Réduction des émissions agricoles : quelles solutions pour les grandes cultures ?

Les grandes cultures françaises sont aujourd’hui à la croisée des chemins : elles doivent relever le double défi de garantir la sécurité alimentaire tout en réduisant drastiquement leur empreinte carbone. Les données récemment publiées par le Citepa mettent en lumière l’ampleur de ce dernier enjeu. En 2024, les émissions de gaz à effet de serre (GES) liées aux cultures ont augmenté de 1 %, atteignant 20,6 millions de tonnes équivalent CO₂ (Mt CO₂e). Elles représentent désormais 27,1 % des émissions totales du secteur agricole français [1].

Cette hausse intervient dans un contexte où l’agriculture contribue significativement au changement climatique par l’émission de trois principaux gaz à effet de serre : le protoxyde d’azote (N₂O) issu notamment de la fertilisation azotée, le méthane (CH₄) produit par l’élevage et certaines pratiques culturales, et le dioxyde de carbone (CO₂) lié au travail du sol et à la consommation d’énergie fossile.

Les grandes cultures, qui génèrent près d’un tiers des émissions agricoles nationales [1], se révèlent être un levier stratégique pour inverser cette tendance. Face à l’urgence climatique et aux attentes sociétales croissantes, les exploitants et les acteurs de la filière explorent activement des solutions innovantes pour réduire leur empreinte environnementale tout en préservant leur viabilité économique.

Dès lors, une question s’impose : comment faire des grandes cultures un moteur crédible et efficace de la transition écologique agricole, capable de contribuer significativement à la réduction des émissions de gaz à effet de serre ?

Les émissions agricoles : sources et spécificités des grandes cultures

Panorama des émissions agricoles

L’agriculture participe aux émissions de gaz à effet de serre principalement par trois vecteurs distincts. Le méthane (CH₄) provient essentiellement de la fermentation entérique des ruminants et de résidus de récolte. Le protoxyde d’azote (N₂O) résulte principalement de la dénitrification des sols et de l’utilisation d’engrais azotés. Enfin, le dioxyde de carbone (CO₂) est émis lors de la combustion d’énergies fossiles et du travail du sol qui libère le carbone stocké.

Certaines émissions ne peuvent pas être directement rattachées à une activité agricole spécifique, car elles proviennent d’équipements partagés entre plusieurs types de production. C’est notamment le cas des tracteurs, utilisés aussi bien dans les exploitations d’élevage que dans celles consacrées aux grandes cultures [1].  

Le secteur agricole génère une large gamme d’émissions, comprenant à la fois des gaz à effet de serre et des polluants atmosphériques. Ces émissions proviennent de processus variés, qui peuvent être :

  • biologiques, comme la fermentation entérique chez les ruminants ou l’activité microbienne dans les sols cultivés et les effluents d’élevage ;
  • physiques, tels que la diffusion des gaz à l’interface sol-atmosphère, la remise en suspension de particules par les outils agricoles ou la pulvérisation de produits ;
  • chimiques, à travers des réactions telles que la décarbonatation des amendements basiques, l’hydrolyse de l’urée ou encore la combustion de carburants [1].

Contrairement à l’élevage, où le méthane domine largement les émissions agricoles, les grandes cultures présentent un profil différent. Les émissions y sont principalement constituées de protoxyde d’azote. Celle-ci représentent 29 % des émissions liées à la fertilisation des cultures, selon le dernier rapport du Secten [1].

Cette spécificité influence directement les stratégies de réduction à mettre en œuvre, nécessitant des approches techniques adaptées aux particularités des systèmes de production végétale.

Sources spécifiques dans les grandes cultures

La fertilisation azotée constitue le principal poste d’émissions en grande culture. L’application d’engrais minéraux ou organiques sur les parcelles génère des émissions directes de N₂O par dénitrification, ainsi que des émissions indirectes liées à la volatilisation de l’ammoniac et au lessivage des nitrates [2]. Ces processus sont influencés par de nombreux facteurs environnementaux et techniques, notamment les conditions climatiques, le type de sol, la forme d’engrais utilisée et les modalités d’application.

Le travail du sol représente une autre source importante d’émissions. Les opérations de labour, déchaumage et préparation du lit de semences perturbent la structure du sol et accélèrent la minéralisation de la matière organique, libérant ainsi du CO₂ dans l’atmosphère. L’intensité de ces émissions dépend de la profondeur et de la fréquence des interventions, ainsi que du taux de matière organique présent dans le sol.

L’utilisation de carburants fossiles pour alimenter les machines agricoles génère des émissions directes de CO₂ [1]. Ces émissions varient considérablement selon l’itinéraire technique adopté, le type de matériel utilisé et l’organisation des chantiers. Les opérations les plus consommatrices sont généralement le labour, les épandages et les récoltes, particulièrement pour les cultures nécessitant des interventions fréquentes.

Le changement d’affectation des sols, bien que moins fréquent, peut générer des émissions importantes lorsque des prairies permanentes ou des zones forestières sont converties en terres arables. Cette conversion libère brutalement le carbone stocké dans les sols et la biomasse, créant une dette carbone qui peut prendre plusieurs décennies à être réduite par les nouvelles pratiques agricoles.

Les leviers techniques et agronomiques pour réduire les émissions

Optimisation de la fertilisation

Les outils d’aide à la décision constituent un levier essentiel pour optimiser la fertilisation azotée. Ces technologies, qui intègrent des capteurs de terrain, des modèles de simulation et des données météorologiques, permettent d’ajuster les apports aux besoins réels des cultures. L’utilisation de tels outils peut réduire significativement les doses d’azote appliquées tout en maintenant les rendements, diminuant ainsi les émissions de N₂O.

La fertilisation de précision, rendue possible par les technologies numériques et les équipements de modulation, permet d’adapter les apports à la variabilité intra-parcellaire. Cette approche optimise l’efficience de l’azote en appliquant la bonne dose au bon endroit et au bon moment, réduisant les risques de sur-fertilisation et les émissions associées. Le recours aux technologies de précision dans l’agriculture pourrait permettre de réduire de 1,5 à 2 % les émissions de GES de l’agriculture européenne, selon un rapport de la Commission européenne [3]. 

La substitution partielle des engrais minéraux par l’intégration de légumineuses dans les rotations offre un potentiel de réduction important. Ces cultures fixent l’azote atmosphérique grâce à leur symbiose avec des bactéries, réduisant les besoins en fertilisation de la culture suivante. Cette pratique permet de diminuer les émissions directes liées aux engrais tout en améliorant la fertilité des sols à long terme [4].

Réduction du travail du sol

L’agriculture de conservation, qui repose sur la réduction du travail du sol, la couverture permanente et la diversification des rotations, présente un potentiel de réduction des émissions considérable. En limitant les perturbations du sol, ces pratiques préservent le carbone stocké et réduisent les émissions de CO₂. La diminution du nombre de passages réduit également la consommation de carburant et les émissions associées.

Le semis direct, technique la plus aboutie de l’agriculture de conservation, supprime totalement le travail du sol avant l’implantation des cultures. Cette pratique peut réduire les émissions de 30 % au labour conventionnel, tout en diminuant significativement la consommation de carburant [5]. Cependant, sa mise en œuvre nécessite une adaptation complète du système de production et un apprentissage technique approfondi.

👉 Pour en savoir plus : Régénération des sols agricoles : le rôle clé de l’ACS | OKLIMA

Amélioration des rotations et diversification des cultures

L’intégration de cultures intermédiaires ou couverts végétaux entre les cultures principales constitue un levier efficace de réduction des émissions. Ces couverts, notamment les légumineuses, captent l’azote résiduel du sol, limitant les émissions de N₂O par lessivage et dénitrification. Ils contribuent également au stockage de carbone dans les sols par leurs apports de matière organique fraîche [6].

L’allongement des rotations, en introduisant une plus grande diversité de cultures, permet d’optimiser l’utilisation des ressources et de réduire les intrants. Les rotations longues incluant des légumineuses diminuent les besoins en fertilisation azotée, tandis que l’alternance de cultures aux exigences différentes améliore l’efficience globale du système. Cette diversification réduit également les risques sanitaires et limite l’usage de produits phytosanitaires.

Enjeux économiques, sociaux et environnementaux pour les grandes cultures

Entre charges et opportunités : quels leviers pour agir ?

Les investissements nécessaires à la transition vers des pratiques moins émissives représentent souvent un frein majeur pour les exploitants. En effet, selon une étude réalisée par The Shift Project en décembre 2024, 81% des agriculteurs interrogés estiment que le verrou financier est un frein à l’adoption de nouvelles pratiques et 87% posent une condition financière pour s’engager ou accélérer leur transition [7].

L’acquisition de matériel spécialisé pour le semis direct, les équipements de fertilisation de précision ou les outils de mesure peuvent nécessiter des investissements conséquents. Ces coûts initiaux doivent être mis en balance avec les économies réalisées à moyen terme sur les intrants et la mécanisation.

Les politiques publiques jouent un rôle déterminant dans l’accompagnement de cette transition. La Politique Agricole Commune (PAC) intègre progressivement des mesures incitatives pour les pratiques favorables au climat, notamment à travers les éco-régimes et les mesures agro-environnementales. Les marchés du carbone émergents offrent également de nouvelles perspectives de valorisation des efforts de réduction des émissions, bien que leur développement reste encore limité.

De même, la stratégie nationale bas carbone (SNBC), dont la France s’est dotée en 2015, promeut la réduction des émissions de gaz à effet dans le secteur agricole ainsi que le développement de l’agroécologie et de l’agriculture de précision [1]. Dans le cadre de la Stratégie nationale bas-carbone, la SNBC-2 fixe un budget carbone de 71 MtCO₂e. Le projet de SNBC-3, soumis à concertation en novembre 2024, prévoit une réduction supplémentaire de ce plafond à 67 MtCO₂e. À titre de comparaison, les émissions moyennes observées entre 2019 et 2023 s’élevaient à 79 MtCO₂e [8].

Dans cette optique de réduction, le label bas-carbone apporte des financements pour les agriculteurs souhaitant mettre en place des pratiques agricoles plus respectueuses du climat, réduisant les émissions de gaz à effet de serre ou augmentant le stockage de carbone dans les sols. La labellisation des projets reconnaît officiellement les efforts réalisés sur l’exploitation.

👉 Pour en savoir plus : Tout savoir sur le Label bas-carbone en agriculture

Adoption des pratiques agroécologiques : un enjeu de taille pour réduire les émissions agricoles

L’accompagnement au changement constitue un enjeu crucial pour la généralisation des pratiques agroécologiques. La transition technique s’accompagne souvent d’une période d’apprentissage durant laquelle les performances peuvent être dégradées. Un accompagnement technique renforcé, incluant formation, conseil et suivi, est indispensable pour sécuriser cette phase de transition.  

Les coopératives et les instituts techniques jouent un rôle central dans l’accompagnement des agriculteurs. Ils développent des références techniques adaptées aux conditions locales, organisent des formations et assurent le transfert de connaissances entre pairs. Cette fonction d’interface entre la recherche et le terrain est essentielle pour l’adoption de nouvelles pratiques.

Les coopératives assurent également la liaison entre les agriculteurs et les acteurs du marché de la contribution carbone, en les soutenant dans le développement et la mise en œuvre de projets bas carbone au sein de leurs exploitations.

Ces acteurs facilitent la valorisation des réductions d’émissions de gaz à effet de serre, et la sécurisation des financements associés à ces démarches. En collaborant étroitement avec les agriculteurs, ils assurent un suivi technique et administratif, tout en garantissant la conformité des projets avec les référentiels en vigueur.

Co-bénéfices environnementaux

Le stockage du carbone dans les sols génère une multitude de co-bénéfices significatifs, tant pour l’environnement que pour l’agriculture. L’augmentation du taux de matière organique améliore la fertilité des sols, leur capacité de rétention en eau et leur résistance à l’érosion. Ce stockage contribue également à l’atténuation du changement climatique en séquestrant du CO₂ atmosphérique de manière durable.

La qualité de l’eau et de l’air s’améliore grâce à la réduction des intrants et à une gestion plus efficiente de leur usage. La limitation des pertes d’azote vers les nappes phréatiques et les cours d’eau participe à la protection des ressources hydriques. Parallèlement, la baisse des émissions d’ammoniac contribue à une meilleure qualité de l’air et à la prévention de l’eutrophisation des milieux aquatiques.

La biodiversité bénéficie pleinement des pratiques agricoles telles que la diversification des rotations et la réduction du travail du sol. Les cultures intermédiaires et les couverts permanents créent des habitats favorables et fournissent des ressources alimentaires pour la faune auxiliaire. En réduisant les perturbations du sol, on favorise le développement de la vie biologique et la diversité des organismes telluriques, renforçant ainsi la résilience des agroécosystèmes.

La réduction des émissions de gaz à effet de serre en grandes cultures nécessite une approche systémique intégrant innovations techniques, accompagnement économique et transformation des pratiques vers des pratiques durables. Si les solutions existent, leur généralisation dépendra de la capacité collective à surmonter les obstacles techniques, économiques et sociaux identifiés. L’enjeu consiste à construire des systèmes agricoles durables, capables de nourrir la population tout en préservant le climat et l’environnement pour les générations futures.

À ce titre, Oklima accompagne les agriculteurs dans la mise en œuvre et le financement de pratiques agricoles vertueuses, contribuant activement à la lutte contre le dérèglement climatique. Ces initiatives sont soutenues par des entreprises engagées, soit dans le cadre de la décarbonation de leur scope 3 au sein de leur chaîne de valeur, soit en dehors de celle-ci, dans une logique de contribution climatique volontaire.

Ces projets agricoles bas carbone permettent de générer des co-bénéfices environnementaux, économiques et sociaux à l’échelle des territoires. En valorisant les efforts des agriculteurs, Oklima favorise une transition agroécologique durable, tout en renforçant le lien entre le monde agricole et les acteurs économiques engagés pour la neutralité carbone mondiale.

Grâce à une méthodologie rigoureuse et transparente, les projets développés par Oklima garantissent la traçabilité des réductions ou séquestrations d’émissions, tout en allant au-delà des standards de qualité du marché carbone volontaire.

Notes de référence :

[1] : Rapport Secten – Edition 2025 : Rapport sur les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques en France – Secten – Citepa

[2] : Portail Notre Environnement – Les émissions de gaz à effet de serre de l’agriculture : Les émissions de gaz à effet de serre de l’agriculture – notre-environnement

[3] : Polytechnique – Quelles sont les émissions de GES de l’agriculture ? – Polytechnique Insights

[4] : Agrisource – 11cbf71f-c0d3-4a63-d0d3-c705d8bd816b.pdf

[4] : Le Bulletin des Agriculteurs – Le semis direct réduirait de 30% les gaz à effet de serre – Le Bulletin des agriculteurs

[6] : Chambre d’agriculture – Les avantages des couverts végétaux – Chambre d’agriculture France

[7] : The Shift Project – Grande Consultation des Agriculteurs 241212_Presentation-Grande-Consultation-des-Agriculteurs_PDF.pdf

[8] : Secten – Le rapport Secten Édition 2025 vient d’être publié – Citepa

Ressources

Dévastée par une tornade, la forêt de Saint-Nicolas de Bourgueil retrouve vie petit à petit

Nichée au cœur de l’Indre-et-Loire, la forêt de Saint-Nicolas de Bourgueil a été durement frappée en 2021 par le passage d’une tornade. Compte tenu de la violence de l’épisode, avec des vents estimés entre 175 et 220 km/h, et de l’ampleur des dégâts infligés aux écosystèmes — près de 2 200 hectares dévastés — la mairie a souhaité engager un projet de restauration de cette forêt gravement endommagée. Dans ce contexte, EDF DPNT a cofinancé un projet de reboisement de 31 hectares, développé par Oklima, en collaboration avec l’ONF (Office National des Forêts).

Lire la suite »
Ressources

Les friches agricoles en France : un défi territorial à transformer en opportunité

La France est confrontée à une augmentation significative des friches agricoles, témoins d’une déprise rurale liée à l’abandon prolongé de certaines terres. Ces espaces inactifs, souvent peu ou plus entretenus, soulèvent des enjeux majeurs en matière d’aménagement du territoire, de biodiversité et de transition écologique.

Loin d’être de simples zones délaissées, les friches agricoles représentent une opportunité stratégique pour repenser l’usage des sols. Elles se situent au croisement d’enjeux économiques, sociaux et environnementaux, et appellent à des solutions innovantes.

Lire la suite »
Ressources

Les haies, alliées de la transition écologique : comment réintégrer ces écosystèmes dans nos paysages agricoles ?

Longtemps marginalisées, voire arrachées au nom de la modernisation agricole, les haies ont peu à peu disparu des campagnes françaises, laissant place à des paysages plus uniformes… mais aussi plus vulnérables.

Aujourd’hui, dans un contexte de dérèglement climatique et de transition agroécologique, elles reviennent au cœur des stratégies agricoles. Véritables alliées du vivant, les haies jouent un rôle clé dans la fertilité des sols, la régulation de l’eau, la biodiversité et la séquestration du carbone.

Lire la suite »
Ressources

Décarbonation du Scope 3 dans l’agriculture : bâtir des chaînes d’approvisionnement durables

Responsable d’environ 21 % des émissions de gaz à effet de serre en France [1] et de 26 % à l’échelle mondiale [2], l’agriculture est à la fois un moteur des dérèglements climatiques… et l’une de leurs premières victimes. Sécheresses, inondations, maladies émergentes, appauvrissement des sols : les effets du changement climatique menacent directement sa capacité à nourrir durablement les populations.

Dans la perspective de l’atteinte de la neutralité carbone à horizon 2050 en France, le système alimentaire doit relever un triple défi climatique : réduire au maximum les émissions de gaz à effet de serre qu’il engendre, augmenter le stockage de carbone dans les sols agricoles, tout en se préparant à un climat plus chaud de +2 °C à court terme et possiblement de +4 °C à plus long terme[2] .

Lire la suite »
Ressources

Réduction des émissions agricoles : quelles solutions pour les grandes cultures ?

Les cultures françaises sont aujourd’hui à la croisée des chemins : elles doivent relever le double défi de garantir la sécurité alimentaire tout en réduisant drastiquement leur empreinte carbone. Les données récemment publiées par le Citepa mettent en lumière l’ampleur de ce dernier enjeu. En 2024, les émissions de gaz à effet de serre (GES) liées aux cultures ont augmenté de 1 %, atteignant 20,6 millions de tonnes équivalent CO₂ (Mt CO₂e). Elles représentent désormais 27,1 % des émissions totales du secteur agricole français [1].

Cette hausse intervient dans un contexte où l’agriculture contribue significativement au changement climatique par l’émission de trois principaux gaz à effet de serre : le protoxyde d’azote (N₂O) issu notamment de la fertilisation azotée, le méthane (CH₄) produit par l’élevage et certaines pratiques culturales, et le dioxyde de carbone (CO₂) lié au travail du sol et à la consommation d’énergie fossile.

Lire la suite »
Ressources

Résilience des écosystèmes forestiers français : comment évaluer leur capacité à faire face au changement climatique ?

Sécheresses à répétition, vagues de chaleur, tempêtes plus violentes, prolifération d’insectes ravageurs… Le climat bouleverse l’équilibre fragile de nos forêts. Partout en France, des signes de vulnérabilité apparaissent : dépérissement des essences, ralentissement de la croissance, hausse de la mortalité des arbres. Mais face à ces menaces croissantes, une question essentielle se pose : nos forêts sont-elles capables de résister et de se régénérer durablement ?

C’est tout l’enjeu de la résilience forestière, un concept devenu central pour les scientifiques, les gestionnaires et les décideurs publics. Il s’agit de comprendre comment les écosystèmes forestiers français réagissent aux perturbations climatiques, sur l’ensemble du territoire.

Lire la suite »
Ressources

Agriculture de Conservation des Sols : une solution durable pour la fertilité des sols agricoles

Les sols agricoles français se dégradent à un rythme préoccupant. Environ 18 % du territoire métropolitain est touché par l’érosion hydrique, tandis que plus de 40 % présentent une susceptibilité forte à modérée aux glissements de terrain et aux ruissellements[1]. Ces dynamiques compromettent la fertilité des sols, réduisent la biodiversité, perturbent le cycle de l’eau et affaiblissent la résilience des écosystèmes agricoles.

Face à ce constat, l’agriculture de conservation des sols (ACS) émerge comme une solution de fond.

Lire la suite »