Le Scenic Hudson Soil Lab est une structure plutôt modeste. Assis au sommet d'une ferme de chanvre dans la vallée de la rivière Hudson à New York, le laboratoire est sans fioritures, et pas plus grand qu'un restaurant en bord de route. La discrétion du site, cependant, dément l'importance de la recherche en cours à l'intérieur.

Au cours des dernières années, le laboratoire est devenu le centre régional d'un groupe de scientifiques en plein essor, agriculteurs et entrepreneurs qui se réunissent ici pour analyser des carottes de sol prélevées sur des parcelles locales, mesurer ces échantillons pour leur teneur en carbone organique. Alors que de plus en plus de propriétaires fonciers étudient la possibilité de générer et de vendre des compensations de carbone - les actes juridiques vérifiant qu'une tonne de dioxyde de carbone a été capturée dans l'atmosphère, ou non émis en premier lieu, la recherche en cours à l'intérieur du laboratoire est cruciale.

Les agriculteurs ont, pendant des années, connaissent leur capacité théorique à compenser les émissions de carbone en gérant leurs terres de manière à capter le dioxyde de carbone de l'atmosphère et à le stocker dans le sol - un ensemble de pratiques parfois appelées agriculture régénérative. Mais mesurer le prélèvement de carbone dans le sol à la suite de telles pratiques s'est avéré difficile et nuancé au fil du temps, et les agriculteurs ont généralement évité ces pratiques, qui nécessitent plus de main-d'œuvre que l'agriculture conventionnelle.

Mais grâce à une vague de nouveaux développements technologiques, il y a de l'espoir que la structure d'incitation pourrait changer pour les agriculteurs, qui collectivement peuvent faire une brèche significative dans la réduction des émissions de carbone. Selon certaines estimations, si les 1,2 milliard d'acres de terres agricoles américaines (plus de la moitié de la superficie des États-Unis) évoluaient vers des pratiques agricoles régénératives, il pourrait séquestrer jusqu'à 20 % du carbone nécessaire pour atteindre l'objectif de l'administration Biden de compenser entièrement les émissions de carbone des États-Unis d'ici 2050.

Spécifiquement, un certain nombre d'entreprises pilotent de nouvelles technologies d'imagerie à distance qui pourraient aider à rationaliser la façon dont les agriculteurs mesurent la quantité de carbone dans leurs sols. Jusqu'à maintenant, les dépenses et le temps associés à la mesure de la teneur en carbone du sol ont été un obstacle majeur pour les agriculteurs souhaitant générer des compensations de carbone sur leurs terres. Si ces nouvelles technologies s'avèrent efficaces, ils pourraient considérablement accélérer les efforts en cours pour rendre l'industrie agricole négative en carbone.

Mesurer le carbone du sol depuis le ciel

L'émergence de ces technologies arrive à point nommé pour les agriculteurs, qui, théoriquement, sont bien placés pour tirer parti d'une demande croissante de compensations carbone. Alors que le public est de plus en plus conscient des risques associés au réchauffement climatique, il fait de plus en plus pression sur les pollueurs pour qu'ils fassent davantage pour atténuer leurs émissions. En réalité, tout au long de la pandémie de COVID-19, le nombre d'entreprises s'engageant à devenir neutres en carbone a doublé. Mais actuellement, moins de 2 % des transactions sur les marchés volontaires du carbone (plates-formes à travers lesquelles des compensations carbone vérifiées sont échangées) proviennent de l'agriculture.

« Les compensations proviennent traditionnellement soit d'installations d'énergies renouvelables qui remplacent la production d'hydrocarbures, les changements de processus industriels qui réduisent ou éliminent les émissions par rapport à une référence, ou des projets de reboisement, " dit Satyajit Bose, professeur à l'Université Columbia qui donne des conférences sur l'intersection entre la durabilité et la finance.

« Si les nouvelles technologies peuvent réduire la charge de vérification (financière) des agriculteurs en introduisant des économies d'échelle… cela pourrait être un processus beaucoup plus efficace, " poursuit Bose.

Les entreprises développant ces technologies déploient des flottes de drones, Avions, et des satellites équipés de caméras d'imagerie de précision. Ces images, lorsqu'elles sont recoupées avec des échantillons de carottes de sol comme ceux analysés au Scenic Hudson Soil Lab, produisent certains des modèles de carbone du sol les plus précis jamais enregistrés. Les modèles, qui s'appuient sur des algorithmes avancés d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle, aident les chercheurs à suivre et à prédire à distance les niveaux de carbone du sol.

"C'est ce qu'on appelle l'imagerie hyperspectrale, " explique Petra Sikorski, se référant à la technologie d'imagerie sous-jacente qui est, en partie, alimentant l'essor de l'industrie de l'« analyse géospatiale ». Sikorski est le directeur du développement commercial de Cloud Agronomics, une entreprise basée à Boulder qui est l'une des rares startups agro-technologiques à aider à lancer ce secteur naissant.

Surtout, cette technologie exige que les agriculteurs ne produisent qu'une seule série d'échantillons de carottes de sol initiaux – ce que Sikorski appelle des « données de vérité sur le terrain » – afin de construire des modèles pour suivre le carbone à distance. Ce changement représente une amélioration majeure par rapport au statu quo, où les propriétaires fonciers devaient traditionnellement présenter une série continue d'échantillons de sol pour mesurer et vérifier la réduction du carbone.

Au niveau granulaire, La technologie d'imagerie de Cloud Agronomics permet à ses chercheurs de visualiser beaucoup plus de bandes dans le spectre de la lumière. Étant donné que le carbone dans le sol a des propriétés chimiques uniques qui reflètent certaines longueurs d'onde de la lumière, Cloud Agronomics aura la capacité de faire voler un avion avec une caméra hyperspectrale au-dessus d'une parcelle de sol et de prédire la quantité de carbone dans ce sol.

Bien que cette technologie soit imparfaite dans la mesure où il existe encore une marge d'erreur substantielle dans ses lectures de carbone du sol, il est, selon Sikorski, une amélioration majeure par rapport aux modèles géochimiques existants produits à partir d'images aériennes.

La capacité des caméras hyperspectrales à fournir des informations aussi détaillées est connue depuis des années, Sikorski continue. "Mais (jusqu'à ce point) il n'a pas été commercialisé avec succès pour l'agriculture, et en particulier pas pour le carbone du sol."

Avantages pour les agriculteurs

Pour les agriculteurs dont le travail est notoirement risqué, le flux potentiel de revenus générés par la production de compensations carbone pourrait être à la fois une couverture dans un monde où le changement climatique perturbe les modèles agricoles traditionnels, et une source complémentaire de revenu nécessaire.

"Cela pourrait vraiment représenter une licence pour imprimer de l'argent, " dit Ann Marie Gardner, un conseiller des propriétaires fonciers qui parrainent la recherche effectuée au Scenic Hudson Soil Lab. Gardner est particulièrement optimiste quant aux perspectives des agriculteurs s'ils sont en mesure d'accéder plus efficacement aux marchés du carbone.

« Nous arrivons à un point technologique où nous pourrons suivre les données sur le carbone des fermes d'une manière qui n'était pas vraiment possible auparavant, " poursuit Gardner. " Si nous pouvons démontrer que nous avons le potentiel de séquestrer le carbone à grande échelle dans le sol, ce sera, espérons-le, une incitation pour le public à investir dans les pratiques agricoles qui produisent ces résultats. »

Le produit de Cloud Agronomics séduit déjà les agriculteurs, qui sont, en nombre croissant, demandant à être inclus dans les programmes pilotes testant la technologie d'imagerie.

"À l'heure actuelle, la demande des clients dépasse notre capacité de vente, " dit Sikorski. " Nous sommes simultanément en train de commercialiser et de piloter cette technologie avec certaines des plus grandes entreprises du secteur agricole. "

La nécessité d'un prix plus élevé du carbone

Malgré l'intérêt croissant, il existe encore des obstacles majeurs qui empêchent des plateformes comme Cloud Agronomics de se développer. De nombreux experts ne sont pas convaincus qu'investir dans la génération de compensations carbone en vaille la peine pour les agriculteurs, même après avoir pris en compte un prix réduit pour les vérifier.

« Cela peut coûter à un agriculteur entre 250 $ et 400 $ l'acre pour transformer une ferme en une exploitation régénérative, et la rentabilité et le rendement peuvent en souffrir pendant trois ans, " déclare Sam Schiller, le fondateur de Carbon Yield, une entreprise qui conseille les agriculteurs sur l'opportunité et la manière de faire évoluer leurs pratiques de gestion des terres afin qu'ils puissent s'inscrire aux marchés du carbone.

« Après la transition, les bénéfices d'exploitation peuvent être alléchants, mais la plupart des fermes n'ont pas assez d'argent en main pour couvrir cette transition difficile, et il existe peu de soutiens économiques et agronomiques adaptés pour répondre à ce besoin aigu, " ajoute Schiller.

Faisant écho à ce sentiment, Le secrétaire à l'Agriculture Thomas Vilsack a récemment admis que « les paiements réels (que les agriculteurs reçoivent pour les crédits carbone) ne sont pas nécessairement importants, pas assez de toute façon pour compenser les tracas liés au marché du carbone ».

La plupart des crédits carbone étant vendus entre 15 et 20 dollars par tonne de carbone, les calculs pour les agriculteurs sont obscurs. La plupart des experts conviennent que pour inciter plus d'agriculteurs à inscrire leurs terres dans des programmes de séquestration du carbone, il faudra des prix plus élevés pour les compensations sur le marché.

"Pour le prix que le carbone coûte en ce moment, ce n'est pas un bon investissement de prélever des échantillons de sol, " dit Sally Flis, qui a un doctorat en sciences du sol et conseille les agriculteurs sur les stratégies de durabilité pour le compte de Nutrien Ag Solutions, l'une des plus grandes entreprises de fournitures agricoles du pays. "Dans la fourchette de 15 à 20 dollars (pour les compensations carbone), c'est au mieux une proposition d'équilibre pour la plupart des agriculteurs. »

Aligner le prix d'une compensation carbone pour refléter la réalité financière sur le terrain pour les agriculteurs est l'une des principales initiatives sur lesquelles Gardner et ses partenaires du laboratoire Scenic Hudson Soil travaillent. « Quand vous regardez la littérature sur la tarification du carbone sur le marché, les crédits devraient se rapprocher de 100 $, ", explique Gardner.

La Banque mondiale est d'accord. Dans son rapport le plus récent évaluant les incitations économiques et les prix du carbone, il a conclu qu'un prix compris entre 50 $ et 100 $ la tonne de carbone sera nécessaire pour réduire efficacement le carbone afin d'être en ligne avec les objectifs fixés par l'accord de Paris.

Heureusement, les mêmes technologies d'imagerie qui aident les agriculteurs à suivre les niveaux de carbone dans leur sol sont également utilisées pour rendre les émissions de carbone plus traçables et transparentes pour le grand public. Dans les prochains mois, une équipe coordonnée par Al Gore espère lancer la « Climate Trace Coalition, " qui fournira des données librement accessibles à travers un éventail d'industries polluantes, de l'agriculture à l'expédition au transport terrestre.

"Ça va vraiment commencer à faire pression sur les pollueurs pour qu'ils nettoient leur acte, et peut-être se tourner vers les marchés du carbone, " ajoute Gardner, qui représente le secteur agricole en tant que conseiller spécial de la Climate Trace Coalition.

Lorsqu'on leur demande si les gens seront prêts à payer un prix plus élevé pour les compensations de carbone, Gardner soutient que c'est possible.

"En regardant la jeune génération, une génération plus soucieuse du climat, nous pensons qu'ils seront prêts à payer plus pour les compensations de carbone. Et quand vous gardez le prix aussi bas qu'il est maintenant, les gens vont continuer à polluer, Alors, en quoi est-ce une solution efficace si nous essayons réellement de décarboniser ? »

Mais même plus jeune, les entreprises plus soucieuses du climat sont prêtes à payer un prix plus élevé, amener les grandes entreprises à le faire sera difficile. Les grandes entreprises qui cherchent à compenser leurs émissions de carbone sont naturellement sensibles au prix des compensations de carbone, étant donné qu'elles pourraient en acheter des milliers chaque année pour équilibrer leurs émissions.

Le "chaînon manquant" selon Flis, est qu'il y a un "manque de confiance en ce moment de la part des grandes entreprises du côté des acheteurs dans ce que nous faisons autour des crédits de carbone générés par l'agriculture".

Gardner pense que construire une telle confiance du côté de l'acheteur nécessitera plus de données qui démontrent définitivement les co-bénéfices de la séquestration du carbone. Ces avantages comprennent :des sols plus sains et plus productifs, augmentation de la biodiversité, eau plus propre, et moins de vulnérabilité aux catastrophes naturelles.

"Il faut raconter une histoire quand on vend une compensation carbone, " explique Gardner. " Lorsque vous rendez les co-bénéfices plus vivants, et vous ne payez plus uniquement pour des réductions d'émissions de carbone, c'est à ce moment-là que vous pouvez commencer à facturer ce prix plus élevé."

Un nombre croissant d'entreprises consacrent du temps à l'analyse statistique de ces co-bénéfices. Une étude récente du Soil Health Institute, une organisation à but non lucratif basée en Caroline du Nord, ont constaté que sur 100 fermes couvrant 10 États qui avaient récemment adopté des pratiques régénératives pour la santé des sols, 85% ont réalisé des revenus plus élevés, 67% avaient des rendements accrus, et 97 % ont signalé une résistance accrue aux conditions météorologiques extrêmes.

"Il y a une pile d'avantages associés à l'ajout de carbone dans le sol, en particulier par rapport à d'autres formes de compensations carbone, " fait écho à Nick Reinke, le directeur principal de la stratégie et du développement du marché chez Truterra, une coopérative d'agriculteurs vouée à la promotion de la durabilité agricole. "Mais il n'y a pas de moyen simple de comptabiliser ces divers avantages dans un crédit carbone."

"Nous avons des données incroyables accessibles au public de l'USDA, " poursuit Reinke. " Nous faisons de notre mieux pour combiner ces ensembles de données avec des données de gestion spécifiques au champ de manière innovante afin de fournir des informations exploitables à la ferme. "

Idéalement, les nouveaux flux de données provenant d'entreprises telles que Climate Trace et Cloud Agronomics peuvent démontrer davantage ces « avantages empilés » en fournissant des points de données continus qui peuvent être utilisés pour créer des modèles plus robustes qui suivent comment la séquestration du carbone affecte les deux micro-tendances au sein d'une parcelle de terrain, et les macro-tendances dans les écosystèmes plus vastes.

Même si ces informations mettent quelques années à se traduire par des signaux de prix sur les marchés du carbone, le discours public sur les nuances de la tarification du carbone gagne du terrain alors que de plus en plus de gens adhèrent à l'idée qu'il y a une réelle valeur à séquestrer le carbone dans le sol au-delà du fait qu'il ne se trouve plus dans l'atmosphère.

Par exemple, Téléphone léger, une entreprise de technologie cellulaire fondée en 2015, s'est récemment engagé à payer 100 $ la tonne pour ses compensations de carbone. Sur son site Internet, un texte de présentation justifiant la décision de l'entreprise d'acheter les compensations carbone plus chères indique :

« Lorsque les compensations sont trop bon marché, cela incite au comportement de « polluer et oublier »… nous devons être capables de ressentir le poids de ces externalités. À 100 $ la tonne, compenser le Light Phone n'est pas prohibitif, mais assez cher pour vous faire réfléchir à ce que vous achetez."

Maintenant, la tâche est de persuader plus d'entreprises, par la science et l'économie, penser comme ça.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Earth Institute, Université de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.