"Globalement, en France, on a entre 10 et 500 mg de cuivre par kilo de sol sec, avec une moyenne autour de 90 mg", informe Jean-Yves Cornu, chargé de recherches Inrae sur la biogéochimie des métaux traces en contexte agricole. Second point : l'accumulation de cuivre dans les sols varie en fonction du nombre d'années d'usage du fongicide, avec un gradient observé sur les parcelles historique, comprenez qui accueillaient déjà de la vigne avant l'utilisation des fongicides de synthèse "car, à l'époque, le cuivre était apporté à des doses qui n'ont rien à voir avec ce qui est autorisé aujourd'hui".

Mais entre la dose présente, avec des contaminations avérées de manière parfois très ciblées dans les horizons superficiels des sols, et l'effective phytotoxicité, il y a un pas : "La question centrale est de savoir si cette contamination est effectivement toxique pour le végétal, le vigneron et l'environnement. Et quand on fouille un peu, les discours scientifiques ne sont pas les mêmes, et les sons de cloche diffèrent", poursuit le chercheur. En effet, les démonstrations de toxicité cuprique à la parcelle sont "relativement rares".

Un manque de données précises

Toutefois, la science a montré qu'à fortes doses, le cuivre perturbait le fonctionnement enzymatique des organismes et générait un stress oxydant fort, entraînant alors un problème racinaire et l'apparition de chlorose. Hormis cela, la démonstration du lien entre cuivre et phytotoxicité est compliquée à faire, et ce, pour plusieurs raisons.

La première est que les données manquent et sont peu précises, avec des travaux en laboratoire effectués à des doses élevées, que l'on ne retrouve pas forcément à ces niveaux dans la nature. Par ailleurs, le sol lui-même est une limite, car non homogène : dans les expérimentations, on a des sols trop fraîchement 'spikés', "comprenez que la plupart des résultats sont faits avec des ajouts de cuivre en une seule fois. Or, ce qui nous intéresse, c'est l'accumulation au fil des ans, sur plusieurs décennies, car les organismes ne réagissent pas dans le même laps de temps". Conséquence ? Ce flou sur l'écotoxicologie du cuivre génère donc "un besoin urgent d'acquérir des données sur les conséquences des apports à faibles doses, avec un historique d'apports sur plusieurs décennies, pour véritablement éclairer le débat", lance le chercheur.

Quelle biodisponibilité immédiate ?

Deuxième raison, l'écotoxicité du cuivre n'est pas directement liée au taux de cuivre total, mais à sa biodisponibilité immédiate, variable selon les caractéristiques physico-chimiques du sol. "Il faut donc s'intéresser à la disponibilité de ce métal dans le sol." Or, celle-ci varie en fonction du pH et de la nature des constituants de phase solide du sol. Ainsi, les sols neutres ou alcalins sont-ils plus favorables pour fixer le cuivre. En effet, ce métal doit être non complexé pour être bio-toxique. "Donc un chaulage - qui permet de maintenir le pH entre 6 et 7,5 - va favoriser la sorption du cuivre par la phase solide du sol, ainsi que la complexation du cuivre par la matière organique dissoute. L'apport de matière organique est donc aussi un moyen de réduire cette toxicité."

Cas particulier : les sols calcaires à pH élevé. A priori, on ne devrait pas observer d'écotoxicologie. Pour autant, "cette dernière s'exprime de manière très forte". L'excès de cuivre vient en effet induire une carence par déficience en fer sur certaines cultures en sol calcaire, en perturbant les processus d'acquisition de fer (notamment sur graminées) et en déséquilibrant les interactions cuivre-fer dans les plantes. Ainsi, via le volet matière organique, les engrais verts permettent donc d'agir sur la phytotoxicité du cuivre, de même - et à une autre échelle - que les variétés résistantes/tolérantes, au mildiou notamment.

Trouver des plantes absorbant et concentrant le cuivre pour l'exporter

Pour préciser la toxicité du cuivre effective, il faut donc déjà connaître son sol. Les analyses permettent de quantifier les doses de cuivre, notamment via la teneur totale, les données Cu EDTA, CaCl₂ ou bien encore le ratio Cu EDTA/MO, "ce dernier étant sans doute le plus fin, mais il n'est pas forcément utilisé par les laboratoires".

Développer d'autres indicateurs pourrait donc être intéressant, "des indicateurs basés sur l'assimilation potentielle du cuivre et plus intégratifs, comme le DGT, utilisé en recherche mais pas sur le terrain", précise Jean-Yves Cornu.

Enfin, une dernière piste évoquée est celle des phyto-technologies permettant d'abaisser la charge en cuivre sur les premiers horizons du sol, via des plantes de service.

Trois projets dédiés au cuivre

Pour travailler le sujet, plusieurs projets de recherche ont été lancés ces dernières années (voir encadrés) : 'Vitalicuivre' (lire ci-contre) pour réduire la teneur en cuivre des sols viticoles et développer une filière de valorisation du cuivre ; 'Extracuivre' (lire encadré), un projet visant à tester et optimiser le potentiel de phyto-extraction du cuivre en contexte viticole ; et enfin 'Revivifi', qui vise à réduire l'utilisation et les effets du cuivre dans la filière vitivinicole.

"Sur ce dernier projet, qui débute tout juste, nous cherchons à mobiliser le cuivre via des matériaux possédant des propriétés de sorption en vue de créer un biochar, avec de la biomasse viticole comme les sarments, les marcs..., pour une utilisation en amendement agricole ou comme huile comme antifongique." Pour rappel, un biochar est un produit proche du charbon, carboné, de différentes origines et obtenu par pyrolyse en absence d'oxygène. Il est composé en majorité de carbone et présente des caractéristiques agronomiques intéressantes : augmentation de la croissance des plantes, restructuration du sol, amélioration de la rétention en eau, du pH des sols acides, aide au développement de la microflore et de l'activité biologique, réduction du lessivage des nutriments...

"L'objectif est d'immobiliser le cuivre dans le sol. Cet essai est mené en partenariat avec la Société Florentaise en charge de la pyrolyse. Premières étapes : identifier les sols potentiellement intéressants, puis caractériser les sols en termes biochimiques et de biomasse, pour ensuite caractériser les biochars."