L’enjeu climatique des rizières, du riz blanc pas si propre

Par Rémi Bertaux, Hugo Bonnet, Emile Jouffe, Antoine Paire & Julien Schalck, étudiants ESTA Belfort, 05/2021  

Mots clés : #riziculture #agroécologie #durable #canard #méthane

Les émissions de méthane (CH4) contribuent fortement aux changements climatiques. C’est la majeure incidence des rizières, principale activité génératrice de ce gaz à effet de serre. Suivant la forte croissance démographique des gros pays consommateurs de riz comme l’Inde et la Chine, les quantités de riz produites devront augmenter de 60% en 30 ans. Relever l’enjeu climatique sur ce segment consisterait-il à réduire la production mondiale de riz au détriment des besoins alimentaires ? Une technique de production biologique conceptualisée depuis 1988 par Takao Furuno, un agriculteur japonais, pourrait se positionner comme une excellente alternative à ce scénario.

La production de riz dans le monde

Le riz est actuellement la troisième céréale la plus produite au monde devant le maïs et le blé avec une production annuelle d’environ 500 millions de tonnes en équivalent usiné.

La moitié de cette production est couverte par la Chine et l’Inde, et 75% sont couverts par des pays d’Asie.

Figure 1: Consommation de riz dans le monde en 2018/2019
Source : Statista (2021)

La demande mondiale de riz augmente d’environ 5 millions de tonnes par an selon les estimations de la FAO.
C’est notamment en Afrique que la consommation annuelle de riz a connu la plus forte hausse (3,92 %), en comparaison de l’Asie (1,01 %). Sur les deux continents, la consommation de riz a dépassé la production.

Figure 2: Prévisions de croissance démographique en 2014
Source: ONU

Selon les estimations de l’IRD (Institut de Recherche pour le Développement), pour nourrir la population mondiale, la production de riz doit encore augmenter de 60 % en 30 ans. Cette donnée est particulièrement préoccupante au vu des importantes émissions de méthane et de protoxyde d’azote des rizières.

La rizière est une préoccupation climatique majeure

Pour comprendre l’importance des rizières dans les émissions de gaz à effet de serre mondiales, nous allons dans un premier temps nous préoccuper des différentes activités responsables de ces émissions.

Figure 3: Emissions de GES par activité
Source : Citepa, rapport Secten 2020

Aujourd’hui le domaine agricole est le second plus gros émetteur de gaz à effet de serre après le transport routier.

Intéressons-nous à la part des émissions mondiales de gaz à effet de serre qu’occupe le méthane :

Figure 4: Emissions de GES mondiales par gaz en 2010
Source: GIEC, 2014

Parmi les émissions mondiales de gaz à effet de serre en 2010, la part du méthane était évaluée à 16% sachant que le méthane à un pouvoir réchauffant 28 fois supérieur à celui du CO2.

En 2017, les activités d’origine anthropique étaient responsables à 60% des émissions mondiales de méthane contre 40% d’origine naturelle.

Figure 5: Emissions mondiales de méthane d’origine humaine
Source: CDIAC, 2011

Les rizières émettent 60 millions de tonnes de méthane (CH4) par an soit 1,4 milliards de tonnes équivalent CO2. Elles participent à 7% des émissions mondiales de méthane d’origine anthropique en 2010 selon le GIEC. Produire un kilo de riz revient à émettre 120 g de méthane.

On sait que 60% des 16% totaux de méthane compris dans les rejets de GES viennent d’activités anthropiques.
On peut observer sur le troisième graphique que la deuxième activité anthropique la plus productrice de méthane est la riziculture juste après le bétail. Il nous semble intéressant d’observer comment les rizières peuvent, à l’avenir, produire moins de méthane.

Principes de production du méthane dans les rizières

Une formation importante de méthane se produit par le manque d’oxygénation dans les sols constamment immergés. Pour comprendre la formation du méthane dans les rizières, il nous faut considérer deux bactéries.

Les bactéries méthanotrophes doivent vivre en condition aérobie (en contact avec une source d’oxygène). Elles consomment donc du méthane par un système de membranes internes au sein de laquelle une oxydoréduction contrôlée du méthane se produit.

La décomposition aérobie traduit la présence de dioxygène et la décomposition anaérobie traduit son absence.

Les bactéries méthanogènes émettent du méthane par leur respiration anaérobie. La disponibilité en carbone organique dans le sol va favoriser leur développement. La clé de l’enjeu pourrait donc consister à réfléchir aux moyens d’oxygénation de l’eau utilisée dans les rizières.

Voici la formule de méthanogenèse :

C6H12O6 –> 3CO2 + 3CH4

Le protoxyde d’azote quant à lui, est généré lorsque le sol est immergé puis asséché de façon intermittente.

Les différentes solutions


Figure 6: Phases de croissance du riz avec les quantités d’eau utilisées
Source: FAO

Plusieurs drainages ont lieu au cours de la culture du riz et certains acteurs scientifiques se questionnent quant à leur impact sur les émissions de méthane des rizières.

D’après des études de l’IRRI, utiliser deux fois le drainage au cours de la culture du riz permettrait de diminuer de 80% les émissions de méthane. Cette forte diminution serait principalement due à la consommation du méthane par des micro-organismes ainsi qu’à l’inhibition partielle de la production du CH4.

Il existe différentes solutions permettant de réduire ces émissions comme l’utilisation de canards.

Lorsque les canards sont déployés dans les rizières, les mouvements de leurs palmes oxygènent l’eau et influent sur la production de méthane. Cette oxygénation de l’eau favorise une décomposition aérobie au préjudice de la décomposition anaérobie. Les canards permettent également la suppression de nuisibles et d’adventices, ces dernières étant également responsables de la production du méthane.

L’utilisation d’une bactérie est une solution à évaluer également, il s’agit des bactéries « câbles ».

Ces bactéries permettent de maintenir la quantité de sulfate élevée réduisant ainsi l’activité des micro-organismes producteurs de méthane. Déverser du sulfate dans les rizières permet de réduire cette production de méthane mais l’utilisation de cette bactérie pourrait être plus judicieuse de fait de son origine naturelle.

Lors du drainage, il serait possible de récupérer l’eau dans des bassins équipés d’aérateurs et de filtres pour réinjecter une eau oxygénée et dépourvue de substances nuisibles.

Conclusion

Ces solutions présenteraient de réels impacts sur les émissions de méthane mais pourraient présenter également certains inconvénients comment l’utilisation supplémentaire d’énergies et d’infrastructures.

Il est important d’étudier plus en profondeur ces solutions afin de connaître les réels avantages et inconvénients pour pouvoir ensuite démocratiser de nouvelles façons de cultiver le riz, tout en maintenant de bons rendements.

Figure 7: Les solutions à étudier : canards, bactéries, fréquence et nombre de drainages, pesticides

Les émissions de gaz à effet de serre causées par la culture du riz sont importantes et le riz est majoritairement produit en Asie. Envisager des modes de consommation plus sains avec des circuits de distribution plus courts, en choisissant par exemple du riz provenant de France lorsqu’il est consommé en France. Aussi, il est possible de substituer le riz par d’autres céréales ou d’autres aliments ayant des propriétés nutritionnelles similaires.

Références

http://www.fao.org/3/y2778f/y2778f04.htm#TopOfPage

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15812-w

https://www.insee.fr/fr/statistiques/2015759

http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/spid/docs/Senegal/APRAO_Senegal_FicheTechniqueRiziculture.pdf

http://pierre-armand-roger.fr/publications/pdf/208_coursch4.pdf

https://www.ademe.fr/expertises/produire-autrement/production-agricole/chiffres-cles-observations/dossier/qualite-sols/sols-changement-climatique

https://www.connaissancedesenergies.org/gaz-effet-de-serre-dou-proviennent-les-emissions-de-methane-170104

https://www.sauvonsleclimat.org/fr/base-documentaire/riziculture-et-methane

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12 commentaires

  1. Les canards semblent être la solution idéale pour réduire la production de méthane dans les rizière. Est-ce qu’il existe d’autres animaux qui pourraient avoir un impact similaire ? Concernant les bactéries, l’introduction de nouveaux organismes dans les rizières ne risque-t-il pas d’avoir un impact sur l’ensemble de l’écosystème ?

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  2. Un article très intéressant ! Les rizières ont donc un impact conséquent sur l’environnement.
    En coïncidèrent que de nouvelles façons de cultiver le riz soient acceptées, tel que les canards, comment contrôler ceux-ci, s’ils restent constamment dans les rizières ?
    Si ce n’est pas le cas, comment gérer leurs besoins naturels ou encore leurs besoins d’espace ?

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  3. Merci pour cet article instructif. C’est surprenant de constater que nos ancêtres aient trouvé des moyens simples de répondre aux problématiques actuelles ! Je reste en revanche perplexe sur l’impact du transport routier. En effet, vous dites qu’il est le plus gros responsable des émissions de gaz à effet de serres. En volume peut être, mais qu’en est-il de l’impact ? Si j’en crois votre graphique (Emissions de GES mondiales par gaz) le méthane représente 16% des GAS mais son PER (Potentiel de Réchauffement Global) est 28 fois plus important que celui du Co2. Donc en équivalent Co2 cela représenterait 448% !

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  4. Merci pour cet article qui nous fait encore une fois prendre conscience de ce qui se trouve réellement dans nos assiettes. Quelle est la part des petites exploitations de riz (complexes à faire évoluer) par rapport aux plus grosses (plus aptes aux changements) ?

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  5. J’ai suivi dans un reportage ARTE le quotidien d’un riziculteur et de ses 3000 canards ! Il en dresse d’abord une centaine, à monter dans un camion, à se déplacer d’un point A à B et à obéir au son d’un sifflet. Ces canards deviennent les « leaders » et ils montrent l’exemple au 2900 canards arrivés plus tard. En l’espace de 1 à 2 mois, l’ensemble des canards est dressé et ceux-ci voyagent de rizière en rizière, en restant jusqu’à 8h sur une parcelle. Un travail complexe mais apparemment rentable, le riziculteur peut vendre les oeufs de canards afin de réaliser un complément de revenu 😉

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  6. Article très enrichissant qui nous fait une fois de plus prendre conscience que des problèmes de grande envergure peuvent parfois se régler avec des méthodes assez basiques, mais encore fallait-il y penser ! Cependant, quel serait le nombre de canards nécessaires pour une rizière de cette ampleur ? Cette méthode doit nécessiter l’utilisation de nombreux canards et dans ce sens, cela ne risque pas de poser des problèmes de gestion ?

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  7. Merci à vous pour cet article très instructif et complet.

    Je me permets de rajouter que cette technique est de plus en plus répandue en France. Lors d’un voyage en Camargue il y a quelques années de ça, j’avais été surpris de constater que de nombreux riziculteurs utilisaient cette technique. J’avais eu l’occasion d’échanger avec l’un d’entre eux qui m’avait fait comprendre que le rendement était plus que profitable sans toutefois porter atteinte à l’environement.

    En espérant que cette technique continuera de prospérer.

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  8. Merci pour cet article qu’il nous apprend encore une fois que nous avons plus besoin de la nature que le contraire. Je ne savais pas qu’une rizière était si polluante et encore moins que les canards pouvaient être dressés pour l’exploitation de rizières. Cependant je me demande combien de temps prend le dressage de ces canards et est ce que d’autre animaux du même type pourraient les remplacer ?

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  9. Bravo pour vos efforts à la production de cette article. Il permet de prendre conscience des impacts assez conséquent des rizières. Je suis en accord avec vos solutions proposées. Quelques tableaux/courbes montrant les effets de chaque solution aurait été un réel plus au vu de leur pertinence.

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  10. Bravo pour vos efforts à la production de cette article. Il permet de prendre conscience des impacts assez conséquent des rizières. Je suis en accord avec vos solutions proposées. Quelques tableaux/courbes montrant les effets de chaque solution aurait été un réel plus au vu de leur pertinence

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  11. Merci pour cet article qui m’a éclairé sur le problématique que produisent les riziéres.
    C’est assez surprenant qu’on utilise les canards pour réduire  » ce fameux methane ». Une méthode assez naturelle c’est que l’Homme a compris qu on peut trouver des solutions non couteuses et bonnes pour l’écho systeme.

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