# COMMENT ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AGRICULTURE BIOLOGIQUE ? Application à l'étude de cas de Morlaix communauté

Marylou Blondel

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Marylou Blondel. COMMENT ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AGRICULTURE BIOLOGIQUE ? Application à l'étude de cas de Morlaix communauté. Sciences de l'environnement. 2023. hal-04934992

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# COMMENT ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AGRICULTURE BIOLOGIQUE ?

## Application à l'étude de cas de Morlaix communauté

Mémoire de Fin d'Etudes

Promotion 2023 (121)

04/09/2023

BLONDEL Marylou

Elève – Ingénieure ESA

Patron du mémoire : FAVRELIERE Elise
# NOTICE BIBLIOGRAPHIQUE

Auteur : BLONDEL Marylou

Patron de mémoire : FAVRELIERE Elise

Promotion 2023 (121)

Signalement du rapport : COMMENT ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AGRICULTURE

BIOLOGIQUE ? Application à l'étude de cas de Morlaix communauté

[72 pages, 15 équations, 27 figures, 19 tableaux, 4 annexes, 98 références bibliographiques]

Mots clés : Flux d'azote, agriculture biologique, autonomie, scénarios d'expansion

## RESUME D'AUTHEUR

### Contexte

Développer l'agriculture biologique (AB) est devenu une préoccupation majeure pour les pouvoirs publics. Récemment, avec la PAC 2023-2027, l'objectif est d'atteindre les 18% de la SAU en production biologique, contre seulement 10.8% actuellement. Cependant, diverses études ont démontré que la disponibilité des nutriments était un des facteurs limitants, notamment l'azote. En effet, l'azote régule la croissance et la production agricole. Un développement à grande échelle nécessite par conséquent une revisite des flux azotés à l'échelle des territoires.

### Objectifs de l'étude

Le projet CIRCUL'AB, conduit par l'INRAE et les acteurs de l'AB du territoire, étudie à la fois les déterminants sociotechniques et les principaux facteurs limitants de l'AB à l'échelle des exploitations et des territoires. Ainsi, en proposant des scénarios d'expansion de l'AB, la finalité de l'étude est de développer l'AB du territoire.

### Matériels et méthodes

Dans un premier temps, les gisements azotés totaux et compatibles avec l'AB ont été calculés à l'échelle du territoire. Regroupés en 3 catégories de produits résiduaires organiques (PRO), PRO agricoles, urbains et industriels, ces gisements ont été confrontés aux besoins actuels du système biologique de Morlaix. Dans un second temps, l'objectif a été de s'intéresser à d'autres leviers pour couvrir les besoins azotés et ainsi assurer l'autonomie azotée du système : les pratiques agronomiques et d'élevage, les légumineuses ou encore la méthanisation. Formalisés sous la forme de 5 grands scénarios, ces leviers ont été comparés entre eux à l'aide d'indicateurs (au nombre de 7), traduisant la dynamique de l'azote et l'autonomie azotée.

### Résultats

L'estimation des PRO a mis en évidence la prépondérance des PRO agricoles par rapport aux PRO urbains et industriels. Ces derniers ne représentent que très peu des gisements azotés utilisables en AB sur le territoire mais couvrent les besoins actuels de l'AB.

Un scénario "actuel" a permis d'évaluer l'impact et notamment les besoins de l'AB sur Morlaix Communauté. Le constat est sans appel, l'AB dépend largement d'importations, que ce soit pour couvrir les besoins des productions végétales que pour nourrir les cheptels. Avec le scénario "tendanciel", qui permet de prolonger la dynamique de développement de l'AB, cette fois-ci sur 30% de la SAU, les conclusions sont les mêmes que "l'actuel". En misant sur "l'optimisation de pratiques agronomiques", il a été observé que le système biologique est plus performant, sans toujours atteindre l'autonomie azotée. Avec la baisse des cheptels animaux (-40%) et l'augmentation de légumineuses dans les assolements, le scénario "production de protéines végétales" a permis l'amélioration de l'autonomie azotée. Mais c'est uniquement avec le dernier scénario, "production d'énergie", où sont combinées baisse des cheptels (-40%), augmentation de la part des légumineuses dans les assolements et introduction de la méthanisation, que l'autonomie azotée a atteint les 100%.

### Conclusion

Pour se développer, l'AB doit être autonome, tant sur le plan globale qu'en alimentation animale. En effet, dès lors que l'AB a recours à des PRO UAB, son système devient dépendant. Les scénarios avec les taux d'autonomie azotée les plus hauts, relèvent d'une optimisation du bouclage des cycles biogéochimiques, et notamment en inversant le ratio de production de protéines animales avec les protéines végétales.
BIBLIOGRAPHIC RECORD

Author : BLONDEL Marylou

Thesis supervisor : FAVRELIERE Elise

Year 2023 (121)

Report particulars : How to rich the nitrogen self-sufficiency in organic farming ? Case study in Morlaix community

[72 pages, 15 equations, 27 graphs, 19 tables, 4 appendix, 98 references]

Key words : Nitrogen flows, organic farming, self-sufficiency, expansion scenarios

AUTHOR'S ABSTRACT

Contexte

Developing organic farming has become a major concern for the public authorities. Recently, with the 2023-2027 CAP, the aim is to reach 18% of UAA under organic production, compared with just 10.8% yet. However, many studies have shown that the availability of nutrients is one of the limiting factors, particularly nitrogen. Nitrogen regulates agricultural growth and production. Large-scale development therefore requires a review of nitrogen flows on a territorial scale.

Aims of the
study

The CIRCUL'AB project, led by INRAE and local organic farming stakeholders, is studying the socio-technical determinants and main limiting factors of organic farming at farm and regional level. By proposing scenarios for the expansion of organic farming, the study aims to develop organic farming of the territory.

Methods and
equipment

Firstly, the total nitrogen deposits compatible with organic farming were calculated for the territory. Grouped into 3 categories of organic waste products (PRO), agricultural, urban and industrial ones, these deposits were compared with the current needs of the Morlaix organic system. The second objective was to study other levers for meeting nitrogen requirements and thus ensuring the nitrogen autonomy of the system: agronomic and breeding practices, legumes and methanisation. Formalised in the form of 5 major scenarios, these levers were compared with each other using indicators (7 in total), reflecting the dynamics of nitrogen and nitrogen autonomy.

Results

The estimation of PROs has highlighted the preponderance of agricultural PROs compared to urban and industrial PROs. The latter represent only a very small proportion of the nitrogen deposits that can be used in organic farming in the region, but they cover the current needs of organic farming.

A "current" scenario was used to assess the impact and, in particular, the needs of AB in Morlaix Communauté. The findings are clear: organic farming is largely dependent on imports, both to meet the needs of crop production and to feed livestock. In the "trend" scenario, which allows the development of organic farming to continue, this time on 30% of the UAA, the conclusions are the same as in the "current" scenario. By focusing on "optimising agronomic practices", it was observed that the organic system performed better, without always achieving nitrogen autonomy. With the reduction in livestock numbers (-40%) and the increase the implantation of legumes in crop rotation, the "plant protein production" scenario led to an improvement in nitrogen autonomy. But it was only with the last scenario, "energy production", which combined a reduction in livestock numbers (-40%), an increase in the proportion of legumes in crop rotation and the introduction of methanisation, that nitrogen autonomy reached 100%.

Conclusion

In order to develop, organic farming needs to be self-sufficient, both in terms of its overall use and in terms of animal feed. In fact, as soon as AB uses UAB PROs, its system becomes dependent. The scenarios with the highest rates of nitrogen autonomy involve optimising the looping of biogeochemical cycles, in particular by reversing the ratio of animal protein production to plant protein production.
REMERCIEMENTS

Un grand merci aux membres de l'équipe PANDOR, Fabrice et Sara, pour leur aide et leur travail, sans lesquels ce mémoire n'aurait pu voir le jour. Je voulais également les remercier pour toutes les discussions intéressantes et pragmatiques que nous avons eu autour du projet et sur le Monde en général.

Merci à l'unité OPAALE et ses membres pour leur partage de connaissances et savoirs.

Merci à l'équipe de SAAS, où Souhil, Quentin et Fanny, ont œuvré sur des travaux en parallèle des notres. Cette collaboration a abouti à de beaux échanges et des résultats à la hauteur de nos attentes.

Merci au réseau GAB/FRAB et aux représentants de Morlaix Communauté, pour les débats constructifs sur le projet et l'ambiance toujours bienveillante qui y régnait.

Merci à ma professeure référente, Mme Elise Favrelière, pour ses conseils, remarques et avis qui m'ont beaucoup aidé lors de ce stage et de la rédaction de mon mémoire.

Enfin, merci à mon entourage, mes proches et ami(e)s, pour leur soutien et présence tout au long de ce stage et tout au long de mon parcours.
ABREVIATIONS ET SIGLES

AB : Agriculture Biologique

AN : Autonomie Azotée

ADEME : Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie

BDD : Base De Données

CAH : Complexe Argilo-Humique

CIPAN : Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates

CIVE : Cultures Intermédiaires à Valorisation Energétique

CO : Céréales et Oléagineux

Eq : Equivalent

FLPPA : Fruits, Légumes, Plantes à Parfum et Arboriculture

FRAB : Fédération Régionale d'Agriculture Biologique

GAB : Groupement Agriculteurs Biologique

GES : Gaz à Effet de Serre

Ha : Hectare

IAA : Industries Agro-Alimentaires

INN : Indice de Nutrition Azotée

INRAE : Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement

L : Luzerne

MAFOR : Matières Fertilisantes d'Origine Résiduaire

MF : Maïs Fourrage

MO : Matière Organique

Morlaix CO : Morlaix Communauté

MS : Matière Sèche

N : Azote

N₂ : Azote diatomique

NCE : Nitrogen Conversion Efficiency

Nr : Azote réactif

NUE : Nitrogen Use Efficiency

OEB : Observatoire de l'Environnement de Bretagne

P : Protéagineux

PAC : Politique Agricole Commune

PLAV : Plan Lutte Algues Vertes

PP : Prairie Permanente

PRO : Produits Résiduaires Organiques

PT : Prairie Temporaire

RCE : Règlement de Conversion à l'agriculture biologique

SAU : Surface Agricole Utile

STEP : STation d'EPuration

UAB : Utilisable en Agriculture Biologique

UR : Unité de Recherche

% : Pourcentage
TABLE DES MATIERES

<table><tr><td>Remerciements</td><td>4</td></tr><tr><td>Abréviations et sigles</td><td>5</td></tr><tr><td>1. Introduction</td><td>1</td></tr><tr><td>2 Le modèle agricole breton</td><td>2</td></tr><tr><td>2.1 De la subsidence au productivisme</td><td>2</td></tr><tr><td>2.2 La place de l'Agriculture Biologique</td><td>4</td></tr><tr><td>2.2.1 Généralités</td><td>4</td></tr><tr><td>2.2.2 Facteurs limitants de l'agriculture biologique</td><td>5</td></tr><tr><td>3 L'INRAE</td><td>7</td></tr><tr><td>3.1 Positionnement et valeurs</td><td>7</td></tr><tr><td>3.2 Organisation et axes de recherche</td><td>7</td></tr><tr><td>3.2.1 INRAE Bretagne Normandie</td><td>7</td></tr><tr><td>3.2.2 UR OPAALE</td><td>8</td></tr><tr><td>3.2.3 Les équipes PANDOR/ SAFIR</td><td>8</td></tr><tr><td>3.2.4 Le projet CIRCUL'AB (avril 2022 / mars 2024)</td><td>9</td></tr><tr><td>3.2.5 Le projet ORGANIC 4 ORGANIC (janvier 2023 / juin 2024)</td><td>9</td></tr><tr><td>4 La demande de la structure d'accueil</td><td>11</td></tr><tr><td>4.1 Les axes de travail</td><td>11</td></tr><tr><td>4.2 Les enjeux à Morlaix Communauté</td><td>11</td></tr><tr><td>5 Synthèse bibliographique</td><td>12</td></tr><tr><td>5.1 L'agriculture biologique</td><td>12</td></tr><tr><td>5.2 L'azote, un élément clé en agriculture biologique</td><td>12</td></tr><tr><td>5.2.1 Le cycle de l'azote</td><td>13</td></tr><tr><td>5.2.2 La nutrition azotée</td><td>16</td></tr><tr><td>5.2.3 Relation dose d'azote et rendement</td><td>17</td></tr><tr><td>5.3 La fertilisation azotée en agriculture biologique</td><td>18</td></tr><tr><td>5.3.1 Les légumineuses</td><td>19</td></tr><tr><td>5.3.2 Les PRO</td><td>21</td></tr><tr><td>5.4 La gestion de l'azote à différentes échelles</td><td>26</td></tr><tr><td>5.4.1 Pratiques agronomiques</td><td>26</td></tr><tr><td>5.4.2 Revisite du polyculture élevage</td><td>27</td></tr><tr><td>5.4.3 Développement de la méthanisation</td><td>27</td></tr><tr><td>5.4.4 Modification du régime alimentaire</td><td>28</td></tr></table>
6. Problématisation..................................................................................................................30

6.1 Problématique identifiée....................................................................................................30

6.2 Hypothèses de recherche....................................................................................................31

7. Matériels et méthodes..................................................................................................................32

7.1 Calculs des flux du système considéré..................................................................................32

7.1.1 Les productions végétales....................................................................................................32

7.1.2 Les productions animales....................................................................................................35

7.2 Hypothèse 1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB ..................................................................................................................37

7.2.1 Quantification des quantités d'azote mobilisables pour l'AB ....................................37

7.2.2 Confrontation aux besoins azotés de Morlaix CO....................................................42

7.3 Hypothèse 2 : Elaboration des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB 42

7.3.1 Variables impactant l'autonomie azotée ........................................................................43

7.3.2 Récit des scénarios................................................................................................................43

7.3.3 Indicateurs traduisant la dynamique de l'azote et l'autonomie azotée du système 47

8 Résultats..................................................................................................................................................50

8.1 Hypothèse H1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB ..................................................................................................................50

8.1.1 Quantification des quantités d'azote mobilisables pour l'AB ....................................50

8.1.2 Confrontation des gisements PRO UAB aux besoins azotés de Morlaix CO ...51

8.2 Hypothèse H2 : Evaluation des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB 52

8.2.1 Scénario 0 : actuel ..................................................................................................................52

8.2.2 Scenario 1 : tendanciel........................................................................................................53

8.2.3 Scenario 2 : optimisation des pratiques agronomiques..................................................56

8.2.4 Scenario 3 : dynamique de production de protéines végétales....................................58

8.2.5 Scenario 4 : dynamique de production d'énergie..........................................................60

8.2.6 Les 5 grands scénarios ........................................................................................................63

9 Discussion..................................................................................................................................................65

9.1 Limites de l'étude ..................................................................................................................65

9.1.1 Hypothèse 1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB..................................................................................................................65

9.1.2 Hypothèse 2 : Elaboration des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB 65

9.2 Réponses aux hypothèses........................................................................................................67
<table><tr><td>9.2.1</td><td>Hypothèse 1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB</td><td>67</td></tr><tr><td>9.2.2</td><td>Hypothèse 2 : Elaboration des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB</td><td>67</td></tr><tr><td>9.3</td><td>Perspectives futures</td><td>69</td></tr><tr><td>9.3.1</td><td>Hypothèse 1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB</td><td>69</td></tr><tr><td>9.3.2</td><td>Hypothèse 2 : Elaboration des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB</td><td>70</td></tr><tr><td>10</td><td>Conclusion</td><td>71</td></tr><tr><td></td><td>Table des figures</td><td>73</td></tr><tr><td></td><td>Liste des tableaux</td><td>74</td></tr><tr><td></td><td>Table des équations</td><td>75</td></tr><tr><td></td><td>Sources bibliographiques</td><td>76</td></tr><tr><td></td><td>Annexes</td><td>83</td></tr></table>
# 1. INTRODUCTION

Pour assurer une alimentation saine grâce à une agriculture durable, les pouvoirs publics soutiennent de plus en plus le développement de l'agriculture biologique (AB). Des projets européens comme le Green Deal et sa stratégie « Farm to Fork » voient le jour et fixent un objectif de la surface agricole utile (SAU) biologique de l'ordre de 25% en 2030 (FAO, 2020). Or, la production biologique ne peut compter sur les engrais de synthèse pour assurer ses besoins azotés et donc sa production, contrairement à l'agriculture conventionnelle, qui depuis la fin de la seconde guerre mondiale, a recours de façon intensive à ces engrais de synthèse (Billen, 2011). Actuellement à 10,8%, la SAU biologique française est majoritairement fertilisée par les effluents d'élevages non biologiques (Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté alimentaire, 2023). La disponibilité de nutriments, notamment d'azote, est un facteur limitant de l'AB. Pour un déploiement à grande échelle et une plus grande autonomie vis-à-vis de l'agriculture non biologique, une optimisation du bouclage des cycles biogéochimiques de ces nutriments à l'échelle des exploitations agricoles et des territoires est ainsi nécessaire.

En Bretagne, la transition agro écologique vers l'AB, déjà portée par plus de 4 000 fermes, est une opportunité de transformations des territoires pour concilier une meilleure alimentation, une diminution des impacts environnementaux et une plus grande circularité des flux dans une région à forte densité d'élevage.

C'est dans ce contexte que s'inscrit la présente étude : atteindre l'autonomie azotée d'un système biologique à l'échelle d'une communauté de communes du Finistère (29) en Bretagne. L'objectif est ainsi de proposer des chemins de transitions en faveur de l'autonomie azotée des fermes biologiques. Cette étude s'insère dans le projet CIRCUL'AB, mené en collaboration par l'INRAE et le réseau GAB/FRAB, souhaitant documenter et accompagner le développement de l'AB dans les territoires.

Une première partie de l'étude abordera la place de l'agriculture bretonne ainsi que l'AB et ses enjeux. Dans cette même partie, un focus sur l'azote et plus particulièrement sur la fertilisation azotée en AB sera réalisé. Une seconde partie décrira la méthodologie employée dans cette étude. Tandis qu'une troisième partie sera dédiée à la présentation des résultats. Enfin, au sein d'une discussion, les limites de l'étude et les propositions de suite au projet seront exposées.
# 2 LE MODELE AGRICOLE BRETON

## 2.1 De la subsidence au productivisme

Après être passé par un modèle de production de « polyculture de subsistance » perçu comme une « agriculture familiale archaïque », la Bretagne fait désormais partie des régions agricoles françaises dites de productions intensives et modernes où sont représentées en grand nombre les industries agro-alimentaire (IAA) (Gambino, 2014). Première région agricole française, la Bretagne assure la production d'1/3 des poulets français, l'élevage de 56% des porcs français et les IAA bretonnes génèrent plus de 10% du chiffre d'affaire des IAA françaises (Chambre d'Agriculture de Bretagne, 2022). Cependant, bien qu'occupant une place importante dans l'agriculture française, le « modèle agricole breton » est remis en cause, notamment pour ses effets néfastes sur l'environnement (les marées vertes) et est considéré comme le principal responsable de la pollution des eaux de Bretagne (Brun et Haghe, 2016).

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>FIGURE 1: ZONES CONCERNEES PAR LA DIRECTIVES NITRATES (MINISTERE DE L'ECOLOGIE, 2013)</figcaption></figure>

La qualité de l'eau en Bretagne est en effet la principale source de préoccupation depuis les années 70. Avec ses nombreux élevages (bovins, porcins et volailles majoritairement), la Bretagne est soumise à une forte pression azotée (Ambition Climat Energie, 2019) et il a été observé de fortes teneurs en nitrates dans les eaux à proximité des secteurs agricoles (Brun et Haghe, 2016). La pollution des eaux par les nitrates a eu des répercussions sur l'environnement en causant notamment des dérèglements des écosystèmes aquatiques : des cours d'eaux contaminées aux nitrates, des marées vertes sur les côtes, l'eutrophisation<fnref n="1" /> des milieux, etc. (Billen, 2011). C'est ainsi qu'en 1991 l'Europe a érigé la directive 91/676/CEE concernant la protection des eaux contre la pollution par les nitrates en provenance du milieu agricole (Légifrance, 1991). Egalement connue sous le nom de Directive Nitrates, elle a été instaurée pour réduire la pollution des eaux par les nitrates et l'eutrophisation issues des

<footnote n="1">¹ Eutrophisation : « Fonctionnement altéré d'un écosystème aquatique suite à un enrichissement excessif en nutriments » (Billen, 2011)</footnote>
activités agricoles ainsi que pour prévenir l'extension de ces pollutions (Chambres d'agriculture France, 2023). Depuis sa création en 1991, la Directive Nitrates en est désormais à son septième programme d'actions national « nitrates » (République Française, 2023). Sur le terrain, elle se traduit par la délimitation de zones vulnérables aux nitrates (Ministère de l'Ecologie, 2013). Pour des régions comme la Bretagne où l'élevage est intensif et causant des déséquilibres de matières organiques (dans ce cas, en excès), l'entièreté du territoire est concernée par la Directive Nitrates (cf. figure 1). Sur ces zones, l'épandage d'azote provenant d'effluents d'élevage ne doit pas dépasser le seuil de 170 kg par hectare et par an (Chambres d'agriculture France, 2023).

D'autres actions à l'échelle territoriale sont menées pour faire face à la pollution des milieux par les nitrates. En 2010, une politique européenne a érigé un Plan de Lutte contre les Algues Vertes (PLAV) vis-à-vis de la prolifération des algues vertes. Ce PLAV, connu sous 2 volets, ciblent 8 baies bretonnes ainsi que leurs bassins versants (cf. figure 2), touchés par la pollution des eaux par les nitrates et l'eutrophisation (OEB, 2022). En effet, la structure du paysage breton, avec ses nombreux bassins versants, favorise le transport et l'échouage<fnref n="2" /> des eaux de rivières vers les eaux côtières (INRAE, 2023). Ces eaux contenant des quantités importantes d'azote, sous la forme de nitrates (NO₃⁻) sont ainsi considérées comme contaminées. Combiné à des facteurs climatiques telles l'augmentation de la température de l'eau, l'amplitude des jours et la luminosité, les algues prolifèrent et mènent à une eutrophisation du milieu (OEB, 2022). Ces algues vertes ont également des répercussions sur la santé humaine, car elles émettent du sulfure d'hydrogène qui est un gaz toxique (Préfecture de Bretagne, 2023).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>FIGURE 2: CARTES DES BAIES CONCERNEES PAR LE PLAV (OEB, 2023)</figcaption></figure>

Grâce au PLAV 1 et 2, des travaux de reconfiguration pour favoriser l'évolution des pratiques agricoles (assurer un taux de couverture des sols et veiller à la fertilisation), pour aménager le territoire (créer des zones tampons) et pour réduire les sources de pollutions (identifier les sources) sont mis en place (Préfecture de Bretagne, 2023). L'Observatoire de l'Environnement de Bretagne (OEB) a ainsi fait état d'une baisse d'échouage entre les années 2002 et 2021, avec 20% d'algues vertes en moins (OEB, 2023). Pour garder cette tendance,

<footnote n="2">² Echouage : « Arrivée inopinée sur une plage et ne pouvant plus repartir à l'eau » (AquaPortail, 2022)</footnote>
les acteurs territoriaux s'accordent sur l'impact positif du ramassage et du compostage des algues vertes par les collectivités littorales (OEB, 2016).

Dans cette dynamique d'atténuation des effets néfastes sur l'environnement, des modèles agricoles alternatifs au modèle dominant se développent, comme l'Agriculture Biologique (AB), dont les pratiques se veulent plus respectueuses de l'environnement et du bien-être animal (INAO, 2023).

## 2.2 La place de l'Agriculture Biologique

### 2.2.1 GENERALITES

L'agriculture biologique a été créée en 1989 mais ce n'est qu'à partir des années 90 que ce terme a été employé en France (DRAAF Bretagne, 2022). C'est un modèle agricole où la production est assurée tout en respectant l'environnement, en passant par la biodiversité, la préservation des ressources naturelles et le bien-être animal (INAO, 2023). Elle est régie par un cahier des charges national et depuis 2007, ce dernier se décline en un cahier des charges européen (Billen, 2011). La réglementation de l'AB exclut l'usage d'organismes génétiquement modifiés, des pesticides de synthèse, des engrais de synthèse et limite ainsi l'utilisation des intrants à celle de produits naturels à base de « minerais et produits de dérivés de plantes » (FAO, 2015).

En 2023, la production biologique française représente un chiffre d'affaire de 13 milliards d'euros et sur le terrain, ce sont 12% des exploitations qui occupent 10,8% de la Surface Agricole Utile (SAU) (Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté alimentaire, 2023). Cependant, cette proportion de la SAU est encore loin de celle fixée par le Plan Ambition Bio de 2018, de 15% en 2022. Plus récemment, c'est la stratégie européenne de la Ferme à la Fourchette (2022), appartenant au projet Green Deal, qui vise les 25% de la SAU européenne en 2030 pour garantir « un système alimentaire équitable, sain et adapté à l'environnement » (FAO, 2020). La nouvelle PAC de 2023-2027, quant à elle, table sur 18% de la SAU d'ici 2027 (Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté alimentaire, 2023).

A l'échelle de la Bretagne, la dynamique de développement de l'AB est un cas à part en France. En effet, la SAU en AB est passée de 3 à près de 10% en une décennie et compte désormais 40% de nouvelles installations en AB à l'année (Sauvée, 2023). Le pourcentage de SAU en AB est de 9,5% en Bretagne, plaçant ainsi la région en 6ème position française pour le pourcentage de SAU biologique (cf. figure 3). La Région a été force de proposition en 2011, en créant le « pass bio », permettant un accompagnement aux agriculteurs souhaitant se convertir à l'AB (DRAAF Bretagne, 2022). En 2015, la Région a également contribué aux « mesures agro environnementales et climatiques », en investissant 300 millions d'euros et en décidant de conserver les aides au « maintien en agriculture biologique », avec un budget de 5 millions d'euros (Dupuy, 2022).
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>FIGURE 3 : FERMES BIOLOGIQUES EN BRETAGNE (JULLIARD S. ET AL, 2022)</figcaption></figure>

L'AB est également au cœur des sujets à l'échelle européenne et française et désignée comme « un marqueur d'un nouveau mode de consommation répondant aux attentes sociétales » (Ministère de l'Agriculture et de la Souveraineté alimentaire, 2023) ou encore comme « une des clés pour réussir la transition agro-environnementale et inciter à la conversion et vers des pratiques plus vertueuses » (Conseil Européen, 2022). Les institutions semblent ainsi placer de l'espoir derrière ce modèle agricole, mais d'autres facteurs peuvent compromettre le développement de ce modèle agricole.

## 2.2.2 FACTEURS LIMITANTS DE L'AGRICULTURE BIOLOGIQUE

En AB, comme dans toutes les formes de productions agricoles, l'azote est un élément essentiel au développement des cultures. En AB, la gestion de cet élément est plus complexe du fait de l'interdiction d'utilisation des engrais minéraux de synthèse. Une étude menée à l'échelle nationale a démontré que les besoins azotés en 2022 pour l'AB sont de 237 kilotonnes d'azote (AND, 2022). Ainsi, dans des scénarios d'expansion de l'AB, proposés par Barbieri 2023, l'azote est apparu comme un facteur limitant (Barbieri et al, 2023).

Dans ce cadre, les aspects réglementaires de l'AB concernant l'usage des produits résiduaires organiques constituent également un frein pouvant accentuer la problématique de limitation liée à l'azote. Dans le cadre de la fertilisation, tout fertilisant ou amendement doit respecter les règles et lois fixées par la Commission Européenne dans le règlement (CE) n°889/2008. Ainsi, la production biologique autorise uniquement l'utilisation d'engrais et d'amendements d'origine organique (Leclerc, 2019).

S'ajoute à cette tension de disponibilité des produits organiques et leur réglementation, l'augmentation des prix des engrais azotés (AND, 2022). Suite au conflit géopolitique de 2022, avec l'interruption de l'approvisionnement des engrais causée par la Russie, principal pays exportateur d'engrais, ainsi que les restrictions commerciales chinoises, les prix des engrais de synthèse se sont envolés (Rodriguez-Espinosa et al, 2023). Ainsi, il a été observé une tendance, avec une baisse de consommation d'engrais de synthèse par les agriculteurs
conventionnels et une hausse d'intérêts pour les engrais organiques quel que soit le type d'agriculture, entraînant une hausse des prix (Rodriguez-Espinosa et al, 2023). A l'avenir, la volatilité des prix observée en 2022 peut laisser croire à une faible disponibilité des engrais organiques pour les prochaines années (FAO, 2022). De plus, le développement de la méthanisation en France depuis les dernières décennies (Béline et al., 2012) joue également un rôle sur la disponibilité des gisements azotés agricoles. Les méthaniseurs sont en effet approvisionnés par divers intrants dont les effluents, composts, boues, etc. (Recous et al., 2016).
# 3 L'INRAE

## 3.1 Positionnement et valeurs

Depuis la fusion de l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) avec l'IRSTEA (Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l'Environnement et l'Agriculture) en 2020, l'Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE) est devenu l'organisme numéro un mondial de recherche sur 3 domaines scientifiques que sont l'agriculture, l'agro-alimentaire et l'environnement. L'INRAE compte désormais 18 centres de recherche en France et 14 départements scientifiques dans des domaines allant de la biologie, à la génétique, au numérique, etc.

L'institut tente ainsi de répondre à des enjeux sociétaux majeurs : sécurité alimentaire et nutritionnelle, transition des agricultures (agroécologie, réduction de la chimie), gestion des ressources naturelles et des écosystèmes (eau, sol, forêt), érosion de la biodiversité et économie circulaire et risques naturels. L'institut inclue également des enjeux territoriaux comme les conditions de vie et de rémunération des agriculteurs, la compétitivité économique des entreprises, l'aménagement des territoires, l'accès à une alimentation saine et diversifiée pour chacun (INRAE, 2020).

L'INRAE soutient l'AB et a consolidé ses engagements pour l'AB avec la création du Comité Interne de l'Agriculture Biologique (CIAB) en 2000, pour coordonner et valoriser les recherches dédiées à l'AB et le financement de projets de recherche via son programme AgriBio puis Métabio. L'institut a notamment participé au projet européen ERANET Core Organic et est le premier publiant mondial sur l'AB. A ce jour, il existe un méta programme pour explorer les conditions du développement à grande échelle du bio et l'hypothèse où l'offre nationale de produits bio deviendrait majoritaire (Métabio). En 2019, l'INRAE a entamé des travaux de recherches avec l'Agence Bio en mettant en commun une Base De Données (BDD) qui recense l'entièreté des exploitations agricoles biologiques (INRAE, 2020).

## 3.2 Organisation et axes de recherche

### 3.2.1 INRAE BRETAGNE NORMANDIE

Le centre INRAE de Bretagne Normandie régit les territoires de l'Ouest de la France et dispose de 20 unités comptant près de 1200 chercheurs, ingénieurs et techniciens. Les travaux sont répartis autour de 4 thématiques de recherche, que sont l'agroécologie, la biologie intégrative et prédictive des plantes et animaux d'élevage, l'écoconception de la qualité des aliments et l'économie et politiques publiques (INRAE, 2023).
### 3.2.2 UR OPAALE

L'Unité de Recherche (UR) Optimisation des Procédés en Agriculture, Alimentaire et Environnement (OPAALE) se compose de 4 équipes de recherche : PANDOR, SAFIR, ACTA et IRM FOOD, au sein desquelles, 49 permanents dont des chercheurs, ingénieurs et personnels techniques en plus des non-permanents, doctorants et stagiaires allant de bac +2 à bac +5 y travaillent.

L'unité vise à promouvoir des solutions technologiques et organisationnelles de valorisation de matières alimentaires, biomasses et déchets. L'ambition de l'unité est ainsi de contribuer à la conception de filières innovantes et alternatives, intégrées et durables sur les territoires pour la transformation alimentaire et la valorisation des matières organiques (cf. figure 4).

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>FIGURE 4 : AXES DE TRAVAIL DE L'UR OPAALE (INRAE, 2023)</figcaption></figure>

### 3.2.3 LES EQUIPES PANDOR/ SAFIR

L'étude entre dans le cadre de travaux communs des équipes PANDOR et SAFIR. L'équipe PANDOR, pour Procédés de vAlorisation agronomique et énergétique des Déchets ORganiques, s'intéresse aux procédés de valorisation agronomique et énergétique des déchets organiques. SAFIR, pour Stratégie d'Amélioration des Filières et de réduction des Impacts, quant à elle, cherche à comprendre et optimiser les filières de valorisation des résidus organiques. L'expertise scientifique des chercheurs qui composent ces équipes est pluridisciplinaire et multi-échelles. En 2023, plusieurs projets sont menés en partenariats avec différents organismes (industriels, instituts techniques, associations, collectivités, partenaires de recherche publique et institutionnels), parmi lesquels 2 d'entre eux portent sur le développement de l'AB, CIRCUL'AB et ORGANIC 4 ORGANIC.
### 3.2.4 LE PROJET CIRCUL'AB (AVRIL 2022 / MARS 2024)

Le projet CIRCUL'AB vise à documenter et à accompagner le développement de l'AB dans les territoires. Il a pour but d'identifier les déterminants et facteurs limitants de la circularité des flux de matières et d'énergies pour permettre le développement de l'AB. Ce projet est né du constat d'un manque de données sur les flux en AB, notamment sur le bouclage des cycles et l'origine des fertilisants utilisés. En effet, il existe une grande diversité d'exploitations en AB comparé à l'agriculture conventionnelle, davantage standardisée et disposant de plus données.

Pour développer l'autonomie des fermes en AB, CIRCUL'AB s'est fixé 3 objectifs à atteindre entre avril 2022 et mars 2024 :

1. Identifier les différents déterminants sociotechniques et principaux facteurs limitants de l'AB à l'échelle de l'exploitation et du territoire

2. Partager et diffuser les savoirs avec les agriculteurs et les acteurs du territoire pour une plus grande autonomie des systèmes et une meilleure connaissance des pratiques de l'AB

3. Co-construire des scénarios de transition dans une démarche de recherche participative

Ce projet, financé par la région Bretagne, est conduit en collaboration le réseau GAB/FRAB. Les Groupement d'Agriculteurs Biologiques (GAB) ont une action de terrain en agissant auprès des producteurs et agriculteurs. La Fédération Régionale d'Agriculteurs Biologiques (FRAB), est le maillon régional faisant le lien entre la structure nationale FNAB et les GAB bretons. Ces derniers permettent ainsi d'appréhender un des freins du projet, qui est la taille et la diversité des exploitations. Dans le cas de l'étude, la zone d'étude du projet est située à Morlaix Communauté (29), qui souhaite elle aussi développer l'AB sur son territoire.

### 3.2.5 LE PROJET ORGANIC 4 ORGANIC (JANVIER 2023 / JUIN 2024)

Au sein de l'INRAE il existe des méta programmes, où des sujets sont abordés de façon interdisciplinaire via des approches systémiques. L'un d'entre eux, nommé ORGANIC 4 ORGANIC, s'intéresse aux potentiels et risques des effluents et déchets organiques dans la circularité des flux de nutriments en AB à l'échelle des exploitations et des territoires. Le projet s'inscrit dans la continuité de CIRCUL'AB puisqu'il porte sur la gestion et le recyclage des nutriments et particulièrement sur les effluents et déchets organiques. ORGANIC 4 ORGANIC est ainsi un projet de consortium visant à créer et animer une communauté interdisciplinaire afin de faire émerger de nouveaux fronts de science aux interfaces des continuums animal/ effluents/ sol/ végétal et système agricole/ transformation/ alimentation.

S'étendant de janvier 2023 à juin 2024, le projet est mené par l'INRAE en collaboration avec la FRAB, l'Institut Technique de l'Agriculture Biologique (ITAB), l'Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Eau (ADEME), l'Institut Agro Rennes-Angers ainsi que le Centre de coopération Internationale en Recherche Agronomique. Financé par l'INRAE, il s'articule de la manière suivante :
1. Créer une communauté interdisciplinaire autour des leviers d'optimisation de la circularité des nutriments en AB en lien avec la gestion des effluents et les déchets organiques

2. Faire un état des lieux sur les principaux flux de nutriments en AB et les indicateurs d'efficience couramment utilisés

3. Aboutir à un meilleur bouclage des cycles (limiter les fuites et donc les pertes par exemple) en lien avec la gestion des effluents sur le continuum animal – sol – culture (échelle de l'exploitation) et agricole – transformation – alimentation (échelle du territoire)
# 4 LA DEMANDE DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL

## 4.1 Les axes de travail

Les projets CIRCUL'AB et ORGANIC 4 ORGANIC portent sur la gestion des flux azotés et s'intéressent au bouclage des cycles biogéochimiques à différentes échelles, de l'exploitation au territoire. Pour cela, 3 grands axes de travail ont été fixés :

* Caractérisation des flux de nutriments à l'échelle des exploitations

* Modélisation des flux à l'échelle des territoires

* Co-construction de chemins de transition des territoires

Les 2 premiers axes vont être directement abordés au sein de cette étude. En complément, des scénarios d'expansion de l'AB à l'échelle d'un territoire, celui de Morlaix, vont être étudiés et contribueront au 3ème axe.

## 4.2 Les enjeux à Morlaix Communauté

Le territoire d'étude choisi pour ce travail est la communauté de communes de Morlaix (Morlaix CO), située dans le Nord-Est du Finistère, premier département breton en termes de pourcentage de fermes biologiques et en surfaces légumières (FRAB, 2021). Sur Morlaix CO, ce sont 64 603 habitants (INSEE, 2023) recensés sur une SAU de 39 772 hectares (ha) (AGRESTE, 2020). En 2020, elle comptait notamment 82 exploitations installées en AB sur 3 512 ha, ce qui représentait 8,8% de la SAU (AGRESTE, 2020). Le modèle bovin lait est fortement ancré dans le territoire (AGRESTE, 2020).

Une particularité du territoire de Morlaix Co est la problématique des algues vertes, en lien direct avec l'eutrophisation des eaux côtières (CEVA, 2023). L'Anse de Loquirec (cf. figure 2), située sur le flanc est de la communauté de commune, fait partie des 8 communes concernées par la lutte contre la prolifération d'algues vertes (OEB, 2023). Chaque année, ce sont près de 5 ha d'algues vertes qui s'échouent sur ses côtes (OEB, 2023). Malgré la mise en place du PLAV en 2011, en 2019 la zone n'avait pas encore atteint 50% de l'objectif qualité de l'eau (teneur en nitrates) fixé pour 2027.

La communauté de communes de Morlaix correspond ainsi aux attentes du projet CIRCUL'AB avec à la fois l'ambition de développer l'AB sur son territoire et faisant notamment face à des problèmes liés à une gestion de l'azote, ayant des répercussions sur les plans agronomique et environnemental.
# 5 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE

## 5.1 L'agriculture biologique

La production agricole biologique est régie par un texte de référence, le règlement sur la production biologique et l'étiquetage des produits biologiques (BIO Centre, 2023). Pour l'utilisation des engrais et amendements organiques en AB, 2 articles sont mobilisés : l'article 3 du Règlement de Conversion à l'agriculture biologique (RCE) n°889/2008 et l'article 12 du RCE n°834/2007. Une liste des produits autorisés en production biologique est également fournie en annexe du règlement d'exécution européen de 2018 (cf. annexe 1).

Ainsi, la production biologique autorise uniquement l'utilisation d'engrais et d'amendements d'origine organique (Leclerc, 2019). Elle interdit par exemple, les effluents en provenance d'élevages conventionnels industriels (AND, 2022). C'est-à-dire les élevages porcins sur caillebotis ou grilles intégral et dont les effectifs dépassent 3 000 porcs charcutiers ou 900 truies, et les élevages de volailles en cage dont les effectifs sont supérieurs à 60 000 poules pondeuses ou 85 000 poulets de chair (Leclerc, 2019). Les excrétas humains sont également refusés en AB. Les bio déchets issus des ménages, de la restauration ou des commerces sont utilisables en AB, à la condition qu'ils soient d'origine végétale ou animale, triés à la source et collectés par la compétence de collecte de collectivités (Leclerc, 2019).

Concernant l'emploi de ces effluents, des étapes d'homogénéisation ou de traitement tel que le compostage sont obligatoires (Valenzuela, 2023), notamment dans le cas des effluents en provenance d'élevages non biologiques (Leclerc, 2000). Il assure ainsi l'assainissement des effluents, vis-à-vis des adventices, des pathogènes, etc. et rendent les produits stables et matures (Sore et al., 2021). Le compostage permet également, un stockage du carbone dans le sol plus important comparé à un fumier et c'est également un moyen de condenser le volume à épandre et ainsi réduire le chantier d'épandage (Valenzuela, 2023).

## 5.2 L'azote, un élément clé en agriculture biologique

En agriculture, un des principes de base est de fournir aux cultures de quoi assurer leur croissance et développement, dont les éléments majeurs du monde vivant que sont l'azote (N), le phosphore (P), le potassium (K) et le souffre (S) (Cellier, 2019). Un est particulièrement indispensable, l'azote. En l'absence ou en déficit de cet élément, la croissance et donc la production ne peut être optimale. L'expansion de l'AB à grande échelle est ainsi contrainte par la disponibilité limitée en azote. Un des leviers est de favoriser la circularité des flux de nutriments azotés au sein des systèmes de production (Barbieri et al., 2023).
### 5.2.1 LE CYCLE DE L'AZOTE

Le cycle de l'azote permet de quantifier l'ensemble des entrées et sorties au sein du système sol-plante et ainsi gérer au mieux la fertilisation azotée des cultures tout en minimisant les risques pour l'environnement (Recous et al., 1997). Les mécanismes et processus principaux contribuant au cycle de l'azote apparaissent la figure 5 et sont décrits ci-dessous (cf. figure 5).

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>FIGURE 5 : CYCLE DE L'AZOTE SIMPLIFIÉ (D'APRES COMIFER, 2013)</figcaption></figure>

#### 5.2.1.1 Minéralisation et organisation

La minéralisation (cf. numéro 5 sur figure 5) correspond à la dégradation de la Matière Organique (MO) du sol par les micro-organismes et la microfaune qui peuplent ce dernier, sous forme d'éléments minéraux (Recous et al., 1997). La biomasse microbienne participe aux processus de minéralisation et d'organisation dans le sol, permettant à l'azote de changer de formes (Jedidi et al., 1995). Au sein de cette MO, l'azote est présent sous la forme organique, une forme réduite où l'azote est immobilisé (Peyraud et al., 2012). Les composés d'urées, d'amines, protéines ou encore d'acides nucléiques, sont des formes d'azote organique et doivent passer par des étapes de transformations microbiennes dans le sol pour être absorbable par les plantes (Cellier, 2019). Les plantes sont effectivement capables
d'absorber de l'azote uniquement sous la forme minérale et plus particulièrement l'ammonium ($NH_4^+$) (Cellier, 2019).

Ainsi, lorsqu'un apport de MO est effectué, l'azote organique est dégradé en azote minéralisé. L'azote minéral peut être réduit en ammonium ($NH_4^+$) et en ammoniac ($NH_3$) ou oxydé en azote ($NO_x$), protoxyde d'azote ($N_2O$) ou acide nitrique ($NO_3^-$) (Billen, 2011). Dans le cas de la minéralisation, l'azote est sous la forme $NH_4^+$.

Les facteurs climatiques (température et humidité), du sol (taux de MO, pH, taux d'argile et de $CaCO_3$) et des apports organiques (cf. figure 6) influent sur l'activité biologique du sol et donc sur la cinétique de dégradation de la MO (AUREA, 2022). Les pratiques culturales ont un impact indirect sur la minéralisation car elles jouent sur le stock de bactéries. Plus la quantité de ces apports est grande, plus la minéralisation sera importante (Recous et al., 1997), mais plus les quantités d'azote minéral dans le sol augmentent, plus les risques de pertes dans l'environnement augmentent (Billen, 2011).

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>FIGURE 6 : FACTEURS INFLUENÇANT LA MINERALISATION (AUREA, 2022)</figcaption></figure>

Dans l'autre sens (cf. numéro 6 sur figure 5), se déroule le processus d'organisation de l'azote minéral en azote organique. Ce processus est réalisé par les micro-organismes du sol et permet l'immobilisation de l'azote dans les constituants des tissus organiques (Peyraud et al., 2012). Cette organisation ou immobilisation augmente ainsi les stocks d'azote stable, sous la forme organique, permettant de diminuer les risques de fuites d'azote (Recous et al., 1997).

### 5.2.1.2 Nitrification et dénitrification

L'azote peut passer de la forme ammonium à la forme nitrite puis nitrate ($NO_3^-$) via la nitrification (Peyraud et al., 2012). La nitrification (cf. numéro 7 sur figure 5), en plus de perturber la disponibilité de l'azote minéral, entraîne la libération de produits et sous-produits néfastes pour l'environnement. Elle transforme notamment de l'azote relativement stable dans
les sols ($NH_4^+$) en azote très mobile ($NO_3^-$). L'azote est désormais disponible pour les plantes mais aussi davantage sujet au lessivage<fnref n="3" /> (Peyraud et al., 2012).

La dénitrification (cf. numéro 10 sur figure 5), quant à elle, s'effectue entre un nitrate ($NO_3^-$) et du diazote<fnref n="4" /> ($N_2$). Elle est fondamentale dans le cycle de l'azote car c'est l'unique moyen pour l'azote de revenir à l'état inerte, $N_2$ (Peyraud et al., 2012). Cependant, elle engendre également des sous-produits, dont le $N_2O$, responsable lui aussi des Gaz à Effet de Serre (GES) (Peyraud et al., 2012). La dénitrification produit également des gaz nocifs comme NO, $NO_2$, et $N_2O$, de nocifs GES qui dégradent la qualité de l'air (Billen, 2011).

### 5.2.1.3 La volatilisation de l'ammoniac

Une fois sous la forme ammoniacale, l'azote peut être absorbé par les plantes après nitrification et par les microbes mais il peut également être volatilisé dans l'atmosphère, sous la forme d'ammoniac, via la volatilisation (cf. numéro 8 sur figure 5) (Recous et al., 1997). L'ammoniac est un gaz nocif pour la santé car il forme des particules de poussières fines dans l'atmosphère (Ammann et al., 2019). Ce phénomène est important lors du stockage et de l'épandage des effluents et notamment dans les lisiers, sensibles à la volatilisation (Ammann et al., 2019). Des facteurs tels que les propriétés du sol (pH, tampon, humidité de surface) et les conditions climatiques (température, vent, pluviométrie) jouent sur l'intensité de la volatilisation (COMIFER, 2013).

### 5.2.1.4 Lixiviation des nitrates

Les formes minérales $NH_4^+$ et $NO_3^-$ sont très solubles dans l'eau, ce qui les rend sujettes à un autre type de fuites dans l'environnement, la lixiviation (Peyraud et al., 2012). Le phénomène de lixiviation (cf. numéro 9 sur figure 5) se traduit par l'entraînement d'éléments minéraux du sol à la verticale sous l'action du transport de l'eau (Recous et al., 1997). Dans le cas du $NH_4^+$, retenu par le Complexe Argilo-Humique (CAH), ce phénomène est faible (COMIFER, 2013). Un CAH est en effet composé d'argile et de matière organique stable (humus) et peut être interprété comme une réserve à cations (cf. figure 7), grâce à ses constituants de charge négative (AUREA, 2022). Cependant, bien que l'essentiel des cations soient absorbés par le CAH, le sol présente davantage d'anions, ions de charge négative (AUREA, 2022), dont le $NO_3^-$.

Sous cette forme, l'enjeux n'est pas le même, étant donné la forte mobilité de cet anion (Recous et al., 1997). Ainsi, de fortes quantités de nitrates dans le sol représente une situation à risques de lixiviation. Cela peut avoir des répercussions sur le milieu comme la dégradation de la qualité de eaux et l'eutrophisation marine (Billen, 2011) et ce d'autant plus en hiver, où les précipitations sont fréquentes et abondantes (Schneider et Huyghe, 2015).

<footnote n="3">³ Lessivage : « Transport d'éléments contenus dans le sol par les eaux d'infiltration » (Billen, 2011)</footnote>

<footnote n="4">⁴ Diazote : Gaz inerte largement présent dans l'atmosphère (80%), utilisable que par certains êtres vivants (Billen, 2011)</footnote>
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>FIGURE 7 : REPRESENTATION D'UN COMPLEXE ARGILO-HUMIQUE (AUREA, 2022)</figcaption></figure>

### 5.2.2 LA NUTRITION AZOTEE

La nutrition azotée permet le pilotage de la fertilisation azotée d'une culture, en détectant par exemple des carences (Ravier et al., 2021). Pour répondre aux besoins azotés des plantes, il existe 2 grands types de fournitures d'azote. En effet, d'un côté, il y a les plantes absorbant directement l'azote disponible dans le sol et de l'autre, celles capables de fixer l'azote atmosphériques, les fabacées (Naudin, 2020). Toutefois, pour que ces apports soient optimisés par la plante, il faut que ces apports correspondent aux besoins de la plante, c'est le principe même de la synchronisation (Rodriguez-Espinosa et al, 2023). Ce processus est un challenge, car les besoins de la culture sont variables au cours du cycle. La fertilisation doit notamment prendre en compte les fournitures d'azote dans le sol en lien avec les effets historiques de la parcelle, l'intensité du travail du sol et les propriétés des MO ou encore le pH et l'humidité du sol, la T°C et les types d'amendements organiques (Valenzuela, 2023).

Il est possible de suivre les besoins en temps réel d'une culture grâce à l'Indice de Nutrition Azotée (INN). Ce dernier se calcule à l'aide de la concentration d'azote dans les parties aériennes de la plante et la concentration d'azote critique, soit la concentration minimale nécessaire pour maximiser la production de matière sèche aérienne (cf. équation 1). Il renseigne ainsi de l'état azoté de la plante, et lorsque l'indice est inférieur à 1, la culture est jugée en carence, ce qui peut potentiellement affecter le rendement. A l'inverse, un INN > 1 montre un excès d'azote et donc des risques de fuite d'azote dans le milieu (Ravier et al., 2021).

ÉQUATION 1 : INDICE DE NUTRITION AZOTEE (INN) (D'APRES RAVIER ET AL., 2021)

$$ INN = \frac{\text{Concentration en N (dans les parties aériennes)}}{\text{Concentration en N critique}} $$
L'autonomie azotée, nommée A_N dans cette étude, rend compte de la capacité d'un système à répondre à ses besoins azotés. Dans les faits, cet indicateur se calcule en faisant le rapport des apports naturels d'azote, via la somme de la fixation symbiotique de l'azote et des dépôts atmosphériques, sur l'ensemble des apports azotés (cf. équation 2) : la fixation symbiotique de l'azote, les dépôts atmosphériques, les engrais organiques et minéraux (Harchaoui et Chatzimpiros, 2019).

## ÉQUATION 2 : AUTONOMIE AZOTEE (EN %) (D'APRES HARCHAOUI ET CHATZIMPIROS, 2019)

$$Autonomie azotée = \frac{Apports naturels N}{Apports totaux N}$$

Un autre indicateur renseigne quant à lui de l'efficacité d'utilisation de l'azote, le NUE (*nitrogen use efficiency*) (Godinot et al., 2022). Il permet de déterminer « la capacité d'une culture à maintenir une production avec une dose d'azote limitée et en minimisant les pertes dues aux applications excédentaires d'azote » (Valenzuela, 2023). En revanche, dans ce calcul (cf. équation 3), le stock d'azote dans le sol est considéré comme stable (Harchaoui et Chatzimpiros, 2019). En Europe, le NUE est bas et estimé à 60% en moyenne (Rodriguez-Espinosa et al, 2023), entre 30 et 60% pour les productions végétales et 5 et 40% pour les productions animales (Peyraud et al., 2012). Ces chiffres traduisent les fuites d'azote dans les systèmes, diminuant ainsi l'efficience et ce d'autant plus lorsque l'azote est sous une forme mobile, l'azote minéral (Peyraud et al., 2012).

## ÉQUATION 3 : EFFICACITE D'UTILISATION DE L'AZOTE (NUE) (D'APRES GODINOT ET AL., 2022)

$$NUE = \frac{Sorties N}{Entrées N}$$

A l'échelle de l'animal, c'est le *nitrogen conversion efficiency* (NCE), pour coefficient de conversion azotée animale, qui est utilisé lorsqu'il est question de performance. En effet, il représente la capacité du système (animal) à convertir les apports d'azote en produits et reflète ainsi la proportion d'azote entrante qui sera valorisée dans les différentes étapes de transformation des intrants en produits (cf. équation 4) (Godinot et al., 2022).

## ÉQUATION 4 : COEFFICIENT DE CONVERSION AZOTEE ANIMALE (NCE) (D'APRES GODINOT ET AL., 2022)

$$NCE = \frac{Sorties N}{Entrées N}$$

### 5.2.3 RELATION DOSE D'AZOTE ET RENDEMENT

Selon le COMIFER (2013), « le raisonnement de la fertilisation azotée est une méthode permettant d'ajuster les apports d'engrais minéraux ou organiques aux besoins de la culture, pour atteindre un objectif de production donné, en prenant en compte les autres fournitures
d'azote du sol ». En effet, l'azote contribue à la croissance des plantes mais également au rendement, puisqu'il joue un rôle dans la production de biomasse (Rodriguez-Espinosa et al., 2023). La richesse d'un élément dans le sol renseigne ainsi du rendement de la culture (AUREA, 2022). Cependant, bien que le rendement augmente proportionnellement à la fertilisation (cf. figure 8), le rendement d'utilisation est de plus en plus faible et le dose d'azote apportée mène rapidement à des fuites d'azote dans le milieu (Billen, 2011).

La relation dose d'azote et rendement est illustrée sur la figure 8 avec l'exemple issu de différents essais menés en Bourgogne par Anglade et al. (2015) (cf. figure 8). En comparant les rendements de céréales en AB et en conventionnel, les apports azotés sont différents. Ceux en AB ne dépassent pas les 100 kg N/ha/an et les rendements moyens sur la rotation oscillent entre 50 et 90 kg N/ha/an. A l'inverse, dans le cadre d'une production conduite en conventionnel, les apports sont plus conséquents, de l'ordre de 150 kg N/ha/an et les rendements moyens obtenus sont eux aussi supérieurs à ceux obtenus en AB, aux alentours de 100 kg N/ha/an. Pour autant, les 2 systèmes présentent un même ratio d'efficacité d'utilisation de l'azote, de 60%. Ainsi, plus les rendements sont élevés, plus ils dépendent de la fertilisation et inversement. Il faut noter que cet exemple ne peut être comparé à la Bretagne, du fait des rendements élevés, mais il illustre le principe cité précédemment.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>FIGURE 8: EXEMPLE DES "PETITES TERRES" DES PLATEAUX BOURGUIGNONS (ANGLADE ET AL., 2015)</figcaption></figure>

## 5.3 La fertilisation azotée en agriculture biologique

Pour la couverture des besoins azotés de ses cultures, l'AB compte sur les engrais et amendements organiques mais également sur le patrimoine du sol (Leclerc, 2019). Dans les faits, cela se traduit majoritairement par 2 pratiques, que sont la fixation biologique d'azote atmosphérique par les légumineuses ainsi que les apports d'azote d'origine organique (Barbieri et al., 2023).
### 5.3.1 LES LEGUMINEUSES

Les légumineuses, plantes dicotylédones, de la famille des Fabacées, ont la capacité d'acquérir de l'azote atmosphérique grâce à la fixation symbiotique. Ce processus repose sur une symbiose<fnref n="5" /> réalisée entre la plante et des bactéries du sol (Naudin, 2020). Les plantes sécrètent des flavonoïdes permettant aux bactéries de synthétiser le facteur de nodulation et ainsi créer des nodules au niveau des racines des plantes (Giraud, 2007). Il existe plusieurs espèces de bactéries, propres à chaque espèce de légumineuses (Schneider et Huyghe, 2015).

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>FIGURE 9 : PROCESSUS DE SYMBIOSE SIMPLIFIE (D'APRES SCHNEIDER ET HUYGHE, 2015)</figcaption></figure>

Les bactéries fournissent ainsi du NH₃ à la plante, qui sera directement assimilé par la plante (Revellin, 2012), tandis que la plante donne des sucres et de l'énergie, issus de la photosynthèse (Schneider et Huyghe, 2015) (cf. figure 9). Toutefois, certaines légumineuses n'étant pas endogènes du territoire, les bactéries ne sont pas naturellement présentes dans les sols français et une étape d'inoculation peut être nécessaire (Naudin, 2020). Un inoculum est « un échantillonnage de microorganismes » ayant pour but la mise en place de la symbiose, et assure l'efficacité de la fixation et la productivité de la plante (AquaPortail, 2023).

#### 5.3.1.1 Une diversité de débouchés

Les légumineuses sont généralement réparties en 3 grands groupes, avec les légumineuses à graines, les fourragères et celles non récoltées (Revellin, 2012).

Le pois chiche, la féverole, le soja ou encore la lentille sont des légumineuses regroupées sous le terme de légumineuses à graines (Revellin, 2012). En effet, également nommées légumes secs, leur production aboutit à des graines (valorisées pour leur teneur en

<footnote n="5">⁵ Symbiose : « Relation entre deux organismes d'espèce différente dont l'association permet un bénéfice mutuel » (Billen, 2011)</footnote>
protéines, fibres, micronutriments), des huiles (débouchés alimentaires) et des tourteaux (coproduits issus de l'extraction de l'huile) (Schneider et Huyghe, 2015). Les légumes secs sont à destination de l'alimentation humaine, animale et non alimentaire, avec des marchés en plein essor comme celui des biocarburants (Ministère de la Transition Energétique, 2023).

Les légumineuses peuvent être positionnées en tête de rotation pour les cultures suivantes, principalement des céréales, gourmandes en azote (Schneider et Huyghe, 2015). Les légumineuses fourragères peuvent être annuelles (exemple : trèfle) ou pérennes (exemple : luzerne) et implantées en culture pure ou en association (Revellin, 2012). Les fourrages fauchés ou pâturés sont destinés à l'alimentation des ruminants (Peyraud et al., 2012).

Les légumineuses peuvent également être implantées en couvert d'interculture et sont ainsi désignées comme des légumineuses non récoltées. Les principales espèces rencontrées en culture intermédiaire sont le pois, la vesce, la lentille, la féverole, le lupin, le trèfle et la gesse (Schneider et Huyghe, 2015). Elles ont pour but d'assurer une couverture du sol (pendant des périodes à risques de lixiviation par exemple), de fournir de l'azote aux cultures suivantes, de réguler les bio agresseurs, etc. (Schneider et Huyghe, 2015).

### 5.3.1.2 Les quantités d'azote mises en jeu

La fixation brute d$N_2$ par une légumineuse est estimée entre 21 et 389 kg par hectare (Kebede, 2021). Par exemple, un trèfle fixe en moyenne 39,3 kg N / t de matière sèche (MS) et une luzerne 14,2 kg N / t MS (Anglade et al., 2015). A une échelle plus globale, celle d'un système agro-alimentaire agro-écologique, Billen et al estiment un taux de fixation symbiotique par les légumineuses de l'ordre de 57 kg N par an et par hectare (Billen et al., 2021). En général, plus le rendement de la légumineuse est grand, plus cette dernière fixe de l'azote atmosphérique, tout comme lorsque le sol est dépourvu d'azote (Anglade et al., 2015).

La fixation symbiotique permet la restitution de quantités d'azote variables en fonction de l'espèce de légumineuses et peuvent être récoltées (dans les grains ou dans les fourrages) ou bien restituées au sol (Schneider et Huyghe, 2015). Une fois dans le sol, l'azote peut être restitué au sol de 2 manières, soit par une restitution de plante à plante via les exsudats racinaires, soit par décomposition, une fois la légumineuse détruite (Toussaint, 2010). Après destruction du couvert, les résidus de pois fournissent en moyenne 50 kg N/ha, tandis que pour un mélange de ray-grass anglais et trèfle blanc les quantités d'azote restituées peuvent osciller entre 100 et 150 kg N/ha (Cellier, 2019).

L'azote fixé par la plante, le $NH_4^+$, est plus stable, moins volatile et sa libération est progressive dans le temps, comparé à des engrais de synthèse (Schneider et Huyghe, 2015). Les légumineuses améliorent ainsi le bilan de GES, puisqu'elles sont à la fois autonomes en fertilisants et elles assurent une fourniture d'azote aux cultures suivantes (Valenzuela, 2023). De plus, lorsque les nitrates sont abondants dans le sol, les légumineuses favorisent leur absorption, ce qui limite les risques de lixiviation (Vertès F. et al, 2015).
### 5.3.1.3 Une place importante dans l'agriculture d'aujourd'hui

Les légumineuses ont été pendant longtemps la seule fourniture d'azote aux plantes et aujourd'hui elles représentent 195 millions de tonnes d'azote fixées par an (Revellin, 2012). Ramené en surface, cela revient à 13% de la SAU mondiale (Schneider et Huyghe, 2015), soit 25 à 35% des protéines végétales mondiales (Revellin, 2012). En Europe seuls 1,8% de la SAU est dédiée à leur culture (Anglade, 2015) et en France, la part des légumineuses dans la sole ne dépasse pas les 14% (AND, 2022).

Pour répondre aux besoins de fertilisation azotés, estimés à 237 kilotonnes selon l'étude AND de 2022, les légumineuses doivent être complémentées d'autres fourniture d'azote, comme par exemple des sources d'azote organique (Barbieri et al., 2023).

## 5.3.2 LES PRO

Derrière le terme de sources d'azote organique employé par Barbieri et al. (2023), il est question de Matières Fertilisantes d'Origines Résiduaires (MAFOR) ou encore connues sous le nom de Produits Résiduaires Organiques (PRO). Dans cette étude, le terme retenu sera les PRO.

Selon la définition du COMIFER (2013), les PRO sont considérés comme « des flux qui alimentent le stock d'azote minéral dans le sol, via la minéralisation exogène de la MO du sol ». Ils sont ainsi reconnus et utilisés au même titre que des engrais, grâce à leurs propriétés fertilisantes et ou amendantes (Arvalis, 2013). En effet, les PRO ont une action semblable à celle des engrais, à la seule différence qu'ils présentent une part d'azote organique moins importante (COMIFER, 2013).

Dans cette étude, le choix a été de faire 3 catégories de PRO que sont les PRO agricoles, les PRO urbains et les PRO industriels. Le tableau 1 résume la liste des PRO utilisable en AB (UAB) (cf. tableau 1).

<table><caption>TABLEAU 1 : LISTE DES PRO UAB (D'APRES LECLERC, 2019 ET AND, 2022)</caption><thead><tr><td>PRO AGRICOLES</td><td>PRO INDUSTRIELS</td><td>PRO URBAINS</td></tr></thead><tbody><tr><td>Fumiers *</td><td>Produits et sous-produits d'IAA animales *</td><td>Bio déchets ménagers ***<br>Déchets végétaux</td></tr><tr><td>Lisiers *</td><td>Produits et sous-produits d'IAA végétales</td><td></td></tr><tr><td>Purins *</td><td>Produits et sous-produits d'IAA végétales</td><td></td></tr><tr><td>Fientes *</td><td>Produits et sous-produits d'industries non alimentaires</td><td></td></tr><tr><td>Composts *</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digestats **</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cultures et ensilages ***</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Résidus de cultures ***</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

* Hors effluents d'élevages industriels

** Intrants autorisés : effluents d'élevages (hors ceux d'élevages industriels), matières végétales agricoles non transformées et sous-produits animaux (hors ceux d'élevages industriels)

*** Quelle que soit la culture si non OGM

**** Uniquement les déchets ménagers végétaux et animaux, provenant de particuliers et du secteur tertiaire, triés à la source et collectés par la compétence de collecte de collectivités et respectant les seuils limites d'éléments traces métalliques
Pour exprimer la teneur en azote des PRO (cf. tableau 2), il est commun de raisonner en N total, qui correspond à la somme de l'azote organique et minéral, l'azote étant principalement sous forme organique dans les PRO. Le « KeqN », quant à lui, est le coefficient d'équivalence engrais d'azote minéral efficace et permet de maîtriser les pertes d'azote (COMIFER, 2013). L'azote efficace peut être interprété comme l'effet de l'azote d'un PRO dont la plante va profiter durant son cycle (CGEDD, 2015). Etant donné la variabilité des valeurs d'azote efficace pour un même produit, il est préférable d'exprimer la teneur en azote à l'aide d'un intervalle, N efficace min et N efficace max en kg d'azote par tonne (COMIFER, 2013).

La teneur en azote des PRO est variable d'un produit à l'autre. En prenant l'exemple d'effluents d'élevage porcin, l'espèce animale, le stade physiologique, la durée de vie en bâtiment, le type de sol ou encore l'alimentation sont autant de facteurs influençant la teneur azotée d'un PRO (CORPEN, 2004). Ainsi, pour un lisier de porc, la part d'azote efficace oscille entre 0,54 et 2,03 kg d'azote par tonne (cf. tableau 2).

<table><caption>TABLEAU 2 : PRO ET CARACTERISTIQUES AZOTEES (D'APRES COMIFER 2013 ET BDD METHASIM 2021)</caption><thead><tr><th>PRO</th><th>N total (kg / t)</th><th>K eq N</th><th>N efficace min (kg / t)</th><th>N efficace max (kg / t)</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="5" style="text-align: center; font-weight: bold;">AGRICOLES</td></tr><tr><td>fumier bovin</td><td>5,30</td><td>0,1-0,3</td><td>0,53</td><td>1,59</td></tr><tr><td>fumier porcin</td><td>6,70</td><td>0,1-0,45</td><td>0,67</td><td>3,02</td></tr><tr><td>fumier ovin/ caprin</td><td>8,50</td><td>0,15</td><td></td><td>1,28</td></tr><tr><td>fumier équin</td><td>4,00</td><td>0,15</td><td></td><td>0,60</td></tr><tr><td>lisier porcin</td><td>4,50</td><td>0,12-0,45</td><td>0,54</td><td>2,03</td></tr><tr><td>lisier bovin</td><td>4,00</td><td>0,15-0,5</td><td>0,60</td><td>2,00</td></tr><tr><td>lisier veau</td><td>2,90</td><td>0,5-0,7</td><td>1,45</td><td>4,21</td></tr><tr><td>fientes volaille</td><td>38,20</td><td>0,1-0,5</td><td>3,82</td><td>19,10</td></tr><tr><td>compost fumier porcin</td><td>9,10</td><td>0,1-0,45</td><td>0,91</td><td>4,10</td></tr><tr><td>compost fientes volaille</td><td>18,30</td><td>0,1-0,5</td><td>1,83</td><td>9,15</td></tr><tr><td>compost fumier bovin</td><td>6,80</td><td>0,1-0,25</td><td>0,68</td><td>1,70</td></tr><tr><td>digestats de méthanisation</td><td>5,00</td><td>0,4-0,8</td><td>2,00</td><td>4,00</td></tr><tr><td colspan="5" style="text-align: center; font-weight: bold;">INDUSTRIELS</td></tr><tr><td>vinasse de betterave</td><td>0,90</td><td>0,1-0,65</td><td>0,09</td><td>0,59</td></tr><tr><td colspan="5" style="text-align: center; font-weight: bold;">URBAINS</td></tr><tr><td>compost urbain</td><td>10,00</td><td>0,05</td><td></td><td>0,50</td></tr><tr><td>compost déchets verts</td><td>9,40</td><td>0,05</td><td></td><td>0,47</td></tr><tr><td>algues</td><td>5,10</td><td>0,4-0,6</td><td>2,04</td><td>3,06</td></tr></tbody></table>

De plus, les gisements et les besoins de PRO sont hétérogènes et inégalement répartis à l'échelle du territoire français. C'est ce que souligne l'étude d'AND (2022), en rappelant que 60% des besoins azotés des cultures se concentrent dans les régions Occitanie, Auvergne Rhône-Alpes, Nouvelles Aquitaine et Pays de Loire, tandis que d'autres régions comme la Normandie et la Bretagne présentent des bilans azotés positifs grâce à leurs systèmes d'élevage (cf. figure 10).
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>FIGURE 10 : CARTE DES GISEMENTS D'AZOTE A L'ECHELLE FRANÇAISE (AND, 2022)</figcaption></figure>

### 5.3.2.1 Les PRO agricoles

Les PRO agricoles constituent de loin la majorité des PRO, représentant 80% du total des gisements azotés en France (AND, 2022). Au sein de cette catégorie se retrouvent les effluents d'élevage ainsi que les cultures et résidus de cultures (AND, 2022). Etant donné l'importance des effluents d'élevages constitue la majorité des PRO agricoles, il a été choisi de ne présenter que ces derniers dans cette étude.

Les effluents d'élevage ont été classés selon le type d'effluents, c'est-à-dire, soit des fumiers, des lisiers, des fientes, des composts ou des digestats, accompagnés de leur valeur C/N. Le rapport C/N renseigne de la teneur en azote de la MO décomposée. Ainsi, lorsque la valeur du C/N est basse (<8), il s'agit d'un fertilisant. A l'inverse un C/N élevé (>8), le produit est considéré comme amendant (COMIFER, 2013). Le tableau 3 présente une liste des effluents d'élevage avec le C/N correspondant (cf. tableau 3).

<table><caption>TABLEAU 3 : EFFLUENTS AGRICOLES ET LEUR C/N (D'APRES COMIFER, 2013)</caption><thead><tr><td>Effluents agricoles</td><td>c/N</td></tr></thead><tbody><tr><td>fumier bovin</td><td>15,5</td></tr><tr><td>fumier porcin</td><td>22,7</td></tr><tr><td>fumier ovin/ caprin</td><td>10,4</td></tr><tr><td>fumier équin</td><td>24,0</td></tr><tr><td>lisier porcin</td><td>2,3</td></tr><tr><td>lisier bovin</td><td>6,8</td></tr><tr><td>fientes volaille</td><td>7,0</td></tr><tr><td>compost fumier porcin</td><td>12,0</td></tr><tr><td>compost fumier bovin</td><td>17,0</td></tr><tr><td>digestats de méthanisation</td><td>10,6</td></tr></tbody></table>
### 5.3.2.1.1 AMENDEMENTS

Un PRO amendant, dont le C/N est haut (>8), a ainsi un objectif de maintien ou d'augmentation du stock de la MO du sol, puisqu'il agit sur le cycle de la MO, ce qui contribue à la minéralisation de l'humus du sol (COMIFER, 2013). Ils sont en effet riches en carbone, ce qui permet par la suite de fournir de l'énergie au système, dont de l'azote (ACS, 2023). L'apport azoté se fait néanmoins sur le long terme, la composition des PRO nécessitant davantage de temps de dégradation et rendant la libération de l'azote plus lente (Rodriguez-Espinosa et al., 2023). Ils permettent ainsi de diminuer les risques de fuites d'azote dans l'environnement (Valenzuela, 2023). A l'inverse, il est difficile voire impossible de contrôler les conditions de minéralisation et donc de leur mise à disposition pour les cultures (ACS, 2023).

Dans la catégorie d'amendants, il est souvent question de composts et de fumiers (COMIFER, 2013). En plus d'apporter des quantités de carbone conséquentes, les composts permettent de stabiliser l'effluent et de le rendre plus homogène (ACS, 2023). En effet, l'étape de compostage, « procédé de transformation de matières fermentescibles » (ADEME, 2021), permet l'assainissement des effluents de pathogènes, graines d'adventices, etc. (Leclerc, 2000). Ils peuvent être épandus à toutes les périodes l'année, moyennant le type de fumier ou compost. Par exemple, un fumier de bovins peut être apporté à l'automne ou à l'hiver tout comme au printemps, en fonction des conditions météorologiques (COMIFER, 2013).

Les PRO amendants ne suffisent tout de même pas à corriger des carences azotées et doivent donc être complémentés de fertilisants organiques (Valenzuela, 2023).

### 5.3.2.1.2 FERTILISANTS

Les fertilisants organiques ou bien les PRO fertilisants, contribuent peu au stockage d'azote, étant donnée la minéralisation rapide de l'azote (Peyraud et al., 2012). En effet, l'azote issu de ces PRO est facilement accessible pour la faune et la flore du sol, et constitue un apport d'azote sur les court et moyen termes (ACS, 2023). Il est estimé qu'en moyenne 70% de l'azote est relâché dans les 15 jours suivant un apport au printemps (Valenzuela, 2023). Sous le terme de PRO fertilisant se retrouvent majoritairement les lisiers, fientes de volailles ou encore digestats de méthanisation (COMIFER, 2013).

Cependant, ce type de PRO sont davantage sujets aux pertes dans l'environnement, avec des risques pour un lisier de volatilisation ou de lixiviation avec des pratiques agronomiques mal adaptées ou des conditions météorologiques peu clémentes (Valenzuela, 2023). Le délai de libération de l'azote dans le milieu peut également avoir des répercussions sur les quantités d'azote dans le sol. Il existe ainsi des périodes d'épandage réglementaires, régit par la Directives Nitrates (Chambres d'agriculture France, 2023).
### 5.3.2.2 Les autres PRO, de nouvelles alternatives pour demain ?

#### 5.3.2.2.1 LES PRO URBAINS

Les PRO d'origine urbaine incluent 3 types de gisements, que sont les bio déchets, les eaux usées et les déchets végétaux (AND, 2022).

L'étude MODECOM menée par l'ADEME en 2017 a fait état de la composition des déchets collectés par le service public et a permis de mettre en lumière les gisements mobilisables issus du milieu urbain. La teneur azotée d'un compost urbain est de 10 kg d'azote par tonne de MS (cf. tableau 2). L'ADEME mentionne « un potentiel très important de valorisation matière » et estime que le tri à la source des bio déchets permettrait de récupérer 100 kg de déchets par habitants et par an (ADEME, 2017). En France, de nombreux projets voient le jour, dont notamment le Plan régional de Prévention et de Gestion des Déchets et le Schéma Régional de Biomasse (SRB), afin de promouvoir la valorisation énergétique de la biomasse à l'échelle des collectivités territoriales. Dans une autre étude, celle réalisée par Le Noë et al en 2017 à l'échelle de la France également, il a été estimé que les flux générés à travers les bio déchets alimentaires et les excrétions humaines soient de 416 kilo tonnes d'azote par an (Le Noë et al, 2017).

En France, les eaux usées issues des ménages sont traitées dans des STations d'EPuration (STEP) et dont le traitement aboutit à des résidus, des boues (AMORCE, 2012). D'une ville à une autre et même d'une station à une autre, la composition des boues diffère, mais elles contiennent toutes de l'azote, du phosphore, de la MO ainsi que des substances indésirables (AMORCE, 2012). La teneur azotée des boues est estimée à 5%, le reste étant perdus au cours des traitements qu'elles ont subis en amont (Starck, 2023). Les boues ne sont pas autorisées en AB et ne constituent pas à ce jour un gisement potentiel (Leclerc, 2019).

Les déchets végétaux, quant à eux, regroupent les déchets verts, soit « les restes de végétaux ligno-cellusiques : feuilles, fleurs, bois et pailles » (Ooreka, 2023) ainsi que les algues. Selon l'étude MODECOM, les déchets de jardin représentent 14% de la part des déchets putrescibles d'une poubelle d'un français (ADEME, 2017). Des études ont démontrés que ces déchets verts compostés ne sont pas tous compatibles avec l'AB, car ils peuvent présenter une part de refus au compostage ou être mélangés à des boues, qui ne sont pas utilisables en AB (AND, 2022).

#### 5.3.2.2.2 LES PRO INDUSTRIELS

Le secteur de l'industrie génère également beaucoup de coproduits et de résidus organiques (ValorMap, 2018). Ce sont principalement les industries agro-alimentaires d'origine animale et végétale qui produisent des déchets organiques avec en tête l'industrie de la viande, qui a produit 419 000 tonnes en Bretagne (Ambition Climat Energie, 2019). Seulement, à l'année, sur les 80% des bio déchets de type sous-produits animaux, seuls 2% sont valorisés en énergie (cf. figure 11), contre près de 15% pour les autres déchets des IAA (Ambition Climat Energie, 2019). Cela s'explique par la grande diversité et les nombreuses
caractéristiques des bio-déchets d'IAA ainsi que la réglementation qui les régit (Ambition Climat Energie, 2019).

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>FIGURE 11: GISEMENTS DES IAA BRETONNES EN 2016 (AMBITION CLIMAT ENERGIE, 2019)</figcaption></figure>

De manière générale, une prise de conscience concernant les problématiques du développement durable et la gestion des ressources naturelles se développe. Le devenir des PRO de toutes catégories est ainsi devenu un enjeu majeur (Ambition Climat Energie, 2019), mais l'état des lieux de ces gisements et leur valorisation restent minimes à l'heure actuelle (INRAE, 2021).

## 5.4 La gestion de l'azote à différentes échelles

Comme vu précédemment, aucune pratique ne semble suffisante pour assurer l'autonomie de la fertilisation azotée en AB et il faut davantage miser sur une combinaison de leviers applicables à différentes échelles (parcelle, exploitation, territoire, etc.). L'utilisation des légumineuses nécessitent par exemple d'être complémenté par des apports, tels que des PRO, pour subvenir aux besoins des cultures (Schneider et Huyghe, 2015). Il existe par ailleurs d'autres leviers pour optimiser la fertilisation azotée.

### 5.4.1 PRATIQUES AGRONOMIQUES

A l'échelle de la parcelle, la gestion de l'azote passe notamment par des pratiques agronomiques et d'élevages raisonnées. En effet, il est possible d'optimiser la fertilisation en réduisant les pertes, notamment celle perçue en cas de mauvaise synchronisation des besoins de la plante avec la libération de l'azote, la lixiviation (Rodríguez-Espinosa et al., 2023), comme évoqué précédemment (cf. La nutrition azotée).
L'utilisation et la gestion des PRO est un autre levier, cette fois-ci en agissant sur les pertes lors de l'épandage des PRO. En effet, des fuites d'azote ont lieu et sont d'autant plus importantes lorsque les pratiques sont mal adaptées aux effluents. Par exemple, l'enfouissement d'un lisier permet de limiter les fuites d'NH₃ comparé à l'épandage à la volée (IFIP, 2020) et un enfouissement immédiat par labour permet de réduire de 90% les pertes azotées d'un fumier de bovin (Moreau, 2014).

Diminuer les besoins azotés des cultures constitue également une alternative à l'optimisation de la fertilisation. En effet, en changeant les objectifs de production d'une culture, en termes de quantité (rendement) ou de qualité (teneur en protéines), les apports peuvent être revus à la baisse. La substitution d'une culture par une autre, comme par exemple le remplacement d'un blé dur, dont les besoins azotés sont estimés à 3,8 unités d'azote par quintal, par un blé tendre qui n'en nécessite que 3, permet ainsi de diminuer la dose d'azote (Pagès et al., 2015).

## 5.4.2 REVISITE DU POLYCULTURE ELEVAGE

A l'échelle de l'exploitation, dans les systèmes d'élevages, les pertes d'azote sont majoritairement dues à la gestion des effluents, causant plus de 80% des émissions d'ammoniac (Peyraud et al., 2012). En effet, les effluents d'élevage sont pour la plupart stockés, transportés et épandus à des périodes et lieux différents, causant des émissions d'azote dans le milieu (volatilisation et lixiviation par exemple) (Ammann et al., 2019). Une étude aux Etats-Unis a d'ailleurs démontré que moins de 10% de l'azote utilisé par le secteur de l'élevage se retrouve dans les denrées alimentaires humaines consommées (Duxbury, 1994). Dans les 90% restant, au sein des déjections animales, près de la moitié contribue aux émissions gazeuses GES et NH₃ dans l'atmosphère (Duxbury, 1994).

Dans son étude de flux du système agro-alimentaire européen, G. Billen propose un scénario d'agroécologie pour l'Europe à l'horizon 2050, au sein duquel il décrit « une reconnexion des élevages et des systèmes céréaliers pour plus de circularité » (Billen et al., 2021). Il serait ainsi question de considérer l'animal comme un apport de nourriture pour l'Homme mais également comme vecteur de retour de l'azote au sol. Pour cela, le scénario préconise un ajustement des productions animales en fonction des besoins et des capacités du territoire à produire, le tout en minimisant les risques pour l'environnement.

Le polyculture-élevage peut être aussi raisonné à l'échelle du territoire en prenant en compte la diversité d'exploitations spécialisées, notamment les échanges paille fumier entre exploitations (Peyraud et al., 2012).

## 5.4.3 DEVELOPPEMENT DE LA METHANISATION

La méthanisation est un processus de digestion anaérobie de la matière organique aboutissant d'une part à un produit, du biogaz (principalement du méthane), valorisable en énergie et chaleur via la cogénération ou l'injection directe dans le réseau de gaz (Béline et al., 2012). D'autres part, la méthanisation induit un sous-produit, le digestat, soit sous la forme
solide ou liquide qu'il est possible de valorisation sur les sols agricoles (Tolo, 2014). Les
méthaniseurs peuvent être approvisionnés par divers intrants dont les biomasses végétales,
les déchets organiques (Recous et al., 2016) ou encore les coproduits industriels
(Levavasseur, 2023).

Cette technologie a émergé en France dans les années 70-80 (Béline et al., 2012), notamment suite à la problématique énergétique avec le second choc pétrolier de 1979 (Tuquoi, 2009) mais n'a pas connu de développement important jusqu'au début des années 2000. Cependant, depuis le début des années et notamment depuis 2006, cette technologie a connu un nouveau regain d'intérêts pour des raisons énergétiques et environnementales et est soutenue par les politiques publiques (Béline et al., 2012). La méthanisation s'est ainsi fortement développée ces dernières années avec un peu moins de 100 unités en 2004 et plus de 1 700 unités fin 2022 (MéthaFrance, 2023).

Il existe potentiellement de nombreux avantages concernant la méthanisation. Par exemple, à la place d'un couvert de Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates (CIPAN), l'implantation de Cultures Intermédiaires à Valorisation Energétique (CIVE) composées de maïs ou de céréales d'hiver avec des légumineuses comme de la luzerne (Levavasseur, 2023), permet à la fois d'assurer l'alimentation du méthaniseur (8 à 12 t de MS contre 4 à 5 t de MS avec des CIPAN), tout en restituant de l'azote au système et en augmentant les stocks de carbone dans les sols (Vrignaud, 2020). De plus, le digestat issu de la méthanisation est riche en azote et disponible sous une forme assimilable par les plantes, l'azote minéral. En effet, la transformation biologique subie au cours de la digestion anaérobie permet de libérer davantage d'azote sous la forme minéralisée (Vrignaud, 2020).

En lien avec ce qui a été évoqué avec la refonte du polyculture élevage (cf. Revisite du polyculture élevage), si les effectifs animaux sont amenés à diminuer, le nombre de prairies non utilisées augmenterait (Billen et al., 2021). La méthanisation, en valorisant les surfaces prairiales à la place des ruminants, permettrait ainsi de conserver ces espaces, indispensables au stockage de carbone et des écosystèmes (Couturier C. et al, 2016), tout en assurant une production de méthane sans la fermentation entérique (Magrini et Julier, 2019).

Au niveau du territoire, la méthanisation peut également permettre de recycler des déchets alimentaires (bio déchets et déchets d'IAA) permettant un meilleur bouclage du cycle de l'azote (Levavasseur, 2023).

5.4.4 MODIFICATION DU REGIME ALIMENTAIRE

A une échelle plus globale, l'autre idée sur laquelle s'appuie le scénario agro écologique de G. Billen, dans l'article ONE HEALTH, est d'opter pour « une alimentation plus saine et plus frugale » (Billen et al., 2021). Il s'agirait en effet, de diminuer la consommation de produits d'origine animale pour ainsi réduire les cheptels animaux sur le territoire. Les pertes liées à l'élevage, passeraient de 30 kg d'azote par an à 14 kg d'azote par an (Billen et al., 2021). En diminuant la part de l'élevage, davantage de surfaces seront disponibles aux cultures, comme par exemple à celles pouvant substituer les protéines animales, les légumineuses (Magrini et Julier, 2019). Le ratio alimentaire humain de 2050 serait constitué à 70% de protéines végétales, 15% de protéines animales et 5% de celles issues de produits
de la mer, contre actuellement 30%, 65% et 5% (Billen et al., 2021). En complément de la modification des formes de protéines, ils proposent de réduire les quantités ingérées par l'Homme, qui sont actuellement supérieurs aux besoins.
# 6. PROBLEMATISATION

## 6.1 Problématique identifiée

La production biologique autorise uniquement l'utilisation d'engrais et amendements d'origine organique (Leclerc, 2019). Ces pratiques de fertilisation ne permettent de répondre qu'en partie aux besoins azotés, c'est pourquoi elles sont complémentées par des légumineuses qui effectuent la fixation biologique de l'azote atmosphérique. L'AB se tourne également vers des solutions alternatives, en ayant recours à des PRO. Il existe ainsi une diversité de produits, allants des effluents d'élevage, aux coproduits des industries agroalimentaires et aux bio déchets des ménages utilisables en AB (COMIFER, 2013).

De nombreux plans nationaux émergent pour le développement de l'AB et prévoient des augmentations de la SAU en AB, pour atteindre jusque 25% à horizon 2030 pour certains (stratégie européenne de la Ferme à la Fourchette de 2022). Cela implique une augmentation des besoins azotés, or la disponibilité des matières fertilisantes organiques est déjà limitée (AND, 2022). En effet, les PRO sont convoités par la production biologique mais pas seulement. D'autres modèles agricoles, comme le conventionnel, utilisent de plus en plus ces produits organiques comme alternatives aux engrais de synthèse (Rodriguez-Espinosa et al, 2023) dont les prix se sont envolés depuis le conflit en Ukraine (Chambre d'Agriculture France, 2023). De plus, les filières de production énergétique comme la méthanisation, qui s'approvisionnent en biomasses végétales, déchets organiques (Recous et al., 2016) ou encore de coproduits industriels (Levavasseur, 2023), contribue à une pression supplémentaire sur la demande de PRO.

D'autres leviers existent pour assurer l'autonomie azotée des systèmes biologiques : la revisite du polyculture élevage, l'optimisation des pratiques agronomiques, la valorisation des prairies par la méthanisation, la modification de régime alimentaire, etc. Ainsi, pour assurer une fertilisation optimale, la gestion de l'azote intervient à différentes échelles. De fait, au sein d'une exploitation il est possible par exemple, de diminuer les cheptels animaux tout en augmentant les surfaces en légumineuses, pour assurer la production de protéines (Magrini et Julier, 2019). Et à l'échelle du territoire, il importe de valoriser l'ensemble des produits organiques à l'aide de la méthanisation par exemple (Levavasseur, 2023).

Pour cela, la présente étude s'est intéressée au cas de Morlaix Communauté, agglomération souhaitant promouvoir l'AB tout en composant avec les contraintes qu'elle rencontre sur son territoire. Ainsi, la problématique de cette étude est :

**Comment atteindre l'autonomie azotée pour le développement de l'agriculture biologique à Morlaix Communauté ?**
## 6.2 Hypothèses de recherche

Pour répondre à cette problématique, une analyse approfondie des Produits Résiduaires Organiques (PRO) a été menée et a donné lieu à la première hypothèse :

**H1 :** Les PRO urbains et industriels ont un potentiel suffisant pour atteindre l'autonomie azotée des systèmes biologiques actuels de Morlaix.

Ensuite, il a été question de tester d'autres leviers identifiés dans la littérature pour atteindre l'autonomie azotée. Une seconde hypothèse a été formulée :

**H2 :** La diminution des cheptels animaux est incontournable pour atteindre l'autonomie azotée des systèmes biologiques de Morlaix.
# 7. MATERIELS ET METHODES

## 7.1 Calculs des flux du système considéré

La présente étude est basée sur la modélisation et l'analyse des flux d'azote en AB à l'échelle de Morlaix Communauté. Pour cela, un schéma représentant l'ensemble des flux azotés du système considéré a été élaboré (cf. figure 12). Le système étudié correspond à la production biologique de Morlaix Communauté et repose sur le principe que toutes les entrées sont équivalentes aux sorties. Ainsi, les flux, représentés par des flèches, interagissent entre les deux entités du système, les productions végétales et les productions animales. L'ensemble de ces flux ont été modalisés et formalisés sur un outil Excel et une version complète des calculs est disponible en annexe (cf. annexe 2).

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>FIGURE 12 : FLUX CONSIDERES DANS LE SYSTEME BIOLOGIQUE DE MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

### 7.1.1 LES PRODUCTIONS VEGETALES

L'entité des productions végétales est alimentée par 3 flux entrants (fixation symbiotique, dépôts atmosphériques et PRO UAB) et 3 flux sortants dont les exportations végétales (productions légumière et fruitière) et les exportations de fourrages et de Céréales Oléagineux et Protéagineux (COP) auxquels s'ajoutent les pertes par lixiviation et dénitrification. L'ensemble de ces flux dépendent de différents types de cultures et des rendements associés. Les productions végétales sont également en lien étroit avec les productions animales, avec lesquelles des flux sont en échange : fourrages, COP, paille et PRO AB (cf. figure 12).
### 7.1.1.1 Les rendements

Pour renseigner les rendements des différentes cultures, 2 méthodes ont été employées. Soit, les rendements par culture étaient disponibles spécifiquement pour l'AB dans Statistiques Agricoles Annuelles (AGRESTE, 2023), se référer à l'annexe 3 (cf. annexe 3). Et lorsque ce n'était pas le cas, il a fallu les estimer en multipliant les rendements du conventionnel par 0,8 (AGRESTE, 2022). En effet, dans la littérature, le ratio des rendements en AB est généralement 20% inférieurs à ceux du conventionnel.

### 7.1.1.2 La fixation symbiotique

Les productions végétales sont en partie alimentées par le flux « fixation symbiotique » (cf. figure 12). Dans cette étude, ce flux comprend l'azote fixé par les légumineuses à graines et les légumineuses fourragères. L'estimation de la fixation symbiotique, exprimée en kg N/ha, repose sur l'équation suivante (cf. équation 5) :

**ÉQUATION 5 : FIXATION SYMBIOTIQUE (EN KG D'AZOTE PAR HECTARE) (D'APRES ANGLADE ET AL., 2015)**

$$ \text{Fixation symbiotique} = \text{Rendement} * \text{Teneur en N récolté} + \text{Fixation nette} $$

Concernant l'azote exporté par culture, les données sont issues des tables du COMIFER pour les grandes cultures et fourrages et dans celles du CTIFL pour les cultures légumières et fruitières (CTIFL, 2012). Pour les légumineuses fourragères, il a cependant fallu estimer le taux de légumineuses dans les prairies et les mélanges. Selon la littérature, les taux de légumineuses sont fixés à 10% dans les prairies permanentes, 20% dans les prairies temporaires et 40% dans les mélanges fourragers et céréales avec légumineuses (Anglade et al., 2015). Ainsi, ces taux ont été multipliés au rendement et à l'azote exporté. Le détail de ce calcul est mentionné en annexe (cf. annexe 4). Les valeurs de la fixation nette (cf. tableau 4), quant à elles, proviennent d'une publication sur l'estimation de la fixation d'azote atmosphérique dans les légumineuses et sont exprimées en kg d'azote par hectare (Anglade et al., 2015).

<table><caption>TABLEAU 4 : VALEURS DE LA FIXATION NETTE PAR LEGUMINEUSE (KG N/HA) (D'APRES ANGLADE ET AL., 2015)</caption><thead><tr><th>Catégories</th><th>Fixation nette (kg N/ha)</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="2"><strong>Légumineuses à graines</strong></td></tr><tr><td>Pois chiche</td><td>19,0</td></tr><tr><td>Féverole</td><td>40,0</td></tr><tr><td>Lentille</td><td>9,0</td></tr><tr><td>Pois</td><td>19,0</td></tr><tr><td>Lupin</td><td>9,0</td></tr><tr><td>Haricot</td><td>9,0</td></tr><tr><td>Soja</td><td>19,0</td></tr><tr><td>Autres légumineuses à graines</td><td>17,7</td></tr><tr><td colspan="2"><strong>Légumineuses fourragères</strong></td></tr><tr><td>Tréfles</td><td>146,0</td></tr><tr><td>Prairie temporaire</td><td>14,6</td></tr><tr><td>Prairie permanente</td><td>29,2</td></tr><tr><td>Luzerne</td><td>146,0</td></tr><tr><td>Mélange fourrager</td><td>58,4</td></tr><tr><td>Mélange céréales légumineuses</td><td>58,4</td></tr></tbody></table>
### 7.1.1.3 Les fourrages, les COP et la paille

A partir de la SAU et les rendements, les flux internes du système, fourrages, COP et paille, ont pu être calculés. La paille est un flux d'origine végétal (paille de céréales) mais est également retourné aux productions végétales via les fumiers et litières animales. D'après le tableau de référence du COMIFER, les teneurs en azote des pailles correspondent entre 20 et 25% des teneurs en azote des grains. Pour cette étude, la teneur en azote des grains retenu pour les pailles, 20%, a été multipliée par la SAU et le rendement associé.

### 7.1.1.4 La déposition atmosphérique, la dénitrification et la lixiviation

Pour le calcul des flux de lixiviation, des dépôts atmosphériques ou de dénitrification, le calcul est le même. Il a fallu multiplier la SAU du système par le taux de lixiviation, de dépôts atmosphériques ou de dénitrification à l'hectare.

Le taux d'azote lixivié par hectare a été estimé, en raison de l'absence d'un taux spécifique et a été fixé à 18,6 kg N/ha/an (Vandenberghe et al., 2013). Selon la littérature, la déposition atmosphérique oscille entre 0 et 20 kg N/ha/an (Agro Transfert, 2017). Pour la dénitrification, les quantités d'azote dénitrifiés vont de 5 à 15 kg N/ha/an (Agro Transfert, 2017). Dans cette étude, étant donné les valeurs des dépôts atmosphériques et de dénitrification, il a été considéré que ces flux sont identiques et égaux à 10 kg d'azote par hectare et par an.

### 7.1.1.5 Les exportations végétales

L'estimation de exportations végétales, exprimées en kg d'azote par an, correspond à l'ensemble des productions végétales produites et exportées par le système (fourrages récoltés ou pâturés, COP et les productions légumière et fruitière) et se traduit par le calcul suivant (cf. équation 6) :

ÉQUATION 6 : EXPORTATIONS VEGETALES (EN KG D'AZOTE PAR AN) (BLONDEL M., 2023)

$$Exportations \ végétales = SAU * Rendement * N \ exporté$$

### 7.1.1.6 Les PRO AB

Le flux de Produits Résiduaires Organiques issus de l'AB (PRO AB) relie les productions animales aux productions végétales (cf. figure 12). Il est décrit avec le reste des flux relevant de l'entité des productions animales, présentées ci-dessous.
### 7.1.1.7 Les PRO UAB

Le dernier flux entrant en lien avec les productions végétales correspond aux Produits Résiduaires Organiques utilisables en AB (PRO UAB). Ces PRO UAB proviennent des PRO agricoles, industriels et urbains du territoire de Morlaix. Tout comme les PRO AB, les PRO UAB engendrent des pertes, représentées par le flux « pertes PRO UAB » (cf. figure 12).

Dans cette étude, le calcul de ce flux relève de la différence des sorties moins les autres entrées de l'entité « productions végétales ». Pour rappel, le modèle élaboré repose sur le principe que toutes les entrées sont égales aux sorties. Ainsi, le flux PRO UAB permet d'ajuster l'équilibre du système.

## 7.1.2 LES PRODUCTIONS ANIMALES

La seconde entité du système, celle des productions animales, est alimentée par 1 flux entrant (l'alimentation animale), 3 flux internes d'entrées : les fourrages, les COP ainsi que les pailles et 1 flux interne de sortie : les PRO AB. Le seul flux sortant de cette entité est représenté par la flèche des exportations animales (cf. figure 12), correspondant aux produits laitiers, carnés, etc. Les effectifs animaux, nécessaires aux calculs de ces différents flux, ont été fournies par la BDD INRAE 2021. La méthode se base sur le calcul des flux d'azote excrété, ce qui permet ensuite de remonter aux besoins des animaux à travers son efficience d'utilisation.

### 7.1.2.1 Les PRO AB

Le flux PRO AB correspond à l'estimation des gisements azotés issus des productions animales des exploitations biologiques de Morlaix CO. Dans cette étude, les PRO AB regroupent uniquement les PRO agricoles (cf. figure 12), soit l'ensemble des effluents d'élevage du territoire concerné. Pour l'élaboration de ces flux, des valeurs et hypothèses propres aux pratiques de l'AB ont été prises et les critères de choix sont les suivants (cf. tableau 5) :

<table><caption>TABLEAU 5 : CRITERES DE CHOIX POUR LES PRO AB (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><td>Animaux</td><td>Critères de choix pour une production biologique</td></tr></thead><tbody><tr><td>BOVINS</td><td>Temps de pâturage d'une vache laitière (54%) et d'une vache allaitante (93%)<br>Alimentation basée sur de l'herbe et du foin<br>Production laitière annuelle : 6 000 L</td></tr><tr><td>PORCS</td><td>Elevés en bâtiment<br>Litière de paille<br>Alimentation biphasée<br>20 porcelets par truie et par an</td></tr><tr><td>VOLAILLES</td><td>Animaux de type « production biologique »</td></tr><tr><td>OVINS / CAPRINS</td><td>Temps de pâturage (75%)<br>Alimentation basée sur de l'herbe et du foin</td></tr></tbody></table>
### 7.1.2.2 Besoin des animaux et Fourrages, COP et l'importation d'alimentation animale

Pour calculer les besoins azotés des animaux, il a fallu utilisé les quantités d'azote excrété ainsi que le taux de rétention azotée, nommé NCE dans cette étude (cf. équation 7). Les quantités d'azote excrété correspondent aux excrétions des animaux, exprimées en kg d'azote par an (DREAL-DRAAF Nouvelle-Aquitaine, 2017), inscrites dans les tables CORPEN ou d'autres publications (Giovanni, 2008; IDELE, 2016; INERIS, 2005; ITAVI, 2013). Pour les ruminants (bovins, caprins et ovins), le taux de NCE a été fixé à 22%, à 28% pour les porcs et à 35% pour les volailles (Godinot et al., 2022).

**ÉQUATION 7 : BESOINS AZOTES DES ANIMAUX (EN KG D'AZOTE PAR AN) (BLONDEL M., 2023)**

$$ \textit{Besoins azotés des animaux} = \frac{N \textit{ excrété}}{(1 - NCE)} $$

A partir de ces besoins, l'utilisation de fourrage, de Céréales Oléagineux Protéagineux (COP) et les importations d'alimentation animale ont été calculés. Pour cela, le postulat de départ est que tous les fourrages produits sur le territoire sont destinés à nourrir les ruminants. Si la quantité de fourrages produits est suffisante, tout excédent est exporté. Dans le cas contraire, il est nécessaire de compléter avec les COP produits sur le territoire. Si cela ne suffit pas à couvrir les besoins des ruminants, il y aura une importation de fourrages pour combler les besoins restants. Les COP restants sont utilisés pour couvrir les besoins des monogastriques. Si la quantité disponible de COP n'est pas suffisante, des COP sont importés pour répondre aux besoins. Si, après avoir couvert les besoins des ruminants et des monogastriques, il reste des COP, alors ils sont exportés.

### 7.1.2.3 Les exportations animales

Pour calculer les exportations animales (kg d'azote par an) pouvant être exportées hors du système, il a fallu une nouvelle fois mobiliser les valeurs d'azote excrété par animal (Giovanni, 2008; IDELE, 2016; INERIS, 2005; ITAVI, 2013) ainsi que les besoins azotés des animaux (cf. équation 8).

**ÉQUATION 8 : EXPORTATIONS ANIMALES (EN KG D'AZOTE PAR AN) (BLONDEL M., 2023)**

$$ \textit{Exportations animales} = N \textit{ ingéré} - N \textit{ excrété} $$
## 7.2 Hypothèse 1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB

L'objectif de l'hypothèse 1 est tout d'abord de quantifier les gisements utilisables en AB pour l'AB sur le territoire de Morlaix. Cela se résume à l'étude des PRO utilisables en AB (PRO UAB) produits en dehors du système AB et regroupant les PRO agricoles, urbains et industriels. Ces quantifications seront ensuite confrontées aux besoins azotés actuels du territoire, afin de juger du potentiel des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie azotée de la production biologique de Morlaix CO.

### 7.2.1 QUANTIFICATION DES QUANTITES D'AZOTE MOBILISABLES POUR L'AB

#### 7.2.1.1 PRO agricoles

Pour ces effluents, il a tout d'abord fallu estimer les effectifs des cheptels présents sur le territoire de Morlaix. Puis, ces effectifs ont été multipliés à des teneurs en azote, issues de référentiels de la littérature. Le calcul total aboutit à la quantité d'azote mobilisable pour l'AB, concernant les PRO du milieu agricole (cf. figure 13).

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>FIGURE 13 : ETAPES DE CALCUL DES PRO AGRICOLES (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

##### 7.2.1.1.1 ESTIMATION DES EFFECTIFS

Pour la catégorie PRO agricoles, avec les Systèmes d'Identification et d'Enregistrement (SIE) des Animaux issus de la Statistique Agricole Annuelle (SAA), il a été possible d'accéder aux nombres de têtes des vaches laitières, vaches allaitantes, truies, poules pondeuses, poulets de chair, brebis allaitantes, brebis laitières et chèvres (Chiffres et données, statistique agricole annuelle 2021, 2022). L'estimation des effectifs non AB comprend les bovins, les élevages de porcs et de volailles. En raison des faibles effectifs des cheptels ovins et caprins tout comme les équins et cunicoles, le calcul des PRO UAB ne
comptabilisent pas ces effectifs (cf. tableau 6). Pour obtenir des données plus spécifiques sur les différentes sous-catégories d'animaux, les statistiques au niveau de la région Bretagne ont également été utilisées (AGRESTE, 2022).

<table><caption>TABLEAU 6 : FEUILLE DE CALCULS DES EFFECTIFS ANIMAUX (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>ESPECE animale</th><th>CATEGORIE d'animaux</th><th>données AGRESTE</th><th>données Morlaix (2020)</th><th>données Morlaix AB (2020)</th><th>méthodologie de calcul</th><th>nombre de bandes standard</th><th>nombre de bandes en AB</th><th>effectif Morlaix totaux (2020)</th><th>effectifs Morlaix AB (2020)</th><th>effectifs Morlaix non AB (2020)</th><th>effectifs Morlaix EI (2020)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="12">bovin (échelle Finistère, 2019)</td><td>vaches laitières (VL)</td><td>160 915</td><td>19976</td><td>1469</td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>vaches allaitantes (VA)</td><td>32 329</td><td>4717</td><td>244</td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses laitières renouvellement > 2 ans (Ge)</td><td>21 660</td><td></td><td></td><td>(Ge/LV) * VL Morlaix*</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses laitières renouvellement 1 à 2 ans (Ge)</td><td>49 405</td><td></td><td></td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses nourrices renouvellement > 2 ans (Ge)</td><td>8 555</td><td></td><td></td><td>(GeA/VA) * VA Morlaix*</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses nourrices renouvellement 1 à 2 ans (Ge)</td><td>10 953</td><td></td><td></td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mâles laitières > 2 ans (ML)</td><td>2 291</td><td></td><td></td><td>(ML/LV) * VL Morlaix*</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mâles laitière 1 à 2 ans (ML)</td><td>6 311</td><td></td><td></td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mâles viande > 2 ans (MA)</td><td>3 084</td><td></td><td></td><td>(MA/VA) * VA Morlaix*</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>mâles viande 1 à 2 ans (MA)</td><td>9 408</td><td></td><td></td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses boucheries 1 à 2 ans (A)</td><td>7 337</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>génisses boucheries > 2 ans (A)</td><td>9 137</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>veaux de boucherie (VL et VA) (A)</td><td>21 316</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>autres femelles < 1 an (A)</td><td>67 992</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>autres mâles < 1 an (A)</td><td>17 145</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="4">porc (échelle Finistère, 2018)</td><td>truies > 50 kg (T)</td><td>195 130</td><td>14694</td><td>100</td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>porcels (IP)</td><td>1 097 056</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>jeunes porcs 20 à 50 kg (JP)</td><td>336 230</td><td></td><td></td><td>T * 23</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>porcs à l'engrais > 50 kg (PC)</td><td>1 152 410</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="12">volailles (échelle Bretagne, 2018)</td><td>vernis > 50 kg (V)</td><td>1 345</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>poules pondeuses d'œufs à couver (PO)</td><td>4 050 000</td><td></td><td></td><td>(PO / PP) * PIC Morlaix</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>poules pondeuses d'œufs de consommation (PP)</td><td>19 840 000</td><td>491 038</td><td>12 150</td><td>regroupement des 3 lots</td><td>1</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>poulettes (PP)</td><td>12 285 000</td><td></td><td></td><td></td><td>2.45</td><td>2.3</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>poulets de chair (PIC)</td><td>49 900 000</td><td>1 508 857</td><td>4 400</td><td>effectif * nrb de bandes</td><td>5.35</td><td>3.21</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>canards à gaver (CNG)</td><td>970 000</td><td></td><td></td><td>(CN/ PIC) * PIC Morlaix</td><td>5.9</td><td>5.9</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>canards à râler (CnR)</td><td>2 560 000</td><td></td><td></td><td>(Cn/ PIC) * PIC Morlaix</td><td>3.6</td><td>3.5</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>dindes et dindons (D)</td><td>8 340 000</td><td></td><td></td><td>(D/PIC) * PIC Morlaix</td><td>2.47</td><td>2.1</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>oiles (O)</td><td>28 000</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>caillets (CI)</td><td>247 000</td><td></td><td></td><td>(CI/PIC) * PIC Morlaix</td><td>7</td><td>5.5</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>gintades (PI)</td><td>1 514 000</td><td></td><td></td><td>(PI/PIC) * PIC Morlaix</td><td>3.61</td><td>2.86</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Pour les bovins, les animaux ont majoritairement été regroupés selon leur production (lait ou viande) et leur âge ; d'un côté les vaches laitières et de l'autre les allaitantes, avec les vaches, les génisses, les mâles et les veaux. Pour les génisses destinées à la boucherie âgées de 1 à 2 ans, les génisses de boucherie de plus de 2 ans, les autres femelles de moins d'un an et les autres mâles de moins d'un an, ils ont été regroupés en un groupe intitulé « autres animaux ». En effet, les informations relatives à ces effectifs de ces animaux étaient insuffisantes pour les distinguer en catégories différentes. Leur estimation s'est faite à l'aide du nombre de vaches laitières et allaitantes réunies, le postulat de départ étant qu'une vache (laitière ou allaitante) donne naissance à un veau par an, avec en moyenne 50% de mâles et 50% de femelles au vêlage.

En ce qui concerne la production porcine, seul le nombre de truies à l'année était disponible. En moyenne une truie du conventionnel met bas de 23 porcelets à l'année. Ainsi, pour obtenir ce nombre de porcs, il a fallu multiplier le nombre de truies par 23. Dans l'outil, sont regroupés derrière le terme de porc, les porcelets, les jeunes porcs de 20 à 50kg et les porcs à l'engraissement de plus de 50kg. En effet, sur une année, il a été estimé qu'un porc passe par l'ensemble de ces stades. D'après la bibliographie, certains des élevages porcins peuvent être considérés comme des élevages industriels, ce qui est le cas lorsqu'il s'agit d'un système caillebotis ou grilles intégral et dont les effectifs dépassent les 3 000 porcs charcutier ou 900 truies (AND, 2022). Pour rappel, les effluents d'élevage « industriels » sont interdits d'usage en AB. C'est pourquoi, une colonne « effectifs Morlaix EI » a été créée pour renseigner des effectifs porcins concernés par cette condition (cf. tableau 6).

L'agglomération de Morlaix fournissait uniquement le nombre de poules pondeuses et celui des poulets de chair. La première chose fut de classer les différentes volailles en fonction de leur débouché, soit pour la production d'œufs, soit pour la production de viande. Ainsi, les poules pondeuses ont servi de référence pour les poules pondeuses de reproduction et les poulettes. Les poulets de chair, quant à eux, ont servis pour les autres catégories, comprenant
pintades, canards, oies et dindes. Ensuite, il a fallu utiliser les effectifs nationaux et les effectifs de références (poules pondeuses et poulets de chair) de Morlaix pour estimer les effectifs manquants sur ce même territoire. En production avicoles il est souvent question de bandes pour désigner le regroupement d'animaux par âge et format afin d'optimiser les productions. Pour cette étude, il a donc fallu multiplier les effectifs par le nombre de bandes réalisé par an, informations fournies par le document CORPEN volailles (ITAVI, 2013). Les volailles sont également concernées par le terme d'élevages industriels, notamment quand les élevages en cages dépassent 85 000 poulets ou 60 000 poules pondeuses (AND, 2022). Les effectifs concernés sont inscrits dans la colonne prévue à cet effet « effectifs Morlaix EI » (cf. tableau 6).

### 7.2.1.1.2 CALCUL DE L'AZOTE EXCRETE, EPANDABLE ET UAB

La seconde étape consiste à multiplier les quantités d'azote émises par l'animal par son effectif. Ces quantités d'azote ont volontairement été scindées en 3, avec l'azote excrété, l'azote épandable et l'azote utilisable en AB (cf. figure 14). Pour rappel, l'azote excrété correspond aux excrétions de l'animal, l'azote épandable, quant à lui est la quantité d'azote à laquelle les pertes au bâtiment et celles liées au stockage, transport et épandage ont été retirées. Dans cet azote épandable, il y a la part maîtrisable (récupérée dans le bâtiment) et la part non maîtrisable et non pris en compte ici, l'azote émis au pâturage (Normes production azote épandable, 2017). Enfin, l'azote UAB, est obtenu en retirant les quantités d'azote issues des élevages conventionnels industriels, non utilisables en AB. Pour chacune des espèces animales, des références bibliographiques ont été mobilisées et dans certains cas des hypothèses ont été émises pour estimer ces parts d'azote.

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>FIGURE 14 : METHODOLOGIE DE CALCUL DES QUANTITES D'AZOTE UTILISABLES EN AB (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

Dans le cas des bovins, chacun des animaux a été catégorisé en fonction de son alimentation, son mode de vie (temps passé à l'extérieur), sa production laitière ou son format. En effet, pour une vache laitière, les hypothèses sont qu'elle passe 45% de son temps en extérieur, que son alimentation est basée sur un système maïs-herbe et qu'elle produit en moyenne 9 000L de lait à l'année (Giovanni, 2008). Pour une vache allaitante, il a été estimé
qu'elle soit d'un format moyen (670 kg), passant 7 mois de l'année à l'herbage et dont l'alimentation est basée sur du foin et du maïs en hiver. Une autre des hypothèses est que les modèles des génisses de renouvellement suivent le même que celui des vaches. Pour le regroupement d'animaux avec des génisses et des taurillons, c'est le modèle des génisses à l'engraissement qui a été utilisé comme référence. Ainsi, avec ces critères il a été possible de renseigner l'azote épandable maîtrisé et l'azote épandable émis au pâturage. Concernant l'azote excrété, c'est avec le coefficient de pertes observé entre l'azote excrété et l'azote épandable d'une vache laitière qu'il a été possible d'estimer l'azote excrété des autres catégories de bovins. Par exemple, il a fallu multiplier l'azote épandu maîtrisable des génisses laitières par l'azote excrété maîtrisé des vaches laitières, puis diviser le tout par l'azote épandu maîtrisable des vaches laitières.

Concernant la production porcine, c'est à partir du document CORPEN de 2004 que les valeurs d'azote ont été extraites (INERIS, 2005). Dans la table, l'azote excrété correspond aux excrétions, soit les rejets purs d'azote. Etant donné que cette étude se veut au plus près de la réalité, il a été décidé de considérer une alimentation biphasée. L'azote épandable quant à lui, est traduit dans la table « lisier » en optant toujours pour une alimentation biphasée. Pour ce qui est de l'azote au pâturage, les truies et les porcs vivant 100% de l'année en bâtiment (pour la production classique et conventionnelle), la part d'azote excrété ou épandable, est nulle.

Pour les volailles, c'est également avec les références CORPEN 2006 qu'il a été possible de renseigner les valeurs d'azote (ITAVI, 2013). L'azote excrété est issu d'un tableau croisant tous les types de volailles et les quantités d'éléments excrétés, dont l'azote. Il en est de même pour l'azote épandable dans un autre tableau. Dans les deux cas, il est précisé si l'animal émet en bâtiment et/ou sur le parcours, ce qui équivaut à l'azote maîtrisable et l'azote au pâturage.

Des pertes peuvent également intervenir lors du chantier d'épandage, en l'occurrence des pertes de NH₃, mais elles ne sont pas prises en compte ici car elles relèvent des pratiques d'épandage propre aux exploitations, données inaccessibles pour cette étude.

Pour les productions porcine et avicoles, une dernière étape, celle de l'estimation des effectifs issus d'élevages industriels, a été nécessaire. Pour cela, une colonne intitulée part UAB, renseigne de la part d'azote utilisable en AB et permet de retirer la proportion d'azote non utilisable en AB. Ainsi, seuls 75% et 34% des quantités d'azote efficace au sol des effectifs porcin et avicole ont été pris en compte.

### 7.2.1.2 PRO urbains

Les PRO d'origine urbaine ont été répartis en 2 catégories, les bio déchets alimentaires et les déchets végétaux. Comme vu précédemment en synthèse bibliographiques, les eaux usées ne sont pas autorisées en AB et ne font pas parties des calculs.
### 7.2.1.2.1 LES BIO-DECHETS ALIMENTAIRES

Dans cette catégorie, les bio-déchets issus des ménages, de la distribution et des commerces ainsi que ceux venant de l'hôtellerie et la restauration sont séparés.

Pour estimer les gisements des ménages, il a fallu multiplier la population de Morlaix par le ratio de déchets produits par un habitant, estimé par l'étude du SRB de 2019. La quantité estimée (54,5 kg par habitant par an) a ensuite été multipliée par la teneur en azote (unité d'azote par tonne) d'un déchet ménager, fourni par le COMIFER (2013). Pour être mobilisable en AB, les déchets doivent suivre les critères suivants : uniquement les déchets ménagers végétaux et animaux, provenant de particuliers et du secteur tertiaire, triés à la source et collectés par la compétence de collecte de collectivités et respectant les seuils limites d'éléments traces métalliques. De plus, seuls les bio déchets des citadins urbains sont pris en compte, car seules les villes disposent des plateformes de tri (Ambition Climat Energie, 2019). Pour cette étude, la part de la population vivant en ville se résume aux habitants de Morlaix, soit 20% des 64 603 habitants recensés en 2019 (INSEE, 2023).

Concernant les bio-déchets de la distribution et des commerces, la réglementation sur leur autorisation en AB n'est pas précise. En effet, les règlements RCE n° 834/2007 et RCE n° 889/2008 autorisent les bio-déchets ménagers, mais il n'est pas mentionné si ces bio-déchets incluent ceux des hôtellerie, commerces ou encore de la restauration. Pour l'étude, le choix a été de ne pas les comptabiliser dans le calcul des gisements urbains.

### 7.2.1.2.2 LES DECHETS VEGETAUX

Les déchets verts et les algues représentent les 2 sources de gisements de déchets végétaux. En accord avec la réglementation, il a été estimé que 50% des composts de déchets verts ne sont pas utilisables en AB. A l'inverse, l'ensemble des algues est mobilisable en AB, selon l'autorisation des règlements RCE n° 834/2007 et RCE n° 889/2008.

A l'échelle de Morlaix CO, il a été estimé environ 20 150 tonnes de déchets verts produites à l'année (OEB, 2017) ainsi que 1 192 tonnes d'algues ramassées sur les côtes (CGEDD, 2015). Ces quantités, avec leur teneur en azote, ont permis de calculer la quantité d'azote totale à Morlaix CO.

### 7.2.1.3 PRO industriels

Le règlement RCE n° 834/2007 et RCE n° 889/2008 autorise des déchets d'IAA d'origine végétale ou animale uniquement. Les boues et autres types de déchets ne sont pas utilisables en AB.

Dans cette étude, les PRO industriels ont été considérés de la manière suivante, ceux provenant d'industries alimentaire (animale ou végétale) et ceux non alimentaire (industrie du bois). Pour l'estimation de ces gisements à l'année, les valeurs fournies par l'OEB ont servi de
référence (OEB, 2017). Ensuite, à l'aide des teneurs en azote de chacun des produits, fourni
par le COMIFER (2013), il a été possible d'estimer les quantités d'azote disponibles à l'échelle
de Morlaix CO.

7.2.2 CONFRONTATION AUX BESOINS AZOTES DE MORLAIX CO

La partie « quantification des quantités d'azote mobilisables pour l'AB » a permis de
calculer les gisements azotés des PRO agricoles, urbains et industriels utilisables en AB. Pour
répondre à l'hypothèse H1, il a également fallu confronter ces données aux besoins azotés
actuels de Morlaix Communauté.

Sur le schéma de flux (cf. figure 12), les besoins azotés se résument aux entrées extérieures au système, les PRO UAB (tonnes d'azote par hectare). Les PRO UAB permettent en effet de compléter la couverture en besoins azotés si nécessaire. Pour obtenir cette valeur il a fallu effectuer la somme des sorties moins celle des entrées du système (cf. équation 9) :

ÉQUATION 9 : PRO UAB (EN TONNES D'AZOTE PAR HECTARE) (BLONDEL M., 2023)

$$
\begin{align*}
\text{PRO UAB} ={}& (\text{Exportations végétales} + \text{Exportations fourrages et COP} \\
& \quad + \text{Exportations animales} + \text{Pertes PRO AB} + \text{Dénitrification} + \text{Lixiviation}) \\
& \quad - (\text{Dépôts atmosphériques} + \text{Fixation Symbiotique} \\
& \quad \qquad + \text{Importations alimentation animale})
\end{align*}
$$

Ce calcul a mené à la réflexion de différentes prospectives, en simulant par exemple une diminution des effectifs animaux, une augmentation de la fixation symbiotique ou encore une réduction des pertes. Ainsi, la présente étude va s'intéresser à la seconde hypothèse, la mise au point de scénarios d'expansion de l'AB.

## 7.3 Hypothèse 2 : Elaboration des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB

L'hypothèse 2 de ce rapport stipule que le levier majeur pour assurer l'autonomie azotée et ainsi le développement de l'AB passe par la diminution des cheptels animaux. Pour cela, des variables ont été sélectionnées à partir de la littérature et ont abouti à la formulation de scénarios d'expansion de l'AB à Morlaix CO. L'évaluation de ces scénarios est ensuite passée par l'étude d'indicateurs.
### 7.3.1 VARIABLES IMPACTANT L'AUTONOMIE AZOTEE

A l'aide d'études prospectives d'évolutions futures (ADEME, 2023; AND, 2022; Billen et al., 2021; Couturier C. et al, 2016), 14 variables affectant les besoins azotés ont été choisies pour construire les scénarios (cf. tableau 7).

La première catégorie de variables concerne les différentes SAU exprimées en hectares, avec la SAU totale, celle des Céréales et Oléagineux (CO), des Protéagineux (P), la Luzerne (L), du Maïs Fourrages (MF), des Prairies Permanentes (PP), des Prairies Temporaires (PT) et enfin celle des Fruits, Légumes, Plantes à Parfum et Arboriculture (FLPPA).

Une catégorie s'intéresse aux pratiques agronomiques, avec d'un côté les rendements et les pertes. Pour les rendements, la méthode est la même que celle renseignée précédemment (cf. Les rendements). Les pertes portent sur les fuites de nitrates (lixiviation) ainsi que les pertes liées à la gestion des effluents (bâtiment, stockage, transport et épandage), exprimées en kg N/ha. Pour les productions animales, c'est le NCE (%) qui rend compte de la performance des animaux.

La troisième catégorie renseigne des effectifs animaux (en nombre de têtes), avec d'un côté les effectifs non issus de l'AB (effectifs animaux non AB) ainsi que ceux issus de la production biologique (effectifs animaux AB). L'impact de ces différentes variables sur le développement de l'AB à Morlaix a mené à l'élaboration de 5 macros scénarios.

<table><caption>TABLEAU 7 : SYNTHESE DES VARIABLES POUR LES 5 SCENARIOS (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>Unités</th><th>Sources et années de références</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU CO</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU P</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU L</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU MF</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU PP</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU PT</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>SAU FLPPA</td><td>ha</td><td>BDD INRAE 2021</td></tr><tr><td>Rendements</td><td>% du conventionnel</td><td>2023</td></tr><tr><td>Pertes au champs</td><td>Kg N/ ha</td><td>Vandenberghe et al., 2013</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont des effluents</td><td>Kg N/ ha</td><td>Ammann et al., 2019; Giovanni, 2018; IDELE 2016; INERIS, 2005</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB</td><td>Nombre de têtes</td><td>BDD Morlaix CO 2021</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB</td><td>Nombre de têtes</td><td>BDD Morlaix CO 2021</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale</td><td>%</td><td>Godinot et al., 2022</td></tr></tbody></table>

### 7.3.2 RECITS DES SCENARIOS

Un scénario « initial » (S0) sert d'illustration pour l'état actuel de l'AB à Morlaix Communauté (cf. tableau 8). Le premier scénario (S1), dit le « tendanciel », permet de projeter l'actuel avec une SAU biologique de 30%. Le scénario 2, « optimisation des pratiques agronomiques », permet de visualiser les effets de meilleures pratiques agronomiques sur l'autonomie azotée de l'AB. Tandis que les scénario 3, « dynamique de production de
protéines végétales », et 4, « dynamique de production d'énergie », s'intéressent à la diminution des cheptels animaux et la combinaison d'autres leviers.

<table><caption>TABLEAU 8 : RECAPITULATIF DES 5 MACROS SCENARIOS (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Scénarios</th><th>S0</th><th>S1</th><th>S2</th><th>S3</th><th>S4</th></tr></thead><tbody><tr><td>Intitulés</td><td>Actuel</td><td>Tendanciel</td><td>Optimisation des pratiques agronomiques</td><td>Dynamique de production de protéines végétales</td><td>Dynamique de production d'énergie</td></tr><tr><td>SAU AB (%)</td><td>10</td><td>30</td><td>30</td><td>30</td><td>30</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr de têtes)</td><td>61 297</td><td>183 891</td><td>183 891</td><td>110 335</td><td>110 335</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr de têtes)</td><td>15 459 988</td><td>15 353 918</td><td>15 353 918</td><td>9 250 536</td><td>9 250 536</td></tr><tr><td>Variables modifiées</td><td>/</td><td>La SAU de toutes les surfaces biologiques ainsi que les effectifs animaux ont été multipliés par 3</td><td>Rendements : + 10%<br/>Pertes : - 30%<br/>Performances animales : +10%</td><td>CO : - 40%<br/>MF : - 50%<br/>PT : - 40%<br/>P : gain des surfaces libérées (2 937 ha)</td><td>CO : - 40%<br/>MF : - 50%<br/>PT : - 40%<br/>P : 2 937 ha<br/>FLPPA : - 50%<br/>L : gain des surfaces libérées (926 ha)</td></tr></tbody></table>

### 7.3.2.1 Scénario Actuel (S0)

Le scénario « actuel » (S0), est l'image actuelle de l'AB de Morlaix. Actuellement, la SAU biologique est de 10,8% (Agence Bio, 2023) sur la communauté de communes de 39 772 hectares (AGRESTE, 2020).

Les données spécifiques de la SAU et des effectifs animaux biologiques sont issus de la BDD INRAE 2021. Pour les rendements et les taux d'azote lixivié et dénitrifié, les méthodes sont les mêmes qu'énoncées précédemment (cf. Les rendements et La déposition atmosphérique, la dénitrification et la lixiviation). Ainsi, les quantités fixées sont de 18,6 kg N/ha/an pour les pertes par lixiviation (Vandenberghe et al., 2013) et de 10 kg N/ha/an pour la dénitrification (Agro Transfert, 2017). Concernant l'élevage, l'alimentation des cheptels est basée sur des productions nationales, avec notamment les prairies pour les ruminants et les COP pour les monogastriques.

### 7.3.2.2 Scénario Tendanciel (S1)

Le scénario tendanciel a pour objectif de retranscrire l'état actuel de la production biologique de Morlaix (cf. scénario « actuel » (S0)), avec cette fois-ci, une SAU biologique de 30%. Ce passage du simple au triple des surfaces biologiques est valable à tous les niveaux que ce soit les surfaces fourragères, les prairies, les COP et les FLPPA. Les rendements sont similaires à ceux observés actuellement. Sur le plan agronomique, les pratiques sont inchangées et les pertes perçues au champs (lixiviation) et lors de la gestion des effluents (bâtiment, stockage, transport et épandage) également.
La gestion de l'alimentation animale est la même, seuls les effectifs changent. Les cheptels animaux issus de la production biologique sont multipliés par 3, suivant la même dynamique que le reste. Les effectifs animaux non biologiques, quant à eux, sont en légère baisse, du fait du passage en production biologique pour certains.

Ce positionnement s'inspire des différentes stratégies (nationales ou européennes) et
prospectives étudiées (AND, AFTERRES ou encore TYFA). Ainsi, le marché du bio progresse,
au détriment de l'agriculture conventionnelle qui régresse.

7.3.2.3 Scénario d'optimisation agronomique (S2)

La tendance de l'AB est toujours de mise avec plus d'intérêts pour les productions biologiques. Dans ce second scénario, basé sur des pratiques d'optimisation agronomique, la SAU suit la même évolution que dans le tendanciel, 30% au total, avec une hausse proportionnelle pour toutes les cultures. Il en est de même pour les effectifs AB, multipliés par 3 et les cheptels non AB, diminués proportionnellement, comme dans le scénario « tendanciel » (S1).

A l'inverse, grâce aux formations pour les agriculteurs/ agricultrices ou encore via le développement de matériaux et procédés plus efficaces, la production est optimisée. Les rendements et les performances animales (races, génétique et pratiques d'élevage) et végétales (espèces, génétique et pratiques de fertilisation) augmentent de 10%. Les pertes, au contraire, diminuent de 30% grâce à l'optimisation de la fertilisation (utilisation des méthodes bilans et d'outils d'aide à la décision, adaptation des espèces et rotations) et aux techniques de réduction des pertes gazeuses (bâtiments à évacuation rapide des effluents, couverture des fosses de stockage, épandage avec pendillards, enfouissements, etc.).

7.3.2.4 Scénario de dynamique de production de protéines végétales (S3)

L'objectif du scénario 3 est de réduire les cheptels, responsables de la plupart des émissions agricoles, tout en produisant autant de protéines. Cette idée découle de nombreuses études prospectives, telles que TYFA, AFTERRES 2050, IDELE 2030 ou encore ADEME 2050. Toutes proposent des réductions de cheptels, allant de 14% (uniquement les bovins) à 50% (tous les cheptels confondus). Pour cette étude, le curseur a été placé à -40% des effectifs animaux AB ainsi que ceux du conventionnel. Le plan stratégique national de la PAC 2023-2027 et ses aides pour les légumineuses fourragères et à graines, ont également inspiré la présente étude. C'est ainsi sur une dynamique d'insertion de légumineuses qu'est construit ce scénario, avec des changements au sein des assolements grâce à la diminution des cheptels AB et non AB.

La SAU en AB est toujours fixée à 30% mais les surfaces en céréales-oléagineux (CO), maïs fourrage (MF) et prairies temporaires (PT) sont diminuées. En effet, ces surfaces sont initialement prévues à l'alimentation des troupeaux, qui ont été diminués de 40%. Les surfaces ainsi libérées (2 937 ha) sont attribuées aux protéagineux (P) et sont réparties entre de la féverole, des lentilles et des pois. Ces légumineuses ont été choisies pour optimiser la fixation
symbiotique et ainsi l'autonomie en azote du système. La féverole est la légumineuse fixant le plus d'azote à l'hectares et est déjà présente sur le territoire de Morlaix. Le pois et la lentille fixent également plus d'azote que d'autres cultures mais constituent de nouvelles cultures dans les assolements concernés.

Contrairement au scénario 2, aucun accent n'est mis sur l'optimisation des pratiques agronomiques et d'élevage.

### 7.3.2.5 Scénario de dynamique de production d'énergie (S4)

Pour le dernier scénario (S4), l'objectif est de maintenir une production de protéines végétales pour l'alimentation humaine, tout en produisant de l'énergie, sous la forme de biogaz. Ce couplage méthanisation et approvisionnement en légumineuses a ainsi pour but de produire de l'énergie tout en obtenant un digestat riche en azote.

Pour cela, les effectifs animaux sont diminués de 40%, amenant ainsi à des réductions des surfaces de CO (-40%), MF (-50%) et PT (-40%). Les surfaces libérées, à hauteur de 2 937 ha, sont attribuées aux légumineuses (P) comme dans le scénario « production de protéines végétales » (S3). Pour assurer l'autonomie azotée dans ce scénario, il a été décidé de remplacer les surfaces exportatrices d'azote par de la luzerne. Il s'agit ici, des surfaces de fruits, légumes, plantes à parfum et d'arboriculture, réduites de 50% (927 ha).

La méthanisation, en plus de valoriser les PRO (agricoles, urbains et industriels), permet le maintien des prairies. Ces dernières sont fauchées pour alimenter les méthaniseurs et permettent la fixation symbiotique, la séquestration du carbone et sont également des spots de biodiversité.

Pour ce dernier scénario, le schéma de flux de la production de Morlaix initialement réalisé a été adapté (cf. figure 12), avec l'ajout de l'entité « méthanisation » (cf. figure 15). Les méthaniseurs sont alimentés en fourrages et en PRO AB. L'entité produit du digestat, qui est prioritairement retourné aux surfaces des productions végétales en tant que fertilisant, et si les quantités sont excédantes, ce digestat peut être exporté. La méthanisation est elle aussi responsable de pertes, nommées « pertes digestat », via les pertes azotées lors de l'épandage du digestat.
<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>FIGURE 15 : FLUX CONSIDERES DU SYSTEME BIOLOGIQUE DE MORLAIX CO, DANS LE SCENARIO « DYNAMIQUE DE PRODUCTION D'ENERGIE » (S4) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

### 7.3.3 INDICATEURS TRADUISANT LA DYNAMIQUE DE L'AZOTE ET L'AUTONOMIE AZOTEE DU SYSTEME

Pour évaluer et comparer les différents scénarios, 7 indicateurs ont été sélectionnés (cf. tableau 9).

<table><caption>TABLEAU 9 : INDICATEURS ET LEURS CARACTERISTIQUES (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><td>Indicateurs</td><td>Acronymes</td><td>Unités</td></tr></thead><tbody><tr><td>Autonomie azotée du système</td><td>A<sub>N</sub></td><td>%</td></tr><tr><td>Efficience d'utilisation des nutriments</td><td>NUE</td><td>%</td></tr><tr><td>Taux d'utilisation des PRO UAB</td><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>%</td></tr><tr><td>Autonomie du territoire AB pour l'alimentation animale</td><td>A<sub>T</sub></td><td>%</td></tr><tr><td>Besoins surfaciques</td><td>N<sub>in</sub></td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>Production surfacique</td><td>N<sub>out</sub></td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>Pertes totales surfaciques</td><td>N<sub>loss</sub></td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>

L'indicateur Autonomie Azotée ($A_N$) du système permet de rendre compte de la capacité du système à s'auto fournir en azote. Pour ce faire, il a fallu faire le ratio des apports naturels (fixation symbiotique et dépôts atmosphériques) par rapport à l'ensemble des apports totaux (cf. figure 12). Ici, ces apports totaux correspondent aux apports naturels en plus des PRO UAB et des importations en alimentation animale (cf. équation 10).
## ÉQUATION 10 : AUTONOMIE AZOTEE (A<sub>N</sub>) (EN %) (BLONDEL M., 2023)

$$ 
\begin{aligned}
\text{Autonomie Azotée} &= \frac{\text{Fixation symbiotique} + \text{Dépôts atmosphériques}}{\text{Fixation symbiotique} + \text{Dépôts atmosphériques} + \text{PRO UAB} + \text{Importations alimentation animale}} \\
&= \frac{\text{Fixation symbiotique} + \text{Dépôts atmosphériques}}{\text{Fixation symbiotique} + \text{Dépôts atmosphériques} + \text{PRO UAB} + \text{Importations alimentation animale}}
\end{aligned}
$$

Le second indicateur, celui de l'efficience d'utilisation de l'azote (NUE) du système global est calculé en faisant la somme des flux sortants sur la somme des flux entrants (cf. équation 3).

Le taux d'utilisation des PRO UAB, exprimé en pourcentage (%), équivaut à la dépendance des PRO non issus de l'AB pour permettre à l'AB d'être autonome. Pour obtenir ce taux, il faut faire le ratio des PRO UAB utilisés par l'AB sur les PRO UAB totaux dont dispose le territoire (cf. équation 11).

## ÉQUATION 11 : TAUX D'UTILISATION DES PRO UAB (EN %) (BLONDEL M., 2023)

$$ \text{Taux d'utilisation des PRO UAB} = \frac{\text{PRO UAB}}{\text{PRO UAB totaux}} * 100 $$

Un autre indicateur d'autonomie (en %), cette fois-ci pour l'autonomie du territoire en alimentation animale, renseigne du pourcentage de dépendance du système aux intrants, les aliments importés. Il se calcule via le ratio des productions végétales à destination des animaux par le système (COP et fourrages) sur l'ensemble des sources d'alimentation (COP, fourrages et importation d'alimentation) (cf. équation 12).

## ÉQUATION 12 : AUTONOMIE DU TERRITOIRE (A<sub>T</sub>) (EN %) (D'APRES SMIL, 2004)

$$ \text{Autonomie du Territoire} = \frac{\text{COP} + \text{Fourrages}}{\text{COP} + \text{Fourrages} + \text{Importation alimentation animale}} * 100 $$

Les indicateurs besoins surfaciques, production surfacique et pertes surfaciques sont exprimés en kg d'azote par hectares. La production surfacique (N<sub>OUT</sub>) correspond à l'ensemble des sorties, soit les exportations végétales (FLPPA), les COP, les fourrages et les exportations animales (cf. équation 13).

## ÉQUATION 13 : PRODUCTIONS SURFACIQUES (N<sub>OUT</sub>) (EN KG D'AZOTE PAR HECTARE) (BLONDEL M., 2023)

$$ 
\begin{aligned}
\text{Productions Surfaciques} \\
&= \text{Exportations végétales} + \text{Exportations COP et fourrages} \\
&\quad + \text{Exportations animales}
\end{aligned}
$$

Les pertes surfaciques (N<sub>LOSS</sub>), quant à elles, se calculent à l'aide des pertes à l'épandage des PRO UAB, PRO AB et du digestat ainsi que celles de dénitrification et lixiviation (cf. équation 14).
ÉQUATION 14 : PERTES SURFACIQUES (N<sub>LOSS</sub>) (EN KG D'AZOTE PAR HECTARE) (BLONDEL M., 2023)

$$
\begin{align*}
\textit{Pertes Surfaciques} \\
&= \textit{Pertes PRO UAB} + \textit{Pertes PRO AB} + \textit{Pertes Digestat} + \textit{Dénitrification} \\
&\quad + \textit{Lixiviation}
\end{align*}
$$

Enfin, la somme des pertes et de la production surfacique est égale aux besoins
surfaciques, nommés N<sub>IN</sub> (cf. équation 15).

ÉQUATION 15 : BESOINS SURFACIQUES (N<sub>IN</sub>) (EN KG D'AZOTE PAR HECTARE) (BLONDEL M., 2023)

$$
\textit{Besoins Surfaciques} = \textit{Productions Surfaciques} + \textit{Pertes Surfaciques}
$$
# 8 RESULTATS

## 8.1 Hypothèse H1 : Evaluation des potentiels azotés des PRO urbains et industriels pour atteindre l'autonomie de l'AB

### 8.1.1 QUANTIFICATION DES QUANTITES D'AZOTE MOBILISABLES POUR L'AB

Le diagramme de Sankey permet d'illustrer précisément les PRO des milieux agricole, urbains et industriels de Morlaix Communauté, disponibles pour les systèmes biologiques, le tout exprimé en tonnes d'azote par an (cf. figure 16).

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>FIGURE 16 : DIAGRAMME DE SANKEY DES PRO UAB DE MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

Pour les PRO agricoles, ce sont les bovins (59 481 têtes) qui présentent le gisement le plus important, avec 1 440 tonnes d'azote restituées et utilisables en AB. A l'inverse, ce sont eux qui subissent le plus de pertes au pâturage, à hauteur de 2 330 tonnes d'azote sur les 4 400 initiales. Chez les porcs et volailles, ces pertes sont moindres, mais d'autres surviennent lorsqu'il est question de gisements d'azote autorisés en AB. En effet, 25% et 66% des effectifs porcins et de volailles sont considérés comme des élevages industriels et donc non comptabilisés pour l'AB. En somme, seuls 33%, 53% et 19% de l'azote rejeté, respectivement par les ruminants, porcs et volailles, sont mobilisables en AB et représentent 2 700 tonnes d'azote disponibles pour l'AB.
La comptabilisation des PRO urbains a révélé des gisements azotés de 260 tonnes au total, dont seulement 110 utilisables en AB. Les 150 tonnes retirées de l'AB correspondent aux gisements non autorisés en AB comme les excrétas humains et les bio déchets des commerces et restauration.

La dernière catégorie de PRO, ceux du milieu industriel, a également un poids minime dans la balance, avec seulement 100 tonnes mobilisables en AB. Contrairement aux autres PRO, les gisements non pris en compte dans le calcul sont plus faibles (0,08 tonne d'azote).

En somme, le gisement total de PRO UAB de Morlaix Communauté est de 2 900 tonnes d'azote par an.

## 8.1.2 CONFRONTATION AUX BESOINS AZOTES DE MORLAIX CO

Le système biologique actuel de Morlaix communauté a été représenté sur la figure 17. Sur celle-ci, les entrées sont schématisées en bleu, les sorties en orange, les pertes en noir et les flux internes en vert (cf. figure 17). Les besoins azotés, issus des PRO utilisables en AB apparaissent à gauche, via la flèche bleue numéro 1 et sont de 115 t N/ha.

Ces besoins pour la production biologique de Morlaix, de 115 t N/ha, sont inférieurs aux gisements UAB des PRO urbains et industriels, respectivement de 110 et 100 tonnes d'azote par an, soit 210 tonnes d'azote au total (cf. figure 16).

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>FIGURE 17 : FLUX AZOTES (T N/AN) ACTUELS SUR MORLAIX CO (T N/HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
## 8.2 Hypothèse H2 : Evaluation des scénarios pour atteindre l'autonomie azotée de l'AB

### 8.2.1 SCENARIO 0 : ACTUEL

Le scénario actuel, nommé S0, illustre l'AB de Morlaix CO. La SAU biologique totale est de 3 954 hectares (cf. tableau 10) avec en majeure partie des prairies temporaires (1 983 ha), des prairies permanentes (673 ha) et des surfaces légumières, fruitières et d'arboriculture (613 ha) (cf. figure 18). Les cheptels AB sont de moins de 62 000 têtes contre près de 15 500 000 animaux en non biologique. Les pertes au champs et pertes dues à la gestion en amont (bâtiment, stockage et transport) ont été évaluées à respectivement 19 et 25 kg N/ha.

<table><caption>TABLEAU 10 : SYNTHESE DES VARIABLES DU SCENARIO "ACTUEL" (S0) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>S0</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB (ha)</td><td>3 954</td></tr><tr><td>SAU CO (ha)</td><td>326</td></tr><tr><td>SAU P (ha)</td><td>15</td></tr><tr><td>SAU L (ha)</td><td>15</td></tr><tr><td>SAU MF (ha)</td><td>130</td></tr><tr><td>SAU PP (ha)</td><td>673</td></tr><tr><td>SAU PT (ha)</td><td>1 983</td></tr><tr><td>SAU FLPPA (ha)</td><td>613</td></tr><tr><td>Rendements</td><td>références actuelles ou 80% du conventionnel</td></tr><tr><td>Pertes au champs (kg N/ha)</td><td>19</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont (kg N/ha)</td><td>25</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr têtes)</td><td>61 297</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr têtes)</td><td>15 459 988</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale (%)</td><td>Bovins (22%)<br>Porcs (28%)<br>Volailles (35%)</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>FIGURE 18 : REPARTITION DE LA SAU POUR LE SCENARIO « ACTUEL » (HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
Le système actuel du pays de Morlaix présente une autonomie azotée de l'ordre de 52,4% (cf. tableau 11). Le taux d'utilisation des PRO utilisables en AB est de 4%. Le coefficient d'efficacité d'utilisation azoté est de 41% pour ce scénario. Pour l'élevage, le territoire biologique importe 11,8% de ces besoins en alimentation animale, d'où une autonomie du territoire de 88,2%. Pour la production végétale, le territoire AB importe également des PRO UAB à hauteur de 115 tonnes d'azote, soit près de 24% des entrées du système. A l'échelle d'un hectare, avec un besoin azoté de 84,1 kg d'azote, ce sont 34,5 kg d'azote produits contre 49,6 kg d'azote perdues.

<table><caption>TABLEAU 11 : INDICATEURS DU SCENARIO « ACTUEL » (S0) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th colspan="3">S0 : scénario « actuel »</th></tr><tr><th>Acronyme</th><th>Valeur</th><th>Unité</th></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>N</sub></td><td>52,4</td><td>%</td></tr><tr><td>NUE</td><td>41</td><td>%</td></tr><tr><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>4</td><td>%</td></tr><tr><td>A<sub>T</sub></td><td>88,2</td><td>%</td></tr><tr><td>N<sub>in</sub></td><td>84,1</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>out</sub></td><td>34,5</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>loss</sub></td><td>49,6</td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>

## 8.2.2 SCENARIO 1 : TENDANCIEL

Le scénario S1, dit « tendanciel », correspond au S0 dont les données ont été multipliées par 3. Ainsi, la SAU biologique sur le pays de Morlaix est désormais de 11 862 ha (cf. tableau 12), sur lesquels la répartition pour chaque culture est conservée. Les surfaces de CO sont ainsi de 979 ha, celles du MF de 389 ha ou encore de 45 ha pour les légumineuses (cf. figure 19). Les cheptels biologiques sont dorénavant de plus de 183 891 animaux contre moins de 62 000 dans le scénario actuel (S0). Les rendements, pertes et le coefficient de conversion azotée animale n'ont pas changés, les valeurs restent identiques à celles observées dans le S0.
<table><caption>TABLEAU 12 : SYNTHESE DES VARIABLES DES SCENARIOS « ACTUEL » (S0) ET « TENDANCIEL » (S1) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>S0</th><th>S1</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB (ha)</td><td>3 954</td><td>11 862</td></tr><tr><td>SAU CO (ha)</td><td>326</td><td>979</td></tr><tr><td>SAU P (ha)</td><td>15</td><td>45</td></tr><tr><td>SAU L (ha)</td><td>15</td><td>45</td></tr><tr><td>SAU MF (ha)</td><td>130</td><td>389</td></tr><tr><td>SAU PP (ha)</td><td>673</td><td>2 019</td></tr><tr><td>SAU PT (ha)</td><td>1 983</td><td>5 949</td></tr><tr><td>SAU FLPPA (ha)</td><td>613</td><td>1 840</td></tr><tr><td>Rendements</td><td colspan="2">références actuelles ou 80% du conventionnel</td></tr><tr><td>Pertes au champs (kg N/ha)</td><td>19</td><td>19</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont (kg N/ha)</td><td>25</td><td>25</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr têtes)</td><td>61 297</td><td>183 891</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr têtes)</td><td>15 459 988</td><td>15 353 918</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale (%)</td><td colspan="2">bovins (22%), porcs (28%) et volailles (35%)</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>FIGURE 19 : REPARTITION DE LA SAU POUR LE SCENARIO "TENDANCIEL" (HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

Les résultats de modélisation des flux sont présentés sur la figure 20 (cf. figure 20). Les besoins en PRO UAB pour ce scénario sont de 453 tonnes d'azote. L'ensemble des flux ont permis le calcul des différents indicateurs sont logiquement identiques à ceux du scénario « actuel » (cf. tableau 11). En effet, l'autonomie azotée est toujours de 52,4% et celle du territoire de 88,2% (cf. tableau 13). Seul l'indicateur T PRO UAB, soit la dépendance du système aux PRO utilisables en AB, est différent, de l'ordre de 12,2%, contre 4% dans le S1. Dans le scénario 1 ce sont 345 t N de PRO UAB qui sont importées contre 115 t N dans le S0.
<figure><img src="image_21.png" /></figure>

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>FIGURE 20 : FLUX AZOTES (T N/AN) POUR LES SCENARIOS « ACTUEL » ET « TENDANCIEL » SUR MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

<table><caption>TABLEAU 13 : INDICATEURS DES SCENARIOS « ACTUEL » (S0) ET « TENDANCIEL » (S1) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th colspan="4">Indicateurs</th></tr><tr><th>Acronymes</th><th>S0 « actuel »</th><th>S1 « tendanciel »</th><th>Unités</th></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>N</sub></td><td>52,4</td><td>52,4</td><td>%</td></tr><tr><td>NUE</td><td>41</td><td>41</td><td>%</td></tr><tr><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>4</td><td>12,9</td><td>%</td></tr><tr><td>A<sub>T</sub></td><td>88,2</td><td>88,2</td><td>%</td></tr><tr><td>N<sub>in</sub></td><td>84,1</td><td>84,1</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>out</sub></td><td>34,5</td><td>34,5</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>loss</sub></td><td>49,6</td><td>49,6</td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>
### 8.2.3 SCENARIO 2 : OPTIMISATION DES PRATIQUES AGRONOMIQUES

Le S2, misant sur l'optimisation des pratiques agronomiques (cf. tableau 14) présente des SAU et effectifs animaux similaires au scénario « tendanciel » (S1). A l'inverse, les rendements et le coefficient de conversion azotée animale ont été augmentés de 10%. Les pertes perçues au champs (lixiviation) ainsi que les pertes liées à la gestion des effluents en amont ont été diminuées de 30% et sont respectivement de 13 et 18 kg N/ha.

<table><caption>TABLEAU 14 : SYNTHESE DES VARIABLES DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « OPTIMISATION DES PRATIQUES AGRONOMIQUES » (S2) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>S1</th><th>S2</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB (ha)</td><td>11 862</td><td>11 862</td></tr><tr><td>SAU CO (ha)</td><td>979</td><td>979</td></tr><tr><td>SAU P (ha)</td><td>45</td><td>45</td></tr><tr><td>SAU L (ha)</td><td>45</td><td>45</td></tr><tr><td>SAU MF (ha)</td><td>389</td><td>389</td></tr><tr><td>SAU PP (ha)</td><td>2 019</td><td>2 019</td></tr><tr><td>SAU PT (ha)</td><td>5 949</td><td>5 949</td></tr><tr><td>SAU FLPPA (ha)</td><td>1 840</td><td>1 840</td></tr><tr><td>Rendements</td><td>références actuelles ou 80% du conventionnel</td><td>+ 10%</td></tr><tr><td>Pertes au champs (kg N/ha)</td><td>19</td><td>13</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont (kg N/ha)</td><td>25</td><td>18</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr têtes)</td><td>61 297</td><td>183 891</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr têtes)</td><td>15 459 988</td><td>15 353 918</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale (%)</td><td>Bovins (22%)<br>Porcs (28%)<br>Volailles (35%)</td><td>+ 10%</td></tr></tbody></table>

Les résultats de modélisation des flux sont présentés sur la figure 21 (cf. figure 21). Grâce à l'optimisation des pratiques agronomiques, le NUE, approche désormais les 50%, et les productions surfaciques sont meilleures, de l'ordre de 37,9 kg N/ha (cf. tableau 15). En effet, les pertes et besoins surfaciques ont diminué de 30%, en même temps que les rendements à l'hectares ont augmenté de 10%. Le système exporte davantage de produits animaux (279,3 t N) et végétaux (170,8 t N) comparé au scénario « actuel » (253,9 t N d'exportations animales et 155,3 t N d'exportations végétales). Les autonomies, à la fois en global (62,4%) et d'alimentation animale (97%) sur le territoire, ont augmenté comparé au scénario « tendanciel ». La dépendance de PRO UAB a diminué, passant de 12,9% à 11,5% dans ce scénario basé sur « l'optimisation des pratiques agronomiques ».
<table><caption>TABLEAU 15 : INDICATEURS DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « OPTIMISATION DES PRATIQUES AGRONOMIQUES » (S2) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th colspan="4">Indicateurs</th></tr><tr><th>Acronymes</th><th>S1 « tendanciel »</th><th>S2 « optimisation pratiques agronomiques »</th><th>Unités</th></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>N</sub></td><td>52,4</td><td>62,4</td><td>%</td></tr><tr><td>NUE</td><td>41</td><td>49,9</td><td>%</td></tr><tr><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>12,9</td><td>11,5</td><td>%</td></tr><tr><td>A<sub>T</sub></td><td>88,2</td><td>97</td><td>%</td></tr><tr><td>N<sub>in</sub></td><td>84,1</td><td>76,1</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>out</sub></td><td>34,5</td><td>37,9</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>loss</sub></td><td>49,6</td><td>38,1</td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>FIGURE 21 : FLUX AZOTES (T N/AN) POUR LES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « OPTIMISATION DES PRATIQUES AGRONOMIQUES » (S2) SUR MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
### 8.2.4 SCENARIO 3 : DYNAMIQUE DE PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES

Le tableau 16 résume l'ensemble des variables du scénario « production de protéines végétales » (S3) et il est possible d'y observer plusieurs changements, notamment sur les assolements (cf. tableau 16). Les surfaces de CO, de MF et de PP ont été diminuées, respectivement de 40, 50 et 40%. Les protéagineux, qui ont été implantés sur ces surfaces libérées, sont désormais de 2 937 ha (cf. figure 22). Les autres surfaces n'ont pas été modifiées, hormis l'augmentation pour atteindre les 30% de la SAU en AB. Les rendements et les pertes n'ont pas été modifiées par rapport au scénario « tendanciel » (S1). Concernant l'élevage, les effectifs, AB et non AB, ont été diminués de 40%. Ainsi, le territoire ne compte plus que 9 360 871 animaux non AB et 110 335 animaux issus de l'AB.

<table><caption>TABLEAU 16 : SYNTHESE DES VARIABLES DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES » (S3) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>S1</th><th>S3</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB (ha)</td><td>11 862</td><td>11 862</td></tr><tr><td>SAU CO (ha)</td><td>979</td><td>702</td></tr><tr><td>SAU P (ha)</td><td>45</td><td>2 937</td></tr><tr><td>SAU L (ha)</td><td>45</td><td>45</td></tr><tr><td>SAU MF (ha)</td><td>389</td><td>194</td></tr><tr><td>SAU PP (ha)</td><td>2 019</td><td>2 019</td></tr><tr><td>SAU PT (ha)</td><td>5 949</td><td>3 569</td></tr><tr><td>SAU FLPPA (ha)</td><td>1 849</td><td>1 849</td></tr><tr><td>Rendements</td><td colspan="2">références actuelles ou 80% du conventionnel</td></tr><tr><td>Pertes au champs (kg N/ha)</td><td>19</td><td>19</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont (kg N/ha)</td><td>25</td><td>25</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr têtes)</td><td>183 891</td><td>110 335</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr têtes)</td><td>15 353 918</td><td>9 250 536</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale (%)</td><td colspan="2">bovins (22%), porcs (28%) et volailles (35%)</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>FIGURE 22 : COMPARAISON DES ASSELEMENTS POUR LES SCENARIOS « TENDANCIEL » ET « PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES » (HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
### Scénario 1
"Tendanciel"

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

### Scénario 3
"Production de protéines végétales"

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>FIGURE 23 : FLUX AZOTES (T N/AN) POUR LES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES » (S3) SUR MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

Les résultats de modélisation des flux sont présentés sur la figure 23 (cf. figure 23). Avec ces changements d'assolements et d'effectifs, le système a une tout autre allure. En effet, la fixation symbiotique est désormais de 569,3 t N/ha contre 404,3 t N/ha dans le scénario « actuel ». Dans la logique des choses, le système du scénario « production de protéines végétales » exporte moins de produits animaux : plus que 152,3 t N contre 253,9 t N initialement.
L'autonomie azotée est désormais au-dessus des 70%, et l'autonomie du territoire en alimentation animale a atteint les 100% (cf. tableau 17). La dépendance de l'AB vis-à-vis des PRO utilisables en AB a augmenté (16,5%) par rapport au scénario « tendanciel » (S1), qui est de 12,9%. En effet, le système biologique fournit moins de PRO AB (507,2 t N) à l'entité « production végétale ».

Concernant les indicateurs surfaciques, le système (S3) produit davantage, avec en moyenne 5,9 kg N/ha de plus, comparé au « tendanciel » (S1). Les pertes et les besoins sont par ailleurs moindres, respectivement de 42,1 kg N/ha et 82,6 kg N/ha.

<table><caption>TABLEAU 17 : INDICATEURS DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « PRODUCTION PROTEINES VEGETALES » (S3) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th colspan="4">Indicateurs</th></tr><tr><th>Acronymes</th><th>S1 « tendanciel »</th><th>S3 « production protéines végétales »</th><th>Unités</th></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>N</sub></td><td>52,4</td><td>70,2</td><td>%</td></tr><tr><td>NUE</td><td>41</td><td>49</td><td>%</td></tr><tr><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>12,9</td><td>16,5</td><td>%</td></tr><tr><td>A<sub>T</sub></td><td>88,2</td><td>100</td><td>%</td></tr><tr><td>N<sub>in</sub></td><td>84,1</td><td>82,6</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>out</sub></td><td>34,5</td><td>40,4</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>loss</sub></td><td>49,6</td><td>42,1</td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>

### 8.2.5 SCENARIO 4 : DYNAMIQUE DE PRODUCTION D'ENERGIE

Pour le dernier scénario (S4), basé sur une « dynamique de production d'énergie », le schéma du système biologique de Morlaix CO a été actualisé et permet de visualiser les flux azotés (cf. figure 24).

Le S4 présente ainsi une SAU biologique de 11 862 hectares comme les scénarios 1, 2 et 3 mais certaines variables diffèrent (cf. tableau 18). Les surfaces de protéagineux sont restées à 2 937 ha, comme dans le scénario « production de protéines végétales » (S3). Les CO, MF et PP, quant à eux, ont été diminués (40, 50 et 40%) tout comme les FLPPA, abaissés de 50%. Les exportations végétales sont par conséquent diminuées et sont de 77,6 t N (contre 155,3 dans le S0). A l'inverse, le système parvient désormais a exporté des COP (185 t N) contrairement au scénario « actuel ». Les surfaces libérées (920 ha) ont ainsi été allouées à de la luzerne (L), qui cumule au total 968 hectares (cf. figure 25) et permet au système de fixer plus de 850 t N/ ha. Les variables relevant des pratiques agronomiques (rendements et pertes) sont identiques aux scénarios 1 et 3. Tandis que les effectifs animaux, ont été abaissés de 40%, avec en tout 110 335 têtes dans les cheptels biologiques et 9 250 536 pour les autres.
### Scénario 1
"Tendanciel"

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

### Scénario 4
"Production d'énergie"

<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>FIGURE 24 : FLUX AZOTES (T N/AN) POUR LES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « PRODUCTION D'ENERGIE » (S4) SUR MORLAIX CO (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
<table><caption>TABLEAU 18 : SYNTHESE DES VARIABLES DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1), « PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES » (S3) ET « PRODUCTION D'ENERGIE » (S4) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th>Variables</th><th>S1</th><th>S3</th><th>S4</th></tr></thead><tbody><tr><td>SAU AB (ha)</td><td>11 862</td><td>11 862</td><td>11 862</td></tr><tr><td>SAU CO (ha)</td><td>1 170</td><td>702</td><td>702</td></tr><tr><td>SAU P (ha)</td><td>45</td><td>2 937</td><td>2 937</td></tr><tr><td>SAU L (ha)</td><td>45</td><td>45</td><td>968</td></tr><tr><td>SAU MF (ha)</td><td>389</td><td>194</td><td>194</td></tr><tr><td>SAU PP (ha)</td><td>2 019</td><td>2 019</td><td>2 019</td></tr><tr><td>SAU PT (ha)</td><td>5 949</td><td>3 569</td><td>3 569</td></tr><tr><td>SAU FLPPA (ha)</td><td>1 840</td><td>1 849</td><td>925</td></tr><tr><td>Rendements</td><td colspan="3">références actuelles ou 80% du conventionnel</td></tr><tr><td>Pertes au champs (kg N/ha)</td><td>19</td><td>19</td><td>19</td></tr><tr><td>Pertes gestion en amont (kg N/ha)</td><td>25</td><td>25</td><td>25</td></tr><tr><td>Effectifs animaux AB (nbr têtes)</td><td>183 891</td><td>110 335</td><td>110 335</td></tr><tr><td>Effectifs animaux non AB (nbr têtes)</td><td>15 353 918</td><td>9 250 536</td><td>9 250 536</td></tr><tr><td>Efficience de conversion azotée animale (%)</td><td colspan="3">bovins (22%), porcs (28%) et volailles (35%)</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>FIGURE 25 : COMPARAISON DES ASSOLEMENTS POUR LES SCENARIOS « TENDANCIEL », « PRODUCTION DE PROTEINES VEGETALES » ET « PRODUCTION D'ENERGIE » (HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

Dans le scénario 4, les taux d'autonomie azotée et d'alimentation animale ont atteint les 100% (cf. tableau 19). Ainsi, le territoire assure lui-même ses besoins azotés et n'importe pas de PRO issus des milieux agricoles non AB, urbains ni de l'industrie ($T_{PRO UAB} = 0\%$), d'où le flux PRO UAB (cf. flèche 2 sur figure 24) égal à 0 sur le schéma des flux (cf. figure 25). Le NUE est de 45,3%. Et avec une production surfacique de 37,1 kg N/ha, le système perd en moyenne 44,9 kg N/ha, pour des besoins surfaciques de 82,1 kg N/ha. L'augmentation des pertes est liée à celles perçues par le digestat, de l'ordre de 131,9 t N.

<table><caption>TABLEAU 19 : INDICATEURS DES SCENARIOS « TENDANCIEL » (S1) ET « PRODUCTION D'ENERGIE » (S4) (BLONDEL M., 2023)</caption><thead><tr><th colspan="4">Indicateurs</th></tr><tr><th>Acronymes</th><th>S1 « tendanciel »</th><th>S4 « production énergie»</th><th>Unités</th></tr></thead><tbody><tr><td>A<sub>N</sub></td><td>52,4</td><td>100</td><td>%</td></tr><tr><td>NUE</td><td>41</td><td>45,3</td><td>%</td></tr><tr><td>T<sub>PRO UAB</sub></td><td>12,9</td><td>0</td><td>%</td></tr><tr><td>A<sub>T</sub></td><td>88,2</td><td>100</td><td>%</td></tr><tr><td>N<sub>in</sub></td><td>84,1</td><td>82,1</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>out</sub></td><td>34,5</td><td>37,1</td><td>Kg N/ha</td></tr><tr><td>N<sub>loss</sub></td><td>49,6</td><td>44,9</td><td>Kg N/ha</td></tr></tbody></table>
### 8.2.6 LES 5 GRANDS SCENARIOS

Dans cette étude, les 5 scénarios ont été comparés entre eux, sur la base des 7 indicateurs sélectionnés. L'autonomie azotée ($A_N$) a été atteinte (100%) dans un seul des scénarios, le 4, celui misant sur la méthanisation et la production d'énergie en plus de la diminution des cheptels (cf. figure 26). Les scénarios « d'optimisation des pratiques agronomiques » (S2) et de « production protéines végétales » (S3) ont tout de même augmenté cet indicateur d'autonomie azotée (respectivement 62,4 et 70,2%) par rapport aux scénarios référentiels, l'actuel et le tendanciel qui était à 52%. Concernant l'autonomie du territoire en alimentation animale ($A_T$), elle a été atteinte par les scénarios 3 et 4 (100%). C'est avec le scénario 2 que l'efficience d'utilisation de l'azote est la plus élevée, avec une NUE de 50%. La dépendance la plus forte du système en PRO utilisables en AB ($T_{PRO UAB}$) a été observée dans le scénario 3 (16,5%), tandis qu'elle était nulle dans le scénario 4.

<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>FIGURE 26 : HISTOGRAMME DES 5 SCENARIOS POUR L'AUTONOMIE AZOTEE ($A_N$), L'AUTONOMIE DU TERRITOIRE EN ALIMENTATION ANIMALE ($A_T$), LE COEFFICIENT D'UTILISATION DE L'AZOTE (NUE) ET LE TAUX D'UTILISATION DES PRO UAB ($T_{PRO UAB}$), EXPRIMES EN POURCENTAGE (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>

La production surfacique ($N_{OUT}$) la plus élevée des 5 scénarios, 40 kg N/ha, a été observée dans le scénario de « production de protéines végétales » (S3). Le scénario « d'optimisation de pratiques agronomiques » (S2) quant à lui, se distingue avec des besoins surfaciques ($N_{IN}$) inférieurs aux autres, seulement 76,1 kg N/ha contres près de 85 kg N/ha pour les autres (cf. figure 27). Les pertes ($N_{LOSS}$) engendrées par ce même système (S2) sont notamment les plus faibles, 38,1 kg N/ha.
<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>FIGURE 27 : HISTOGRAMME DES 5 SCENARIOS POUR LES INDICATEURS SURFACIQUES : PRODUCTION SURFACIQUE (N OUT), BESOINS SURFCAIQUES (N IN) ET PERTES SURFACIQUES (N LOSS) (KG N/HA) (BLONDEL M., 2023)</figcaption></figure>
# 9 DISCUSSION

## 9.1 Limites de l'étude

### 9.1.1 HYPOTHESE 1 : EVALUATION DES POTENTIELS AZOTES DES PRO URBAINS ET INDUSTRIELS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE DE L'AB

#### 9.1.1.1 Quantification des quantités d'azote mobilisables pour l'AB

Les estimations des PRO ont été le plus souvent possible étayer à l'aide de sources bibliographiques, mais parfois, en raison de manque de références et de données, il a fallu faire des hypothèses.

Les hypothèses ont mené à des approximations, notamment concernant les gisements des milieux urbains et industriels. L'OEB fournit des données, mais elles restent à l'échelle des communautés et ne précisent pas le type d'industries par exemple. De même pour les PRO agricoles, où les effectifs ne sont pas précis, puisqu'ils ont été estimés à partir d'une base de données et de quelques chiffres de référence.

Concernant la SAU, elle aussi tirée d'une BDD, les couverts d'interculture n'étaient pas renseignés. Il a donc été choisi de ne pas faire d'hypothèses dessus et de ne pas les comptabiliser dans la SAU. Le modèle créé sous-estime peut-être la fixation et la séquestration d'azote des légumineuses présentent dans ces couverts.

#### 9.1.1.2 Confrontation aux besoins azotés de Morlaix CO

Lors du calcul des besoins azotés du pays de Morlaix, il a fallu estimer les quantités d'azote fixées par les légumineuses. Pour cela, les taux de légumineuses au sein des assolements ou en mélange ainsi que les taux de fixation d'azote par légumineuses ont dû être utilisé en tant que valeurs de références. Cependant, les données de la littérature ne s'accordaient pas toujours sur des mêmes valeurs et il a fallu faire un choix quant à la désignation de ces dernières. Dans cette étude, les valeurs sont issues de la publication d'Anglade et al., 2015.

### 9.1.2 HYPOTHESE 2 : ELABORATION DES SCENARIOS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AB

Lors de l'élaboration des scénarios, les prospectives et stratégies existantes ont servi de modèles, mais il a également fallu être innovants et force de proposition.
En effet, pour le scénario 2 « optimisation des pratiques agronomiques », le postulat de départ était que les agriculteurs/agricultrices aient accès aux matériels nécessaires et à davantage de formations techniques et théoriques sur la fertilisation ou encore en machinisme. Des accompagnements techniques devront être mis en place.

Pour les scénarios 3 « production de protéines végétales » et 4 « production d'énergie », il faut tout d'abord prendre en compte le fait que certaines légumineuses présentent des rendements assez variables d'une année à une autre. De plus, si les légumineuses prennent une place plus importante dans les assolements, il faut que les filières et la consommation de légumineuses à graines se développent sur le territoire. Sans coopératives de collecte ou encore d'usines de séchage / toastage de certaines légumineuses tel que le soja, l'implantation de légumineuses n'est pas viable.

Le scénario de dynamique de production d'énergie (S4) demande également l'acceptation de la méthanisation par la société et notamment les agriculteurs qui seront amenés à les intégrer dans leur système. Or, des réticences face à la méthanisation sont déjà d'actualité. Tout d'abord, pour l'approvisionnement des méthaniseurs, il existe une tension pour l'approvisionnement des unités de méthanisation, les maraîchers, les agriculteurs biologiques ou encore le compostage, qui utilisent tous des PRO agricoles : déchets verts, pailles, etc. Par ailleurs, le digestat, bien qu'étant un coproduit avec une valeur ajoutée en fertilisation, présente des effets négatifs. En effet, à l'épandage, le digestat émet davantage de pertes ammoniacales qu'un lisier. Le manque de recul sur l'effet du retour au sol du digestat constitue également un frein.

Pour rendre compte de la faisabilité agronomique des scénarios, les délais de retour des différentes cultures ont été calculées. Ainsi, pour les scénarios « actuel » et « tendanciel » où aucun changement n'a été effectué, les prairies temporaires sont présentes 3 années sur 4 tandis que le quart restant est composé de céréales (C), oléagineux (O), protéagineux (P) et maïs fourrage (MF). Ces rotations reflètent le modèle agricole prépondérant sur Morlaix CO, le modèle bovin lait. Pour le scénario « production de protéines végétales » (S3), les ratios sont différents. Les PT représentent la moitié des assolements dans les rotations, l'autre moitié étant occupée soit par des CO, des P et du MF. Ainsi, les P (légumineuses) reviendraient tous les 2 à 3 ans dans les rotations. Enfin, pour le scénario « production d'énergie » (S4), le constat pour les délais de retour pour les légumineuses à graines est identique et de 9 années pour la luzerne. En général, il est conseillé un délai de retour d'au moins 5 ans pour un pois et 4 ans pour un soja. D'un point de vue agronomique, les assolements proposés dans les scénarios 3 et 4 au niveau des légumineuses à graines semblent difficilement réalisables et des ajustements devront être pris en compte.

A une échelle plus globale, le périmètre de l'étude se limite à Morlaix Communauté, où les coûts énergétique et azoté des importations n'ont pas été calculés.
## 9.2 Réponses aux hypothèses

### 9.2.1 HYPOTHESE 1 : EVALUATION DES POTENTIELS AZOTES DES PRO URBAINS ET INDUSTRIELS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE DE L'AB

L'hypothèse H1 stipulait que les PRO d'origine urbaine et industrielle présentent un potentiel exploitable pour le développement de l'AB. Pour tester cette hypothèse, une estimation des gisements azotés des PRO agricoles, urbains et industriels a tout d'abord été réalisée.

Le diagramme de Sankey a montré que les PRO agricoles sont la source principale d'azote à l'échelle du pays de Morlaix avec 2 700 tonnes d'azote par an. A l'inverse, les PRO urbains (110 t N/ an) et industriels (100 t N/ an) ne représentent pas plus de 7,5% des gisements totaux UAB de Morlaix.

A l'heure actuelle, les besoins de la production biologique, estimés à 115 t N/ha, sont compensables par les PRO urbains et industriels (210 t N/ha). Cependant, ces besoins relèvent uniquement d'une SAU biologique de 10,8%. Si le développement de l'AB se déroule comme les stratégies nationales et perspectives le prévoient, la SAU AB devrait atteindre les 30% d'ici 2027 ou les années suivantes. Les besoins de l'AB seront, dans la même logique, triplés eux aussi. Les PRO urbains et industriels ne pourront pas couvrir les besoins de l'AB, estimés à 345 t N/ha.

L'hypothèse 1 est ainsi validée, les gisements de PRO urbains et industriels à l'échelle de Morlaix Communauté représentent un potentiel suffisant pour répondre aux besoins azotés actuels du territoire.

Des travaux similaires ont été menés, cette fois-ci à l'échelle européenne dans le but de construire un scénario agro écologique pour l'Union Européenne à horizon 2030 (Billen et al., 2021). Dans cette prospective, les gisements azotés différent de ceux considérés dans la présente étude. En effet, le spectre de PRO UAB urbains est plus large et inclue le recyclage des excrétas humains. Dans leur scénario, Billen et al prévoient de recycler 70% des excrétions humaines. A ce jour, ces PRO sont interdits d'utilisation en agriculture en France (Leclerc, 2019). La comptabilisation des urines humaines dans le système étudié (Morlaix CO) permettrait de cumuler 10 tonnes d'azote supplémentaires pour la fertilisation azotée en AB, ce qui reste faible comparé aux besoins azotés d'un système biologique réparti sur 30% de la SAU (345 tonnes d'azote).

### 9.2.2 HYPOTHESE 2 : ELABORATION DES SCENARIOS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AB

L'hypothèse H2, « la diminution des cheptels animaux est incontournable pour atteindre l'autonomie azotée en AB sur le territoire de Morlaix », a été testée à l'aide de scénarios
d'expansion de l'AB à l'échelle de Morlaix Communauté. Au nombre de 5, ces macros
scénarios ont permis d'aborder différentes évolutions de l'AB.

Le scénario « initial » (S0) a servi de référence pour étudier la place de l'AB actuelle sur le pays de Morlaix : 3 954 hectares et 61 297 animaux. L'AB nécessite 115 tonnes d'azote, non issues de la production biologique, soit près de 25% des besoins azotés, pour couvrir les besoins des productions végétales. Pour nourrir ses cheptels, l'AB doit également importer des aliments, 43,3 tonnes d'azote, soit 12% des besoins azotés de l'entité. L'autonomie azotée du système est par conséquent d'à peine plus de 50% (52,4%).

Avec le scénario 1, intitulé scénario « tendanciel », il a été possible de visualiser les effets du développement de l'AB de Morlaix sur une SAU biologique de 30%. Le taux d'utilisation des PRO UAB a augmenté, passant de 4% dans le S0 à 12,9% dans celui-ci. En effet, les surfaces en AB augmentent et leurs besoins aussi, ce qui crée une pression supplémentaire sur la demande de PRO UAB. Ces PRO sont déjà sollicités en agriculture conventionnelle, en maraîchage, par la méthanisation, en plus de l'AB. En guise de comparaison avec le postulat émit pour l'hypothèse H1, cette fois-ci, les besoins de l'AB (345 t N/an) sont supérieurs aux gisements urbains et industriels (210 t N/an). Autrement dit, les gisements urbains et industriels ne peuvent couvrir les besoins azotés de l'AB, implantée sur 30% de la SAU.

Le scénario « d'optimisation des pratiques agronomiques » (S2) a permis de limiter les pertes (-30%) et les besoins surfaciques (-10%). De plus, le NUE étant lié aux pertes azotées, ce coefficient d'utilisation de l'azote est amélioré, désormais proche des 50%. Le système est ainsi plus performant. Cependant, ces pratiques agronomiques et d'élevage, relèvent de techniques exigeantes (génétique), parfois couteuses (outil d'épandage) et compliquées à mettre en œuvre (adaptation des rotations). En outre, l'autonomie azotée n'a pas été atteinte (62,4%), ce qui prouve, en partie, que d'autres variables doivent être mobilisées pour atteindre l'autonomie azotée.

Le scénario 3, basé sur une dynamique de production de protéines végétales, a placé
le curseur à la fois sur le développement des légumineuses à graines et sur la diminution des
cheptels animaux. Pour cela, des surfaces prairiales (en plus de celles dédiées aux maïs
fourrages et aux céréales/ oléagineux), initialement prévues pour l'alimentation des animaux,
ont été remplacées par des protéagineux. Ces légumineuses ont permis un gain en autonomie
au système (+17,8% d'autonomie par rapport au scénario « tendanciel »), mais pas
suffisamment pour couvrir la diminution des prairies, qui fixent des quantités d'azote
importantes. Avec la diminution des cheptels, le bilan azoté s'est amélioré, gagnant quelques
pourcentages d'autonomie, mais le système reste dépendant de l'extérieur (T<sub>PRO UAB</sub> à 16,5%).
Les pertes surfaciques (N<sub>LOSS</sub>) ne sont pas comparables avec le scénario 2, étant donné les
effectifs animaux différents. En effet, les pertes sont moindres lorsque les effectifs animaux
diminuent.

Le dernier scénario (S4) « dynamique de production d'énergie » présente les meilleurs taux pour les indicateurs d'autonomie, qu'elle soit en terme global (100%) ou d'alimentation animale (100%). En effet, l'ajout de la luzerne a permis de conserver des entrées d'azote dans le système tout en étant source de nourriture pour les animaux et d'intrants pour la méthanisation. Les PRO UAB ne sont pas nécessaires dans ce scénario, puisque le système peut compter sur la fixation symbiotique des légumineuses implantées sur près de 5 000 hectares (4 938 ha), les dépôts atmosphériques, les PRO issus de l'AB ainsi que le digestat. Le système est par conséquent autonome. Le digestat, coproduit valorisable de la
méthanisation, est produit en « excès » dans la présente étude (25,6 tonnes d'azote exportables). Utilisable en tant que fertilisant pour des terres agricoles, le digestat pourrait être exporté, tout comme les PRO UAB agricoles, urbains et industriels, vers des systèmes du conventionnel, où la pression sur l'utilisation des PRO utilisables en AB est déjà forte. A l'inverse, dans ce scénario 4, les productions surfaciques ont diminué par rapport aux précédents scénarios (2 et 3) en raison de la baisse des végétaux exportables dans son assolement (-50% de FLPPA et -40% de COP). Les pertes surfaciques ont quant à elles augmenté, du fait de l'entité supplémentaire dans le système : la méthanisation. La re-circularisation dans le système du digestat cause effectivement des pertes supplémentaires (lors de son stockage et épandage).

En somme, pour atteindre l'autonomie azotée d'un système, l'optimisation du système actuel (comme testé via le scénario « optimisation de pratiques agronomiques ») n'est pas suffisante. En revanche, il semble évident que la variable « effectifs animaux » est un des leviers majeurs. En effet, la baisse des cheptels donne des marges de manœuvres : augmentation des surfaces disponibles pour l'implantation de légumineuses, diminution des besoins végétaux (fourrages et COP) et des importations d'aliments ou encore la diminution des pertes liées à l'épandage des effluents d'élevage. Cependant, l'action seule de cette variable ne permet pas d'atteindre l'autonomie azotée. C'est ce qu'a démontré le scénario 3, où l'implantation de légumineuses à graines (2 987 hectares) combiné à la diminution de 40% des effectifs animaux, ont permis une autonomie azotée de 70,2%. Seul le scénario 4, qui a misé sur ces mêmes modifications, en plus de remplacer 50% des surfaces de FLPPA (920 ha) par de la luzerne et d'insérer l'entité « méthanisation », est parvenu à l'autonomie azotée maximale. C'est de fait l'implantation de surfaces fixatrices d'azote (ici de la luzerne), couplée à la remise en circulation d'un digestat riche en azote (digesteur alimenté en partie par la luzerne), qui crée la différence. La production surfacique est notamment similaire entre le scénario 1 (34 kg N/ha) et 4 (37 kg N/ha), à la seule différence que dans ce premier scénario, les protéines sont majoritairement d'origine animale et dans l'autre végétale.

## 9.3 Perspectives futures

### 9.3.1 HYPOTHESE 1 : EVALUATION DES POTENTIELS AZOTES DES PRO URBAINS ET INDUSTRIELS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE DE L'AB

Pour des territoires ruralisés comme Morlaix CO, les gisements urbains sont peu récupérés car valorisés à domicile, sous forme de compostage pour les déchets alimentaires ou de fosse septique pour les eaux usées (ADEME, 2017). Il pourrait être intéressant d'effectuer ces travaux d'états des lieux des gisements azotés sur des territoires plus urbanisés, comme Rennes Métropole par exemple. Les PRO urbains devraient être ainsi plus conséquents et pourraient atteindre des valeurs plus proches de celles du milieu agricole.

De plus, si la réglementation en AB évolue et autorise le recyclage des excrétions humaines pour la fertilisation en AB, la part du gisement urbain augmentera considérablement.
9.3.2 HYPOTHESE 2 : ELABORATION DES SCENARIOS POUR ATTEINDRE L'AUTONOMIE AZOTEE DE L'AB

L'élaboration des différents scénarios a montré que le calcul des flux est assez sensible à différents paramètres, c'est-à-dire que les résultats des flux sont modifiés significativement par une modification modérée d'un ou plusieurs paramètres. Il serait donc intéressant de conduire une étude de sensibilité notamment concernant les paramètres les plus incertains tels que l'azote excrété et épandable des animaux et notamment pour les cheptels bovins. En effet, le modèle agricole dominant sur Morlaix Communauté est en bovin lait. Les quantités d'azote excrété et épandable sélectionnées de la table du CORPEN (Giovanni, 2008) sont issues d'hypothèses et non pas de données de terrain. Les paramètres liés aux légumineuses (rendement et fixation nette) sont également sensibles et nécessiteraient un approfondissement.

Dans cette étude, seul l'azote a été considéré, mais il est notable que les enjeux autour du phosphore sont tout aussi importants en agriculture. L'agriculture intensive (engrais minéraux et élevages intensifs) a mené à des altérations des cycles de l'azote et du phosphore, tous deux déterminants pour les rendements agricoles. En effet, l'élément phosphore est un élément peu mobile dans le sol et sa répartition à l'échelle nationale est très hétérogène (Le Noë et al., 2017). Il serait donc intéressant de réaliser une étude similaire pour le phosphore, car si la baisse des cheptels a un impact positif sur les flux azotés, qu'en est-il des flux phosphorés ? Les processus biologiques tels que la fixation symbiotique ne sont pas mobilisable pour le phosphore et son recyclage à l'échelle des territoires apparaît donc incontournable.

A l'avenir il serait également intéressant de d'analyser les flux et indicateurs d'un scénario combinant à la fois les leviers du scénario « d'optimisation de pratiques agronomiques » (S2) et ceux du scénario basé sur une dynamique de « production d'énergie » (S4). En effet, pour les scénarios 2 et 4, il a été observé des résultats probants que ce soit en termes d'indicateurs surfaciques, de dépendance aux PRO UAB ($T_{PRO UAB}$) ou plus globalement en autonomie azotée ($A_N$). Le cumul des leviers permettrait d'obtenir un système encore plus performant et autonome.
# 10 CONCLUSION

Assurer l'autonomie azotée des fermes biologiques en France est un point déterminant pour l'AB française. Etendre la SAU biologique fait d'ailleurs partie des priorités de l'agriculture, au travers de la stratégie européenne « Farm To Fork » ou nationale avec la nouvelle PAC 2023-2027. Se tourner vers d'autres alternatives à la fertilisation azotée « classique », via l'implantation de légumineuses à destination de la méthanisation ou encore l'utilisation de PRO, présentent des enjeux forts pour l'AB. La promotion et le déploiement de ces pratiques restent à faire auprès des acteurs de la production biologique. Il permettra notamment de combler le manque de données et de connaissances sur les flux en AB qui sont très peu documentés à ces échelles dans la littérature scientifique.

Le rôle du projet CIRCUL'AB, documenter et accompagner le développement de l'AB dans les territoires, est un premier pas vers la quête d'autonomie azotée des fermes biologiques.

L'objectif de ce mémoire est d'étudier la disponibilité en azote afin d'atteindre l'autonomie azotée des systèmes biologiques à l'échelle de la communauté de communes de Morlaix dans le Finistère (29).

En se focalisant tout d'abord sur les potentiels azotés des PRO utilisables en AB à l'échelle de Morlaix, il a été constaté que les PRO urbains et industriels étaient en mesure de répondre aux besoins actuels du territoire, soit une SAU biologique de 10%. Retranscrit sur une SAU fixée à 30%, ces gisements ne sont pas suffisants pour couvrir les besoins azotés de l'AB, triplés par 3. La présente étude s'est ensuite intéressée à d'autres variables telles que les pratiques agronomiques, les cheptels ainsi que les assolements, pouvant affecter l'autonomie azotée d'un système biologique.

Les premiers scénarios mis au point, dans le cadre du projet CIRCUL'AB ont mis en évidence l'importance de pratiques agronomiques optimisées. Elles permettent en effet de réduire les pertes au champ, d'améliorer les rendements et les performances animales. Cependant, ces leviers agronomiques ne suffisent pas pour atteindre une autonomie azotée totale. En diminuant les cheptels, il a été possible de remplacer les prairies et surfaces céréalières par des légumineuses à graines. Ainsi, les lentilles, soja et pois cultivés remplacent les protéines animales et sont par la même occasion une entrée d'azote dans le système. Néanmoins, la diminution des prairies, surfaces fixatrices d'azote, n'a pas été compensé, ce qui explique une autonomie azotée, certes plus élevée qu'auparavant (52,4%) mais non totale, de 70,2%. Avec ses assolements riches en légumineuses, dont la fertilisation repose uniquement sur la fixation symbiotique, les dépôts atmosphériques, les PRO AB et le digestat ainsi que la baisse des cheptels, le quatrième scénario est le seul à atteindre l'autonomie azotée.

Pour assurer l'autonomie azotée des systèmes biologiques, ces derniers doivent se suffire à eux-mêmes et ne dépendre d'aucun apport extérieur, notamment des PRO UAB agricole. Ces derniers sont déjà fortement convoités par d'autres acteurs comme les méthaniseurs, le maraîchage ou encore l'agriculture conventionnelle. L'objectif pour l'AB serait ainsi de limiter l'utilisation des PRO UAB à celle des PRO urbains et industriels. Ramenés à cette étude, les besoins azotés ne devraient pas dépasser les 20%, afin de pouvoir être couverts par les gisements urbains et industriels.
Avec du recul vis-à-vis de la présente étude et des sources bibliographiques abordées, il apparaît possible de nourrir la population uniquement avec l'AB, mais pas avec le régime alimentaire actuel. En effet, les scénarios testés les plus « autonomes », c'est-à-dire les scénarios 3 et 4, ont une productivité surfacique proche des autres, mais les formes produites sont différentes. Les ratios animaux/végétaux ont été inversés, les protéines végétales sont désormais plus importantes que les protéines animales. Et comme mentionné dans différentes études, cela apparaît nécessaire et meilleur pour la santé, parait-il !
TABLE DES FIGURES

<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>Figure 1: Zones concernées par la Directives Nitrates (Ministère de l'Ecologie, 2013)</td>
      <td>2</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 2: Cartes des baies concernées par le PLAV (OEB, 2023)</td>
      <td>3</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 3: Fermes biologiques en Bretagne (Julliard S. et al, 2022)</td>
      <td>5</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 4: Axes de travail de l'UR OPAALE (INRAE, 2023)</td>
      <td>8</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 5: Cycle de l'azote simplifié (d'après COMIFER, 2013)</td>
      <td>13</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 6: Facteurs influençant la minéralisation (AUREA, 2022)</td>
      <td>14</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 7: Représentation d'un complexe argilo-humique (AUREA, 2022)</td>
      <td>16</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 8: Exemple des "petites terres" des plateaux bourguignons (Anglade et al., 2015)</td>
      <td>18</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 9: Processus de symbiose simplifié (d'après Schneider et Huyghe, 2015)</td>
      <td>19</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 10: Carte des gisements d'azote à l'échelle française (AND, 2022)</td>
      <td>23</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 11: Gisements des IAA bretonnes en 2016 (Ambition Climat Energie, 2019)</td>
      <td>26</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 12: Flux considérés dans le système biologique de Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>32</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 13: Etapes de calcul PRO agricoles (Blondel M., 2023)</td>
      <td>37</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 14: Méthodologie de calcul des quantités d'azote utilisables en AB (Blondel M., 2023)</td>
      <td>39</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 15: Flux considérés du système biologique de Morlaix CO, dans le scénario « dynamique de production d'énergie » (S4) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>47</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 16: Diagramme de Sankey des PRO UAB de Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>50</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 17: Flux azotés (t N/an) actuels sur Morlaix CO (t N /ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>51</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 18: Répartition de la SAU pour le scénario « actuel » (ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>52</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 19: Répartition de la SAU pour le scénario "tendanciel" (ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>54</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 20: Flux azotés (t N/an) pour les scénarios « actuel » et « tendanciel » sur Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>55</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 21: Flux azotés (t N/an) pour les scénarios « tendanciel » (S1) et « optimisation des pratiques agronomiques » (S2) sur Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>57</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 22: Comparaison des assolements pour les scénarios « tendanciel » et « production de protéines végétales » (ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>58</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 23: Flux azotés (t N/an) pour les scénarios « tendanciel » (S1) et « production de protéines végétales » (S3) sur Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>59</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 24: Flux azotés (t N/an) pour les scénarios « tendanciel » (S1) et « production d'énergie » (S4) sur Morlaix CO (Blondel M., 2023)</td>
      <td>61</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 25: Comparaison des assolements pour les scénarios « tendanciel », « production de protéines végétales » et « production d'énergie » (ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>62</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 26: Histogramme des 5 scénarios pour l'autonomie azotée (AN), l'Autonomie du territoire en alimentation animale (AT), le coefficient d'utilisation de l'azote (NUE) et le taux d'utilisation des PRO UAB (TPRO UAB), exprimés en pourcentage (Blondel M., 2023)</td>
      <td>63</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Figure 27: Histogramme des 5 scénarios pour les indicateurs surfaciques : production surfacique (N OUT), besoins surfcaiques (N IN) et pertes surfaciques (N loss) (kg N/ha) (Blondel M., 2023)</td>
      <td>64</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
LISTE DES TABLEAUX

<table><tr><td>Tableau 1 : Liste des PRO UAB (d'après Leclerc, 2019 et AND, 2022)</td><td>21</td></tr><tr><td>Tableau 2 : PRO et caractéristiques azotées (d'après COMIFER 2013 et BDD METHASIM 2021)</td><td>22</td></tr><tr><td>Tableau 3 : Effluents agricoles et leur C/N (d'après COMIFER, 2013)</td><td>23</td></tr><tr><td>Tableau 4 : Valeurs de la fixation nette par légumineuse (kg N/ha) (d'après Anglade et al., 2015)</td><td>33</td></tr><tr><td>Tableau 5 : Critères de choix pour les PRO AB (Blondel M., 2023)</td><td>35</td></tr><tr><td>Tableau 6 : Feuille de calculs des effectifs animaux (Blondel M., 2023)</td><td>38</td></tr><tr><td>Tableau 7 : Synthèse des variables pour les 5 scénarios (Blondel M., 2023)</td><td>43</td></tr><tr><td>Tableau 8 : Récapitulatif des 5 macros scénarios (Blondel M., 2023)</td><td>44</td></tr><tr><td>Tableau 9 : Indicateurs et leurs caractéristiques (Blondel M., 2023)</td><td>47</td></tr><tr><td>Tableau 10 : Synthèse des variables du scénario «actuel» (S0) (Blondel M., 2023)</td><td>52</td></tr><tr><td>Tableau 11 : Indicateurs du scénario «actuel» (S0) (Blondel M., 2023)</td><td>53</td></tr><tr><td>Tableau 12 : Synthèse des variables des scénarios «actuel» (S0) et «tendanciel» (S1) (Blondel M., 2023)</td><td>54</td></tr><tr><td>Tableau 13 : Indicateurs des scénarios «actuel» (S0) et «tendanciel» (S1) (BLONDEL M., 2023)</td><td>55</td></tr><tr><td>Tableau 14 : Synthèse des variables des scénarios «tendanciel» (S1) et «optimisation des pratiques agronomiques» (S2) (Blondel M., 2023)</td><td>56</td></tr><tr><td>Tableau 15 : Indicateurs des scénarios «tendanciel» (S1) et «optimisation des pratiques agronomiques» (S2) (BLONDEL M., 2023)</td><td>57</td></tr><tr><td>Tableau 16 : Synthèse des variables des scénarios «tendanciel» (S1) et «production de protéines végétales» (S3) (Blondel M., 2023)</td><td>58</td></tr><tr><td>Tableau 17 : Indicateurs des scénarios «tendanciel» (S1) et «production protéines végétales» (S3) (Blondel M., 2023)</td><td>60</td></tr><tr><td>Tableau 18 : Synthèse des variables des scénarios «tendanciel» (S1), «production de protéines végétales» (S3) et «production d'énergie» (S4) (Blondel M., 2023)</td><td>62</td></tr><tr><td>Tableau 19 : Indicateurs des scénarios «tendanciel» (S1) et «production d'énergie» (S4) (Blondel M., 2023)</td><td>62</td></tr></table>
TABLE DES EQUATIONS

<table><tr><td>Équation 1 : Indice de Nutrition Azotée (INN) (d'après Ravier et al., 2021)</td><td>16</td></tr><tr><td>Équation 2 : Autonomie Azotée (en %) (d'après Harchaoui et Chatzimpiros, 2019)</td><td>17</td></tr><tr><td>Équation 3 : Efficacité d'utilisation de l'azote (NUE) (d'après Godinot et al., 2022)</td><td>17</td></tr><tr><td>Équation 4 : Coefficient de conversion azotée animale (NCE) (d'après Godinot et al., 2022)</td><td>17</td></tr><tr><td>Équation 5 : Fixation symbiotique (en kg d'azote par hectare) (d'après Anglade et al., 2015)</td><td>33</td></tr><tr><td>Équation 6 : Exportations végétales (en kg d'azote par an) (Blondel M., 2023)</td><td>34</td></tr><tr><td>Équation 7 : Besoins azotés des animaux (en kg d'azote par an) (Blondel M., 2023)</td><td>36</td></tr><tr><td>Équation 8 : Exportations animales (en kg d'azote par an) (Blondel M., 2023)</td><td>36</td></tr><tr><td>Équation 9 : PRO UAB (en tonnes d'azote par hectare) (Blondel M., 2023)</td><td>42</td></tr><tr><td>Équation 10 : Autonomie Azotée (AN) (en %) (Blondel M., 2023)</td><td>48</td></tr><tr><td>Équation 11 : Taux d'utilisation des PRO UAB (en %) (Blondel M., 2023)</td><td>48</td></tr><tr><td>Équation 12 : Autonomie du Territoire (AT) (en %) (d'après Smil, 2004)</td><td>48</td></tr><tr><td>Équation 13 : Productions Surfaciques (N out) (en kg d'azote par hectare) (Blondel M., 2023)</td><td>48</td></tr><tr><td>Équation 14 : Pertes Surfaciques (N loss) (en kg d'azote par hectare) (Blondel M., 2023)</td><td>49</td></tr><tr><td>Équation 15 : Besoins Surfaciques (N in) (en kg d'azote par hectare) (Blondel M., 2023)</td><td>49</td></tr></table>
## SOURCES BIBLIOGRAPHIQUES

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