Ce qui sépare l'agriculture biologique de la conventionnelle, ce sont les moyens permis : le bio s'interdit les OGM, les engrais minéraux azotés et, sauf rares exceptions, les pesticides de synthèse, et nourrit son sol avec du fumier, du compost et des légumineuses. Ça se voit dans les champs : en France en 2022, le blé tendre bio a donné un rendement inférieur de 57 % à celui du conventionnel (Agreste, juin 2023). Aucun des deux modèles ne gagne pourtant sur tous les critères.
Un champ exporte ce qu'il produit
Dans une forêt, les feuilles mortes sont décomposées sur place par les êtres vivants du sol, et leurs éléments minéraux retournent au sol. Dans un champ, la récolte part, et avec elle l'azote, le phosphore et le potassium qu'elle contient.
Définition : un agrosystème est un écosystème géré par l'être humain pour produire la biomasse (la matière des êtres vivants) dont il a besoin. L'exportation est la part de cette biomasse qui quitte le champ avec la récolte. Les intrants sont ce que l'agriculteur apporte, surtout les engrais et les produits phytosanitaires (les pesticides).
Sans compensation, ces exportations appauvriraient le sol récolte après récolte. Il faut donc fertiliser, en bio comme en conventionnel : les deux modèles diffèrent sur les moyens, pas sur le besoin. C'est le cœur du thème « Agrosystèmes et développement durable » du programme de SVT de Seconde.
Piège classique : « en bio, la plante se nourrit de compost ». Faux : bio ou pas, une plante absorbe par ses racines des éléments minéraux dissous dans l'eau du sol. Le fumier et le compost ne la nourrissent qu'une fois décomposés en éléments minéraux par les êtres vivants du sol. L'engrais de synthèse apporte ces éléments tout prêts, la matière organique les libère peu à peu.
Ce que les règles du bio changent
Le bio suit un cahier des charges (une liste de règles) fixé par un règlement européen et vérifié dans chaque ferme par un organisme de contrôle. Le conventionnel n'en a pas d'unique : c'est toute agriculture non certifiée bio, de la plus intensive à la plus économe en produits.
Le bio compte sur deux outils. La rotation des cultures fait alterner les plantes d'une année à l'autre sur une parcelle, ce qui casse le cycle des ravageurs propres à chaque culture. Les légumineuses (pois, luzerne, trèfle) hébergent dans leurs racines des bactéries qui fixent l'azote de l'air : enfouies au lieu d'être récoltées, elles servent d'engrais vert.
| Critère | Agriculture biologique | Agriculture conventionnelle |
|---|---|---|
| Fertiliser | Rotation, légumineuses, fumier, compost. Engrais minéraux azotés interdits. | Engrais organiques et engrais minéraux de synthèse. |
| Protéger les cultures | Variétés résistantes, rotation, désherbage mécanique, prédateurs naturels des ravageurs. Seulement des substances approuvées pour le bio par la Commission européenne, comme le cuivre ; pas de pesticides de synthèse, sauf rares exceptions. | Les mêmes méthodes, plus des pesticides de synthèse (herbicides, insecticides, fongicides) autorisés après évaluation. |
En élevage, le bio impose des aliments bio et un accès au plein air ou au pâturage aussi souvent que possible (Commission européenne).
Piège classique : bio ne veut pas dire « sans traitement ». Le cuivre protège les cultures contre des maladies comme le mildiou, et c'est parfois le seul traitement efficace en bio. Mais c'est un métal : il ne se dégrade pas et peut s'accumuler dans le sol. Naturel ne veut pas dire sans effet.
Les rendements mesurés en France
Le rendement agricole, c'est la masse récoltée par unité de surface, souvent en tonnes par hectare (t/ha).
Piège classique : ne confonds pas ce rendement agricole avec le rendement écologique du programme, un rapport sans unité entre l'énergie stockée dans la biomasse produite et l'énergie reçue (la lumière, pour une plante) ou consommée.
Formule : on compare deux rendements par leur écart relatif, en pourcentage du rendement conventionnel :
$$\text{écart} = \frac{R_{\text{conv}} - R_{\text{bio}}}{R_{\text{conv}}} \times 100$$
où $R_{\text{conv}}$ et $R_{\text{bio}}$ sont les rendements conventionnel et bio, dans la même unité.
En 2022, d'après l'enquête annuelle du ministère de l'Agriculture, le rendement bio était inférieur de 57 % pour le blé tendre, de 47 % pour l'orge d'hiver et de 28 % pour le tournesol. Ces écarts bougent peu d'une année à l'autre.
Les cultures d'hiver, blé tendre et orge d'hiver, sont les plus touchées : elles restent longtemps au champ et, privées de traitements de synthèse, résistent moins bien en bio aux ravageurs et aux années pluvieuses. L'écart varie aussi selon la région, pour le blé tendre de 38 % en Auvergne-Rhône-Alpes à 58 % dans le Grand Est. Il dépend enfin du sol, du climat, de la rotation, des variétés, des apports d'azote ou de l'ancienneté du passage au bio.
Environnement et santé : comparer avec méthode
Un insecticide de synthèse peut tuer aussi des insectes utiles, comme les pollinisateurs ; le bio s'en passe presque toujours, mais le cuivre a ses propres effets. Pour l'eau, l'azote apporté au-delà de ce que la culture absorbe part avec la pluie vers les nappes et les rivières, sous forme de nitrates, qu'il vienne d'un sac d'engrais ou d'un tas de fumier.
Attention à l'unité. Par hectare, le bio utilise moins d'intrants de synthèse. Mais il produit moins par hectare : ramenés à la tonne récoltée, les écarts peuvent se réduire, voire s'inverser. Et s'il faut plus de surface pour produire autant, cette surface est prise ailleurs. L'exercice 2 le montre.
Côté santé, l'agriculteur bio est moins exposé aux pesticides de synthèse, puisqu'il n'en utilise presque pas. Pour le consommateur, une étude qui compare des mangeurs de bio à d'autres personnes doit éviter un piège : si ces groupes diffèrent aussi par leur alimentation, leur sport ou le tabac, une différence de santé peut venir de ces habitudes. Une corrélation (deux choses qui varient ensemble) ne prouve pas une cause.
Exercices corrigés
Exercice 1 : données fictives. Une ferme conventionnelle récolte 7,0 t/ha de blé tendre, une ferme bio voisine 3,0 t/ha. a) Calcule l'écart relatif de rendement. b) Une coopérative doit livrer 840 t de blé. Quelle surface faut-il dans chaque modèle ?
Correction :
a) $\dfrac{7{,}0 - 3{,}0}{7{,}0} \times 100 = \dfrac{4{,}0}{7{,}0} \times 100 \approx 57\ \%$. Le rendement bio est inférieur d'environ 57 % au rendement conventionnel.
b) On divise la production par le rendement. En conventionnel : $\dfrac{840}{7{,}0} = 120$ ha. En bio : $\dfrac{840}{3{,}0} = 280$ ha. Le bio demande $280 - 120 = 160$ ha de plus, soit environ $\dfrac{280}{120} \approx 2{,}3$ fois plus de surface.
Exercice 2 : données fictives. Sous les parcelles de l'exercice 1, l'azote perdu vers les nappes sous forme de nitrates vaut 35 kg par hectare et par an en conventionnel, 21 kg en bio. Compare ces pertes a) par hectare, b) par tonne de blé récoltée. c) Quel modèle protège le mieux l'eau ?
Correction :
a) Par hectare, le bio perd $\dfrac{35 - 21}{35} \times 100 = 40\ \%$ d'azote en moins.
b) Par tonne, on divise par le rendement : $\dfrac{35}{7{,}0} = 5{,}0$ kg d'azote par tonne en conventionnel, $\dfrac{21}{3{,}0} = 7{,}0$ kg en bio. Ramené à la tonne, c'est le bio qui perd le plus : $\dfrac{7{,}0 - 5{,}0}{5{,}0} \times 100 = 40\ \%$ de plus.
c) Tout dépend de l'unité. Par hectare, on juge l'eau sous le champ : avantage au bio. Par tonne, on juge ce que coûte à l'eau chaque tonne produite : avantage au conventionnel. Une bonne réponse donne les deux, sans généraliser : ces données sont fictives.
Exercice 3 : en France en 2022, le rendement bio était inférieur de 57 % à celui du conventionnel pour le blé tendre, de 28 % pour le tournesol. Les champs bio sont plus fréquents dans le Sud, où les rendements sont plus faibles pour presque toutes les cultures. a) Un élève écrit : « le bio produit deux fois moins ». Discute cette phrase. b) Pourquoi l'écart national ne mesure-t-il pas seulement l'effet du mode de culture ?
Correction :
a) Pour le blé tendre, le bio produit $100 - 57 = 43\ \%$ du rendement conventionnel, soit $\dfrac{100}{43} \approx 2{,}3$ fois moins : la phrase tient à peu près. Pour le tournesol, il en produit $100 - 28 = 72\ \%$, près des trois quarts. En règle générale, elle est donc fausse : l'écart dépend de la culture.
b) Les champs bio sont plus souvent dans le Sud, où presque toutes les cultures rendent moins : une partie de l'écart national vient de leur emplacement, pas du mode de culture. Pour isoler l'effet du bio, on compare des parcelles d'une même région : à région égale, le bio reste en dessous.
À retenir
À retenir :
- Toute récolte exporte des éléments minéraux : en bio comme en conventionnel, il faut fertiliser.
- Le bio interdit les OGM, les engrais minéraux azotés et, sauf rares exceptions, les pesticides de synthèse ; il mise sur la rotation, les légumineuses et la matière organique.
- Bio ne veut pas dire sans traitement : le cuivre y est permis, et il peut s'accumuler dans le sol.
- En France en 2022, le rendement bio était inférieur de 28 % (tournesol) à 57 % (blé tendre) selon la culture.
- Un impact se compare par hectare et par tonne : l'unité peut changer la conclusion.
Sources
- Programme de SVT de seconde générale et technologique, thème « Agrosystèmes et développement durable » : texte sur eduscol.
- Commission européenne, règles de la production biologique : page de la Commission.
- Agreste (ministère de l'Agriculture), « Des rendements en grandes cultures inférieurs en agriculture biologique à ceux en conventionnel », Primeur n° 8, juin 2023 : texte sur agreste.agriculture.gouv.fr.