Effets de l’apport de produits résiduaires organiques sur le stockage de carbone, les émissions de gaz à effet de serre et la lixiviation du nitrate dans les sols agricoles périurbains

Le projet PROSTOCK s’inscrit dans le contexte d’une agriculture peri-urbaine visant le recyclage des matieres organiques residuaires d’origines agricole, urbaine et de loisirs (ou produits residuaires organiques, PRO) dans une perspective vertueuse de restauration des stocks de carbone organique (SCO) de ses sols agricoles. Son objectif principal etait d’evaluer spatialement la possibilite d’accroitre le SCO des sols agricoles par le recyclage des PRO. L’objectif secondaire visait a en evaluer les impacts potentiels, au meme niveau d’organisation spatiale, sur les risques d’emission de GES et de lixiviation du nitrate. En outre, PROSTOCK comportait un objectif methodologique visant a evaluer la faisabilite du suivi des variations de stocks de carbone organique des sols agricoles par imagerie de teledetection et/ou spectroradiometrie visible proche infrarouge (NIRS). Le niveau d’organisation spatiale retenu est celui de petites regions agricoles periurbaines, ou se jouent la gestion des dechets et ses effets sur la qualite de l’eau et des sols. La Plaine de Versailles et du Plateau des Alluets, region periurbaine vaste de 221 km² (dont environ 100 km² de surface agricole utile), unique en termes de donnees disponibles, de representativite spatiale et thematique et de references sur les PRO, a ainsi ete choisie comme territoire de l’etude. Une base de donnees de mesures (reflectance, rugosite, masse volumique apparente, humidite, determinations analytiques) et d’observations (etats de surface du sol, pratiques d’amendement et operations culturales) d’ampleur inedite a ete recueillie et structuree et concerne plus de 250 localisations ponctuelles reparties sur la zone agricole. Une quinzaine d’images de divers capteurs satellitaires et aeroportes ont ete acquises lors de 3 campagnes printanieres de mesures de terrain synchrones des prises de vue de teledetection, en 2011, 2012 et 2013. Le projet a permis des avancees significatives sur l’utilisation de donnees imagees en lien avec les mesures spectrales au sol, pour l’estimation des teneurs en carbone organique (CO) du sol a partir de la reflectance du sol. La precision que l’on peut en esperer depend non seulement du type de capteur, mais aussi des conditions atmospheriques et angulaires de la prise de vue, et des operations culturales, qui affectent la performance de la correction atmospherique des images en reflectance. Contrairement aux predictions issues de spectres de reflectance de laboratoire ou meme de terrain, les donnees multispectrales satellitaires de resolution moyenne haute ne permettent pas de distinguer des changements lies a des apports de PRO sur une duree de 15 ans, mais contribuent a une cartographie sommaire des teneurs en CO sur de vastes superficies. Le projet a par ailleurs permis de mettre en evidence l’interet de la synergie optique/radar pour la detection des operations culturales, qui sont difficiles a repertorier spatialement par le biais d’enquetes. Dans la meme perspective d’alleger les enquetes sur les pratiques agricoles, les travaux en cours sur les images de tres haute resolution spatiale Pleiades montrent l’apport de ces images a la cartographie des types de cultures et de leurs stades phenologiques ainsi qu’au reperage des parcelles ayant recemment fait l’objet d’un epandage de PRO. Par ailleurs, le projet a permis de parametrer le modele agro-environnemental retenu pour simuler les stocks de C sous l’effet des apports de PRO (CERES-EGC), qui restitue fidelement et retrospectivement les evolutions temporelles des SCO observees sur 10 ans du dispositif experimental QualiAgro. L’inventaire des PRO actuellement ou potentiellement disponibles realise sur le territoire fait ressortir une multiplicite de scenarii agronomiques d’utilisation des PRO selon leurs proprietes stockantes ou bien fertilisantes, via leur disponibilite en azote : les dynamiques de mineralisation de l’azote, d’emission de CO2 et de N2O ont ete caracterisees pour les principaux PRO repertories dans le cadre de ce projet. On connait desormais quels sont les sols principaux emetteurs de N2O selon les PRO qu’on leur apporte. Tous les elements sont donc en place pour mettre en oeuvre ces simulations au niveau spatial, afin d’anticiper des evolutions futures. Le projet PROSTOCK ouvre la voie a de nombreuses questions connexes qui portent notamment sur le domaine de validite des modeles agri-environnementaux lorsque les types de sols et les operations culturales varient a l’echelon d’une petite region agricole. Il s’est fait en lien et avec l’engagement des agriculteurs du territoire et s’avere fecond en possibles approfondissements au service de ces derniers, que permet d’envisager l’ampleur inedite des donnees recueillies. Il pourrait donner lieu a une suite qui valoriserait les resultats en cours dans la perspective de l’evaluation spatialisee des services ecosystemiques des sols sous l’effet de l’apport des PRO.