Bois raméal fragmenté

Fiches techniques

Sols vivants Gestion de l'eau Désherbage Faim d'azote Productivité Fertilisation Agroforesterie Régénération des sols NBSOIL BRF

Bois Raméal Fragmenté

Le Bois Raméal Fragmenté (BRF) correspond à un mélange de fragments de rameaux de bois broyés. Son utilisation, qui s'inspire du fonctionnement des sols forestiers, a été développée dans les années 70 au Canada. L’épandage des résidus de broyage sur les sols agricoles favorise le développement de la faune et de la flore du sol, sources de nombreux bénéfices pour la gestion de l’eau, la fertilité de sols et la productivité des cultures. Le BRF est considéré comme un matériau aggradant dont la vocation première est de restaurer les sols dégradés et d'augmenter les taux de matière organique des sols. Il s’utilise aussi bien en grandes cultures qu’en maraîchage ou en viticulture. Outre son intérêt pour la restauration des sols agricoles, le BRF peut également servir de litière d’élevage.

Décomposition du bois et création d'humus

Les champignons Basidiomycètes du sol sont les microorganismes qui amorcent la décomposition du bois et, en particulier, de la lignine du bois. Ces champignons du sol vivent en conditions aérobies (en présence d’air) et ne peuvent survivre en profondeur. Les autres insectes et microorganismes qui constituent la pédofaune et la pédoflore contribuent, ensuite, à la décomposition du bois par l'action mécanique de leurs mandibules et grâce aux enzymes des organismes lignivores. Toute cette vie du sol est à l’origine de la création d’humus.^[1]

Composition du BRF

Le tableau ci-dessous fournit une analyse de la composition d'un BRF issu de branches de peupliers. ^[2]

Nature de la fraction analysée	% dans la composition du BRF
Cellulose	51 %
Lignine	18 %
Hémicellulose	14%
Fraction soluble	13 %
Matières minérales	4%

Richesse en nutriments

Source CTA, B. Noel
Elément	Masse par m³ de BRF
Azote N	1,8 kg/ m³
Phosphore P₂0₅	1,8 kg/ m³
Potassium K₂0	1,7 kg/ m³
Calcium CaO	7,0 kg/ m³
Magnésium MgO	1,7 kg/ m³

Bénéfices

Une utilisation raisonnée du BRF procure de nombreux avantages :

Restauration du sol

Augmentation du taux de matière organique du sol et création d’humus. La couche humifère peut atteindre une profondeur de 10 cm après 6 mois et jusqu’à 20 à 30 cm après un an.^[3] L'application de 100 m³ de BRF/ha permet d'obtenir 7,5 tonnes d'humus/ ha qui se forment dans les deux ans suivant l'application. Cela correspond environ à la quantité d'humus qui peut être formée par 10 ans d'apport de fumier. ^[4]

Amélioration de la stabilité structurale du sol dont la vie du sol est le principal garant. En favorisant le développement de la faune et de la flore du sol, le BRF réduit la compaction et l’érosion du sol.

Gestion de l’eau

A court terme, le BRF réduit le ruissellement et favorise le maintien de l’humidité du sol lorsqu’il est utilisé en mulch (paillis).

A plus long terme, il augmente l’infiltration de l’eau et le stockage de l’eau dans le sol par la création d’humus et le développement de l’activité biologique du sol. Il accroît la résistance des cultures à la sècheresse et permet de réduire, voire de supprimer l’irrigation.

Productivité des cultures

Augmentation des rendements, à condition d’anticiper le phénomène de faim d’azote.
Réduction de certaines maladies des cultures comme la fusariose. ^[5]Les organismes décomposeurs du bois produisent certaines molécules antibiotiques qui protègent les cultures des pathogènes et parasites.
Amélioration des qualités organoleptiques et de la durée de conservation des fruits et légumes. ^[1]
Réduction, voire suppression des adventices par un effet paillage.^[1]
Réduction de la mortalité des jeunes arbres.

Le BRF présente un intérêt économique si son usage conduit à une augmentation des rendements et à une réduction du recours aux intrants chimiques.

Il permet également de limiter les pollutions de l’eau dues au lessivage de l’azote des fertilisants chimiques. Contrairement à l'azote sous forme de nitrate, l'azote contenu dans l'humus ne peut être lessivé car il est lié à la matière organique (notamment pour la formation de protéines). ^[6]

Inconvénients

L'utilisation de BRF s'accompagne de certains inconvénients :

La décomposition du BRF s’étend sur plusieurs mois.

Le BRF peut constituer un abri pour les rongeurs (campagnols, par exemple).
Le réchauffement et le ressuyage du sol sont ralentis au printemps, ce qui peut retarder l’implantation des cultures.^[5]
Certaines cultures comme les légumes racines (carottes notamment) peuvent être gênées par la présence du BRF.
Un effet dépressif sur les cultures peut être observé dans les 6 premiers mois suivant l'application du BRF. Plusieurs facteurs peuvent expliquer cet effet : présence de composés allélopathiques, compétition entre flores du sol, faim d'azote...^[7]

Phénomènes d'allélopathie

Les polyphénols, dont les tanins, et les terpènes sont des molécules allélochimiques produites par les végétaux pouvant inhiber la germination et le développement d'autres végétaux ou microorganismes. Ces molécules sont des antifongiques naturels. Ce type d'intéraction s'apparente à l'allélopathie, c'est-à-dire à "l’ensemble des interactions biochimiques des plantes entre elles ou par l’intermédiaire de micro-organismes".^[7] Ces composés peuvent être responsables d'un effet dépressif sur les cultures les six premiers mois après utilisation du BRF. Ils sont produites en quantité variable en fonction des essences d'arbres. De plus, toutes les espèces et variétés végétales n'ont pas la même sensibilité aux polyphénols et terpènes.

Plusieurs pratiques permettent de limiter ces effets d'allélopathie :

Attendre au minimum 6 mois avant le semis des cultures.
Préférer l’application du BRF en mulch (paillis) à son incorporation dans le sol. L'incorporation favorise le contact des polyphénols et terpènes avec les racines.
Eviter les essences d'arbres qui contiennent beaucoup de tanins et terpènes pour la production du BRF. (voir paragraphe "Choix des essences")
Réaliser le test du cresson (germination de graines de cresson alénois) pour détecter la présence éventuelle de composés allélochimiques.

La faim d’azote

Faim d'azote sur un pied de pomme de terre

Lors de la décomposition du bois, certaines bactéries consomment une partie de l’azote présent dans le milieu. Il y a alors compétition pour la ressource en azote entre la plante et les microorganismes. Cela se traduit par un ralentissement de la croissance et un jaunissement des feuilles. Ce phénomène de faim d’azote est temporaire et dure en moyenne 6 mois.^[8] L’azote immobilisé dans les microorganismes est ensuite progressivement libéré dans le sol à disposition des cultures. La faim d’azote est mesurable et prévisible. La quantité d’azote immobilisée par les microorganismes peut être estimée à une unité d’azote pour l’humification d’1 m³ de BRF. ^[9] La faim d'azote est trop souvent mise en cause comme étant le principal facteur responsable de l'état dépressif des cultures occultant ainsi d'autres causes possibles. Une faim d'azote ne devrait pas se produire sans incorporation du BRF dans le sol.^[7]

Article détaillé : Comprendre et éviter une faim d'azote

Pour que la faim d’azote ne soit pas un obstacle à la réussite du BRF, plusieurs itinéraires techniques sont possibles :

Semer une légumineuse (trèfle blanc, luzerne, pois, lupin…)^[1] conjointement à l’utilisation du BRF ou une saison avant la mise en place du BRF.
Compenser avec un engrais riche en azote en dernier recours. Un excès d’azote peut cependant perturber la minéralisation de l’azote et favoriser le développement d’adventices nitrophiles. ^[10] Il faut compter environ 1 kg d’azote par m³ de BRF. La quantité d’azote (issu des engrais et de la minéralisation) immobilisée par les microorganismes du sol peut également être estimée par le calcul suivant : %N immobilisé = 27 % N du sol + 7,5 % / cm de BRF. ^[11]

Le tableau ci-dessous présente les pourcentages d’azote rendu temporairement indisponible par la vie du sol en fonction de la quantité de BRF apportée au sol selon la formule précédente :

Source : B. Noel
Quantité de BRF	% N immobilisé (engrais et minéralisation)
1 cm= 100 m³/ha	34,5 %
2 cm=200 m³/ha	42%
3 cm= 300 m³/ha	49,5%
4 cm= 400 m³/ha	57%

Ainsi, pour un apport de 300 m³/ha de BRF, il est recommandé de doubler la fertilisation azotée des cultures pour compenser l'azote rendu indisponible la première année d'utilisation du BRF.

Production du BRF

Choix des essences

Toutes les essences d’arbres ne sont pas équivalentes pour la réussite du BRF.

Plusieurs recommandations dans le choix des essences d'arbres favorisent la réussite du BRF :

Utiliser les essences d'arbres et de haies disponibles localement chez soi pour éviter le transport de BRF.

Dans la mesure du possible, utiliser la diversité d’essences d’arbres disponibles pour la production du BRF.^[12]
Privilégier les feuillus aux résineux avec une proportion maximum de 20% de résineux pour limiter les effets allélopathiques dus aux terpènes des résineux. Les essences riches en tanins (accacia, chêne, hêtre,...) sont également à éviter. Les effets allélopathiques sont moins marqués avec des espèces de bois blanc comme le peuplier ou le bouleau.

Récolte des rameaux

Le BRF peut être produit à partir des résidus de la taille des arbres et des haies. Il est recommandé de récolter des jeunes rameaux de moins de 2 ans (voire un an idéalement). Leur diamètre est inférieur à 7 cm. Plus leur diamètre est petit, plus ils seront riches en éléments minéraux.^[5] La lignine des jeunes rameaux est encore en cours de polymérisation, ce qui leur confère une certaine souplesse et facilite la dégradation du bois par les champignons.

Article détaillé : Trogne

Période de récolte

Les rameaux doivent être récoltés à l’automne ou en hiver (entre octobre et mars)^[10] pour plusieurs raisons :

C'est la période de dormance des arbres. Les rameaux sont la partie de l’arbre la plus riche en nutriments (minéraux, acides aminés, protéines,…) à l’automne, après la chute des feuilles. En effet, les feuilles chutent après restitution de la moitié des éléments minéraux qu’elles contiennent aux rameaux. 75% des nutriments de l'arbre sont contenus dans les branches d'un diamètre inférieur à 7 cm.^[4] Ces ressources conservées dans les rameaux peuvent être mobilisées par l’arbre au printemps suivant pour la production des bourgeons et de nouveaux rameaux.

L’automne est également le moment où l’azote est présent en abondance dans les sols, ce qui limite la faim d'azote.
La couverture formée par le BRF protège la faune et la flore du sol du gel.^[13]

Volume de branches récoltées

Le tableau ci-dessous fournit une estimation du nombre d'arbres à tailler et du temps nécessaire pour obtenir différents volumes de BRF (1 et 150 m³ ). Le temps de travail inclut la taille des arbres et la mise en tas des branches.

Données indicatives issues d'une expérimentation de production de BRF en agroforesterie menée en 2011^[2]
Volume de BRF	Masse de BRF	Volume de branches coupées	Nombre d'arbres taillés	Temps de travail
1 m³	0,2 tonnes	2 m³	2	26 min
150 m³	34 tonnes	304 m³	187	64h12

Broyage du bois

Les champignons Basidiomycètes ne peuvent pénétrer l’écorce des arbres. La fragmentation du bois permet d’augmenter la surface d’exposition du bois et d’engager la colonisation du bois mis à nu par les champignons capables de dégrader la lignine. La taille des fragments doit être comprise entre 5 et 10 cm. ^[10]Plus leur taille est réduite, meilleure est la biodégradation et son effet sur le sol.^[1]

Broyage du BRF. Antoine Chedru

Un broyeur mécanique est un investissement coûteux qui peut être réduit par un achat en CUMA ou une location.

Cette étape peut être réalisée à l'aide d'un broyeur à marteaux (plutôt qu'un broyeur à couteaux). Choisir la plus petite maille pour la grille de calibrage permet d'obtenir un broyat très fin.

Un tri des déchets (plastiques, par exemple) parfois présents dans les rameaux avant leur broyage peut s’avérer utile.^[14]

Le tableau ci-dessous fournit une estimation du temps de travail nécessaire au broyage du volume de branches coupées. La durée du broyage peut varier de 10 minutes à une heure par m³ de bois.^[5] Cette durée peut être très variable en fonction de la capacité du broyeur^[2].

Données indicatives issues d'une expérimentation de production de BRF en agroforesterie menée en 2011^[2]
Volume de BRF	Volume de branches coupées	Temps de broyage
1 m³	2 m³	16 min
150 m³	304 m³	39 h

Limiter la durée de stockage

Le BRF doit être utilisé le plus rapidement possible après l’étape de broyage. S’il n’est pas possible d’utiliser le BRF immédiatement après broyage, il est recommandé de le stocker à l'abri des intempéries pour une durée maximum de quelques semaines. ^[15]Les basses températures de l'hiver limitent la dégradation biologique du bois lors du stockage.

Se procurer du BRF

Lorsque le BRF ne peut être produit sur place, il est toujours possible de s’adresser aux services municipaux, aux élagueurs ou paysagistes pour s’en procurer.

Les résidus de broyage ne doivent alors pas avoir été traités chimiquement après abattage pour être conforme à la règlementation en agriculture biologique. ^[5]

Coûts de production

Le coût estimé de production du BRF est de 18 €/ m³. Il inclut les coûts des différents étapes de production : taille et mise en tas, broyage, transport et/ou stockage. Ce coût reste quasiment le même que le broyage soit effectué par un prestataire extérieur ou soi-même, à l'aide d'un broyeur mécanique loué. ^[2]

Lorsque le broyage est réalisé par un prestataire extérieur, il faut compter environ 8 € / tonnes de BRF, soit 2€ /m³.

Service d'échange et de location de broyeur

BRF Génération est un service en ligne pour trouver du BRF et de location de broyeur : https://www.brfgeneration.fr/

Utilisation du BRF

Le BRF est un outil efficace pour enrichir les sols en matière organique à condition d'être utilisé à bon escient. Les retours d'expérience préconisent de procéder à des analyses de sol pour assurer un suivi régulier de l'activité biologique du sol lors de la mise en place du BRF.

Quantités nécessaires

En climat tempéré, un sol autofertile de forêt ou de prairie contient, en moyenne, 8% d’humus sur 30 cm de profondeur. En théorie, la quantité annuelle de BRF à apporter pour atteindre 8% d’humus dans un sol agricole serait de 100m³/ha, soit une couche de 1 cm sur le sol. Cela équivaut également à l’application de 300 m³/ha, soit une couche de 3 cm à renouveler après 3 ans.^[11]

Les retours d’expériences préconisent en général :

Un volume de BRF de 30 à 300 m³/ha, c'est-à-dire une couche de BRF de 0,3 à 3 cm d’épaisseur. ^[10]Cette quantité est souvent déterminée par la quantité limitée de bois disponible.
Une fréquence de renouvellement de 1 à 10 ans^[15], à adapter en fonction des cultures, des sols et des objectifs de production.

Le tableau ci-dessous donne une estimation des volumes de branches coupées, du nombre d'arbres à tailler et du temps de travail nécessaire pour produire un volume de BRF suffisant pour recouvrir sur 3 cm des surfaces de 500 m² et de 1 ha de sols.^[2]

Données indicatives issues d'une expérimentation de production de BRF en agroforesterie menée en 2011^[2]
Surface à couvrir (sur 3cm d’épaisseur)	Volume de BRF	Masse de BRF	Volume de branches	Nombre d’arbres taillés
500 m²	15 m³	3-4 tonnes	30 m³	18-19
1 ha	300 m³	68 tonnes	600 m³	373

Le temps de travail inclue le temps de la mise en tas, du broyage, du transport et/ou stockage et des temps morts (pauses,...).

En maraîchage

L'itinéraire le plus simple, recommandé en maraîchage, est d'appliquer 3 cm de BRF soit 300 m³/ha tous les 3 ans. Pour éviter une faim d'azote (lorsque le BRF est incorporé au sol), une légumineuse autonome en azote, comme la féverole, peut être semée. Une autre solution consiste à doubler la fertilisation azotée des cultures la première année suivant l’application du BRF^[11] .

En grandes cultures

En grandes cultures, un apport plus faible de BRF de 40-50 m³/ha est recommandé. ^[11] Les retours d’expérience recommandent un renouvellement tous les 6 ans car le temps de décomposition peut être long. L’utilisation du BRF en grandes cultures peut poser des difficultés pour l’exportation et la transformation industrielle. Les fragments de BRF non décomposés peuvent être incorporés à la récolte et se retrouvent ultérieurement dans les équipements de transformation (dans les sucreries, dans les brosses pour fibres de lin,…).

Matériel

L’épandage du BRF peut se faire à l’aide d’un épandeur à fumier (à table d’épandage).^[16]

Pour limiter le tassement dû au passage des engins agricoles, l’épandage peut être fait perpendiculairement au sens de passage habituel, directement sur les chaumes, sur un sol gelé en hiver ou sur un sol sec.

Application en mulch ou incorporation au sol

Epandage du BRF en mulch sans incorporation au sol. Antoine Chedru

Le BRF peut être utilisé en paillis ou être incorporé superficiellement au sol sans le retourner par hersage (herse à ressorts plutôt que herse à disques). ^[15]Plusieurs passages peuvent s’avérer nécessaires. L’incorporation doit être limitée de préférence aux 10 premiers centimètres du sol. Néanmoins, certains retours d’expérience font part de bons résultats obtenus avec une incorporation à 12 cm à l’aide d’un rotalabour^[9] ou d’une fraise à couteaux droits (outil combiné)^[16]. Les champignons capables de décomposer la lignine ne survivent pas en profondeur où l’oxygénation y est plus réduite. La mauvaise décomposition du bois et l’accumulation de matière organique en profondeur favoriseraient l’activité bactérienne consommatrice d’oxygène et pourraient donner lieu à des asphyxies racinaires. L’incorporation à faible profondeur permet une décomposition du BRF en présence d’oxygène et dans de bonnes conditions d’humidité (entre 60 et 100%)^[15].

Les deux méthodes d’application du BRF ont leurs avantages et inconvénients respectifs ^[5]:

	Sans incorporation	Avec incorporation
Vitesse de décomposition	Ralentie	Rapide
Faim d’azote	Moins importante	Plus importante

Dans les sols dont l’activité biologique et la stabilité structurale ne sont pas optimales, l’incorporation au sol est à privilégier lors de la première utilisation du BRF.

Précautions

Ne jamais l’enfouir;
Il est préférable, pour lancer la machine, de l'appliquer avant un gros couvert de légumineuses ou une légumineuse en culture afin que le système commence à se stabiliser entre le besoin en azote pour la dégradation de ce BRF et une possible faim d'azote sur la culture en place (ce dont l'on s'affranchit en mettant en place une légumineuse);
Appliquer le BRF en quantité : selon la quantité disponible, préférer l'appliquer dans une seule parcelle pour aller sur des tonnages de l'ordre de 20 - 30 t/ha plutôt que de vouloir saupoudrer un peu partout dans l'objectif de redresser le taux de MO (1 tonne équivaut à environ 2 - 3 mètres cubes de BRF);
Réaliser un amendement calcique pour que l'activité biologique puisse structurer le sol en utilisant le calcium et l'humus.

Complément de litière forestière

Dans des sols dégradés où l’activité biologique est très réduite, il peut être nécessaire de réintroduire les organismes du sol impliqués dans les chaînes trophiques de décomposition du bois. L’ajout de litière forestière à raison de 10 à 20 g /m² de litière forestière est suffisant.^[10]

Semis

Le semis peut être réalisé immédiatement après incorporation du BRF, à l’aide d’un semoir standard. En semis direct, le BRF peut être appliqué sans incorporation lorsque l’activité biologique et la stabilité du sol sont suffisantes.^[6]

Valorisation du BRF en litière d'élevage

Le BRF doit être utilisé rapidement après broyage et stocké sous bâche à l’abri des intempéries, le cas échéant. Le volume de BRF recommandé pour une étable de 100 m² est de 1,5 m³ de BRF/jour. Un m³ de BRF équivaut à 40kg de paille. Le fumier de BRF pourra être composté en bordure de champs avant épandage. ^[16]