Les éléments du progrès : l’azote (1)

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L’azote est la clé de voûte de la chaîne alimentaire mondiale, elle fournit à des milliards d’êtres humains l’énergie nécessaire pour faire prospérer l’humanité.

Par Tony Morley.
Un article de HumanProgress

Il s’est écoulé tellement de temps que les habitants des pays riches ont pratiquement perdu la capacité d’imaginer la vie de ceux qui travaillaient dans les fermes préindustrielles, où les agriculteurs peinaient à produire suffisamment de calories pour survivre.

Les conditions agricoles préindustrielles étaient insalubres et extrêmement difficiles, en particulier pour les enfants. Sans la capacité de produire et de stocker un surplus important de denrées alimentaires, la plupart des gens étaient exposés à de mauvaises récoltes, à des dépenses de nourriture coûteuses et à des famines occasionnelles.

L’incapacité générale de notre espèce à produire, en moyenne, plus de nourriture par habitant que ce qui était nécessaire à la consommation, a considérablement limité notre capacité à faire vivre une population plus nombreuse. Cela a également limité notre potentiel de spécialisation, de commerce et d’amélioration du niveau de vie.

Avant 1900, les progrès en matière d’amélioration des rendements agricoles étaient extrêmement lents. Les cultures vivrières qui alimentent la civilisation moderne ont besoin d’azote fixé dans le sol pour pousser.

L’azote, bien qu’abondant dans l’air (il constitue environ 78 % de l’air que nous respirons), est totalement inaccessible aux plantes, car il est étroitement enfermé dans une triple liaison moléculaire. La triple liaison de l’azote est une liaison chimique dans laquelle trois paires d’électrons sont partagées entre deux atomes.

Dans cet état, l’azote ne peut être amené ni à produire une réaction ni être absorbé par les plantes. Il est essentiellement inerte et n’est donc d’aucune utilité en agriculture.

L’azote fixé, qui est une forme d’azote à laquelle les plantes peuvent accéder pour favoriser leur croissance, est produit à une échelle de temps géologique par de minuscules micro-organismes dans le sol. Ces procaryotes unicellulaires utilisent l’enzyme nitrogénase pour catalyser l’azote moléculaire (N2) en ammoniac (NH3), que les plantes peuvent ensuite consommer.

Le processus de réapprovisionnement naturel est bien trop lent pour répondre aux exigences de l’agriculture préindustrielle, et encore moins de l’agriculture moderne.

Depuis l’aube de l’ère agricole, il y a environ 10 000 ans, chaque récolte a réduit l’azote disponible dans le sol, réduisant ainsi les rendements des récoltes suivantes.

Tout cela a changé avec le développement de la synthèse de l’azote fixé – appelée plus tard le processus Haber-Bosch. Entre 1909 et 1913, Fritz Haber et Carl Bosch, deux éminents chimistes travaillant en Allemagne, ont puisé l’azote fixé directement dans l’air. En utilisant du gaz naturel et des catalyseurs sous des pressions extrêmement élevées, Haber et Bosch ont « craqué » la triple liaison, ce qui a donné l’ammoniac – un composé hydrogène-azote qui peut être appliqué aux champs pour remplacer l’azote appauvri du sol1.

Le procédé Haber-Bosch permet actuellement de nourrir quelque 3,5 milliards d’êtres humains par an – les autres sont nourris par des méthodes agricoles moins avancées.

L’ammoniac est produit à faible coût à un rythme de plus de 160 millions de tonnes par an et le taux de production devrait augmenter de plus de 6 % au cours des trois prochaines années. L’application d’engrais ammoniac-azote permet à l’homme d’extraire un volume important et régulier de cultures dans le monde entier, réduisant ainsi le risque de pénurie alimentaire et éliminant les famines en dehors des zones de guerre.

En raison d’une série de progrès technologiques clés dans l’agriculture, y compris, mais sans s’y limiter, les engrais azotés, l’utilisation de cultures OGM, l’agriculture mécanisée et les applications de pesticides, les prévisions de Paul Ehrlich ne se sont jamais réalisées.

« La bataille pour nourrir l’ensemble de l’humanité est terminée », a écrit le biologiste de l’université de Stanford dans son livre de 1968, The Population Bomb. « Dans les années 1970, des centaines de millions de personnes mourront de faim malgré les programmes d’urgence lancés aujourd’hui. À cette date lointaine, rien ne pourra empêcher une augmentation substantielle du taux de mortalité dans le monde ».

Cette sombre prophétie s’est révélée inexacte, non pas par un coup de chance, mais plutôt en raison de l’application de la science et de la technologie agrochimiques. L’azote est la clé de voûte de la chaîne alimentaire mondiale, elle fournit à des milliards d’êtres humains l’énergie nécessaire pour faire prospérer l’humanité.

Sur le web-Traduction Contrepoints

 

  1. Le procédé Haber-Bosch fonctionne en combinant l’hydrogène, qui provient d’un gaz naturel abondant et relativement peu coûteux, avec l’azote de l’air. Le mélange est ensuite soumis à 200 atmosphères de pression et à des températures de 450 °C . La réaction continue qui a lieu dans un réacteur catalytique en fer à haute pression donne lieu à un flux ininterrompu d’ammoniac liquide
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