Un engrais minéral non issu des énergies fossiles et bas carbone, est-ce réaliste ?

La crise au Moyen-Orient, et en particulier le blocage du détroit d’Ormuz, a provoqué l'envolée des cours du gaz naturel et le blocage physique de volumes très importants d'engrais produits dans cette région et destinés à l'exportation. Ces conséquences ont eu un impact sur les prix mondiaux des engrais. En effet, même si les engrais importés en France ne passent pas par ce détroit, le cours mondial de l’urée est passé de 570€/t début mars à 803€/t le 9 avril 2026.  Cette augmentation met en péril l’ensemble de la filière agro-alimentaire et contribue à faire peser sur la France et l’Europe un risque de hausse des prix. 

La variabilité des prix des engrais en fonction du contexte géopolitique est également l’occasion de rappeler, qu’au plan climatique, le secteur agricole doit réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 18 % à 2030 et de 46 % à 2050, par rapport à leur niveau de 2015^[1], pour ainsi respecter les objectifs fixés dans la Stratégie Nationale Bas Carbone de la France^[2]. Les engrais étant responsables en moyenne de 60 à 90% des émissions d’une culture, il est indispensable de réduire leur impact carbone pour se donner les moyens d’atteindre les objectifs du secteur, à commencer par les émissions liées à leur fabrication. 

La décarbonation permet donc de répondre à deux enjeux : assurer la souveraineté vis à vis d’une ressource essentielle aux modèles agricoles et réduire les impacts du secteur sur le changement climatique. L’adoption d’engrais minéraux, dont la production d’engrais non issus de gaz fossile et décarbonés, est-elle  envisageable ? Pour y voir plus clair, nous nous intéresserons dans cet article, aux voies de décarbonation de la synthèse des engrais minéraux et aux réductions des émissions associées.

D’où viennent les engrais utilisés en France et pourquoi les prix augmentent ?

Plus de 60 % des engrais consommés dans l’Union européenne sont importés^[3]. En France, les importations fournissent près de 75% des engrais azotés et 100% des matières premières ou engrais finis phosphatés et potassiques. Les principales provenances des importations françaises sont extra-européennes, notamment d’Égypte, des États-Unis et de l’Algérie pour les engrais azotés. Pour les engrais produits en France, les usines françaises (comme celles de Yara ou Borealis) transforment le gaz naturel en ammoniac, puis en ammonitrate. 

La majorité des engrais français ne transitent donc pas par le détroit d'Ormuz, mais leur prix est lié au marché mondial et au coût du gaz. Néanmoins, d’après l’article “Qui sème la guerre ne sème guère les engrais” du Trésor public de mars 2026, “entre 20 et 30 % des exportations maritimes mondiales d’engrais transitent par le détroit”^[4]. Le Golfe est donc un pôle majeur, non seulement pour les échanges commerciaux, mais surtout pour ses capacités de production, qui sont difficilement remplaçables à brève échéance. Cette concentration de l’offre explique la sensibilité immédiate des prix. Début avril 2026, le prix de l’ammonitrate 33,5% était environ à 606 €/t contre 500 €/t début mars ; pour l’urée, le prix était environ de 570 €/t contre 803 €/t début avril^[5]. L’augmentation est donc de 21% pour l’ammonitrate et plus de 40% pour l’urée. Cette augmentation a un impact direct sur les agriculteurs. A noter que les prix n’ont pas encore atteint ceux du printemps 2022, suite au lancement de la guerre en Ukraine : ils dépassaient 1 000 €/t pour l’ammonitrate et l’urée.

Dans un contexte géopolitique incertain, se passer d’engrais issus de ressources fossiles n’est plus qu’un enjeu climat, c’est également un enjeu de souveraineté et de réduction des risques économiques pour toute la filière agroalimentaire. 

Un engrais minéral non issu de ressources fossiles et bas carbone ?

Commençons tout d’abord par un peu de sémantique.

Les engrais dont la production est moins émissive sont parfois dits “bas carbone”. On peut se demander quel critère justifie une telle dénomination. Le Plan de Transition Sectoriel de l'industrie de l'ammoniac en France publié par l’ADEME^[6] distingue la notion de renouvelable et de bas carbone pour le cas de l’ammoniac : le premier est défini comme issu d’une production réalisée à partir d’une source d’énergie renouvelable alors que le second est défini comme issu d’une production, renouvelable ou non, réduisant les émissions de gaz à effet de serre d’au moins 70% par rapport à la voie fossile. On pourrait appliquer les mêmes critères pour un engrais. Ces définitions sont cependant susceptibles d’évoluer : ce sujet complexe reste émergent et la qualification des engrais est susceptible d’être normée au niveau européen.

En toute rigueur, pour être qualifié de bas carbone, un engrais doit être peu émissif à sa production mais aussi générer peu d’émissions à son usage et éventuellement permettre de séquestrer du carbone. Nous avions vu dans notre deuxième article de cette série sur les engrais^[7] que les émissions liées à la fabrication des engrais comptent pour moins d’un tiers des émissions. Le périmètre de cet article étant restreint à la production des engrais, nous éviterons, dans la suite, la mention d’engrais bas carbone. 

Les leviers de décarbonation pour la fabrication des engrais 

Les leviers de réduction peuvent se décliner en trois grandes catégories : sobriété, efficacité et substitution décrites ci-dessous.

Ce schéma peut s’appliquer à la production des engrais. Le premier levier à prioriser pour réduire les émissions de gaz à effet de serre à un niveau d'ambition compatible avec les objectifs de décarbonation du secteur agricole est de réduire les volumes d’engrais utilisés. Les apports d’engrais permettent de maximiser les rendements agricoles et donc le chiffre d'affaires des agriculteurs. Néanmoins, dans un contexte où le prix des engrais augmente, l’enjeu de l’optimisation (c’est à dire apporter la quantité d’engrais qui permet de maximiser la marge) de ces apports devient de plus en plus prégnant. Ce levier ne sera pas explicité dans le cadre de cet article. 

Pour une quantité donnée d’engrais, le processus de production peut se décarboner soit par la réduction des émissions liées aux intrants utilisés dans les procédés de fabrication (efficacité), soit par la recherche d’alternatives aux intrants carbonés (substitution).

Le secteur de la chimie française a recensé l’ensemble des pistes de réduction de la filière, qui peuvent s’appliquer aux industriels producteurs d’engrais, dans une feuille de route publiée en 2021^[8]. Cette feuille de route décrit les leviers de réduction des émissions ayant lieu dans les usines de production d’engrais, que ce soient les émissions associées à l’énergie utilisée pour les mélanges ou les émissions directes issues des réactions chimiques. Ce document décrit des leviers d’efficacité énergétique (la modernisation des équipements industriels, l’optimisation des procédés ou la récupération de chaleur fatale), des leviers d’efficacité pour réduire les émissions fugitives (le développement de technologies de catalyse réduisant les émissions de protoxyde d'azote lors de la fabrication d’acide nitrique, etc.), ainsi que des leviers de substitution (exemple:  la chaleur issue de la biomasse forestière^[9], etc.) ou de la combustion de déchets. Au total, une réduction potentielle de 26% est estimée à horizon 2030 alors que la SNBC 3 vise une réduction de 46% pour le secteur industriel à horizon 2030 (cf figure 2).

Ces leviers concernent pour rappel moins d’un quart des émissions liées à la fabrication des engrais, le reste étant dû aux matières premières qui les composent^[10]. Et décarboner la production des matières premières implique de mieux comprendre leurs voies de production. 

Les perspectives de décarbonation des principales matières premières

Parmi les principales matières premières constituant les engrais minéraux, on retrouve l’ammoniac et l’acide sulfurique^[11]. Nous allons voir, dans la suite de cet article, quels sont les enjeux de la production et la décarbonation de ces matières.

L’ammoniac bleu et l’ammoniac vert présentent les potentiels de réduction les plus intéressants par rapport à l’ammoniac utilisé en moyenne sur le marché : le bleu a une empreinte carbone réduite de 60%, et le vert de 75% (cf figure 4). Et il est à noter que même si le bleu est intéressant en termes de réduction des impacts sur le climat, il ne réduit pas notre dépendance au gaz fossile. De plus, il s’agit d’un procédé coûteux et peu déployé en France. 

Le rapport de l’ADEME sur le plan de transition sectoriel de l’industrie de l’ammoniac en France^[14] met en évidence que le choix entre les deux solutions ne dépend pas de la volonté d’un acteur isolé mais des plans de transitions territoriales. En effet, ces technologies nécessitent la mise en place d’infrastructures permettant le transport d’hydrogène ou de CO₂ sur le territoire. Afin de réduire les coûts d’investissement très importants et assurer la pleine capacité des sites de production, elles ne se conçoivent que dans des zones industrielles avec un potentiel d’usage important. Pour le CSC, il faut également des gisements d’hydrocarbures à proximité, leur permettant le stockage final du CO₂.

Etant donné qu’une grande part de l’ammoniac et des engrais utilisés en France est importée (50% pour l’ammoniac et l’ammonitrate, 100% pour les solutions azotées en 2015^[15]), la décarbonation de l’ammoniac produit en France ne peut pas permettre de réduire les émissions de l’ensemble des engrais minéraux utilisés en France. Au-delà de ce sujet de souveraineté, il est également important de rappeler que le secteur est fortement exposé au commerce international et notamment à la variabilité des prix des énergies fossiles. Nous le voyons encore aujourd’hui dans le cadre de la crise au Moyen-Orient. L’exemple de la fermeture de l’usine de Yara à Montoir-de-Bretagne, cité dans notre premier article^[16], est un exemple de cette exposition. Une modification des modes d'approvisionnement et de production permettrait de réduire ces expositions aux risques.

Attardons-nous sur la solution la moins émissive et qui réduit notre dépendance aux énergies fossiles, l’ammoniac vert. Des industriels se sont déjà lancés dans des projets de production d’engrais à partir d’hydrogène issu d’énergie renouvelable produite sur site, comme par exemple FertigHy^[17]. La publication de Carbone 4 sur l’hydrogène^[18] a montré que l’ammoniac est le 2e usage prioritaire pour l’hydrogène bas carbone après l’acier. Il apparaît donc justifié de soutenir ce type d'initiative.

Avec un besoin de 180 kg d’hydrogène par tonne d’ammoniac, on peut estimer le besoin en énergie à hauteur d’environ 11 TWh pour produire l’ensemble de l’ammoniac fabriqué actuellement en France à partir d’hydrogène vert^[19], soit 2% de l’électricité totale produite en France en 2024 et un peu plus de 7% de l’électricité d’origine renouvelable^[20].

Même avec une légère augmentation des volumes de production d’ammoniac (les projections disponibles convergent vers une croissance modérée de la demande d’ammoniac, entre 1 et 1,5 %/an d’ici 2030, cohérente avec les trajectoires de l’International Energy Agency^[21]), l’allocation d’une partie de l’électricité produite en France à la production d’hydrogène vert est envisageable, même si cela nécessite une étude plus approfondie des conflits éventuels d’usage de l’électricité que nous pourrions rencontrer dans le futur (ce problème ne se pose pas aujourd’hui, la France est exportatrice d’électricité). 

Il est nécessaire de reconcevoir l’usage qui est fait des engrais pour répondre aux enjeux de souveraineté et aux enjeux climatiques du secteur

La France, mais également l’Europe, est aujourd’hui très dépendante des producteurs de  gaz et des producteurs d’engrais azotés eux-mêmes. Même s’il n’y a pas de risque d’approvisionnement dans les engrais, le pays subit fortement l’augmentation des prix. Il est donc nécessaire de repenser l’usage et l’approvisionnement de ces engrais.

En plus de demander un effort important d’investissement et de planification, le développement de nouvelles usines d’engrais dont la production est décarbonée fait face à des contraintes fortes de faisabilité ou d'approvisionnement. Par ailleurs, pousser au maximum les leviers de substitution et d’efficacité identifiés pour le secteur ne permettra pas d’atteindre les cibles de réduction de l’Accord de Paris, sur le périmètre seul de la production.

Différents leviers pour décarboner existent, qui se classent en trois catégories : sobriété, efficacité et substitution. Il ne s’agit pas de choisir entre les différents leviers, mais de les cumuler. Il est donc inévitable de remettre en cause les volumes engagés dans les modèles agricoles actuels et de mettre à disposition des engrais minéraux moins émissifs, ce qui permettra de réduire le résiduel d’émissions associées à des modèles agricoles bas intrants. Il ne s’agit pas  uniquement d’une question de climat, mais plus globalement de robustesse du secteur agricole face aux crises internationales. 

D’autre part, comme nous l’avions vu dans le 2e article de notre saga, les émissions des engrais proviennent à 50-70% de leur usage (émissions au champ). Nous tenterons dans un prochain article d’identifier les leviers permettant à la fois de réduire les émissions au champ et les volumes d’engrais minéraux, utilisés en intrant des exploitations agricoles.