cm) | 8 | 13 | 1 | 1 | 41 | – | Progrès Sol : 41 |
| Labour agronomique (15 à 18 cm) | 8 | 16 | 1 | 1 | 51 | – | Progrès Sol : 51 |
| Labour profond (25 à 30 cm) | 7 | 28 | 1 | 1 | 78 | – | Liste US « Moldboard plow, 8 in » (20 cm) : 65 |
| Travail profond | |||||||
| Décompacteur-fissurateur (dents étroites) | 6 | 35 | 0,4 | 0,4 | 13 | – | Progrès Sol : 13 |
| Décompacteur à ailettes / décompacteur-déchaumeur | 6 | 25 | 0,8 | 1 | 48 | – | Progrès Sol : 48 |
| Sous-soleuse | 6 | 40 | 0,4 | 0,6 | 23 | – | CEAP : 50 (25 cm) à 82 (45 cm) ; IRDA : 33 Fortes divergences entre sources : RUSLE2 semble retenir un type de travail plus élevé que 0,4. |
| Préparation du lit de semence | |||||||
| Vibroculteur léger ou combiné de reprise à dents vibrantes | 10 | 7 | 0,8 | 1 | 22 | – | Progrès Sol : 22 ; IRDA « vibroculteur » : 31 |
| Vibroculteur lourd | 9 | 10 | 0,8 | 1 | 29 | – | Progrès Sol : 29 |
| Herse + rouleau émotteur | 10 | 6 | 0,7 | 1 | 17 | – | Progrès Sol : 17 |
| Herse plate / herse de recouvrement | 7 | 5 | 0,7 | 1 | 10 | – | Progrès Sol : 10 |
| Rouleau (Cambridge, croskill, lisse, packer) | 10 | 3 | 0,15 | 1 | 2 | – | CEAP « Roller packer » : 3 Type de travail « compression ». |
| Semis | |||||||
| Combiné de semis avec disques de préparation (type Rapid, Pronto) | 12 | 5 | 0,8 | 1 | 19 | – | – |
| Vibrosem (vibroculteur-semoir) | 8 | 5 | 0,8 | 1 | 13 | – | – |
| Semoir en ligne classique sur sol préparé | 8 | 4 | 0,4 | 0,5 | 3 | – | Progrès Sol « semoir » : 3 |
| Strip-till à dents (passage seul, sans semis) | 7 | 12 | 0,8 | 0,4 | 11 | – | Progrès Sol : 11 ; IRDA « zone-till ou strip-till » : 19 |
| Désherbage mécanique | |||||||
| Herse étrille | 10 | 2 | 0,7 | 1 | 6 | – | Progrès Sol : 6 |
| Roto-étrille (herse étrille rotative) | 10 | 2 | 0,8 | 1 | 6 | – | Progrès Sol : 6 |
| Herse à paille (faux-semis) | 15 | 3 | 0,7 | 1 | 13 | – | Progrès Sol : 13 |
| Herse bêche roulante (non animée) | 15 | 3 | 0,7 | 0,8 | 10 | – | Progrès Sol : 10 |
| Houe rotative (réglage européen) | 15 | 3 | 0,8 | 0,9 | 13 | – | Progrès Sol : 13 ; Liste US « Rotary hoe » : 16,57 |
| Bineuse à socs (1 à 3 dents par inter-rang) | 7 | 2 | 0,8 | 0,8 | 4 | – | Progrès Sol : 3 à 4 La valeur américaine « Cultivator, row » (14,63) suppose un léger buttage. |
| Sarcleuse à étoiles | 7 | 2 | 0,8 | 0,8 | 4 | – | Progrès Sol : 4 |
| Bineuse butteuse | 5 | 10 | 0,8 | 0,5 | 8 | – | Progrès Sol : 8 |
| Cultures spéciales et récolte | |||||||
| Butteuse à disques / à tôle (pomme de terre) | 8 | 20 | 0,8 | 1 | 51 | – | Progrès Sol : 51 |
| Arracheuse de betteraves / pommes de terre | 5 | 15 | 0,8 | 0,6 | 14 | – | CEAP « Beet / potato harvester » : 27 ; Liste US « Root crop harvest » : 13,75 |
Utilisation et interprétation
- Un score STIR faible indique des pratiques moins perturbatrices pour le sol.
- Un score STIR élevé suggère des pratiques plus intensives et potentiellement plus dommageables pour la structure du sol.
Par exemple, un labour conventionnel (STIR > 120) est considéré comme plus perturbateur qu’un semis direct avec des couverts hivernants diversifiés (STIR < 60)[8].
Le STIR permet aux agriculteurs de comparer différents itinéraires techniques et d’ajuster leurs pratiques pour réduire l’impact sur les sols[1]. Il peut être calculé pour une culture spécifique ou pour l’ensemble d’une exploitation agricole[1].
Sources
- Le STIR (FiBL) : https://www.progres-sol.ch/stir.html
- https://www.prometerre.ch/s3/site/1696251368_livretdefeteswissnotill2023jdetter.pdf
- https://irda.blob.core.windows.net/media/8118/irda_eessaq_rapport2_mai2023.pdf
- https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=91022XWF.TXT
- https://www.researchgate.net/publication/362288627_Agriculture_Science_Research_and_Review_VII
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 et 1,5 https://www.tema-agriculture-terroirs.fr/cultivar-grandes-cultures/materiel/stir-un-indicateur-pour-mesurer-les-perturbations-mecaniques-des-sols-864915.php
- ↑ Diagnostic de la qualité du sol https://www.progres-sol.ch/fileadmin/progres-sol/documents/22_PPT_00P_1ere_conference_-presentation_Marina.pdf
- ↑ Tillage Tools and Practices in Organic Farming Systems https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2024-07/tillage-tools-and-practices-in-organic-farming-systems-nrcs-ofrf-guide.pdf
- ↑ 4,0 et 4,1 Progrès Sol, J. Freymond, conférence du 11 avril 2022, inventaire des machines utilisées en Suisse : https://www.progres-sol.ch/fileadmin/progres-sol/documents/22_PPT_00P_2eme_conference_-presentation_Jeremy.pdf
- ↑ V. Passard, mémoire de fin d'études VetAgro Sup / CIVAM Bio 53, 2024 : https://www.civambio53.fr/wp-content/uploads/2024/09/MFE_PASSARD-Vincent.pdf
- ↑ 6,0 et 6,1 USDA-NRCS, CEAP Tillage Classification Methodology, octobre 2024, annexe 1 : https://www.nrcs.usda.gov/sites/default/files/2024-11/Conservation_Effects_Assessment_Project_%28CEAP%29_Tillage_Classification_Methodology_508.pdf
- ↑ IRDA, Rapport 2 EESSAQ, mai 2023, tableau 2 : https://irda.blob.core.windows.net/media/8118/irda_eessaq_rapport2_mai2023.pdf
- ↑ Qualité des sols et séquestration de carbone organique Synthèse des études et recommandations pour le Plan climat vaudois : https://www.vd.ch/fileadmin/user_upload/themes/environnement/sol/fichiers_pdf/210217_R%C3%A9sum%C3%A9_Qualite_des_sols_et_s%C3%A9questration_de_carbopne_organique_-_synthese_et_recommandations.pdf
