L'azote est un élément essentiel à la vie. Il est présent dans les acides aminés, les protéines et l'ADN. C'est souvent le principal nutriment limitant la croissance des plantes cultivées, après l'eau. Cependant, la capacité des végétaux à absorber l'azote dépend fortement de la forme sous laquelle celui-ci se présente. L'azote minéral constitue la forme la plus rapidement assimilable par les plantes, tandis que l'azote organique apporté par la biomasse (bois, fumier, compost, etc.) doit être préalablement minéralisé par des organismes du sol.

Le procédé Haber-Bosch: une révolution

Au XXe siècle, le procédé Haber-Bosch a révolutionné l'agriculture. Pour la première fois, l'azote (N2), abondant dans l'atmosphère, mais inassimilable par la plupart des plantes (à l'exception des légumineuses), pouvait être transformé en grande quantité en ammoniac et utilisé comme engrais minéral. Ainsi, l'agriculture ne dépendait plus exclusivement du bouclage des cycles des nutriments, impliquant des pertes d'azote aussi faibles que possible, ou de la fixation biologique de l'azote par des légumineuses, qui étaient auparavant l'unique source d'azote dans l'agriculture. Un hectare de terres assolées permettait désormais de nourrir près de quatre personnes et demie au lieu de deux. 
Aujourd'hui, environ la moitié de tous les aliments sont produits au moyen d'engrais azotés minéraux. L'agriculture biologique renonce quant à elle aux engrais minéraux et mise sur les engrais organiques, les légumineuses et des cycles des nutriments aussi fermés que possible.

Lorsque l'azote devient nuisible

Aussi utile que l'azote puisse être pour la croissance des végétaux, il devient problématique lorsqu'il est libéré en excès dans l'environnement sous forme d'ammoniac, de protoxyde d'azote ou de nitrates. À l'heure actuelle, la quantité d'azote réactif produite par l'activité humaine correspond au double de celle liée aux processus naturels. Les limites planétaires sont dépassées depuis longtemps. De nombreux écosystèmes ne peuvent pas supporter ces apports excessifs d'azote sans altération de leur composition et de leurs fonctions.

Il existe toutefois de grandes différences géographiques. Alors qu'en Europe, en Amérique du Nord ou dans certaines parties de l'Asie, l'utilisation d'engrais azotés est souvent excessive, de nombreuses régions d'Afrique souffrent d'une carence en azote et d'un épuisement progressif des sols.

Effets sur les forêts et les milieux aquatiques

Si une trop grande quantité d'ammoniac est libérée dans l'environnement, les habitats sensibles tels que les tourbières, les forêts et les prairies maigres riches en espèces souffrent de cette fertilisation excessive. Ainsi, les plantes adaptées aux sols pauvres en nutriments sont remplacées par d'autres espèces, avec des conséquences importantes pour la biodiversité. 
Les nitrates en excès peuvent être lessivés par les précipitations dans les eaux souterraines, nuisant à la qualité de l'eau potable et entraînant potentiellement des problèmes de santé. Lorsque l'azote est rejeté dans les milieux aquatiques, il peut accroître la prolifération des algues (eutrophisation), menaçant alors l'existence de nombreuses espèces aquatiques.
La transformation microbienne des composés azotés dans le sol entraîne l'émission de protoxyde d'azote. Or, ce gaz à effet de serre a un impact très important sur le climat. De plus, la production d'engrais minéraux nécessite beaucoup d'énergie, souvent sous forme de combustibles fossiles. Environ un à deux pour cent de la consommation mondiale d'énergie est consacrée à la production d'engrais, et environ 95 pour cent de cette énergie est utilisée pour les engrais azotés.

Réduire l'azote sans perte de rendement?

Selon un rapport du FiBL, une autre option pour atteindre la sécurité alimentaire serait de diminuer l'utilisation d'azote: lorsque les apports sont largement excessifs et faiblement efficients, comme c'est le cas dans notre pays, il serait possible d'économiser beaucoup d'azote sans que les rendements diminuent. L'objectif serait de réduire les apports d'azote de 50 pour cent dans les régions où ils sont élevés afin d'atténuer l'impact sur l'environnement. 
Les solutions ne manquent pas, et la problématique est connue depuis des années. La priorité est de changer en profondeur l'ensemble du système alimentaire. Il faut notamment réduire le gaspillage alimentaire et renforcer la mise en œuvre de stratégies «feed no food», c'est-à-dire que les terres assolées doivent servir davantage à l'alimentation humaine qu'à l'alimentation animale, car l'utilisation efficiente de l'azote est nettement plus élevée pour la production d'aliments végétaux que pour les produits d'origine animale.

Les approches techniques font également partie des solutions. Le recyclage de l'azote à partir des eaux usées est en effet possible, mais ce processus nécessite beaucoup d'énergie. C'est pourquoi les stations d'épuration des eaux utilisent de plus en plus souvent le procédé Anammox, qui consiste à transformer l'azote des eaux usées en azote atmosphérique, non nocif (N₂). Plusieurs cantons suisses ont entrepris d'équiper leurs stations de ce système.

Si la problématique de l'azote représente un défi majeur, elle a été amplement étudiée et des solutions ont été identifiées. La question cruciale n'est donc plus de savoir si le problème de l'azote peut être résolu, mais si les milieux agricoles, politiques et économiques ainsi que les consommateurs et consommatrices sont prêts à mettre en œuvre les changements qui s'imposent.

Michelle Knecht, FiBL

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