Le phosphore : rare et inégalement réparti

Le phosphore est le 15e élément du tableau périodique et il est vital pour tous les organismes connus. Il est surtout nécessaire pour le matériel génétique (ADN) ainsi que pour les os et les dents. D'un point de vue chimique, le phosphore est un élément très réactif que l'on trouve sous différentes formes. Il doit son nom au fait que le phosphore blanc brille dans l'obscurité lors de son oxydation (phosphorescence).

Eaux vertes

Il y a quelques semaines, le lac Earie, l'un des cinq Grands Lacs américains, verdoyant à cause des algues, a de nouveau fait les gros titres des médias américains. Nous pouvons également observer des phénomènes similaires en Europe, par exemple lorsqu'un tapis d'algues de taille gigantesque recouvre la mer Baltique. On appelle ce phénomène l'eutrophisation. L'utilisation excessive d'engrais phosphatés dans l'agriculture en est souvent la cause principale. Par le biais des eaux souterraines, le phosphore s'accumule également dans les eaux proches. Ce nutriment y limite la croissance des algues. Si la concentration de phosphore augmente, les algues se développent.

De telles proliférations d'algues sont problématiques pour plusieurs raisons. On sait par exemple que les algues du lac Earie produisent des substances toxiques qui sont également dangereuses pour l'homme. Comme les agglomérations environnantes puisent leur eau potable directement dans le lac, l'eau doit être traitée à grands frais. Dans d'autres eaux, la croissance des algues provoque parfois de véritables zones de mort : Une fois que les algues meurent, elles coulent de la surface vers le fond. L'oxygène est alors nécessaire à la décomposition de la matière organique. Au point que d'autres organismes en manquent. Certaines zones de la mer Baltique sont donc déjà inhabitables pour certains organismes vivants.

Les sols tropicaux fixent le phosphore

Alors que dans les pays du Nord, l'excès de phosphore a tendance à causer des problèmes, les sols des régions tropicales manquent généralement de ce nutriment. Cela a des conséquences directes sur l'agriculture, qui souffre de rendements plus faibles en raison du manque de phosphore. De plus, ces sols retiennent souvent beaucoup plus le phosphore qu'ils ne le font chez nous. La raison en est que les températures plus chaudes et les précipitations souvent plus importantes font vieillir les sols plus rapidement, ce qui entraîne une libération accrue d'oxydes de fer et d'aluminium dans les minéraux du sol. Ceux-ci ont la propriété de lier fortement le phosphore et de ne le restituer que très lentement. Il en résulte que les plantes ne peuvent utiliser qu'une fraction du phosphore utilisé. De plus, les engrais phosphatés sont rarement abordables, surtout dans les régions où les besoins sont les plus importants. A cela s'ajoutent d'importantes fluctuations du prix du phosphate brut, c'est-à-dire de la roche phosphorée à partir de laquelle sont fabriqués des engrais minéraux de haute qualité. En 2008, le prix du phosphate brut a augmenté de près de 500 pour cent en l'espace de quelques mois, ce qui a surtout touché les agriculteurs des régions les plus pauvres.

Déséquilibre global

Les gisements mondiaux de phosphate brut sont répartis de manière très inégale. Certes, les estimations des experts concernant les gisements réellement disponibles et les quantités absolues varient. Selon les estimations actuelles, la majeure partie des gisements mondiaux se trouve au Maroc et en Chine.

Une raison suffisante pour s'interroger sur la disponibilité future. En effet, l'Europe est fortement dépendante des importations - la seule mine européenne, située en Finlande, s'épuisera en l'espace de trente ans. C'est pourquoi, en mai dernier, la Commission européenne a placé le phosphate brut sur la liste des matières premières critiques. Cette liste comprend 20 matières premières qui, d'une part, ont une importance économique énorme, mais dont l'accès pourrait être menacé à l'avenir.

Approches pour une utilisation plus efficace du phosphore

La recherche tente à différents niveaux de veiller à une utilisation équilibrée du phosphore. Ainsi, dans notre groupe, nous travaillons notamment à mieux décrire les différentes formes de phosphore dans le sol, car toutes ne sont pas disponibles de la même manière pour les plantes [1]. Nous étudions également la manière dont les micro-organismes du sol peuvent aider les plantes à mieux utiliser le phosphore dans son ensemble [2]. D'autres chercheurs cultivent des plantes capables d'absorber plus efficacement le phosphore du sol ou de se débrouiller avec des concentrations de phosphore plus faibles. Enfin, savoir quand et où utiliser au mieux les engrais est également essentiel pour une utilisation efficace, afin d'éviter autant que possible les pertes dans d'autres écosystèmes.

Si notre objectif en tant que société est d'utiliser la ressource phosphore de manière durable, le recyclage du phosphore joue un rôle important. J'examinerai bientôt cet aspect plus en détail ici.