La Société Française d’Ecologie et d’Evolution (SFE2) vous propose ce regard de deux agronomes, Michel Duru et Olivier Thérond, sur le concept de ‘santé unique’ en agriculture.

MERCI DE PARTICIPER à ces regards et débats sur la biodiversité en postant vos commentaires et questions sur les forums de discussion qui suivent les articles; les auteurs vous répondront.

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La « santé unique » pour reconnecter agriculture, environnement et alimentation

par Michel Duru et Olivier Therond,
chercheurs en agronomie à l’INRA

UMR 1248 AGIR, INRA, Université Toulouse, INPT, 31326 Castanet Tolosan, France
UMR 1132 LAE, INRA, 28 rue de Herrlisheim, 68 000 Colmar, France

Article édité et mis en ligne par Anne Teyssèdre

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Mots clés : Agriculture, élevage, biodiversité, sols, santé, conditions de vie,
bien-être, services écosystémiques, économie circulaire, changement climatique, soja.
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Résumé

Faire face aux crises environnementale et alimentaire nécessite d’analyser les interdépendances entre agriculture, environnement et alimentation. Nous avons montré précédemment que le concept de santé  permet de fédérer un ensemble de domaines disciplinaires s’intéressant aux écosystèmes à différentes échelles et aux hommes (voir Regard O6). Sur cette base, nous avons combiné ici les concepts d’une seule santé, de santé environnementale et de santé planétaire, en un concept englobant : la santé unique. Celui-ci permet d’articuler trois principes pour atteindre un bon état de santé des écosystèmes et des hommes tout en limitant l’usage d’intrants en agriculture et de médicaments pour les animaux et les hommes : i) développer la fourniture des services écosystémiques (SE), ii) boucler les cycles biogéochimiques, et iii) assurer l’accès à une alimentation saine et équilibrée.

Cette approche permet de vérifier et souligner : i) les rôles multiples de la biodiversité dans la fourniture des SE à l’agriculture et à la société, ii) l’intérêt d’économies circulaires au sein des territoires pour le bouclage des cycles biogéochimiques plutôt que des échanges commerciaux massifs d’intrants et de produits agricoles entre continents et régions (ex blé, soja), et iii) la forte dépendance de la santé humaine et environnementale aux choix alimentaires et à la composition des produits. Le cadre d’analyse, appliqué à l’élevage laitier intensif basé sur des importations massives de tourteaux de soja, montre comment les différents domaines de santé sont affectés de manière systémique, tant au niveau des régions de production du soja que de celles où il est utilisé en Europe.

La santé, entre crises environnementale et alimentaire

La santé est une notion polysémique, utilisable comme une métaphore dans les différents domaines du vivant et de l’environnement pour traiter de leur durabilité (Mallee 2017, et voir Regard O6). A cet effet, plusieurs approches interdisciplinaires avancent actuellement en parallèle pour comprendre les interrelations entre la santé, l’environnement et l’alimentation. Elles se différencient par le type de maladies étudiées (transmissibles vs métaboliques) et le lien à l’environnement et à l’alimentation. Leur point commun est de considérer qu’une dégradation rapide de l’environnement nuit à la santé et au bien-être humain sans pour autant pouvoir être résolue par des traitements médicaux (Pattanayak et al 2016). La combinaison de ces approches nous a permis de concevoir une nouvelle approche que nous nommons « santé unique ».

Abeille butinant un trèfle ‘bio’  (Cliché A. Teyssèdre)

Approches interdisciplinaires de la santé

L’approche « une seule santé » (pour l’anglais « one-health ») vise à structurer les recherches et les politiques publiques concernant les maladies infectieuses comme les zoonoses* (Scones 2015). Les composantes de l’environnement biophysique (air, sol, eau, aliments, …) sont considérées comme potentiels vecteurs d’agents infectieux et de contaminants des hommes et des animaux (Mwangi et al 2016). Cette approche est particulièrement adaptée à l’étude de l’antibiorésistance (Andremont 2016). L’approche « santé environnementale » se concentre sur les aspects de la santé humaine et des maladies qui sont déterminés par l’environnement biophysique, notamment ceux dus aux contaminants chimiques (Finn et Fallon 2017). Dans ces deux approches, il est fait référence à l’alimentation (Lerner et Berg 2017) et aux échanges planétaires (Shomaker et al 2013), sans pour autant les détailler.

En parallèle, l’approche « santé planétaire » vise à structurer les recherches sur les interactions entre états des écosystèmes locaux, état de la planète et santé humaine. Cette approche prend explicitement en compte la préservation des ressources naturelles fournies par les écosystèmes (Friel et Ford 2015). Un enjeu est d’évaluer si les améliorations de la santé humaine sont atteintes sans dégradation des écosystèmes qui fournissent des services essentiels. Selon cette approche, les progrès vers la santé planétaire nécessitent la reconnaissance des avantages, pour la santé humaine, de la conservation et de la réhabilitation des écosystèmes et de l’atténuation des gaz à effet de serre (GES) et autres émissions nocives résultant des activités humaines. La sécurité alimentaire, à l’échelle mondiale, peut alors être considérée au travers du concept d’alimentation durable (Allen et al 2014).

La notion de santé globale s’est quant à elle développée en réponse aux enjeux de la malnutrition et des maladies infectieuses à l’échelle de la planète. Elle traite des relations entre accès à une nourriture en quantité et qualité, régime alimentaire, santé humaine et changements environnementaux globaux (Raiten et Aimone 2017). Du point de vue de la santé, sont considérés comme globaux tout autant une crise sanitaire qui transcende les frontières que tout problème de santé avec des déterminants transnationaux, tels que les changements climatiques ou l’urbanisation. Ici, la santé est pour partie liée à la mondialisation du fait de la propagation de risques sanitaires et des maladies à travers le monde, souvent liée au commerce, mais aussi du fait de l’interdépendance économique entre les nations pour les modes de vie, ainsi que les façons de produire (Koplan et al 2009).

Ces concepts parfois considérés comme similaires mais présentant des spécificités (Lerner et Berg 2017) ne mobilisent pas ou peu les sciences de l’agriculture, en particulier du sol, des systèmes de culture et de production et du paysage, alors que celles-ci sont nécessaires pour établir le lien avec la fourniture des SE par les écosystèmes et la disponibilité et qualité des produits agricoles. Aussi nous proposons le concept intégrateur de « santé unique » et un cadre d’analyse associé pour représenter de manière structurée les relations complexes entre l’état et le fonctionnement des écosystèmes locaux, les phénomènes globaux et la santé des Hommes. La représentation holistique que nous proposons vise à appréhender les composantes environnementale, sanitaire et nutritionnelle de la santé humaine, ainsi que les conditions d’une alimentation durable, s’inscrivant dans le respect des limites de la planète (Rockström et al 2017). Les productions animales sont prises comme exemple.

La santé unique, un cadre d’analyse multi niveaux et multi domaines

Quels domaines d’action coordonner pour assurer une santé unique ?

La santé unique englobe sept domaines de santé -sol, plante, animal, écosystèmes à l’échelle du paysage, du biome et de la biosphère, homme-  (cf. Regard O6) et permet d’articuler trois grands domaines d’action: (i) l’occupation et utilisation des sols, (ii) la gestion des flux de matières et d’énergie, (iii) les modes de transformation des matières premières agricoles et de distribution des aliments (Fig 1). Chacun de ces domaines d’action influe sur trois grands vecteurs de santé : la production de biens agricoles et les services écosystémiques (SE), les cycles biogéochimiques, les choix alimentaires et l’exposition aux contaminants (exposome*).

Fig 1 : Représentation schématique des trois domaines d’action ayant des effets conjoints sur la santé des écosystèmes et la santé humaine via trois vecteurs de santé (en couleur). La santé unique englobe sept domaines de santé – sol, plantes, animaux, humains, écosystèmes à l’échelle du paysage, du biome et de la biosphère-; elle dépend d’une part des effets directs (flèches droites) et indirects (flèches courbes) des domaines d’action sur les vecteurs de santé, ainsi que des interactions directes entre domaines de santé (sphère jaune).

L’occupation des sols et les pratiques de gestion des sols et de la biomasse (ex. travail du sol, apports d’intrants, récolte/restitution) sont les principaux facteurs ayant un effet sur la santé des écosystèmes aux échelles locales. Ils déterminent la structure et le fonctionnement des systèmes sol-plantes et des paysages et, in fine, les SE et la quantité et qualité des « biens » végétaux et animaux. Ils influent aussi sur les changements climatiques qui, eux-mêmes, in fine, déterminent la capacité des écosystèmes à fournir des SE et donc leur santé à l’échelle globale (Runting et al 2017). Il est maintenant admis qu’un écosystème en bonne santé devrait durablement fournir une gamme de SE, ce qui suppose qu’il satisfasse trois propriétés : productivité, organisation et résilience (Giraudoux et Lebreton 2018 ; RO7).

La gestion des flux de matières (ex. produits ou composés pour l’industrie et les exploitations agricoles…) et d’énergie aux échelles de la ferme, du paysage et jusqu’à la planète (marché à l’échelle internationale) détermine le degré d’ouverture des cycles biogéochimiques (carbone, azote, phosphore…) et donc les « fuites » à ces différents niveaux d’organisation, ainsi que les ressources disponibles pour l’agriculture et, in fine, l’offre alimentaire locale.

L’offre en produits agricoles, leur mode de transformation et les conditions d’accès aux aliments déterminent les choix alimentaires qui impactent la santé humaine, notamment leurs effets sur le microbiote intestinal dont un dysfonctionnement augmente la sensibilité à l’infection et aux maladies chroniques non transmissibles (Raiten et Aimone 2017). Le régime alimentaire a aussi un effet sur les émissions des GES, principalement en fonction de la part de produits animaux (Tilman et Clarke 2014). La capacité des écosystèmes à fournir des SE est affectée par le choix des modes de vie, en particulier via leur effet sur l’utilisation des sols comme l’artificialisation des sols (Luederitz et al 2015) et l’agriculture (Therond et al 2017b).

Pour favoriser les effets positifs sur la santé des différents types d’actions, trois principes clefs sont à considérer : i) développer des systèmes agricoles biodiversifiés permettant de promouvoir toute une gamme de SE (cf 2.2), ii) boucler les cycles biogéochimiques par les échanges de matières régis par les acteurs économiques et le comportement d’achat des consommateurs du niveau local au niveau mondial (cf 2.3), iii) produire, rendre accessible et développer une pratique et une culture de l’alimentation et des conditions de vie saines pour les animaux et les hommes (cf 2.3.).

La biodiversité, incontournable pour une santé unique

Par ses multiples activités, la biodiversité des paysages agricoles et du sol rend de multiples ‘services’ (SE) non seulement aux agriculteurs, auxquels elle permet notamment de réduire l’utilisation d’intrants industriels, mais aussi plus largement aux sociétés (‘services’ de régulation du climat, de restitution et épuration de l’eau, … Voir par exemple les regards R4, R21, R24, R28, R46, O6). Dans le domaine de la santé publique, la biodiversité est également impliquée dans la régulation des maladies infectieuses c.-à-d. le transfert d’agents pathogènes de l’animal à l’homme (voir le regard R18). En complément du style de vie (alimentation, activités physiques, stress), les SE contribuent aussi au bien-être humain (Daily 1997, MEA 2005, Regard R4). Le développement et la gestion de la biodiversité planifiée dans le temps (diversification des cultures, cultures intermédiaires multiservices, mélange d’espèces…) et dans l’espace (infrastructures paysagères…) déterminent en bonne partie le niveau de SE rendus à l’agriculteur par l’écosystème (fourniture en nutriments et restitution d’eau aux plantes cultivées, structuration du sol, régulations biologiques des bioagresseurs, pollinisation).

Les cultures ‘multiservices’ contribuent à la santé du sol en influant sur les méso- et macro-faunes et les microorganismes du sol supports des services concernant le cycle des nutriments (azote, phosphore…) et de l’eau, la structuration du sol, la régulation du climat au travers de la séquestration du carbone dans le sol, l’atténuation naturelle des résidus de pesticides, la régulation des bioagresseurs contribuant ainsi à la santé des paysages et de la planète (Therond et al 2017a ; Fig 2a). Plus généralement, la biodiversité permet de renforcer l’intégrité écologique des écosystèmes c.-à-d. leur capacité d’auto-adaptation aux aléas. En retour, la biodiversité est affectée par les pesticides (Ullah et Dijkstra 2019) et les changements du climat et des modes de vie via notamment l’urbanisation. L’expansion des villes conduit à réexaminer les manières de promouvoir la biodiversité dans un contexte plus contraint que dans les paysages ruraux.

Les impacts de la biodiversité et du fonctionnement des écosystèmes sur la santé humaine sont multiples. Ils peuvent être directs ou indirects, différés dans le temps et déplacés dans l’espace (ex : Ford et al 2015). Si de nombreux effets sur la santé sont positifs (contrôle biologique de certains parasites, cadre de vie attractif), certains sont négatifs (pollen allergisant, réservoir de parasites) (Oosterbroek et al 2016). Atténuer les effets des changements climatiques, des agents pathogènes émergents et des rejets des produits toxiques nécessite de revoir les modes de gestion des ressources (Rabinowitz et al 2013).

Fig 2 : Les relations entre biodiversité et domaines de santé

 

Des synergies à développer entre biodiversité, échanges de matières et modes de vie et d’élevage

Optimiser les échanges de produits à différentes échelles, pour boucler les cycles biogéochimiques

A l’échelle planétaire, la spécialisation des régions en termes de productions agricoles induit des flux massifs d’intrants (ex. soja pour l’alimentation animale) et de produits agricoles qui contribuent à l’ouverture des cycles pour l’azote (Billen et al 2013) ou le phosphore (Nesme et al 2018) (fig 2b). A contrario la polyculture-élevage aux échelles de l’exploitation agricole ou du territoire, via la gestion des flux de matière entre unités de production, favorise un meilleur bouclage de ces cycles réduisant ainsi les émissions de GES et les pollutions diffuses (Moraine et al 2016). Le développement d’une « économie circulaire » à l’échelle locale ou régionale, en maximisant la réutilisation de co-produits (sl), concourt aussi à boucler ces cycles (Therond et al, 2017b).

Fig 3 : Effets des échanges de produits à différentes échelles sur plusieurs domaines de santé

 

Améliorer les conditions de vie des animaux d’élevage… et des humains

En élevage, l’alimentation est un levier puissant pour contribuer à la santé des animaux (Makkar et Ankers 2014). C’est le cas des animaux élevés sur des prairies diversifiées dans lesquelles ils choisissent instinctivement les espèces consommées leur apportant des bienfaits (Provenza et al 2015). La santé animale dépend aussi des conditions d’élevage, comme la surface disponible par individu et la réduction des stress au cours du développement, y compris dès le plus jeune âge.

Chez l’homme, l’alimentation est aussi un vecteur majeur de santé. La mesure la plus emblématique porte sur une consommation réduite de produits animaux pour limiter le risque de maladies cardiovasculaires et les émissions de GES (Tilman et Clark 2014). La qualité des produits consommés, liée soit aux modes de production (ex. consommation de produits bio ; Kesse-Guyot et al 2017), soit aux modes de transformations (ex. consommation de produits ultra-transformés ; Fiolet et al 2018), est un facteur clef de la santé humaine. A l’image des conditions d’élevage, les modes de vie des hommes (ex. qualité de l’air, des paysages, sédentarité) sont aussi à considérer compte tenu de l’origine multifactorielle de la plupart des maladies chroniques non transmissibles (Withemee et al 2015).

L’utilisation abusive des antibiotiques en élevage, comme chez les humains, exerce une pression de sélection en faveur de la résistance des bactéries (du tube digestif) à ces antibiotiques ; résistance transmissible entre animaux et humains (Tang et al 2017). D’autre part, les humains sont exposés aux résidus de pesticides, principalement au travers des aliments consommés, mais aussi par l’eau et l’air. Nombre d’entre eux sont des perturbateurs endocriniens aux effets délétères reconnus (cf. regard R77 de B. Demeneix).

Au-delà de ces effets attendus, les études épidémiologiques suggèrent un lien entre l’exposition aux pesticides et l’incidence des maladies métaboliques telles que le diabète de type 2 ou la stéatose hépatique. Elles convergent avec les études expérimentales montrant le rôle de la chronicité de l’exposition et l’effet cocktail de pesticides à dose non toxique (Peyrastre 2019). Ainsi, à des doses correspondant à des niveaux considérés comme sûrs par les autorités sanitaires, il a été montré par exemple que le glyphosate est un des facteurs susceptibles d’orienter notre microbiote intestinal dans un sens favorable au développement des maladies chroniques qui en dépendent telles que maladie d’Alzheimer, dépression, maladie de Parkinson, maladies du foie et cancers (Aitbali et al. 2018).

Focus : Une analyse du « système soja » au prisme de la santé unique

Le cadre d’analyse proposé peut être utilisé pour apporter un regard renouvelé sur des dynamiques en cours, construire des scénarios ou mieux contextualiser des recherches effectuées dans un domaine précis. Nous le mobilisons ci-dessous pour analyser les systèmes d’élevage intensifs européens basés sur l’utilisation du soja cultivé aux Amériques.

Pour répondre à l’objectif d’autosuffisance en céréales, l’UE a mis en place dans les années 1960 une protection des prix céréaliers en s’engageant en contrepartie avec les USA à l’entrée en quantité illimitée d’oléoprotéagineux sans prélèvements douaniers. Ces accords ont favorisé des importations massives de tourteaux de soja (pic proche de 5 millions de tonnes en 2003), riches en protéines et peu chers pour les élevages, au détriment de protéines qui auraient pu être produites en Europe (Magrini et al 2016).

Plusieurs changements concomitants ont eu lieu en Europe : (i) intensification et régionalisation de l’élevage associé à l’accroissement du nombre d’animaux par exploitation, réduction de la polyculture-élevage et de la place de l’herbe ; (ii) accroissement des exportations de produits laitiers et de volailles; (iii) augmentation de la consommation de protéines animales. Les conséquences environnementales ont été observées sur les deux continents. En Europe, dans les zones à forte concentration de l’élevage, la santé des écosystèmes a été affectée (euthrophisation des eaux, augmentation des résidus de pesticides), de même que celle de la planète du fait des émissions de GES. En outre, la concentration de l’élevage dans les ateliers de production, en particulier pour les monogastriques a entrainé une diminution du bien être animal.

Fig 4 : Champs de soja au Brésil, vus par satellite.
Source : ESA, CC Copernicus-Sentinel-2A.

Dans les pays producteurs de soja, le raccourcissement des rotations de cultures a affecté la capacité de régulation des maladies (Dias et al 2014) ; l’accroissement de la résistance des adventices au glyphosate a conduit à revoir à la hausse la quantité maximale de résidus de cet herbicide dans les graines, considérant qu’il n’était pas nocif pour la santé (Cuhra et al 2016), alors qu’au fil des années la toxicité du glyphosate était de plus en plus questionnée (Myers et al 2016). Le développement massif du soja en Argentine et au Brésil a aussi entrainé une déforestation massive, portant ainsi préjudice à la santé des écosystèmes régionaux et de la planète (Boerema et al 2016).

Les conséquences de ce système alimentaire sur la santé humaine ont été directes et indirectes. En Argentine, il a été observé une fréquences accrue de cancers dans les territoires à forte pollution par le glyphosate (Vazquez et al 2017). Aux USA, la forte consommation d’huile de soja rentrant dans la fabrication de matières grasses végétales transformées a été promue par des lobbies au détriment des graisses animales jusqu’en 2015 (Hawkes et al 2012), bien qu’auparavant il ait été montré l’effet néfaste pour la santé des huiles hydrogénées du fait de la production d’acides gras trans (Schleifer 2012).

En Europe, ce système alimentaire a soutenu une alimentation des ruminants à partir d’un régime maïs-tourteaux de soja au détriment de l’herbe, réduisant ainsi l’apport en oméga-3 des produits de ruminants, alors que notre alimentation est très déficitaire en cet acide gras essentiel (consommation de 0,9g/j au lieu des 1,8 recommandés). Ainsi, seulement un tiers des produits laitiers et de la viande rouge sont issus d’une alimentation à l’herbe (Duru et al 2017). Une telle déficience contribue au développement de nombreuses maladies chroniques du cœur et du cerveau du fait du rôle anti-inflammatoire des omega-3 (Simopoulos 2013).

En outre, depuis le début des années 2000, la volonté de développer les biocarburants et de renforcer l’autonomie en protéines a conduit à substituer les tourteaux de colza (co-produit de la production de biocarburant) à ceux de soja. D’un point de vue environnemental, ce n’est pas forcément meilleur car il y a eu remplacement d’une légumineuse par une espèce non fixatrice d’azote ayant un indice de fréquence de traitements moyen plus élevé, notamment avec des néonicotinoides dont on connaît maintenant les effets néfastes (Budge et al 2015).

Conclusion

Le cadre d’analyse « Santé unique » permet de prendre la mesure du caractère systémique des changements à opérer pour promouvoir conjointement la santé des hommes, des animaux et des écosystèmes, de l’échelle du paysage à l’échelle globale. Il permet de détecter des conséquences inattendues mais aussi de potentiels synergies et co-bénéfices et ainsi d’identifier des voies pour (re)connecter durablement agriculture, environnement et alimentation en promouvant une gestion intégrée de (i) la biodiversité pour la fourniture des SE, (ii) des échanges de matières à différentes échelles pour boucler les cycles biogéochimiques, et (iii) de l’alimentation et des conditions de vie saines des animaux et des hommes.

L’analyse du « système soja » montre que ce cadre d’analyse devrait permettre d’exercer un regard critique sur des mesures sectorielles, comme par exemple l’initiative quatre pour mille pour compenser les émissions de GES ou la recherche de voies d’accroissement de notre autonomie en protéines, négligeant dans les deux cas la nécessité de revoir nos systèmes alimentaires en profondeur pour faire face aux crises environnementales (changement climatique…) et nutritionnelle (maladies chroniques non transmissibles : obésité, diabète…) (Henchion et al. 2017).
Une prise en compte intégrée de ces différents enjeux nécessite un véritable changement de paradigme dans la conception et la gestion des systèmes alimentaires, qu’il s’agisse de production agricole, de transformation, de distribution, de consommation, ou de gestion des déchets/coproduits (cf. regard R68). C’est la condition pour promouvoir le développement, la gestion et la gouvernance de systèmes alimentaires durables.


Glossaire

Exposome : ensemble des conditions environnementales auxquelles est confronté un individu, de sa conception à sa fin de vie.

Zoonose : infection microbienne ou infestation parasitaire transmissible entre humains et autres espèces animales.


 

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Article édité et mis en ligne par Anne Teyssèdre.

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