EnVisaGES : Un nouveau service de mesures de concentrations et de flux d’émissions de gaz à effet de serre et d’ammoniac

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French. ContexteL’agriculture est une activité source de nombreux composés gazeux : le protoxyde d’azote (N2O) et le méthane (CH4) sont des gaz à effet de serre (GES) qui ont un fort pouvoir de réchauffement. L’ammoniac (NH3) contribue à la dégradation de la qualité de l’air car il est impliqué dans la formation des poussières ayant un impact sur la santé humaine. En outre, après dépôt, il contribue à différents impacts environnementaux sur les écosystèmes semi-naturels. La maîtrise des émissions de ces composés est une préoccupation majeure à l’échelle internationale (Protocole de Kyoto (1997), Protocole de Göteborg (1999, 2012)). Par ailleurs, le renforcement des pratiques de recyclage entraine la multiplication des procédés industriels et agro-industriels engendrant une augmentation des produits organiques recyclables au champ, autant en quantité qu’en variété. En parallèle, les industriels de la fertilisation, les coopératives agricoles ou des entreprises de biotechnologies rivalisent d’ingéniosité pour proposer des additifs ou formuler des engrais plus respectueux de l’environnement, et ont besoin de quantifier les niveaux d’abattement obtenus. A l’échelle internationale il n’existait pas de méthode (i) d’acquisition de données de référence des émissions ou (ii) de comparaison de traitements pour évaluer objectivement la contribution réelle ou potentielle des produits apportés au champ aux émissions. Sur la base de compétences spécifiques développées dans la métrologie des émissions gazeuses au champ depuis une vingtaine d’années, l’UMR ECOSYS a mis en place des plates-formes d’analyse et de mise au point de méthodes permettant de combler ce déficit. Face à une demande grandissante, elle s’est associée avec INRA Transfert Environnement (ITE) pour créer la ligne de services EnVisaGES et mettre à disposition des acteurs économiques les services et ressources développés sur la base de ses savoir-faire. Des prestations d’analyse de concentrations dans l’air et d’ingénierie pour la mesure des émissions au champ ou au laboratoire sont dorénavant proposées aux différents acteurs économiques. Résultats :EnVisaGES dépend administrativement d’ITE et fait partie intégrante de l’unité ECOSYS. Elle propose trois types de services :•des analyses quantitatives des concentrations de l’air en GES et NH3, particulièrement utiles pour le suivi de la qualité de l’air, en plusieurs étapes : la préparation des échantillons, la réalisation des analyses, ainsi que l’évaluation des incertitudes de mesures •des mesures au laboratoire de potentiels d’émissions de NH3 et de GES en enceintes dynamiques en conditions contrôlées. L’ensemble du dispositif a été conçu pour se rapprocher au plus près des conditions de terrain (sol en place) tout en optimisant les conditions ambiantes (température, humidité de l’air et du sol…) et d’échange (débit, volume de tête, type de balayage…) (Génermont et al., 2018). La concentration d’ammoniac est mesurée par piégeage en solution acide de manière continue. La durée d’une mesure pour quatre traitements simultanés est de quelques jours à quelques semaines, selon les substrats.•des mesures d’émissions de NH3 et de GES au champ pour quantifier les émissions sur quelques semaines/mois après une fertilisation ou pour caractériser des systèmes culturaux sur des durées plus longues. Pour les émissions de GES, des enceintes statiques sont disposées sur les parcelles pendant quelques semaines ou quelques mois après apport du ou des produit(s) d’intérêt. Les émissions de NH3 sont mesurées sur un temps plus court, à l’aide d’une méthodologie d'inférence basée sur l’utilisation d’un modèle de dispersion, adaptée à un parcellaire agronomique incluant plusieurs reliquats de différents traitements. (Loubet et al., 2018 a et b). Le suivi est dimensionné selon le besoin (répétitions, durée, fréquence…). La prestation de service inclut la mise en place et le suivi des capteurs, les analyses au laboratoire, le traitement des données et la production d’un rapport critique sur les résultats.Pour chaque prestation, il est proposé d’analyser les besoins du demandeur, de concevoir un protocole incluant une ou plusieurs parcelles de tailles adaptées au site et aux objectifs, de mettre en place le suivi des concentrations avec les badges passifs ainsi que la caractérisation des conditions d’échanges sur quelques semaines, puis, après analyse des badges et traitement des données, d’effectuer les calculs des flux, et de produire un rapport incluant de l’expertise.Conclusions et perspectives :Transférer notre savoir-faire sur la mesure des émissions gazeuses vers une structure de service autonome nous semble une solution pour conserver nos capacités à innover afin de répondre aux enjeux scientifiques d’aujourd’hui et de demain. Cette opération permettra également une montée en maturité technologique des outils et plateformes développés jusqu’alors par le pôle Eco&Phy. Cette première étape de construction permettra aussi un à l’unité ECOSYS de continuer à valoriser son savoir-faire technologique en enrichissant le catalogue actuel des prestations proposées et ainsi répondre aux demandes des différents acteurs économiques (industriels, instituts techniques, chambres agricultures, etc.). Une mise à disposition de ces services auprès des organismes présents sur le plateau de Saclay constitue non seulement une opportunité d’ouverture mais aussi une garantie d’une meilleure insertion dans le paysage technique et scientifique de l’Université Paris-Saclay de l’UMR EcoSys.Mots clefs : GES, ammoniac, concentration, flux, émission, mesure au champ, mesures en conditions contrôlées, transfert de technologie, prestation de serviceRéférences :Le Gall C., Jeuffroy M.H., Hénault C., Python Y., Cohan J.P., Parnaudeau V., Mary B., Compere P., Tristant D., Duval R., Cellier P., 2014. Analyser et estimer les émissions de N2O dans les systèmes de grandes cultures français. Innovations Agronomiques, 34, 97-112.Loubet, B., Carozzi, M., Voylokov, P., Cohan, J.-P., Trochard, R., and Génermont, S., 2018b. Evaluation of a new inference method for estimating ammonia volatilisation from multiple agronomic plots, Biogeosciences, 15, 3439-3460, https://doi.org/10.5194/bg-15-3439-2018.Tang Y.S., Cape J.N., Sutton M.A., “Development and Types of Passive Samplers for Monitoring Atmospheric NO2 and NH3 Concentrations,” The Scientific World JOURNAL, vol. 1, pp. 513-529, 2001. https://doi.org/10.1100/tsw.2001.82.Décuq, C., Génermont, S., Loubet, B., Gabrielle, B., 2018. A novel platform to provide services in the monitoring of greenhouse gases for agricultural systems.Génermont, S., Décuq, C., FLura, D., Masson, S., Esnault, B., Autret, H., 2018. A novel platform providing services in the measurement of potentials for ammonia volatilization.Loubet, B., Voylokov, P., Carrozi, M., Décuq, C., Esnault, B., Zurfluh, O., Fortineau, A., Buysse, P., Mercier, V., Houot, S., Génermont, S., 2018a. A novel platform providing services in the measurement of ammonia volatilisation from multiple agronomic plots.