Pourquoi y a-t-il du cadmium dans les sols et comment le retrouve-t-on dans l’alimentation ?

> Qu’est-ce que le cadmium ? 

Le cadmium est un métal dont les propriétés chimiques sont proches de celles du zinc : il est mou, brillant et blanc. Son symbole chimique est Cd. On l’utilise notamment pour la fabrication de batteries, de pigments, d’alliages, de revêtements de pièces métalliques ou encore comme stabilisateur pour certaines matières plastiques. Ingéré, il met environ 20 ans avant d’être éliminé par le corps. Il s’accumule principalement dans les reins et le foie. Classé cancérigène, il est également associé à un risque accru d’ostéoporose.

>  D’où vient le cadmium présent dans nos sols ?

Le cadmium est naturellement présent dans les sols à l’état de traces, c’est-à-dire à des teneurs de l’ordre de 0,1 à 1 mg/kg. Certaines activités humaines peuvent augmenter sa concentration, comme l’agriculture par l’usage d’intrants contaminés et les industries de métallurgie. 
 

> Pourquoi certains sols contiennent plus de cadmium que d’autres ? 

Le cadmium est un des éléments chimiques présents naturellement dans la roche à partir de laquelle le sol s’est formé, la roche-mère. Lorsque cette roche se dégrade en formant le sol, celui-ci hérite d’une partie du cadmium, qui peut être plus concentré dans le sol que dans la roche initiale. Les sols qui se situent sur des roches calcaires comme en Champagne, en Charente ou dans le Jura ont fréquemment des fortes teneurs naturelles en cadmium. C’est le cas également dans les sols des Causses. 

Une autre partie du cadmium du sol provient des retombées de la pollution atmosphérique, de façon variable selon les régions et la proximité de zones industrialisées et urbanisées. La pollution atmosphérique était très importante au XX^e siècle et les retombées de cadmium sur les sols également. À certains endroits, jusqu’à 30 % du stock actuel de cadmium dans le sol est dû aux retombées atmosphériques.
Aujourd’hui, la pollution des sols au cadmium via la pollution atmosphérique est très faible. 

Le cadmium dans les sols provient aussi de l’application d’engrais phosphatés qui en contiennent. Les amendements et déchets organiques recyclés en agriculture apporte également un peu de cadmium.

> Aujourd’hui, qu’est-ce qui contribue à l’entrée de cadmium dans le sol ?

Actuellement, étant donné la faiblesse des autres apports, la quantité de cadmium qui entre chaque année dans les sols provient pour 50 à 70 % environ des engrais phosphatés¹. Mais chaque apport représente en moyenne moins de 0,1 % du stock total de cadmium dans le sol. Une contribution faible mais qui dans 100 ans correspondrait à 10 % du stock actuel de cadmium dans les sols, dont la concentration pourraient augmenter ou diminuer moins vite selon les bilans entrées/sorties. Un tel scénario est évidemment peu souhaitable pour les générations futures et cela justifie une réglementation limitant la teneur en cadmium dans les matières fertilisantes.  

> Pourquoi y a-t-il du cadmium dans les engrais minéraux ?

Avec l’azote et le potassium, le phosphore est un élément nutritif majeur des plantes. En dehors des apports de matières organiques qui en contiennent, il est apporté aux cultures agricoles par des « engrais phosphatés de synthèse » qui sont fabriqués à partir du phosphate naturel de calcium qui contient plus ou moins de cadmium. Il est considéré comme une impureté que les procédés classiques de fabrication d’engrais ne permettent pas d’éliminer totalement du produit final. En France, l’engrais minéral est majoritairement importé du Maroc et de Tunisie où le phosphate de calcium est naturellement riche en cadmium.

> Combien de temps le cadmium reste-t-il dans le sol ?

La sortie du cadmium du sol se fait naturellement par lixiviation (percolation lente de l'eau à travers le sol permettant la dissolution des matières solides qui y sont contenues) et lessivage (déplacement en profondeur de particules solides contenant le métal), mais aussi avec les récoltes des cultures qui ont absorbé du cadmium. Ainsi, sans apport extérieur dépassant ces pertes, les sols vont s'appauvrir en cadmium mais à un rythme très lent compte tenu du stock : il faut plusieurs décennies pour observer quelques pourcentages de baisse. C’est pour cette raison qu’il est attendu que la diminution de la teneur en cadmium des engrais phosphatés n’aura un effet que sur le long terme et ne diminuera pas immédiatement la teneur en cadmium des récoltes actuelles de façon significative sauf peut-être dans le cas d’épandages des engrais au plus près des plantes (apports localisés).

> Comment le cadmium du sol se retrouve-t-il dans l’alimentation ?

Le cadmium n’est pas un élément essentiel pour la croissance des plantes pour lesquelles il est également toxique. Les racines de ces dernières l’absorbent en même temps que certains éléments nutritifs comme le zinc, le fer, le manganèse, auxquels il ressemble d’un point de vue chimique. Une fois absorbé, le cadmium se distribue dans les différentes parties de la plante et se retrouve donc dans les parties consommées en alimentation humaine et animale. La contamination des cultures par le cadmium du sol sera d’autant plus importante que ce métal sera biodisponible pour la plante, c’est-à-dire qu’il sera fortement présent dans l’eau du sol sous une forme chimique absorbable par les racines. La capacité à accumuler le cadmium est en outre variable selon l’espèce et la variété.

Chez les animaux, le cadmium ingéré par l’alimentation est présent dans leur organisme mais se retrouve en particulier dans les reins et le foie dans lesquels il s’accumule et s’élimine très lentement. Certaines espèces bioaccumulent particulièrement le cadmium dans leurs organes. C’est le cas pour les équins, c’est pour cette raison que depuis 2019, la consommation d’abats de cheval est interdite. 

> Quels aliments contiennent du cadmium ?

Certains aliments, comme les algues, les champignons ou encore les abats, concentrent particulièrement le cadmium. Cependant, en moyenne, leur contribution à l’exposition alimentaire totale des individus est faible car ils sont globalement peu consommés. D’autres aliments, comme les céréales (et de ce fait le pain, les pâtes, etc.) ou les pommes de terre présentent une plus faible concentration en cadmium, mais comme ils sont fortement consommés, ils contribuent davantage à l’exposition de la population au cadmium.

« Les concentrations les plus élevées sont observées dans les abats, les mollusques bivalves, les graines de tournesol et le cacao en poudre. Les aliments les moins contaminés sont la viande issue des animaux d’élevage, les chairs de certains poissons (cabillaud, truite, merlu), le miel, les fruits, le lait. » révèle le groupe de travail « Cadmium » de la plateforme de surveillance de la chaîne alimentaire (voir encadré ci-dessous).

Le niveau de contamination de nos aliments a été plus récemment analysé dans les études de l’exposition alimentaire des Français au cadmium conduites par l’Anses.

> Comment évolue la concentration du cadmium dans l’alimentation en France et quel lien avec les récoltes ?

La dernière étude de l’Anses² montre une baisse moyenne des teneurs en cadmium des aliments de 57 % par rapport à l’étude EAT 2 (2011)³. La concentration a baissé pour 72 % des produits analysés et augmenté pour 28 % d’entre eux incluant certains produits céréaliers et la pomme de terre. Concernant les blés, la plateforme de surveillance de la chaîne alimentaire portée par INRAE et l’Acta indique en 2023 qu’entre 2009 et 2019, les concentrations en cadmium des blés tendres (utilisés pour la panification et biscuiterie) sont restées stables tandis que pour le blé dur utilisé pour fabriquer pâtes et semoules, la concentration a baissé significativement, en lien avec l’utilisation de variétés moins accumulatrices.  

Surveillance du cadmium dans la chaîne alimentaire

En 2020, un groupe de travail au sein de la plateforme Surveillance de la chaîne alimentaire (SCA) a été constitué pour réaliser un état des lieux de la surveillance du cadmium en France. Le groupe, copiloté par INRAE et l’Acta et composé de 15 membres (autorités, professionnels, agences sanitaires, instituts de recherche et instituts techniques), a rendu en octobre 2023 le bilan de ses travaux. 11 dispositifs de surveillance se sont portés volontaires pour partager leurs données de surveillance du cadmium collectées entre 2010 et 2019. La mutualisation de ces différents jeux de données a permis d’obtenir une base recensant près de 75 000 résultats d’analyse, issus de la surveillance publique et privée, couvrant l’alimentation humaine (82 %) et animale (18 %). 
Le groupe de travail a également émis 18 recommandations pour améliorer le système de surveillance du cadmium dans la chaîne alimentaire, notamment pour améliorer la qualité des échantillonnages, des méthodes, des données récoltées et des collaborations entre dispositifs de surveillance.

Voir le rapport

> Que sait-on de la contamination au cadmium des sols en agriculture biologique ?

En agriculture biologique les engrais de synthèse sont interdits mais pas les engrais naturels. C'est ainsi que les roches phosphatées broyées sont autorisées alors que les engrais phosphatés dérivés de ces roches sont interdits. Selon leur origine géographique et géologique, les roches phosphatées contiennent des quantités variables de cadmium. Donc si des roches phosphatées contaminées au cadmium sont apportées en agriculture biologique, elles vont apporter ce métal au sol tout comme les engrais conventionnels de synthèse.

Cependant les travaux⁴ récemment conduits sur le sujet par le projet Phosphobio montrent qu'aucune des 140 exploitations certifiées « agriculture biologique » étudiées n'utilisaient de roches phosphatées. Aussi, l'apport de matière organique en AB rend le cadmium moins disponible pour les plantes, un phénomène qui dépend toutefois du pH du sol. À signaler également, les parcelles reconverties en bio héritent souvent du stock de cadmium naturel et de celui apporté par l'Homme. Ainsi, la contamination au cadmium des sols en AB dépend de la teneur en cadmium du sol et de son pH, du niveau de contamination de la matière organique et de la quantité apportée.

Dans la littérature scientifique, on observe qu'en moyenne, le bio est moins contaminé mais pas systématiquement et pas pour toutes les cultures. Une étude⁵ (mobilisant peu de données en France) indique qu'en moyenne les aliments bio sont moins contaminés (-48 %) que les non bio, mais dans le détail si cet effet est assez clair pour les céréales, il l'est moins pour les légumes. Une étude² plus récente n'a pas pu montrer de différence de teneur en cadmium entre les aliments bio et non bio en France. Des études complémentaires en France sont indispensables pour établir un comparatif plus fiable.
 

> Quelles solutions pour diminuer la pollution et notre exposition au cadmium ?

INRAE mène des recherches pour explorer plusieurs pistes pour limiter l’apport de cadmium dans les sols, pour dépolluer les sols fortement concentrés en cadmium, et sélectionner des plantes moins accumulatrices de ce métal. 

•  Développer et sélectionner des variétés de plantes à cultiver peu accumulatrices de cadmium

Cultiver des variétés qui accumulent le moins de cadmium apparaît comme la solution la plus immédiatement mobilisable. Chez le blé dur, les scientifiques canadiens ont déjà identifié un gène qui favorise la rétention du cadmium dans les racines, si bien que ce contaminant est moins exporté vers les graines. Les graines en contiennent donc environ 2 à 3 fois moins. En France, plusieurs variétés de blé possédant ce gène ont été identifiées. Pour aller plus loin, le projet de recherche ANR B-SWheat piloté par l’unité de recherche INRAE Interactions sol-plante-atmosphère (ISPA), et en partenariat avec l'Usrave (Bordeaux), l'université de Pau et des Pays de l'Adour, Arvalis, les sélectionneurs Florimond Desprez et RAGT, recherche des moyens de sélectionner et d’identifier des variétés de blé qui accumulent le moins possible de cadmium (mais aussi moins d’arsenic, de nickel et de plomb) tout en préservant le rendement ainsi que les teneurs en fer et en zinc des grains, deux éléments importants - en particulier pour les régimes végétariens. Le projet a déjà permis d’analyser les teneurs en contaminants et en oligoéléments de 140 variétés de blé dur et 300 variétés de blé tendre et, dans certains cas, de relier le caractère d’accumulation à certaines zones du patrimoine génétiques des variétés.

L’unité ISPA INRAE conduit également 2 autres projets sur la problématique du cadmium chez le lin oléagineux (Casdar METALLIN porté par Linéa semences, obtenteur de variétés de lin) et le projet ComTour, sur la contamination du tournesol.

• Limiter l’usage d’engrais de synthèse, une solution déjà en place depuis 1980

Si limiter l’usage d’engrais contenant du cadmium semble être une solution évidente pour ne pas risquer d’enrichir les sols avec ce contaminant, le problème réside surtout dans le fait que le cadmium ne se dégrade pas et qu’il « sort du sol » très lentement. Ainsi, même sans apport nouveau d’engrais phosphaté, les cultures sont contaminées par la présence de ce métal dans le sol, d’origine très majoritairement naturelle. L’apport d’engrais de synthèse a été réduit de 70 % depuis les années 1980. Selon les types de sols, l’absence d’apport de phosphore n’entraîne pas nécessairement une baisse de rendement car les cultures sont capables de mobiliser le phosphore disponible accumulé dans les sols. Aussi, introduire certaines espèces, comme le lupin blanc ou le sarrasin, dans la rotation de cultures permet de d’augmenter sa disponibilité pour les autres cultures de la rotation.

Seulement, limiter l’usage d’engrais phosphaté ou diminuer leur teneur en cadmium est une solution à long terme. Car à court ou moyen terme, c'est le stock de cadmium dans le sol et sa biodisponibilté qui détermine la contamination des récoltes. La diminution de la teneur en cadmium des engrais ne devrait avoir un effet sensible sur la teneur des récoltes qu’après plusieurs décennies.
 

• Dépolluer les sols grâce aux plantes, une voie encore en exploration 

Certaines plantes ont la capacité naturelle d’hyperaccumuler des métaux. Une voie possible pour diminuer la pollution au cadmium est de les utiliser pour dépolluer les sols. Le Laboratoire Sols et Environnement (LSE) a identifié une espèce hyperaccumulatrice de ce métal, la crucifère sauvage Noccaea caerulescens. Des expérimentations sur sols pollués ont montré que malgré son fort potentiel d’accumulation, la plante ne produit pas assez de biomasse pour permettre une dépollution dans un temps raisonnable. Grâce à cette première expérimentation, les scientifiques ont pu définir une plante idéale qui permettrait de dépolluer les sols plus rapidement. La prochaine étape est de développer cette plante par des généticiens et des sélectionneurs pour que cette voie de dépollution soit efficace sur les sols agricoles. Des procédés d’extraction du cadmium de ces plantes est également à l’étude. Mais à court et moyen terme, on ne dispose pas de solution pour enlever de façon significative le cadmium des sols agricoles.

Références
1 - Belon et al, 2012, Sterckeman et al, 2018
2 – EAT 3, 2025 https://www.anses.fr/system/files/ERCA2019-SA-0010-RA-2.pdf
3 - EAT 2, 2011 https://www.anses.fr/fr/content/etude-de-lalimentation-totale-eat-2-lanses-met-disposition-les-donnees-de-son-analyse
4  - Barbieri et al., 2025, Agronomy for Sustainable Development, https://doi.org/10.1007/s13593-025-01047-w
5 - Baranski et al (2014)