Le cuivre en agriculture : historique, impacts environnementaux et alternatives durables

Pourquoi le cuivre est-il aujourd’hui au cœur des débats agricoles ?

Utilisé depuis plus d’un siècle pour protéger les cultures contre de nombreuses maladies fongiques et bactériennes, le cuivre demeure une matière active incontournable, notamment en viticulture, arboriculture et certaines productions biologiques. Son efficacité contre des maladies majeures comme le mildiou de la vigne, le mildiou de la pomme de terre ou certaines bactérioses explique sa place historique dans les programmes de protection.

Cependant, l’accumulation progressive du cuivre dans les sols agricoles, son impact sur les organismes non ciblés et les préoccupations croissantes liées à la qualité des sols et de l’eau conduisent aujourd’hui la filière agricole à rechercher des solutions permettant de réduire son utilisation.

Depuis quand utilise-t-on le cuivre en agriculture ?

L’utilisation du cuivre en protection des cultures remonte à la fin du XIXe siècle. En 1885, le botaniste français Pierre-Marie-Alexis Millardet met au point la célèbre bouillie bordelaise, un mélange de sulfate de cuivre et de chaux destiné à lutter contre le mildiou de la vigne.

Cette découverte marque un tournant majeur dans la protection des cultures. Rapidement adoptée dans les vignobles européens, la bouillie bordelaise devient l’un des premiers fongicides utilisés à grande échelle.
Au fil du temps, différentes formulations sont développées :

• Sulfate de cuivre,
• Oxychlorure de cuivre,
• Hydroxyde de cuivre,
• Oxyde cuivreux.

Malgré l’arrivée de nombreuses solutions de synthèse au cours du XXe siècle, le cuivre reste autorisé en agriculture biologique dans de nombreux pays, dont ceux de l’Union européenne, sous certaines conditions et avec des limitations d’usage.

Le cuivre dans les sols : quels enjeux ?

Contrairement à de nombreuses molécules organiques qui se dégradent au fil du temps, le cuivre est un élément métallique naturellement présent dans l’environnement qui, une fois appliqué, ne disparaît pas.

Une partie du cuivre est exportée par les récoltes ou dispersée dans l’environnement, mais une proportion importante s’accumule progressivement dans les horizons superficiels du sol. Cette caractéristique explique pourquoi les parcelles historiquement traitées au cuivre, notamment certains vignobles européens, présentent parfois des concentrations significativement plus élevées que les niveaux naturels.

Toutefois, l’impact réel du cuivre ne dépend pas uniquement de sa concentration totale dans le sol. Sa biodisponibilité, fortement influencée par le pH, la teneur en matière organique et les propriétés physicochimiques du sol, constitue également un facteur déterminant pour évaluer ses effets potentiels sur les organismes vivants et les écosystèmes.

Accumulation du cuivre dans les sols agricoles : une problématique européenne

Les zones les plus concernées sont généralement les régions où les applications de cuivre sont réalisées depuis plusieurs décennies :

• Certaines régions viticoles d’Italie,
• L’Espagne,
• L’Allemagne,
• Le Portugal,
• L’Autriche,
• La Suisse,
• Les grands bassins viticoles français :

Les données présentées dans la fiche thématique du Réseau Ecotox montrent que les sols viticoles français peuvent contenir plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de mg de Cu/kg dans les horizons de surface.

Le cuivre, est-il un métal lourd ?

Le cuivre est généralement classé parmi les éléments traces métalliques (ETM), parfois regroupés sous l’appellation de métaux lourds dans la littérature environnementale. Il s’agit d’un oligoélément indispensable au bon fonctionnement des plantes, des animaux et de l’Homme lorsqu’il est présent en faible quantité. En revanche, une accumulation excessive peut entraîner des effets toxiques pour de nombreux organismes vivants.

Cette dualité rend sa gestion particulièrement complexe : essentiel à faibles teneurs, le cuivre peut devenir nuisible lorsqu’il est présent à des concentrations élevées (c’est-à-dire supérieures aux niveaux naturellement rencontrés dans l’environnement et susceptibles d’affecter certains organismes).

Quels impacts sur les sols et la biodiversité ?

Les sols agricoles abritent une biodiversité essentielle au fonctionnement des agroécosystèmes. Les microorganismes, les champignons, les vers de terre, les collemboles et les nématodes participent au recyclage de la matière organique et à la fertilité des sols.
Lorsque les concentrations en cuivre augmentent, certaines fonctions biologiques peuvent être affectées.

Les organismes du sol figurent parmi les premiers concernés par l’accumulation du cuivre. Plusieurs études ont montré que des concentrations élevées peuvent affecter la reproduction de certaines espèces sensibles, comme les vers de terre ou les collemboles, ainsi que modifier l’activité des communautés microbiennes.

Les travaux de Karimi et al. (2021), Imfeld et al. (2021) et du Réseau Ecotox montrent également que l’accumulation du cuivre peut influencer la diversité microbienne et certaines fonctions biologiques clés du sol.

Les effets observés restent néanmoins très variables selon les contextes pédoclimatiques, les caractéristiques du sol, les conditions environnementales et la biodisponibilité réelle du cuivre. Cette variabilité explique pourquoi l’évaluation des risques repose aujourd’hui sur une approche plus fine que la seule mesure des teneurs totales.

Cuivre et pollution de l’eau : un enjeu majeur pour les écosystèmes aquatiques

Les organismes aquatiques figurent parmi les groupes biologiques les plus sensibles à l’exposition au cuivre.
Après les applications phytosanitaires, une partie des quantités apportées peut être transférée vers les eaux superficielles par ruissellement ou par érosion des particules de sol auxquelles l’élément est adsorbé. La fraction exportée est majoritairement associée aux particules solides, tandis qu’une part plus limitée se retrouve sous forme dissoute, généralement considérée comme la plus biodisponible pour les organismes aquatiques.

D’après l’évaluation scientifique “Peer review of the pesticide risk assessment of the active substance copper compounds” de l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) sur les composés du cuivre (2018), les algues, les invertébrés aquatiques et les microorganismes aquatiques figurent parmi les organismes les plus sensibles à cette exposition.

L’impact potentiel dépend toutefois fortement des caractéristiques physicochimiques du milieu, notamment du pH, de la dureté de l’eau et de la teneur en matière organique dissoute, qui influencent directement la biodisponibilité de l’élément.

Dans ce contexte, la réduction des transferts vers les eaux superficielles constitue aujourd’hui un objectif important des stratégies de protection de l’environnement et des politiques européennes de préservation des ressources en eau.

Encadré réglementaire : que dit la réglementation européenne ?

Face aux enjeux environnementaux associés au cuivre, l’Union européenne a progressivement renforcé son cadre réglementaire. Depuis 2018, l’utilisation du cuivre est limitée à une moyenne de 4 kg de cuivre métal par hectare et par an, avec un plafond de 28 kg sur une période de sept ans permettant un lissage des applications selon les conditions climatiques, conformément au Règlement d’exécution (UE) 2018/1981.

Cette évolution vise à préserver les bénéfices agronomiques du cuivre tout en limitant les phénomènes d’accumulation à long terme dans les sols et les transferts vers les milieux aquatiques.

Les évaluations réalisées par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) ont largement contribué à cette évolution réglementaire en identifiant les risques associés aux composés du cuivre pour les organismes terrestres et aquatiques.

Le cuivre fait par ailleurs l’objet d’une attention particulière dans les réflexions européennes relatives à la transition agroécologique et à la réduction de l’impact environnemental des produits phytopharmaceutiques.

Pourquoi les filières cherchent-elles à réduire les apports de cuivre ?

La question n’est pas de remettre en cause l’efficacité du cuivre. Celui-ci demeure un outil de référence contre plusieurs maladies majeures et reste un pilier de nombreuses stratégies de protection, notamment en agriculture biologique.
L’enjeu consiste plutôt à maintenir cette efficacité tout en limitant les impacts environnementaux liés à son accumulation.

Les principaux objectifs poursuivis aujourd’hui sont :

• Préserver la biodiversité des sols,
• Réduire les transferts vers les eaux superficielles,
• Limiter l’accumulation dans les parcelles historiquement exposées,
• Maintenir la performance agronomique,
• Répondre aux attentes réglementaires et sociétales.

Cette approche s’inscrit pleinement dans les principes de la protection intégrée des cultures et de l’agroécologie.

Le cuivre est-il indispensable en agriculture biologique ?

Bien qu’il demeure largement utilisé dans plusieurs filières biologiques, le cuivre fait aujourd’hui l’objet de nombreuses initiatives visant à réduire les quantités appliquées grâce à la combinaison de leviers agronomiques, génétiques et biologiques.

L’objectif est de préserver l’efficacité du cuivre tout en limitant ses impacts environnementaux à long terme.

Cette dynamique stimule le développement de stratégies combinant pratiques agronomiques, outils d’aide à la décision, biocontrôle, substances de base et autres solutions complémentaires.

Alternatives et stratégies de réduction du cuivre

Les travaux scientifiques convergent sur un point : il n’existe actuellement aucune solution unique capable de remplacer totalement le cuivre dans toutes les situations agronomiques.

Les stratégies les plus performantes reposent sur la combinaison de plusieurs leviers complémentaires :

• Observation du risque et modélisation des maladies,
• Optimisation du positionnement des traitements,
• Amélioration de la qualité de pulvérisation et réduction de la dérive,
• Sélection variétale,
• Pratiques culturales limitant la pression des maladies,
• Biocontrôle,
• Substances de base,
• Biostimulants.

Cette approche systémique permet de réduire progressivement les doses appliquées tout en conservant un niveau élevé de protection.
L’objectif n’est plus de rechercher un substitut unique mais de construire des programmes intégrés mobilisant plusieurs solutions complémentaires.

OPSeed75 : un levier complémentaire pour accompagner la réduction du cuivre

Dans un contexte marqué par la recherche de solutions permettant de réduire les apports de cuivre, les substances de base s’intègrent dans une approche reposant sur la combinaison de plusieurs leviers agronomiques complémentaires.

OPSeed75 s’inscrit dans cette logique de diversification des leviers de protection. Son intégration dans les programmes existants peut contribuer aux démarches visant à réduire progressivement la dépendance aux applications cupriques, en complément des pratiques agronomiques préventives, des outils d’aide à la décision et des autres solutions de biocontrôle.

Dans les exploitations engagées dans une démarche de réduction des intrants, OPSeed75 peut ainsi constituer un outil complémentaire venant renforcer les programmes existants, en association avec les pratiques agronomiques préventives, les outils d’aide à la décision et les autres solutions de biocontrôle.

Son utilisation s’inscrit dans une approche globale visant à réduire progressivement la dépendance au cuivre tout en préservant la robustesse des programmes de protection.

Vers des systèmes de protection des cultures plus durables

Plus de 140 ans après l’invention de la bouillie bordelaise, le cuivre demeure un outil important dans la protection des cultures. Son efficacité agronomique reste largement reconnue, mais sa persistance dans l’environnement soulève des questions importantes concernant l’accumulation dans les sols, la biodiversité et la qualité de l’eau.

Les travaux de l’EFSA (2018), du Réseau Ecotox, ainsi que les recherches récentes de Karimi et Imfeld montrent que l’évaluation du risque lié au cuivre ne peut plus reposer uniquement sur la teneur totale mesurée dans les sols. Les données de Ballabio et al. (2018) “Copper distribution in European topsoils” soulignent par ailleurs l’importance des accumulations historiques observées dans certaines régions agricoles européennes.

Dans ce contexte, les stratégies de réduction des doses fondées sur la combinaison de plusieurs leviers apparaissent comme la voie la plus prometteuse. Les substances de base telles qu’OPSeed75 peuvent contribuer à cette transition en s’intégrant dans des programmes de protection plus globaux, conciliant performance agronomique, préservation des sols et réduction de l’impact environnemental.

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