
Les cycles fermés
Eau • Carbone • Azote • Phosphore • Matière organique • Biomasse
Un écosystème ne fonctionne pas comme une machine qui consomme des ressources puis les jette.
Il fonctionne par cycles.
L’eau circule.
Le carbone circule.
L’azote circule.
Le phosphore circule.
La matière organique se forme, se transforme et se décompose.
La biomasse apparaît, croît, meurt et redevient une ressource pour d’autres organismes.
Cette circulation permanente constitue l’une des caractéristiques fondamentales du vivant.
Dans un système agricole conventionnel très linéaire, on peut avoir :
ressources extérieures → production → récolte → déchets → pertes.
Dans un système conçu selon la Vision Omakëya™, on cherche progressivement à obtenir :
ressources → production → utilisation → transformation → stockage → recyclage → nouvelle production.
Le passage du modèle linéaire au modèle cyclique constitue l’un des grands changements de conception.
Mais il faut immédiatement préciser un point essentiel :
Un cycle fermé n’est jamais parfaitement fermé à l’échelle d’un jardin ou d’une ferme.
Il existe toujours des exportations.
Les aliments sortent du système.
Des minéraux sont exportés.
De l’eau repart vers l’atmosphère.
Du carbone est respiré.
De la matière est perdue.
Des graines ou des animaux peuvent être introduits.
Des outils et des matériaux viennent de l’extérieur.
L’objectif n’est donc pas l’illusion d’une autonomie absolue.
L’objectif est de fermer autant que possible les cycles pertinents, sans créer de déséquilibres.
1. Du système linéaire au système cyclique
Un système linéaire fonctionne selon une logique :
extraire → transformer → utiliser → jeter.
Un système cyclique cherche plutôt :
prélever → utiliser → transformer → recycler → réutiliser.
Dans un jardin, cela peut devenir :
eau de pluie → sol → plantes → alimentation → résidus → sol.
Ou :
CO₂ atmosphérique → végétation → biomasse → sol → respiration/décomposition → CO₂.
Ou encore :
azote → plante → animal → déjection → sol → plante.
Ces cycles sont interconnectés.
Il est donc impossible de concevoir séparément :
- le cycle de l’eau ;
- le cycle du carbone ;
- le cycle de l’azote ;
- le cycle du phosphore ;
- le cycle de la matière organique ;
- le cycle de la biomasse.
Ils constituent un seul métabolisme territorial.
2. Qu’est-ce qu’un cycle fermé ?
Un cycle fermé peut être défini comme un système dans lequel une partie importante des produits d’un processus devient la ressource d’un autre processus.
Exemple :
feuille → chute → décomposition → nutriments → plante → feuille.
La feuille n’est donc pas simplement un déchet.
Elle constitue un stock temporaire.
Cette notion de stock temporaire est fondamentale.
Une ressource peut changer de forme sans disparaître immédiatement.
L’eau peut passer :
pluie → sol → plante → atmosphère → pluie.
Le carbone :
CO₂ → biomasse → sol → CO₂.
L’azote :
atmosphère → sol → plante → animal → sol → plante.
La matière change de compartiment.
3. Les stocks et les flux
Pour comprendre les cycles, il faut distinguer deux notions :
Le stock
Quantité présente dans un compartiment à un instant donné.
Le flux
Quantité transférée entre deux compartiments pendant une période donnée.
Un jardin peut posséder des stocks de :
- eau ;
- carbone ;
- azote ;
- phosphore ;
- matière organique ;
- biomasse ;
- semences ;
- nourriture.
Et des flux :
- précipitations ;
- infiltration ;
- évapotranspiration ;
- croissance ;
- récoltes ;
- décomposition ;
- respiration ;
- lessivage ;
- ruissellement ;
- exportation.
Le système évolue selon une relation générale :
[
\Delta Stock = Entrées – Sorties
]
Cette relation simple constitue l’un des fondements de l’ingénierie des cycles.
4. Le cycle de l’eau
L’eau est probablement le cycle le plus visible.
Elle arrive principalement sous forme de :
- pluie ;
- neige selon le climat ;
- rosée ;
- brouillard ;
- ruissellement provenant de l’amont ;
- éventuellement sources ou apports souterrains.
Elle peut ensuite :
être interceptée → ruisseler → infiltrer → être stockée → être absorbée → s’évaporer → être transpirée → repartir dans l’atmosphère.
Le cycle local peut donc être représenté :
ATMOSPHÈRE
↓
PLUIE
↓
VÉGÉTATION / SOL
↓
INFILTRATION
↓
RÉSERVES DU SOL / NAPPE / MARE
↓
PLANTES
↓
ÉVAPOTRANSPIRATION
↓
ATMOSPHÈRE
5. Fermer le cycle de l’eau
Fermer davantage le cycle de l’eau signifie notamment :
- ralentir le ruissellement ;
- favoriser l’infiltration ;
- augmenter la capacité de stockage du sol ;
- conserver une couverture végétale ;
- utiliser les eaux pluviales ;
- stocker temporairement l’eau ;
- réutiliser certaines eaux lorsque cela est techniquement et réglementairement approprié ;
- réduire les pertes inutiles.
La hiérarchie Omakëya™ peut être formulée ainsi :
intercepter → ralentir → infiltrer → stocker → utiliser → restituer progressivement.
Il s’agit moins de « posséder » l’eau que de prolonger son temps de résidence utile dans le système.
6. Le temps de résidence de l’eau
Une même quantité de pluie peut traverser un territoire très rapidement ou y rester beaucoup plus longtemps.
Sur un sol compacté et imperméabilisé :
pluie → ruissellement → évacuation.
Sur un sol vivant :
pluie → interception → infiltration → stockage → absorption → évapotranspiration.
Le second système ralentit davantage le cycle local.
Ce ralentissement peut réduire :
- les pics de ruissellement ;
- l’érosion ;
- les pertes d’eau ;
- les besoins d’irrigation.
Il peut également favoriser :
- la recharge des réserves ;
- la végétation ;
- la biodiversité.
7. Le cycle du carbone
Le carbone constitue l’un des cycles fondamentaux de la biosphère.
Les végétaux captent du CO₂ atmosphérique par photosynthèse.
Ils transforment ce carbone en matière organique.
Une partie devient :
- feuilles ;
- tiges ;
- racines ;
- fruits ;
- graines ;
- bois.
Une autre partie rejoint le sol.
Le carbone peut ensuite être :
- consommé ;
- respiré ;
- décomposé ;
- stocké dans la matière organique du sol ;
- transformé ;
- exporté sous forme de récoltes.
Le cycle simplifié est :
CO₂ atmosphérique → photosynthèse → biomasse → sol / alimentation / bois → respiration / décomposition / combustion → CO₂.
8. Carbone vivant et carbone stocké
Il faut éviter une confusion.
Tout carbone présent dans une plante n’est pas nécessairement un stockage permanent.
Une feuille peut avoir capté du carbone pendant sa croissance puis le restituer rapidement après sa chute.
Un fruit exporté quitte le système.
Une branche transformée en bois peut conserver du carbone plus longtemps.
Une fraction de la matière organique du sol peut également avoir un temps de résidence plus long.
L’autonomie carbone doit donc distinguer :
- carbone capté ;
- carbone temporairement stocké ;
- carbone durablement conservé ;
- carbone exporté ;
- carbone restitué à l’atmosphère.
Le simple fait d’avoir beaucoup de végétation ne permet donc pas de conclure automatiquement à un stockage net important.
9. Le sol comme réservoir de carbone
Le sol représente un compartiment majeur du cycle du carbone.
Le carbone peut y entrer par :
- racines ;
- exsudats racinaires ;
- feuilles ;
- branches ;
- racines mortes ;
- compost ;
- paillage ;
- déjections.
Il est ensuite transformé par les organismes du sol.
Une partie est rapidement minéralisée.
Une autre peut être incorporée dans différents compartiments de la matière organique du sol.
La dynamique dépend notamment :
- du climat ;
- de la texture ;
- de la structure ;
- de l’humidité ;
- de l’oxygénation ;
- de la qualité des résidus ;
- de la température ;
- de la perturbation du sol.
Le sol vivant devient ainsi un élément central du cycle du carbone.
10. Le cycle de l’azote
L’azote est indispensable à la croissance des végétaux.
Il intervient notamment dans :
- les protéines ;
- les acides nucléiques ;
- la chlorophylle ;
- de nombreuses fonctions métaboliques.
Le cycle de l’azote est beaucoup plus complexe que le simple apport d’un engrais.
On peut simplifier :
N₂ atmosphérique → fixation → formes azotées du sol → plantes → animaux → déjections / résidus → décomposition → formes minérales → plantes.
D’autres processus peuvent conduire à des pertes vers l’atmosphère ou les eaux.
11. Les légumineuses
Les légumineuses occupent une place particulière dans la conception des cycles de l’azote.
En association avec certains microorganismes, elles peuvent fixer une partie de l’azote atmosphérique.
Elles peuvent ainsi contribuer à l’alimentation du système en azote.
Mais il faut éviter une simplification :
« planter des légumineuses suffit à produire gratuitement tout l’azote nécessaire ».
La quantité réellement fixée dépend :
- de l’espèce ;
- de la biomasse produite ;
- des conditions du sol ;
- de l’activité symbiotique ;
- de la disponibilité des autres nutriments ;
- de la gestion de la biomasse.
La fixation biologique constitue donc une composante du cycle, pas une source illimitée.
12. Les pertes d’azote
Un cycle mal conçu peut perdre beaucoup d’azote.
Les principales voies de sortie peuvent inclure :
- lessivage ;
- ruissellement ;
- volatilisation ;
- émissions gazeuses liées aux transformations microbiennes ;
- exportation des récoltes.
Un système réellement performant ne cherche donc pas uniquement à augmenter les entrées.
Il cherche à réduire les pertes inutiles.
Cela implique notamment :
- couverture du sol ;
- absorption par les plantes ;
- synchronisation entre libération et besoin ;
- gestion des effluents ;
- limitation des apports excessifs.
13. Le cycle du phosphore
Le phosphore possède une dynamique particulière.
Contrairement au carbone ou à l’azote, il ne possède pas de phase atmosphérique majeure jouant un rôle comparable dans le cycle global.
Dans un système agricole, le phosphore peut être présent dans :
- les minéraux du sol ;
- la matière organique ;
- les microorganismes ;
- les racines ;
- les plantes ;
- les animaux ;
- les déjections ;
- les récoltes.
Il peut être immobilisé, mobilisé, absorbé ou exporté.
14. Le phosphore et les pertes
Le phosphore est souvent moins mobile que les nitrates, mais il peut néanmoins être exporté, notamment avec :
- l’érosion ;
- les particules du sol ;
- le ruissellement ;
- les récoltes.
Il peut également s’accumuler dans les sols lorsque les apports dépassent les exportations.
Cette accumulation n’est pas nécessairement bénéfique.
Un excès de phosphore peut contribuer à l’enrichissement excessif de certains milieux aquatiques.
Fermer le cycle du phosphore signifie donc :
récupérer → utiliser → recycler → éviter l’accumulation excessive.
15. Le cycle de la matière organique
La matière organique constitue l’interface entre plusieurs cycles.
Elle provient notamment de :
- plantes ;
- racines ;
- feuilles ;
- bois ;
- animaux ;
- déjections ;
- microorganismes ;
- récoltes non consommées.
Elle peut ensuite devenir :
- compost ;
- humus et matière organique du sol ;
- nourriture ;
- biomasse microbienne ;
- paillage ;
- BRF ;
- litière.
La matière organique est donc une monnaie biologique qui circule entre les compartiments du système.
16. Tout résidu n’est pas un déchet
Dans une logique linéaire :
résidu = déchet.
Dans une logique cyclique :
résidu = matière potentiellement disponible pour un autre processus.
Une feuille peut devenir :
- couverture du sol ;
- habitat ;
- nourriture pour décomposeurs ;
- matière organique.
Une branche peut devenir :
- habitat ;
- paillage ;
- BRF ;
- compost ;
- matériau.
Une déjection animale peut devenir :
- ressource fertilisante après gestion adaptée.
Mais cela ne signifie pas que tout doit être réutilisé partout.
La qualité, la contamination, la structure, les besoins et les risques doivent être pris en compte.
17. La biomasse
La biomasse constitue un stock extrêmement dynamique.
Elle comprend :
- arbres ;
- arbustes ;
- herbacées ;
- racines ;
- cultures ;
- animaux ;
- microorganismes.
Elle est produite à partir principalement de l’énergie solaire.
On peut donc considérer la biomasse comme une forme de stockage biologique de matière et d’énergie.
Mais ce stockage est dynamique.
Une partie de la biomasse est constamment :
produite → consommée → transformée → décomposée.
18. La biomasse comme monnaie du système
Un arbre peut simultanément produire :
- fruits ;
- feuilles ;
- bois ;
- racines ;
- ombre ;
- habitat ;
- matière organique.
Une haie peut produire :
- fruits ;
- biomasse ;
- pollen ;
- nectar ;
- refuge ;
- protection contre le vent.
Une prairie peut produire :
- fourrage ;
- matière organique ;
- habitat ;
- protection du sol.
La biomasse devient donc une ressource multifonctionnelle.
19. La cascade de biomasse
Il est possible de concevoir une hiérarchie d’utilisation.
Première priorité
alimentation humaine
Deuxième priorité
alimentation animale lorsque pertinente
Troisième priorité
semences et reproduction
Quatrième priorité
matière organique et fertilité
Cinquième priorité
matériaux
Sixième priorité
habitat biologique
Septième priorité
énergie
Cette hiérarchie n’est pas universelle.
Elle dépend du contexte.
Mais elle rappelle qu’une biomasse possède souvent plusieurs fonctions possibles.
Brûler immédiatement une biomasse peut être moins intéressant que l’utiliser comme nourriture, matériau, habitat ou matière organique.
20. Les cycles entre végétaux et animaux
Lorsque des animaux sont intégrés au système, une boucle supplémentaire apparaît :
végétation → alimentation animale → animal → produit alimentaire → déjections → fertilité → végétation.
Cette boucle peut être intéressante.
Mais elle possède des pertes.
L’animal ne restitue pas toute la biomasse consommée sous forme directement utilisable par les plantes.
Une partie est :
- métabolisée ;
- respirée ;
- transformée en tissu animal ;
- perdue dans l’environnement.
Il faut donc parler de boucle partielle, et non de recyclage parfait.
21. Les cycles alimentaires
Une partie de la biomasse devient directement nourriture humaine.
Elle quitte alors le système sous forme :
- fruits ;
- légumes ;
- graines ;
- œufs ;
- viande ;
- lait selon les systèmes.
Cette exportation est nécessaire.
C’est précisément la fonction productive du système.
Mais elle représente également une sortie de :
- carbone ;
- azote ;
- phosphore ;
- potassium ;
- micronutriments.
L’autonomie biologique doit donc prévoir le remplacement d’une partie de ces éléments.
22. Le paradoxe des cycles fermés
Plus un système produit de nourriture, plus il exporte de matière.
Plus il exporte de matière, plus certains éléments doivent être renouvelés.
Il existe donc une limite fondamentale à l’autonomie totale.
Une ferme qui exporte continuellement des récoltes sans retour de certains éléments finira par les épuiser.
Un système alimentaire réellement durable doit donc être conçu comme :
production + exportation + renouvellement.
23. Le bilan des nutriments
On peut construire un bilan simplifié :
N_{sorties}
]
et de manière analogue pour le phosphore ou le potassium.
Les entrées peuvent comprendre :
- fixation biologique ;
- dépôts atmosphériques ;
- compost ;
- déjections ;
- amendements ;
- apports extérieurs.
Les sorties :
- récoltes ;
- animaux exportés ;
- érosion ;
- lessivage ;
- autres pertes.
L’objectif n’est pas nécessairement :
[
\Delta N=0
]
à chaque instant.
Le système peut avoir des variations saisonnières.
Mais sur plusieurs années, il faut surveiller la trajectoire du stock.
24. Les cycles saisonniers
Les cycles ne fonctionnent pas à vitesse constante.
Au printemps :
croissance → absorption → accumulation de biomasse.
En été :
production → consommation d’eau → maturation.
En automne :
chute des feuilles → transfert de matière → décomposition.
En hiver :
activité biologique réduite dans certains contextes → stockage → préparation du nouveau cycle.
La conception doit donc intégrer la saisonnalité.
Un cycle fermé est également un cycle temporel.
25. Les stocks comme tampons
Les stocks permettent de découpler les périodes.
Stock d’eau
Permet de traverser une période sèche.
Stock de carbone
Biomasse et matière organique.
Stock d’azote
Matière organique et compartiments minéraux.
Stock de phosphore
Sol et matière organique.
Stock alimentaire
Récoltes conservées.
Stock de biomasse
Bois, racines, végétation.
La capacité de stockage augmente la résilience.
Mais un stock peut aussi devenir un problème s’il devient excessif.
26. Les cycles fermés et la pollution
Fermer un cycle ne signifie pas concentrer les polluants.
Un contaminant peut lui aussi être recyclé.
Il faut donc distinguer :
cycle de matière utile
et :
cycle de contamination.
Les matières organiques contaminées, certains effluents, certains produits chimiques ou certains matériaux ne doivent pas être recyclés aveuglément.
La conception doit intégrer la qualité des flux.
27. La cascade de qualité
Une même matière peut avoir plusieurs niveaux d’utilisation.
Par exemple :
bois de qualité → matériau
puis :
chutes → bois énergie ou autre usage
puis :
cendres/retours appropriés → selon composition et réglementation
ou :
biomasse → alimentation → résidus → compost → sol.
L’objectif est de conserver le plus longtemps possible la valeur fonctionnelle de la matière.
28. Les cycles et l’énergie
Chaque transformation nécessite de l’énergie.
Collecter, transporter, broyer, composter, sécher ou pomper demande du travail.
Il faut donc éviter de créer des boucles artificielles extrêmement énergivores.
Le principe Omakëya™ devient :
La meilleure boucle est souvent celle qui utilise la gravité, la proximité, la biodiversité et les processus naturels avant la mécanique.
Un composteur placé à proximité de la production organique peut éviter de nombreux transports.
Une mare positionnée selon la topographie peut éviter du pompage.
Une haie peut produire directement de la biomasse à proximité du sol qui en bénéficiera.
29. La proximité comme principe cyclique
Plus deux compartiments sont éloignés, plus leur échange peut nécessiter :
- énergie ;
- temps ;
- infrastructure ;
- transport.
La conception doit donc chercher à rapprocher les éléments qui échangent fréquemment.
Par exemple :
potager ↔ compost
élevage ↔ stockage de litière ↔ compost
verger ↔ biomasse
mare ↔ zones hydrologiquement connectées
production ↔ stockage alimentaire.
La distance devient une variable d’ingénierie.
30. Les cycles spatiaux
Les cycles sont également spatiaux.
L’eau circule selon le relief.
Le carbone circule avec la biomasse.
Les animaux circulent entre habitats.
Les graines se déplacent.
Les nutriments se déplacent avec l’eau, le sol, les plantes et les animaux.
Un cycle biologique possède donc :
une dimension verticale, horizontale et temporelle.
31. Le cycle vertical
Dans le sol :
roche → sol → racines → végétation → litière → sol.
Dans la végétation :
sol → racines → tronc → branches → feuilles → sol.
Dans l’atmosphère :
CO₂ → végétation → respiration → CO₂.
Le système vertical connecte atmosphère, végétation et sol.
32. Le cycle horizontal
Une haie peut transférer de la matière vers une parcelle.
Un animal peut transporter des graines.
Un cours d’eau peut transporter des sédiments.
Le vent peut déplacer des feuilles.
Un corridor biologique peut permettre aux organismes de circuler.
Le cycle n’est donc jamais contenu dans une seule parcelle.
Il fonctionne à l’échelle :
- du jardin ;
- de la ferme ;
- du bassin versant ;
- du paysage ;
- du territoire.
33. Les cycles et les secteurs
Les secteurs étudiés précédemment — vent, gel, incendie, bruit, pollution, faune, accès — influencent également les cycles.
Un vent peut :
- transporter des graines ;
- dessécher la végétation ;
- déplacer des matières.
Une pluie intense peut :
- déplacer du sol ;
- transporter du phosphore ;
- créer de l’érosion.
Un incendie peut :
- détruire de la biomasse ;
- modifier les stocks de carbone ;
- transformer les propriétés du sol.
Les cycles sont donc directement liés aux risques.
34. Fermer les cycles sans supprimer les perturbations
Un système résilient n’est pas un système immobile.
Les perturbations font partie des écosystèmes.
- feuilles qui tombent ;
- branches qui cassent ;
- animaux qui meurent ;
- sécheresses ;
- crues ;
- incendies ;
- tempêtes.
La question n’est donc pas de supprimer les perturbations.
Elle est de permettre au système de réorganiser rapidement les flux après une perturbation.
35. Les cycles comme assurance
Plus les ressources circulent entre plusieurs compartiments, plus certaines fonctions peuvent continuer après une défaillance.
Si le potager échoue :
verger + vivaces + stocks peuvent continuer.
Si une partie du compostage échoue :
paillage + litière + résidus directs peuvent fournir d’autres voies.
Si une partie des pollinisateurs diminue :
diversité des espèces pollinisatrices peut maintenir une partie de la fonction.
La redondance des cycles augmente donc la résilience.
36. Concevoir les boucles
La méthode Omakëya™ consiste à identifier pour chaque ressource :
1. D’où vient-elle ?
2. Où va-t-elle ?
3. Sous quelle forme ?
4. Combien de temps reste-t-elle dans le système ?
5. Quelle fonction remplit-elle ?
6. Où sort-elle ?
7. Peut-elle être récupérée ?
8. Peut-elle être utilisée autrement ?
9. Quel coût énergétique implique son déplacement ?
10. Quelle conséquence aurait sa disparition ?
Cette méthode transforme le jardin en système de flux analysable.
37. La cartographie des cycles
On peut créer une carte spécifique comprenant :
Cycle de l’eau
- pluie ;
- ruissellement ;
- infiltration ;
- stockage ;
- irrigation ;
- évapotranspiration.
Cycle du carbone
- végétation ;
- sol ;
- biomasse ;
- récoltes ;
- matière organique.
Cycle de l’azote
- sol ;
- plantes ;
- animaux ;
- compost ;
- pertes.
Cycle du phosphore
- sol ;
- végétaux ;
- animaux ;
- matières organiques ;
- exportations.
Cycle de la biomasse
- production ;
- consommation ;
- transformation ;
- retour.
Cette carte peut être intégrée au jumeau numérique du site.
38. Les cycles dynamiques jusqu’en 2100
Les cycles eux-mêmes changeront avec le climat.
Une augmentation de la température peut modifier :
- vitesse de décomposition ;
- évapotranspiration ;
- croissance végétale ;
- respiration ;
- besoins en eau ;
- disponibilité des nutriments ;
- saisonnalité.
Une sécheresse prolongée peut réduire l’activité biologique.
Des pluies extrêmes peuvent augmenter les pertes par ruissellement et érosion.
Les cycles doivent donc être simulés dans le temps.
39. Le système cyclique Omakëya™
On peut représenter l’ensemble :
SOLEIL
↓
VÉGÉTATION
↓
BIOMASSE
↙ ↓ ↘
ALIMENTATION — ANIMAUX — MATIÈRE ORGANIQUE
↓ ↓ ↓
RÉSIDUS — DÉJECTIONS — LITIÈRE
↓
DÉCOMPOSITION
↓
SOL VIVANT
↓
NUTRIMENTS + EAU + CARBONE
↓
NOUVELLE VÉGÉTATION
Autour du système :
ATMOSPHÈRE ↔ EAU ↔ SOL ↔ BIOMASSE ↔ BIODIVERSITÉ.
40. La hiérarchie Omakëya™ des cycles
Pour chaque ressource, appliquer la hiérarchie :
1. Éviter la perte
2. Réduire la consommation
3. Utiliser directement
4. Ralentir la sortie
5. Stocker
6. Réutiliser
7. Transformer
8. Recycler
9. Valoriser
10. Exporter le résidu final
Cette hiérarchie évite de construire des infrastructures complexes pour récupérer une ressource qu’on aurait pu conserver beaucoup plus simplement en amont.
41. Les cycles fermés ne sont pas des cercles parfaits
Un véritable écosystème ressemble davantage à un réseau qu’à un cercle.
Une ressource peut prendre plusieurs directions.
Un même flux peut être utilisé plusieurs fois.
Une matière peut changer de fonction.
Certaines sorties sont nécessaires.
Certaines entrées sont nécessaires.
Il faut donc préférer le concept de :
réseau cyclique de flux
à celui de :
circuit parfaitement fermé.
Cette distinction est fondamentale pour éviter les conceptions artificielles.
42. Les six cycles fondamentaux
Dans le cadre de ce TOME 9, on peut retenir six cycles structurants.
Cycle 1 — Eau
pluie → sol → végétation → atmosphère.
Cycle 2 — Carbone
CO₂ → biomasse → sol → atmosphère.
Cycle 3 — Azote
atmosphère/sol → plantes → animaux → sol → plantes.
Cycle 4 — Phosphore
sol → végétation → animaux → sol.
Cycle 5 — Matière organique
biomasse morte → décomposition → matière organique → sol.
Cycle 6 — Biomasse
production → utilisation → transformation → nouvelle biomasse.
Ces six cycles constituent une partie essentielle du métabolisme du jardin.
43. La matrice des cycles
| Cycle | Principaux stocks | Principaux flux | Principales pertes | Infrastructure |
|---|---|---|---|---|
| Eau | Sol, mare, cuve, nappe | Pluie, infiltration, ET | Ruissellement, évaporation, drainage | Noues, mares, sols |
| Carbone | Bois, sol, biomasse | Photosynthèse, décomposition | Respiration, exportation | Forêt, sol, haies |
| Azote | Sol, biomasse, matière organique | Fixation, absorption, décomposition | Lessivage, émissions, exportation | Sol vivant, légumineuses |
| Phosphore | Sol, biomasse | Absorption, recyclage | Érosion, exportation | Sol, compost |
| Matière organique | Litière, compost, sol | Chute, compostage, décomposition | Récoltes, érosion, minéralisation | Compost, paillage |
| Biomasse | Végétation, animaux | Croissance, reproduction | Récolte, mortalité, décomposition | Haies, verger, forêt |
44. Le bilan global
Un système agroécologique peut finalement être considéré comme une combinaison de bilans :
[
\Delta S_i = I_i – O_i
]
pour chaque ressource (i).
On peut donc suivre :
- bilan hydrique ;
- bilan carbone ;
- bilan azoté ;
- bilan phosphaté ;
- bilan organique ;
- bilan de biomasse.
L’intérêt n’est pas de rechercher une valeur parfaite.
Il est de détecter les dérives.
Par exemple :
stock de carbone ↓ année après année
peut signaler une dégradation.
phosphore ↑ fortement
peut signaler une accumulation.
matière organique ↓
peut signaler une extraction excessive.
eau disponible ↓
peut signaler une mauvaise adéquation entre production et ressources.
45. Le principe de conservation des ressources
Chaque cycle doit être conçu pour conserver les ressources suffisamment longtemps pour qu’elles puissent remplir plusieurs fonctions.
Une goutte d’eau peut :
arroser → infiltrer → alimenter une plante → être transpirée → retourner à l’atmosphère.
Une feuille peut :
ombrer → nourrir un insecte → tomber → nourrir le sol.
Une branche peut :
abriter → être broyée → protéger le sol → devenir matière organique.
Un arbre peut :
produire → ombrer → protéger → stocker → nourrir → renouveler.
C’est cette multiplicité des fonctions qui rend les cycles intéressants.
46. Le véritable objectif : ralentir les pertes
Dans de nombreux cas, il est impossible d’empêcher une ressource de sortir.
Mais il est possible de ralentir sa sortie.
C’est particulièrement important pour :
- l’eau ;
- le carbone ;
- les nutriments ;
- la matière organique.
La stratégie devient :
ralentir → utiliser → stocker → recycler → restituer progressivement.
Le système gagne alors en temps de résidence et en résilience.
47. Le jardin comme métabolisme territorial
Un jardin résilient peut être comparé à un organisme.
Il reçoit :
- énergie ;
- eau ;
- carbone ;
- minéraux ;
- information.
Il transforme ces ressources.
Il produit :
- nourriture ;
- biomasse ;
- services écologiques ;
- chaleur ;
- matière organique ;
- déchets ;
- exportations.
Il recycle une partie de ses propres produits.
Il rejette nécessairement une partie du flux.
Cette comparaison permet de comprendre que l’autonomie n’est pas l’absence de flux.
C’est la capacité à organiser intelligemment les flux entrants, internes et sortants.
48. La méthode complète Omakëya™ des cycles fermés
Phase 1 — Inventaire
Lister toutes les ressources entrant et sortant.
Phase 2 — Cartographie
Localiser les stocks et les flux.
Phase 3 — Quantification
Mesurer les volumes, masses et fréquences.
Phase 4 — Identification des pertes
Repérer les sorties inutiles.
Phase 5 — Hiérarchisation
Identifier les flux prioritaires.
Phase 6 — Ralentissement
Limiter les pertes rapides.
Phase 7 — Stockage
Créer les stocks utiles.
Phase 8 — Réutilisation
Utiliser directement les flux disponibles.
Phase 9 — Transformation
Convertir les résidus en ressources.
Phase 10 — Reconnexion
Relier les infrastructures entre elles.
Phase 11 — Redondance
Prévoir plusieurs chemins pour une même fonction.
Phase 12 — Simulation
Tester les années normales et extrêmes.
Phase 13 — Mesure
Comparer le modèle à la réalité.
Phase 14 — Correction
Adapter progressivement le système.
49. Le principe final
Les cycles fermés constituent donc le niveau où toutes les autonomies précédentes commencent à se rejoindre.
L’eau nourrit les plantes.
Les plantes produisent de la biomasse.
La biomasse nourrit les humains et les animaux.
Les résidus retournent au sol.
Le sol fournit des nutriments.
Les microorganismes transforment la matière.
Les pollinisateurs permettent la reproduction.
Les plantes reconstruisent la biomasse.
Le carbone circule.
L’azote circule.
Le phosphore circule.
L’eau circule.
La vie circule.
Le jardin devient ainsi moins dépendant d’une succession d’apports extérieurs.
Un système véritablement résilient ne cherche pas seulement à disposer de davantage de ressources.
Il cherche à faire circuler plus intelligemment les ressources dont il dispose déjà.
L’eau doit pouvoir entrer, ralentir, s’infiltrer, se stocker, être utilisée et repartir progressivement.
Le carbone doit pouvoir passer de l’atmosphère à la biomasse, puis au sol et revenir progressivement dans le cycle.
L’azote doit être capté, transformé, utilisé et recyclé en limitant les pertes.
Le phosphore doit être conservé et recyclé sans créer d’accumulation excessive.
La matière organique doit revenir au sol lorsque sa fonction le justifie.
La biomasse doit être utilisée selon une hiérarchie permettant de conserver sa valeur le plus longtemps possible.
Les cycles ne doivent donc pas être considérés comme de simples phénomènes naturels.
Ils deviennent des objets de conception.
Le jardin, le verger ou la ferme deviennent des architectures de circulation.
La Vision Omakëya™ peut alors poser une règle fondamentale :
« Ne cherchez pas à apporter toujours davantage de ressources au système. Cherchez d’abord à comprendre pourquoi celles qu’il possède déjà en sortent trop rapidement. »
C’est toute la différence entre un système qui consomme des ressources et un système qui les fait circuler.
L’autonomie ne naît pas de l’accumulation.
Elle naît de la circulation maîtrisée.
Et plus les cycles de l’eau, du carbone, de l’azote, du phosphore, de la matière organique et de la biomasse sont reliés entre eux, plus le jardin devient capable de fonctionner comme un écosystème productif, régénératif et résilient.
La prochaine étape logique consiste alors à passer des cycles aux boucles de régénération : comment un système ne se contente pas de recycler ses ressources, mais augmente progressivement sa fertilité, sa biodiversité, sa capacité hydrique, sa biomasse et sa résilience au fil du temps.
- TOME « SUPP » AGROCLIMATOLOGIE : pour aller plus loin …
- TOME 15 AGROCLIMATOLOGIE : Le Grand Traité de l’Agroclimatologie
- TOME 14 AGROCLIMATOLOGIE : Économie, Gouvernance et Transition Écologique
- TOME 13 AGROCLIMATOLOGIE ! Les Retours d’Expérience
- TOME 12 AGROCLIMATOLOGIE : Mesurer, Diagnostiquer et Piloter les Écosystèmes
- TOME 11 AGROCLIMATOLOGIE ; Les Territoires Résilients
- TOME 10 AGROCLIMATOLOGIE : Modélisation, Simulation et Intelligence Artificielle
- TOME 9 AGROCLIMATOLOGIE : Concevoir les Jardins, Vergers et Fermes Résilients
- TOME 8 AGROCLIMATOLOGIE : Les Plantes du Climat de Demain
- TOME 7 AGROCLIMATOLOGIE : Les Sols Vivants et l’Hydrologie Régénérative
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 6 – Les applications : mise en œuvre de la méthode Omakëya™ à toutes les échelles, du balcon au territoire.
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 5 – L’Ingénierie des Écosystèmes
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 4 – Les Fondements Scientifiques de l’Agroclimatologie (un peu plus loin !)
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 3 – Les Applications de la Vision Omakëya™
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 2 – L’Ingénierie des Écosystèmes Résilients
- AGROCLIMATOLOGIE : TOME 1 – Les fondements scientifiques (initial)
- AGROCLIMATOLOGIE : De la biologie des sols à l’intelligence artificielle, comprendre, concevoir et faire évoluer les jardins, vergers, fermes et paysages capables de résister au climat du futur.