Changements d’affectation de sols : incontournables dans l’évaluation environnementale en agriculture et aménagement du territoire

L’étude menée par l’Inra et l’Ademe se fonde sur une revue critique de la littérature scientifique en progressant en trois étapes successives, resserrant à chaque fois le corpus et la problématique étudiés. Dans une première approche d’analyse lexicale, 5 730 publications scientifiques ont été sélectionnées pour qualifier la diversité des réorientations qui changent l’affectation des sols et la gamme des impacts environnementaux qui en résultent. Une revue systématique a ensuite été réalisée sur un sous-ensemble de 241 articles pour préciser les impacts sur l’environnement de la production et de l’utilisation de biomasse non alimentaire, en tenant compte des changements d’affectation des sols (CAS) qu’elles induisent. Enfin, une méta-analyse portant sur 50 articles a permis d’examiner le bilan des émissions de gaz à effet de serre (GES) liées à la production et à l’utilisation de bioénergies pour une grande diversité de situations étudiées (espèces cultivées, régions de production, type de changement d’affection des sols, filières de transformations, etc.)

Production de bioénergies et urbanisation sont les deux réorientations les plus étudiées

L’analyse textuelle révèle que le champ des études d’impact environnemental tenant compte des changements d’affectation des sols apparait fortement structuré autour de deux évolutions majeures : la production de biomasse pour la bioénergie, et le développement urbain. Les impacts les plus présents dans le corpus concernent, d’une part, les émissions de GES, préférentiellement relié à la production de bioénergies, et, d’autre part, l’eau et la biodiversité, plutôt reliés aux questions d’urbanisation.

Le changement climatique apparait à la fois comme un élément de contexte - il modifie les conditions de culture ce qui peut entrainer des changements d’affectation des sols - et comme un impact : les changements d’affectation des sols peuvent entrainer un stockage ou un déstockage de carbone, ce qui a un effet sur le climat.

La production de bioénergies (et, plus spécialement, de bio-carburants de première génération) est fortement reliée à la thématique de la sécurité alimentaire, elle-même en lien avec la thématique de l’urbanisation. Ces liens traduisent la préoccupation croissante pour la compétition entre divers usages des terres (alimentaires, résidentiels, énergétiques), qui émerge assez nettement de l’analyse textuelle.

L’analyse resserrée à un sous-corpus de 1 735 articles permet d’enrichir le lien entre cultures énergétiques et émissions de gaz à effet de serre et indique que la déforestation en zone tropicale est en lien avec la production de soja et d’huile de palme.

Un lien causal dominant entre bioénergies, changement d’affectation des sols et impact sur le climat

L’analyse approfondie de la littérature scientifique sur la thématique "biomasse énergétique" (241 articles) montre la prédominance des réorientations vers les biocarburants de première (céréales, colza…) et deuxième génération (miscanthus…), des changements d’affectation des sols qui mobilisent fortement des sols forestiers et de prairies, et des impacts sur le climat. Les impacts sur l’eau et les sols sont traités à un niveau moindre. Globalement, les plantes pérennes (comme le miscanthus) tendent à mieux préserver, voire à augmenter, les teneurs en carbone organique du sol, comparées aux cultures énergétiques annuelles. Plus de la moitié des études sur l’eau concluent à une augmentation des prélèvements. Pour les autres types d’impacts, la littérature scientifique est beaucoup plus parcellaire.

Les changements d’affectation des sols directs, où, par exemple, une culture énergétique succède à une forêt ou à une prairie, sont les plus fréquemment cités. Les changements d’affectation des sols indirects étudiés - via lesquels, par exemple, une forêt est convertie en culture alimentaire, cette dernière ayant été elle-même évincée de sa zone de culture par une culture énergétique, se localisent majoritairement hors de l’Europe, en particulier en Amérique du Sud ou en Asie.

Un bilan carbone des bioénergies lié aux situations étudiées et aux méthodes utilisées

Les résultats de la méta-analyse (sur 50 articles) comparant les impacts des bioénergies en termes d’émissions de GES à ceux des énergies fossiles sont très dépendants de la référence choisie pour les émissions dues aux énergies fossiles. Ainsi, selon la référence choisie, la réduction par rapport aux énergies fossiles va d’une baisse moyenne des émissions de GES de 42 % à une hausse moyenne de 9 %. Les biocarburants de deuxième génération présentent en moyenne de meilleures performances que les biocarburants de première génération.

Les résultats sont aussi très dépendants du type de changement d’affectation des sols impliqué. Ainsi, dans le cas d’une occupation initiale "forêt", les émissions de GES dues aux bioénergies sont en moyenne plus élevées que celles dues aux énergies fossiles, quelle que soit la référence choisie pour ces dernières. De façon inattendue, ce n’est pas le cas quand l’occupation initiale est une prairie, probablement parce que l’herbe a été directement valorisée en bioénergie, ou parce qu’il s’agit de prairies dégradées ne présentant pas des teneurs en carbone élevées.

Des pistes de recherche à tous les niveaux de l’analyse

L’étude réalisée met au jour que peu de recherches abordent la question de l’effet de l’évolution des régimes alimentaires sur les changements d’affectation des sols et des impacts qui en découlent. Les impacts du développement des bioénergies sur l’eau, le sol et la biodiversité sont beaucoup moins étudiés que ceux concernant les émissions de GES. La quantification de ces derniers reste très dépendante des situations et des méthodes utilisées, qui sont loin d’être stabilisées, ce qui suggère la nécessité d’un rapprochement entre les communautés scientifiques mobilisées sur la caractérisation des changements d’affectation des sols avec celles traitant des évaluations environnementales.

Les documents de l’étude

Effets environnementaux des changements d'affectation des sols liés à des réorientations agricoles, forestières, ou d'échelle territoriale - mars 2017.

·  Rapport en 238 pages :

• Introduction  (PDF, 2 MO)
• Partie 1 Analyse textuelle des articles scientifiques sur les impacts environnementaux des changements d’affectation des sols (PDF, 5 MO)
• Partie 2 Revue systématique des connaissances sur les impacts environnementaux de la production de biomasse non alimentaire intégrant les changements d’affectation des sols (PDF, 5,5 MO)
• Partie 3 Méta-analyse des émissions de gaz à effet de serre induites par la production de biomasse à vocation énergétique (PDF, 2 MO)

A propos de : une étude menée par la délégation à l’expertise scientifique collective, à la prospective et aux études

L’étude a mobilisé une vingtaine d’experts scientifiques avec un volet d’expertise scientifique collective menée selon une approche de type « revue systématique » et reposant sur l’analyse des connaissances scientifiques publiées et un volet d’étude sous forme d’une méta-analyse.