Emissions liées au secteur de l’agriculture

Sophie MOUKHTAR Rencontre DRIAAF DDT 30/11/2012

L’agriculture en Ile-de-France

La superficie agricole représente près de 50 % du territoire d’Ile-de-France. Agriculture en Ile-de-France : Grandes cultures, maraîchage et horticulture. La culture des céréales prédomine dans les grandes cultures.

Peu d’élevage en comparaison du reste de la France

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L’inventaire des émissions : un outil de diagnostic

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Inventaire annuel réalisé sur l’IDFAnnées de référence : 2000, 2005, 2007, 2008, 2010 en cours

Polluants : NOX, CO, COVNM, SO2, particules (PM 10 et PM2,5), CO2, CH4, N2O, NH3. (HAP, dioxines furannes et métaux lourds en cours)

Secteurs d’activités : trafic routier, plateformes aéroportuaires, trafic ferroviaire et fluvial, résidentiel et tertiaire, industrie manufacturière, production d’énergie, traitement des déchets, agriculture, émissions naturelles

Méthodologies de calculs harmonisées au niveau national :Pôle de Coordination national sur les Inventaires d'émission Territoriaux (PCIT)

→ qualification et quantification des sources d’émissions→ données d’entrée pour la modélisation de la qualité de l’air

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Émissions biogéniques

Inventaire : somme de tous les types d’émissions

Émissions du trafic

Émissions fixes surfaciques ou diffuses

Emissions globales

Par polluant

Émissions des grandes sources ponctuelles

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Méthodologie des inventaires d’émissions

Pour chaque source d’émissions envisagée il y a deux cas possibles : - 1er cas : les émissions sont disponibles directement (les industries qui déclarent leurs émissions) - 2ème cas : les émissions ne sont pas disponibles directement: nous les estimons

E = A *FEE = Emission de polluant

A = Activité

- Nombre de véhicules.km pour le trafic routier- Consommation d énergie pour le secteur

résidentiel- Quantité d’acier pour les aciéries- Quantité de fertilisants pour l’agriculture …

FE = Facteur d’Emissions- Masse de polluant par kilomètres

parcourus- Masse de polluant par quantité

d’énergie

Industrie manufacturière

6%

Secteur résidentiel et tertiaire

24%Trafic routier50%

Aéroport8%

Agriculture3%

Emissions de NOx en 2008 - Ile-de-France

Principaux polluants émis par l’agriculture

6

Industrie manufacturière

29%

Secteur résidentiel et tertiaire

27%

Trafic routier25%

Agriculture14%

Emissions de PM10 en 2008 - Ile-de-FrancePM10

NOxTrafic routier

20%

Agriculture80%

Emissions de NOx en 2008 - Ile-de-France

NH3

NH3 et particules

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Issu de la plaquette  : Les émissions agricoles de particules dans l’air - Etat des lieux et leviers d’action (ADEME-MEDDE)

Composition des PM mesurées en différents sites d’IDF

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Site rural Nord-Ouest

Site rural Sud

Site rural Nord-Est

Fond urbain de petite couronne

Site trafic Fond urbain

0

10

20

30

40

50

60

conc

entr

ation

µg/

m3

Station Rural Nord - ouest PM2.5

NH4+ NO3-

NH4+

0

10

20

30

40

50co

ncen

trati

on µ

g/m

3Station Rural Sud

PM2.5NH4+ NO3-NH4+

Composition des PM mesurées en différents sites d’IDF

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Site rural Nord-Ouest

Site rural Sud

Site rural Nord-Est

Fond urbain de petite couronne

Site trafic Fond urbain

0

10

20

30

40

50

60

conc

entr

ation

µg/

m3

Station Rural Nord - ouest PM2.5

NH4+ NO3-

NH4+

0

10

20

30

40

50

60

70

80co

ncen

trati

on µ

g/m

3Station Paris

PM2.5

NH4+ NO3-

NH4+

Emission de NOx liés au secteur de l’agriculture - Bilan 2008

Activité Emissions (tonnes)

Emissions (% des

émissions totales IdF)

Chauffage des bâtiments agricoles 80 < 0.1

Engins agricoles 1310 1.3

Opérations sur les cultures :

Cultures avec engrais 1700 1.7

Cultures sans engrais 130 0.1

Fermentation entérique 0 0

Composés orga issus de déjections animales 0 0

Composés azotés issus de déjection animales 0 0

Total Agriculture 3220 3.2

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Les émissions de NO par les sols dépendent principalement de la quantité de NO présente dans les sols et des facteurs météorologiques (humidité, température)

→ Quantité de NO dans les sols : dépend en partie de la quantité d’engrais minéral ou organique qui a été déposé (Méthode INRA) et du type de culture (couplage entre l’occupation des sols-données Corine Land Cover et les données AGRESTE).

→ Facteurs météorologiques : Temporalisation des émissions sur toute la région IDF.

Méthodologie - NOx

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SUPERFICIE PRAIRIES

Potentiel d'émission pour les prairies

(gN/s)

Facteur d'emission de NO Prairies

(A : 0.7 ng.N.m-2.s-1)

Potentiel surfacique d'émission pour les cultures

avec engrais

Potentiel d'émission suivant la vitesse de nitrification pour les cultures avec engrais

(A : 0.0901 /jour)

T sol

Emissions de NO en µg/h pour les prairies

T sol

Emissions de NO en µg/h pour les cultures avec engrais

AF quantité d'azote ammoniacale présente dans le sol (kgN/ha)

Méthode INRA

Humidité sol

Somme sur l'année des émissions de NO pour les prairies

Somme sur l'année des émissions de NO pour les cultures avec engrais

SUPERFICIE CULTURES AVEC ENGRAIS

Données par poste CLC au km2 sur grille inventaire pour 2005 et calé sur AGRESTE

Flux de NO (émission du sol avec usage d’engrais minéraux) :NO (gN.ha-1.j-1)=0.0901*AF*(0.8166Wc-6.6868)*exp((Ln2.1*T)/10)

Flux de NO (cultures sans engrais) :NO (ngN.m-2.s-1)=0.7*exp(0.071*T)

Quantité de N ammoniacal dans les sols dépend :→ Du nombre d’apports d’engrais / type de culture→ De la quantité d’engrais / apports

Répartition temporelle de l’azote sur les surfaces cultivées de blé tendre, de maïs et d’orge en Ile-de-France.

Méthode INRA de détermination de la quantité de N ammoniacal dans les sols

14/11/2007 03/01/2008 22/02/2008 12/04/2008 01/06/2008 21/07/2008 09/09/2008 29/10/2008 18/12/2008 06/02/20090

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

Blé tendreMaïsOrge

N-N

H4

kgN

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Emissions de NH3 liées au secteur de l’agriculture - Bilan 2010

Activités Emissions (tonnes)

Emissions* (% des

émissions totales IdF)

Chauffage des bâtiments agricoles -

Engins agricoles -

Opérations sur les cultures :

Cultures avec engrais minéraux 2020 56

Cultures avec engrais organiques 235 6

Animaux en pâturages 134 4

Fermentation entérique

Excrétions en bâtiments et stockage 480 14

Total Agriculture 2860 80

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Méthodologie – NH3

Emissions de NH3 :

→ Emissions par les cultures avec engrais- Engrais minéraux : données de livraison d’engrais UNIFA- Méthode EMEP / CORINAIR - A venir : Nouvelle méthode prenant en compte la temporalisation des émissions en cours de validation

→ Emissions dues aux déjection animales en bâtiments et au stockage des déjections

→ Emissions dues aux herbivores en pâturageMéthode EMEP / CORINAIR

15

16

Emissions de NH3

Engrais minéraux= N livré (UNIFA)

Engrais Organique= N excrété – N perdu pendant

stockage – N perdu par lessivage

Facteur de volatilisation Emission totale par

hectare soumis à engrais

= 4300 g/ha

Culture avec Engrais

Herbivores en pâturage

Nombre d’animaux

Facteur de volatilisation Emission totale par

hectare= 2500 g/ha

données EMEP / CORINAIR

Méthode en cours d’élaboration : Emission de NH3 par les sols

Méthode actuelle :→ Les quantités d’engrais livrées (UNIFA) ne correspondent pas forcément

aux quantités d’engrais épandues.→ Pas de temporalisation des émissions

Le NH3 est un précurseur important de PM secondaires d’où l’importance de temporaliser les émissions.

Méthode en cours d’élaboration : méthode INRAPrise en compte des principaux facteurs responsables des émissions de NH3 par les sols :

→ La quantité de N ammoniacal disponible dans le sol (dépend de la quantité d’engrais épandu, du nombre de passages et du type de culture),

→ La température des sols,→ Le pH des sols.

Cette méthode nécessite l’incrémentation dans une chaîne de calcul.

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Activités PM2.5 PM10 TSP

Terre arable avec engrais (tonnes) 437 2184 10398

Engins agricoles 271 416 711

Elevage en bâtiment 16 70 157

Total agriculture 724 2600 11109% de PM issues de l’agriculture en IDF 6% 15% -

Emission de PM liées au secteur de l’agriculture - Bilan 2008

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Emissions de PM : Opérations sur les cultures (uniquement estimées pour des terres arables)Elles sont fonction :

→ Du type de sol→ Du type de culture→ Des opérations

Méthode utilisée : Développée par AIRNORMAND et basée sur l’étude de Bogman et al. 2007 pour la Belgique qui s’appuie sur 2 approches américaines : US-NEI (NEI – National Emission Inventory ; US-EPA 2001) et CARB (California Air Ressources Board ; CARB 2003).

Cette méthodologie a été confirmée par le récent rapport de l’ADEME : Synthèse bibliographique sur la contribution de l’agriculture à l’émission de particules vers l’atmosphère : identification de facteurs d’émission – Janvier 2011.

Emission de PM liés au secteur de l’agriculture - Bilan 2008

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Méthode de calcul des émission de PM par les terres arables

Calcul des émissions :E (t.an-1) = ∑i [ FEi . Pi . K . B. A ]

FEi : Facteurs d’émission dépendant du type d’opération et de culture (t.an-1) – Données EMEP/CORINAIR.

Pi : Nombre de passages pour une opération donnée sur une culture donnée (nombre.an -1). Ces données sont renseignées pour l’Eure et sont extrapolées pour l’IDF.

K : Facteur de conversion de TSP en PM10 et PM2.5. Les valeurs données par Hnilicova et al. (2007) sont utilisées :KPM10 = 0.21 et KPM2.5 = 0.042

B : Facteur caractérisant le type de sol. Les données utilisées, et en particulier le pourcentage de limon dans les sols, sont renseignées par canton (données AFES).

A : Surface de la culture (ha). Le calcul est réalisé pour 86 % des terres arables franciliennes.Les cultures suivantes sont prises en compte : Blé tendre, Avoine, Orge et Escourgeon, Bettrave industrielle, Maïs grain et Maïs semence, Pommes de terre, Colza grain et Navette, Légumes secs et protéagineux, Lin textile et Maïs fourrage.

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BLE

OPERATIONS  

ORGE

OPERATIONS 2 déchaumages   2 déchaumages 1 labour   1 labour 1 semis   1 semis 1 désherbage automne   1 désherbage automne 1 insecticide   1 insecticide 1 désherbage printemps   1 désherbage printemps 1 apport N   1 apport N 1 régulateur   1 régulateur 1 apport N   1 apport N 1 apport N   1 fongicide 1 fongicide   1 fongicide + insecticide 1 fongicide   1 insecticide 1 fongicide + insecticide   1 moisson 1 insecticide   14 somme des opérations

1 moisson   12.1 bouclage 1 presse         16 somme des opérations        

14.5 bouclage        

Exemple du type et du nombre d’opérations réalisées sur les culture de blé et d’orge

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Données spécifique du département de l’EureEvolution : Nombre moyen de passages pour l’application de produits sanitaires spécifique de l’IDF (données AGRESTE)

Titre de la présentation

Merci de votre attention!

Plus d’informations sur le site

www.airparif.asso.fr