Engrais azotés
Un article de Oleowiki.
Présents au coeur de la "révolution verte" d'après-guerre, les engrais azotés sont aujourd'hui essentiels à l'agriculture moderne. Selon certains auteurs, sans engrais chimiques la population mondiale serait aujourd'hui deux fois moins importante. Cet article fait un bref rappel de l'histoire des engrais azotés.
Cet article est une ébauche en cours de rédaction.
Sommaire |
Avant la seconde moitié du XIXème siècle
L'azote n'est alors pas connu chimiquement mais des techniques existent néanmoins pour augmenter la productivité des champs. Les systèmes les plus efficaces marient rotation des cultures et épandage de fumier sur les champs. Les deux techniques ont pour but de régénérer les sols en nutriments et d'éviter ainsi le phénomène d'"épuisement" des sols. L'épandage de fumier n'est bien sûr possible que si la ferme dispose de suffisamment de bétail en plus des champs à cultiver (pour produire le fumier). Le principe de la rotation des cultures (ce mécanisme n'a été compris qu'au XIXème siècle) est le suivant : certaines plantes (les légumineuses) vivent en symbiose avec des bactéries qui se développent près de leurs racines. Ces bactéries ont la capacité de fixer l'azote présent naturellement dans l'atmosphère, et de le rendre disponible pour les plantes. Une fois que les légumineuses se sont développées et ont fixé un maximum d'azote grâce aux bactéries, l'agriculteur les enfouit sous terre pour enrichir le sol en azote. Il peut ensuite cultiver d'autres plantes (céréales...) qui n'ont pas ou peu de capacité de fixation de l'azote, et qui épuisent les sols.
XIXème siècle et début du XXème
L'azote est identifié comme élément chimique à la fin du XVIIIème siècle et son rôle dans la croissance des plantes mis en évidence vers la moitié du XIXème siècle. C'est au même moment que commence l'exploitation commerciale du guano du Pérou (des fientes d'oiseaux accumulées durant des millénaires sur des îles, et qui ont fini par formé un engrais très riche en azote) et du nitrate de sodium du Chili, qui se présente sous forme de minerai. L'utilisation de ces "intrants" permet une augmentation sensible de la production agricole. Mais vers la fin du XIXème siècle, les meilleurs gisements de guano s'essoufflent, et la teneur en azote des exportations diminue (on passe de 20% d'azote pour les meilleurs guanos, utilisés en premier, à parfois moins de 1% pour les plus mauvais, qui ont été extraits par la suite). De plus, une sous-estimation des réserves de nitrate de sodium chiliennes et le sentiment de dépendance des européens par rapport aux sud-américains poussent ceux-ci à rechercher des solutions alternatives.
XXème siècle
Mis au point et perfectionné entre 1906 et 1910 par Fritz Haber et Carl Bosch, le procédé Haber-Bosch de synthèse de l'ammoniac (NH3) est encore aujourd'hui (sous une forme améliorée) le procédé de base pour la production des engrais azotés... et de certains explosifs (ce deuxième point explique la popularité du procédé auprès des dirigeants politiques allemands lors de la première guerre mondiale). Le principe du procédé tel qu'il est mis en oeuvre aujourd'hui est le suivant :
- on crée du dihydrogène (H2) à partir de gaz naturel ("reformage" du gaz naturel)
- on met ce dihydrogène en présence de l'azote (N2) de l'air sous les bonnes conditions de températures et de pression (de l'ordre de 150 à 300 atmosphères suivant les machines)
- on obtient de l'ammoniac suivant la réaction : N2 + 3H2 -> 2NH3
Cet ammoniac est ensuite utilisé comme base pour faire de l'urée et des nitrates variés, qui sont la base de nos engrais modernes.
Ce procédé a permis d'industrialiser complètement la production d'engrais azotés au cours du XXème siècle et de rendre les pays qui l'utilisent indépendants du Chili (qui continue d'exporter un peu de nitrate de sodium) et du Pérou (qui n'exporte plus de guano) pour leurs engrais... et leur nitroglycérine.
Ce qu'il faut retenir
La source principale d'azote naturel pour les plantes est l'atmosphère. Il faut en principe attendre que des bactéries proches des racines de certaines plantes fixent cet azote pour que le sol s'enrichisse progressivement. Aujourd'hui certains auteurs estiment que l'homme, grâce au procédé Haber-Bosch et au gaz naturel, fixe artificiellement chaque année un volume d'azote égal à 50% de l'azote fixé par l'ensemble des bactéries présentes dans l'ensemble des écosystèmes terrestres, et le répand sur la seule surface limitée de ses champs. Les engrais azotés sont un
