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Système de mesure de CO2 développé par le professeur Vialcheslav Adamchuk et son équipe. Photo : Vialcheslav Adamchuk

Système de mesure de CO2 développé par le professeur Vialcheslav Adamchuk et son équipe. Photo : Vialcheslav Adamchuk

Nouvelle technologie pour mesurer le CO2 du sol

« Il suffit d’installer notre système au champ et de pousser sur le bouton ON, et le tour est joué », indique Vialcheslav Adamchuk, professeur en génie des bioressources à l’Université McGill, en parlant du nouvel outil prototype créé par son équipe pour mesurer les émissions de CO2 provenant du sol.

Après un cycle de mesures de 15 à 30 minutes, l’utilisateur reçoit sur son ordinateur portable ou son cellulaire la concentration de CO2 émise par différents lopins de terre, selon l’humidité, la température et la pression barométrique.

Une fois cette technologie commercialisée, les professionnels agricoles pourront évaluer plus facilement l’impact de leur gestion des sols sur l’environnement atmosphérique. En effet, certaines pratiques, comme le labour ou l’ajout de certains amendements organiques, peuvent faire augmenter les émissions de CO2 au niveau du sol. Ce gaz, qui fait partie des gaz à effet de serre, est émis par les microorganismes qui décomposent la matière organique.

« Comme le CO2 du sol est un indicateur de l’activité microbienne, mesurer le flux de ce gaz permet aussi de savoir si le sol est en santé, ajoute le chercheur. La présence de microorganismes est importante pour libérer des nutriments qui peuvent ensuite être captés par les plantes. »

Un système automatique

La méthode traditionnelle pour mesurer les flux gazeux par le sol repose sur un système de chambres statiques fermées, soit des boîtes dans lesquelles s’accumulent les gaz relâchés. Un chercheur doit récolter des échantillons d’air à l’aide d’une seringue, toutes les 15 minutes environ, dans chacune des chambres. Le tout peut prendre jusqu’à une journée pour couvrir un champ! Ensuite, les échantillons sont envoyés à un laboratoire pour être analysés par la méthode d’analyse chimique appelée chromatographie en phase gazeuse. « Cette façon de faire est exigeante en plus d’être coûteuse », explique le professeur Adamchuk.

Voilà pourquoi il a conçu, avec son étudiant Mohamed Debbagh et ses collègues de McGill Chandra Madramootoo et Joann Whalen, un système de chambres automatiques équipées de contrôleurs, de différents capteurs et de transmetteurs sans fil.

Les scientifiques ont d’abord testé leur invention dans des lysimètres installés sur le campus Macdonald. Il s’agit de hauts seaux cylindriques dans lesquels on peut contrôler les conditions du sol – type de substrat, humidité, température. « Nous y avons notamment fait pousser des patates pour étudier les concentrations de CO2 émises par différentes matières fertilisantes, comme le biochar et le compost », signale le chercheur. Ils ont aussi évalué les performances du système dans un champ de maïs.

Pour l’instant, le réseau de chambres et de capteurs n’a été utilisé que pour la recherche. Le professeur Adamchuk tente de trouver un partenaire commercial pour en peaufiner l’aspect esthétique et ergonomique en vue de le rendre disponible aux producteurs.

Un sol qui respire

La matière organique du sol agit comme un énorme entrepôt de carbone. Mais ce gaz n’y reste pas pour toujours. Les microorganismes du sol en utilisent une partie pour se nourrir et, ce faisant, libèrent du CO2 dans l’atmosphère. Tout ce processus se nomme respiration du sol et contribue au bilan du CO2 dans l’atmosphère.

Nathalie Kinnard, Agence Science-Presse