(Partie 1)
Les mouvements d’opinion et les décisions politiques prises en faveur de la limitation des intrants chimiques (engrais, pesticides, etc.), en particulier en Europe, ont eu pour effet, outre la réduction drastique et parfois problématique du nombre de molécules disponibles pour l’agriculture, un impact positif sur le recours aux plastiques agricoles. Largement décriés pour leurs conséquences sur l’environnement et la santé, les traitements « aériens » ont de plus en plus laissé la place aux apports de précision, délivrés à la culture au moyen de la fertigation (ou micro-irrigation, irrigation au goutte-à-goutte).
Les cultures de tomate d’industrie recourent largement aujourd’hui à la fertigation dans la quasi-totalité des pays transformateurs, d’une part en raison de l’efficacité accrue des apports en intrants (directement et précisément là où la plante en a besoin), d’autre part en raison des économies permises par la précision des dosages (adaptation des quantités délivrées au juste besoin de la culture, moins de produits épandus inutilement).
La tomate d’industrie utilise également les paillages plastiques biodégradables, qui ont été développés particulièrement dans le nord de l’Italie (Piacenza), et dans une moindre mesure en Espagne. Les paillages sont connus pour améliorer le rendement mais aussi la précocité (d’environ 10 à 15 jours), ce dernier effet étant lié au réchauffement du sol et au développement racinaire qu’il favorise. Le paillage plastique présente en outre l’avantage de permettre une économie d’eau puisqu’il réduit l’évaporation, de limiter les phénomènes de lessivage en favorisant l’écoulement vers l’inter-rang, et de réduire les opérations de désherbage (désormais mécaniques et non chimiques) au seul inter-rang, puisqu’il possède des propriétés herbistatiques.
Aux propriétés spécifiques attendues des paillages correspondent différentes compositions et couleurs (noir : herbistatique et « chauffant », noir-vert : « biface » herbistatique avec moins d’effet thermique, bleu, rouge, marron, etc.). Dans les années 90, des sociétés d'additifs, comme Ampacet, ont exploré les différents pigments qui pouvaient être incorporés dans la résine en plus du noir de charbon de bois. En conséquence, le paillage plastique a été produit à titre expérimental dans les coloris suivants : bleu, rouge, orange, jaune, vert, brun et argent métallisé (très réfléchissant). La réponse des plantes à certaines couleurs a été très positive alors que d'autres couleurs n'ont produit absolument aucun effet positif.
La couleur du paillage plastique était à l'origine noire ou transparente lors de son introduction clans les années 60. Le noir était la couleur préférée en raison de l'augmentation de la température du sol par rapport à l'absence de paillage plastique et pour sa capacité à empêcher le rayonnement photosynthétique actif (RPA) d’atteindre le sol, éliminant ainsi la croissance des mauvaises herbes. Le paillage plastique transparent a augmenté la température du sol d'au moins 5°F à 8°F (9 à 14°C) par rapport au film noir, mais le paillage transparent permettait la croissance des mauvaises herbes sous le film. Au cours des dix dernières années, d'autres coloris ont été introduits dans l’industrie, notamment le rouge, le vert thermique infrarouge (IRT), le brun IRT, le bleu, l'argent métallisé ou réfléchissant, le blanc et les films coextrudés à deux couleurs, noir sur une face et blanc sur l'autre face, par exemple.
Le changement du rendement des cultures légumières en réponse aux différentes couleurs de paillage est dû en partie à une augmentation de la température du sol et de la plage des longueurs d'onde réfléchies par les différentes couleurs du paillage. Différentes couleurs absorbent et réfléchissent différentes longueurs d'onde lumineuses et les plantes se montrent particulièrement sensibles à la couleur de la lumière que leurs feuilles interceptent du soleil et des surfaces réfléchies. Le pigment dans les plantes qui contrôle l'effet de la réponse à la lumière rouge et rouge-lointain est appelé phytochrome. Le phytochrome peut exister en différents états. Lorsque le phytochrome est exposé à la lumière rouge, il se présente sous une forme qui absorbe la lumière infrarouge, et lorsqu'il est exposé à la lumière infrarouge, c'est sous une forme qui absorbe la lumière rouge. Les lumières rouge et infrarouge (entre 600 et 800 nanomètres) produisent les plus grandes réponses de croissance chez les plantes. Une lumière qui a un rapport infrarouge à rouge (FR/R) plus faible entrainera le développement de tiges plus courtes et de racines plus grosses. Inversement, un rapport FR/R plus élevé incitera les plantes à produire davantage de nouvelles pousses et de nouveaux bourgeons, avec pour résultat final des plantes plus grandes et plus feuillues. Différentes couleurs de paillage reflètent différentes longueurs d'onde de lumière et créent ainsi des rapports FR/R différents qui induisent à leur tour des réponses différentes, que le choix de couleurs permet de cibler.
Les paillages disponibles aujourd’hui incluent généralement trois et jusqu’à sept couches en fonction des objectifs culturaux et des besoins de la plante. Mais tous les types de films ne sont pas utiles avec toutes les plantes et dans toutes les conditions de culture. Il faut donc adapter soigneusement la qualité et la nature du film. En tomate d’industrie, par exemple, seuls sont utilisés les films biodégradables, dont la fragmentation avant la récolte permet aux récolteuses mécaniques de travailler sans encombre. La biodégradabilité des films en tomate d’industrie est liée à cette seule contrainte : les polyéthylènes recyclables classiques conviendraient parfaitement à la culture (rétention d’humidité, effet herbistatique, thermique, etc.) mais leur trop grande résistance interdit leur utilisation, car elle interfèrerait, voire empêcherait, la récolte mécanique.
Oxo-dégradable et bio-dégradable : la norme européenne EN 17033
Les plasticulteurs sont depuis longtemps préoccupés par le sort des films de paillage très souillés. Ils ont également cherché à mettre au point des solutions techniques pour une dégradation satisfaisante au champ. Pourtant, la communication faite autour des produits biodégradables, oxodégradables, photo- ou thermo-dégradables a pu créer une confusion qui leur est dommageable à la fois auprès du public et des autorités environnementales. Les professionnels partenaires doivent donc pouvoir utiliser un langage commun et fondé pour éviter les écueils d'un discours idéologique et de pur affichage... C'est le rôle des normes qui se mettent progressivement en place.
Paul Colonna, Directeur de recherches émérite à l’Institut National de la Recherche Agronomique
II est cependant rare d'obtenir de vraies données scientifiques sur les plastiques oxodégradables et sur les plastiques « enzyme-dégradables » qui sont complètement biodégradables dans l’environnement. Jusqu'à maintenant, elles n'ont pas pu être reproduites et le public n'y a pas facilement accès. Souvent, des paramètres comme l'indice carbonyle, la réduction de la masse moléculaire, la croissance microbienne et le rapport ADP/ATP sont utilisés pour démontrer la biodégradabilité potentielle de ces matériaux. Toutefois, ces paramètres peuvent être considérés uniquement comme des preuves d'activité microbienne et ne sont pas des preuves directes de biodégradation. La conversion du carbone en CO2 est le seul paramètre scientifiquement correct pour quantifier la biodégradation dans un environnement particulier. La fragmentation des plastiques conventionnels contenant des additifs et la disparition de la pollution visuelle liée au plastique ne peuvent pas être considérées comme une solution pertinente si l’on ne peut garantir aucune biodégradation ou seulement même une biodégradation partielle de ces fragments. Puisque la norme EN 17033 (2018) exige une biodégradabilité complète dans le sol, les plastiques conventionnels contenant des additifs ne peuvent pas être considérés comme respectant la norme, notamment en raison de la présence des sels métalliques (ajoutés pour provoquer leur dégradation) qui les rendent impropres au recyclage. Une fois présents dans l’environnement sous forme de petites particules non biodégradables (microplastiques), leur accumulation dans l’environnement est pratiquement inévitable. Il s’agit là en quelque sorte d’une « double peine », puisque le matériel n’est alors ni recyclable ni parfaitement assimilable dans le sol.
Pour éviter toute confusion, un meilleur terme désignant ces polymères conventionnels enrichis en additifs pourrait être « plastiques thermo-fragmentables ou photo-fragmentables ». Les définir comme étant biodégradables est évidemment une erreur.
Une distinction claire doit donc être faite entre les plastiques biodégradables et les plastiques contenant des additifs tels que les plastiques oxodégradables et les plastiques dégradables grâce à des enzymes. La biodégradabilité complète d'un matériau utilisé dans et sur le sol est cruciale pour pouvoir revendiquer le respect des normes telles qu'EN 17033 (2018). L'enrichissement de plastiques conventionnels avec des additifs particuliers facilite la fragmentation en plus petits morceaux. Toutefois, si la biodégradation complète n'a pas lieu, cela entrainera une accumulation. La collecte en vue du recyclage ne sera également plus possible. Afin d'empêcher les microplastiques de s'échapper et de présenter un risque pour l'environnement, une action juridique est actuellement en cours en Europe pour mettre en œuvre des restrictions particulières concernant des produits destinés aux consommateurs et aux professionnels. En plus de la Directive 2019/904 et de la proposition de l'ECHA relatives aux plastiques oxodégradables, il faut noter que les plastiques biodégradables sont également dans le viseur pour une réglementation plus contraignante. Pour les applications pour lesquelles une collecte bien établie et une bonne gestion des déchets sont en place, les plastiques biodégradables ne sont pas une solution. Toutefois, pour certains produits, tels que les films de paillage, les plastiques biodégradables peuvent être considérés comme une option intéressante.
La norme EN 17033 définit les caractéristiques d’un film biodégradable au champ, parmi lesquelles les durées d’utilisation par type de culture. Sur le plan technique, un film (polymère + plastifiant + charge (amidon ou craie)) biodégradable ou polyéthylène classique auquel on n’ajoute pas de stabilisant se dégrade dès l’instant où il est fabriqué – en fait le plastique est naturellement biodégradable : la durée de vie efficace d’un plastique est directement conditionnée par la nature et la quantité de produit stabilisant qu’il contient (déterminée pour supporter une quantité donnée de radiations thermiques (degrés-jour) et lumineuses (kilo lumen). Il reste évident que les conditions climatiques sont difficiles à prévoir ; la nature du sol mais surtout l’activité microbienne (de dégradation de l’acide polylactique (amidon) qui constitue le plastique) jouent également un rôle important dont dépend la vitesse de dégradation du paillage. Pour autant, tous les paillages ne se dégradent pas de la même façon, en fonction notamment des compositions liées aux différentes couleurs mises en œuvre : dans le contexte de plus en plus vert de la politique agricole européenne, le paillage incolore « cristal » demeure « politiquement incorrect » dans la mesure où il doit contenir un anti-UV (traces (quelques ppm) de composant à base d’oxydes métalliques). Ce type de paillage n’est cependant pas utilisé en tomate d’industrie, son usage étant réservé au secteur du melon.
Bénéfices liés au paillage : le cas des tomates d’industrie
Les polymères biodégradables permettent d’augmenter la superficie paillée. Le paillage traitant des cultures de tomates avec des films de paillis conventionnels polyéthylène (PE) a été testé dans le passé, mais à petite échelle et pour la cueillette manuelle seulement, ce qui représente une récolte assez coûteuse. Néanmoins, ce test réalisé dans le sud de l'Italie (Foggia) il y a une vingtaine d’années constitue une référence.
Ensuite, lorsque les machines de récolte sont arrivées, il a été clairement démontré que le paillage en PE était difficile à gérer lors de la récolte, avec des risques élevés de contamination des cultures et des problèmes à l'intérieur de la récolteuse en raison de la perturbation de l'équipement rotatif par du plastique. Les propriétés mécaniques des films n'étaient pas suffisamment affaiblies à la fin du cycle de culture.
Les premiers paillages biodégradables ont été testés en Espagne (Navarre) et en Italie du Nord, avec en plus une meilleure gestion des cultures et une récolte plus facile et plus sûre.
Les avantages des films de paillis biodégradables ont fait l’objet d’une abondante littérature en provenance d'Espagne (Institut de technologie agraire) et d’Italie (CIO, Consorzio Italiano Orticola), la plupart datant des années 80… Les techniciens de ces organismes de recherche (Juan Ignacio Macua, Marco Dreni) ont rapidement mis en évidence l'impact sur le rendement en tomate d’industrie, ainsi qu’un meilleur contrôle des mauvaises herbes et un besoin réduit en eau d'irrigation.
Source BASF
La rédaction de Tomato News adresse ses remerciements à M. Olivier de Beaurepaire, Agronome BASF France et Responsable du comité technique des biodégradables du CIPA, et M. Xavier Ferry, Comité international des plastiques en agriculture (Assistant du Secrétaire général), pour l’aide apportée à la documentation et à la rédaction de cet article.
