Olivier Husson 1/7 : Introduction au Redox-pH en agriculture
Captation réalisée dans le cadre d’une formation d’Olivier Husson en février 2022 à Châteauneuf-du-Pape.
Captation et montage vidéo réalisé par : Charlotte Brunier et Romain Mercieux.
Découvrez sur la Chaine Youtube l'Alternative un condensé de la formation d'Olivier Husson !
Conférence d’Olivier Husson : https://youtu.be/pq_Yua7Fnas
Lien de la chaîne : https://www.youtube.com/channel/UCYDa7tXvpKOTB2XxnqaaqvQ
Présentation d’Olivier Husson
Olivier Husson se présente comme chercheur au Cirad, « un peu l’équivalent de l’Inra mais pour les tropiques ». Il explique avoir passé l’essentiel de sa carrière sous les tropiques : environ dix ans en Afrique de l’Ouest, dix ans au Vietnam, puis dix ans à Madagascar. Il a beaucoup travaillé sur le riz, et c’est par cette culture qu’il est arrivé aux questions de redox.
Le point de départ de sa réflexion est le suivant : le riz pousse les pieds dans l’eau, en conditions d’asphyxie presque complète, et pourtant il se développe « comme du blé ». Or, la chimie redox des rizières est très bien connue depuis les années 1970. En revanche, dès qu’on passe aux cultures de plateau, en conditions aérées, on parle beaucoup moins de redox, alors même que, selon lui, cette dimension reste essentielle.
C’est ainsi qu’il a progressivement élargi son regard, jusqu’à considérer que le pH et le redox se retrouvent partout : dans les sols, les micro-organismes, les plantes, les pathogènes, les insectes, la nutrition des plantes et, plus largement, dans la régulation de nombreux processus biologiques.
Pourquoi s’intéresser au redox en agriculture
Olivier Husson explique que le redox constitue une grille de lecture transversale qui permet de mieux comprendre de nombreux phénomènes agronomiques. Il insiste sur le fait qu’il ne s’agit pas d’un sujet marginal ou limité à quelques cas particuliers. Selon lui, il existe une véritable « guerre redox » dans les interactions entre l’hôte et le pathogène, ou entre la plante et l’insecte, pour maintenir ou rompre un équilibre.
Cette lecture permet de revisiter :
- la [[nutrition minérale]] des plantes ;
- les relations entre sol, plante et micro-organismes ;
- les mécanismes de résistance ou de sensibilité aux maladies ;
- les effets des pratiques agricoles sur les équilibres biologiques.
Il précise que le redox ne doit jamais être séparé du pH. Les deux sont indissociables, et c’est justement leur interaction qui donne accès à une compréhension plus juste des systèmes vivants.
Le lien avec le riz et la vigne
Olivier Husson travaille dans une unité de recherche sur les cultures annuelles tropicales. Il souligne donc qu’il n’est pas, en principe, spécialiste de la vigne. Pourtant, il considère la vigne comme une des cultures les plus intéressantes pour travailler ces questions de redox, juste après le riz.
Le riz l’intéresse parce qu’il « fait le grand écart » entre différents états du sol, notamment entre conditions très réduites et conditions plus oxydées.
La vigne l’intéresse parce que les processus redox y ont des conséquences jusqu’au produit final, « du sol jusqu’à la bouteille ». Il évoque notamment la vinification, où l’on retrouve aussi des phénomènes d’oxydoréduction et d’acidification. Il mentionne à ce sujet des travaux en cours montrant que, en dessous de certains niveaux de redox durant la nuit, on peut passer en présence de H2S, ce qui impose de réoxygéner rapidement.
Pour lui, cette approche permet de relier théorie et pratique, même si le principal verrou a longtemps été celui de la mesure.
Une question longtemps bloquée par la mesure
Selon Olivier Husson, la grande difficulté, pendant longtemps, n’a pas été seulement de comprendre les mécanismes, mais aussi de pouvoir mesurer correctement les états redox. Il explique que cette difficulté est en train d’évoluer rapidement, notamment grâce à de nouveaux outils de mesure, plus faciles à utiliser en routine.
Il indique qu’on peut aujourd’hui progresser vers des mesures rapides du pH et du redox, voire, à terme, vers des dispositifs capables de mesurer en même temps :
- le pH ;
- le redox ;
- la conductivité électrique.
Il estime qu’en réalité il faudrait raisonner en trois dimensions, en intégrant la conductivité électrique, et il ajoute même une hypothèse de travail supplémentaire : derrière cela pourrait aussi intervenir la susceptibilité ou la perméabilité magnétique.
Il évoque à ce sujet ses travaux sur les biochars, matériaux qu’on peut orienter vers des propriétés très différentes selon :
- le matériau d’origine ;
- la température de pyrolyse ;
- les traitements avant ou après fabrication.
On peut ainsi obtenir, selon lui, des biochars très acides ou très alcalins, très oxydés ou très réduits, ayant une forte capacité à donner ou accepter des électrons, et donc un fort pouvoir tampon. Il mentionne aussi la possibilité de produire des biochars très paramagnétiques.
Une approche qui relie physique, chimie et biologie
Olivier Husson insiste sur le fait que la chimie, la biologie et la physique sont intimement liées. Il rappelle qu’en agriculture, on a connu des périodes où la chimie dominait, puis d’autres où l’on a beaucoup mis l’accent sur la biologie. Mais selon lui, la physique régule aussi une grande partie de ces processus.
Il précise toutefois que la biologie a eu des milliards d’années pour adapter et modifier les conditions physiques et chimiques, de manière à les rendre favorables au vivant. Il n’y a donc pas d’opposition simple entre ces disciplines : elles s’influencent mutuellement en permanence.
Son idée est qu’il vaut mieux prendre toutes les entrées en même temps pour remonter plus vite vers une compréhension cohérente des processus.
Une formation pensée pour clarifier, pas pour compliquer
Olivier Husson insiste sur sa volonté de rendre la chimie redox compréhensible. Selon lui, cette chimie a été fortement compliquée au cours de son histoire, au point de devenir difficilement lisible. Il dit vouloir au contraire la simplifier autant que possible, « mais pas plus simple que possible », car des simplifications excessives finissent par produire des raisonnements faux.
Il place donc cette formation sous le signe de l’échange, de la discussion et de la clarification des idées. Il cite une formule d’Einstein :
- « La théorie, c’est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c’est quand tout fonctionne mais qu’on ne sait pas pourquoi. Ici, on a réuni les deux. »
L’objectif est précisément d’éviter cette situation, en articulant cadre conceptuel et retours de terrain.
Un regard différent sur les processus agronomiques
Pour Olivier Husson, l’intérêt du redox est d’apporter « un autre éclairage » sur les processus. Ce changement de regard permet de comprendre rapidement beaucoup de choses.
Il donne l’exemple du mildiou. Dans sa formation initiale, il avait appris que le mildiou était un champignon. Mais il ne comprenait pas ce qu’un tel organisme ferait dans certaines zones de pH et de redox où, selon lui, « il n’avait rien à y faire ». Quand on comprend qu’il s’agit d’un oomycète, et non d’un champignon au sens strict, cela replace l’organisme dans une zone plus cohérente du point de vue de ses exigences de milieu.
Autrement dit, le regard redox permet de reprendre du recul sur de nombreux savoirs acquis, et parfois de mieux expliquer des observations qui semblaient contradictoires.
Complémentarité entre théorie et pratique
Olivier Husson explique qu’il travaille de manière complémentaire avec d’autres intervenants plus ancrés dans la pratique de terrain. Il se situe davantage du côté du cadre conceptuel, des mécanismes et de l’appui sur la littérature scientifique. Il précise disposer de milliers de publications qui convergent vers ce qu’il expose.
Il signale toutefois qu’il existe parfois un décalage dans la mesure du redox, non pas dans le raisonnement général, mais dans l’étalonnage des appareils disponibles. Il parle d’un décalage de l’ordre de 200 à 210 millivolts entre certaines mesures de terrain et le « zéro » de la chimie redox. Ce point sera important dans la suite de la formation, car il conditionne l’interprétation correcte des valeurs mesurées.
La mesure comme condition du pilotage
Pour Olivier Husson, l’enjeu est de pouvoir mesurer afin de piloter et de comprendre. Tant qu’on ne mesure pas, on reste dans l’hypothèse ou l’intuition. Avec des mesures fiables et rapides, on peut au contraire :
- suivre les évolutions ;
- comparer des situations ;
- mieux comprendre ce qu’on fait ;
- combiner des leviers d’action.
Il insiste sur le fait qu’il n’existe pas un levier unique qui résoudrait tous les problèmes. Il faut combiner plusieurs actions, et pour cela il faut savoir si l’on doit plutôt oxyder ou réduire selon les moments et les objectifs.
Globalement, dit-il, on cherchera souvent à maintenir des milieux plutôt réduits mais équilibrés. Cependant, il existe des situations où il faut au contraire oxyder rapidement, par exemple lorsque certaines dérives conduisent à des formes toxiques comme le H2S.
Il donne aussi des exemples de produits fermentés très variables selon leur mode de préparation ou de conservation :
Ces produits ne peuvent pas être compris seulement à partir d’un niveau instantané ; il faut aussi considérer leur capacité tampon et leur stabilité dans le temps.
L’importance des gradients et pas seulement des moyennes
Un point central de l’introduction est que ce n’est pas seulement un niveau moyen de pH ou de redox qui compte, mais aussi l’existence de gradients. Selon Olivier Husson, si tout est homogène et parfaitement équilibré, il n’y a plus d’échange d’énergie possible, donc plus de travail métabolique.
Il prend un exemple volontairement simplifié : un milieu parfaitement homogène à pH 6,8 et 400 mV, supposé idéal en moyenne, ne fonctionnerait pas bien biologiquement s’il ne présentait pas de gradients.
Les processus vivants reposent sur des différences de potentiel, sur des échanges, sur des écarts. L’équilibre biologique n’est donc pas celui d’un état figé, mais celui d’une dynamique organisée.
Une base scientifique construite par recoupement
Olivier Husson insiste sur le fait que ce qu’il expose n’est pas une construction isolée, mais le résultat de nombreux recoupements dans la littérature scientifique. Selon lui :
- il existe énormément de travaux sur le pH ;
- énormément de travaux sur le redox, les espèces réactives de l’oxygène et les processus d’oxydoréduction ;
- mais très peu de travaux qui articulent réellement les deux ensemble.
Or, pour lui, tout fonctionne justement dans cette articulation.
Il explique par exemple qu’une cellule, une plante, un animal ou un être humain régule son pH au moyen de pompes à protons. Or ces pompes consomment de l’ATP, donc mobilisent de l’énergie et des électrons. En conséquence, un pH qui semble stable peut masquer une dépense énergétique et une oxydation interne importante.
Autrement dit, si l’on ne regarde que le pH, on peut croire qu’un système est stable alors qu’il est en train de s’oxyder fortement pour maintenir ce pH.
Des questions encore ouvertes, y compris en biodynamie
Olivier Husson reconnaît qu’il reste énormément de choses à découvrir. Plus les mesures se précisent, plus le modèle se raffine, et plus apparaissent aussi des phénomènes qui surprennent.
Il mentionne en particulier les observations faites en biodynamie. Selon lui, on ne sait pas encore expliquer scientifiquement tous les mécanismes en jeu, mais on observe des différences réelles. Il cite à ce sujet les travaux de Lionel Ranjard, chercheur de l’Inra de Dijon, coordinateur de l’atlas des bactéries du sol en France.
Ces travaux montrent notamment que le nombre d’interactions entre groupes de micro-organismes varie fortement selon les systèmes :
- très nombreuses en forêt ;
- un peu moins nombreuses en prairie ;
- plus faibles en grandes cultures ;
- très réduites dans certaines vignes.
Dans les vignes observées, deux ensembles microbiens apparaissent parfois comme séparés, avec peu de communication entre eux. L’hypothèse d’Olivier Husson est que cela pourrait être lié à des sols très compactés : dès qu’il pleut, on passe vers l’anaérobie et certaines bactéries se développent ; dès que ça sèche, d’autres groupes opportunistes prennent le relais. Les deux ensembles ne coexistent donc pas vraiment.
Il souligne aussi qu’en biodynamie, les différences d’interactions mesurées sont très fortes, beaucoup plus marquées qu’entre conventionnel et bio. Même si les mécanismes restent à préciser, il considère que ces écarts sont trop importants pour être ignorés.
Changer de regard pour mieux comprendre
La fin de cette introduction insiste sur la nécessité de changer de regard. Olivier Husson utilise pour cela plusieurs images.
Il évoque d’abord un problème visuel classique où la solution devient évidente dès qu’on regarde la situation autrement. Puis il prend l’exemple d’un cylindre vu sous deux angles :
- vu de côté, il paraît rectangulaire ;
- vu du dessus, il paraît rond.
Celui qui ne voit qu’un rectangle a raison depuis son point de vue ; celui qui ne voit qu’un rond a aussi raison depuis le sien. Le problème naît lorsqu’on oublie qu’il s’agit d’un même objet observé selon deux angles différents.
Pour lui, c’est exactement ce qui s’est passé entre les approches centrées sur le pH et celles centrées sur le redox. Les deux regardent une partie du réel, mais aucune ne suffit seule. Il faut les remettre ensemble.
Une question d’équilibre avant tout
Le dernier message important de cette introduction est que tout cela est d’abord « une histoire d’équilibre ». Olivier Husson met en garde contre les discours absolus du type :
- « il faut absolument supprimer cela » ;
- « il faut absolument ajouter cela ».
Selon lui, ces injonctions n’ont pas de sens en dehors des situations concrètes. Tout dépend du contexte, des équilibres à rechercher et des mesures qui permettent de situer l’état du système.
Pour agir correctement, il faut donc :
- savoir où l’on en est ;
- pouvoir mesurer ;
- comprendre les interactions ;
- éviter les raisonnements simplistes.
Cette introduction pose ainsi les bases de toute la suite : le couple pH-redox constitue une clé de lecture majeure pour comprendre le fonctionnement des sols, des plantes, des micro-organismes et des bioagresseurs, à condition d’accepter une vision dynamique, relationnelle et fondée sur la mesure.
