Le sol, les fèves et le cadmium
Le cacao d'Amérique latine contient souvent plus de cadmium que celui d'autres régions de production. Des chercheurs de l'ETH se sont rendus au Honduras et en Bolivie pour en trouver la cause.
Il y a quelques années, un tollé s'est fait entendre dans la presse. Des scientifiques allemands ont découvert que le chocolat noir pouvait contenir des quantités significatives de cadmium, un métal lourd toxique. Les fèves de cacao d'Amérique latine sont particulièrement contaminées. En consommant régulièrement du chocolat noir (à forte teneur en cacao), les consommateurs peuvent ingérer des quantités considérables de cadmium pendant des années.
L'UE a donc décidé d'introduire des valeurs limites de cadmium pour les produits à base de cacao début 2019. ? partir de cette date, une tablette de 100 grammes de chocolat noir contenant plus de 50 % de cacao ne pourra pas contenir plus de 0,08 milligramme de cadmium.
Pour de nombreux petits agriculteurs, pour lesquels le cacao est l'une des principales sources de revenus, ces valeurs limites pourraient être un véritable casse-tête. Mais les producteurs de chocolat sont également mis à contribution. "Une trop grande quantité de cadmium dans le cacao est particulièrement problématique pour les distributeurs de chocolat bio, qui utilisent des valeurs encore plus basses comme objectif de qualité", explique Rainer Schulin, professeur de protection des sols à l'Institut des écosystèmes terrestres de l'ETH Zurich.
Il a donc lancé en 2014 un projet visant à étudier la problématique du cadmium en Amérique latine, en mettant l'accent sur le Honduras et la Bolivie. Ce projet a été mené en collaboration avec l'Institut de recherche de l'agriculture biologique de Frick (FiBL) dans le cadre du centre de compétences de l'ETH World Food System (WFSC).
Les sols alluviaux fortement pollués
Les résultats de l'étude, qui sont maintenant présentés lors du premier symposium du World Food System de l'ETH Zurich, montrent que la contamination des sols (et des fèves de cacao) par le cadmium est très hétérogène au Honduras. Dans les sols alluviaux et volcaniques, la collaboratrice de Schulin, Anja Gramlich, a trouvé des valeurs élevées de ce métal lourd assimilables par les plantes. Dans d'autres surfaces d'échantillonnage, la contamination était plus faible.
En moyenne, la teneur totale en cadmium était de 0,3 milligramme par kilogramme de sol - ce qui est comparable au "bruit de fond" que l'on trouve également dans les sols suisses. Un sol est considéré comme contaminé lorsqu'il contient 0,8 milligramme ou plus de cadmium par kilogramme de sol.
Si le sol présentait une teneur élevée en cadmium assimilable par les plantes, les fèves de cacao étaient également fortement contaminées. La teneur en cadmium des sols et des fèves était étonnamment élevée dans des régions vallonnées parfois isolées, loin de l'industrie et de l'agriculture intensive. La plupart des plantations ne sont exploitées que de manière extensive en tant qu'agroforesterie, où l'on n'utilise pratiquement pas d'engrais artificiels ou de pesticides - les deux pouvant être des sources de cadmium.
Les chercheurs ont donc pu exclure que la méthode d'exploitation augmente la teneur en cadmium du sol. "Nous n'avons aucun indice concret d'une cause humaine", explique Gramlich. "Le cadmium provient pratiquement exclusivement de la roche mère".
Les sols basiques fixent le cadmium
La situation est différente en Bolivie. Là-bas, les chercheurs ont certes trouvé des quantités totales de cadmium élevées dans le sol à certains endroits, mais pas dans les fèves de cacao des arbres qui poussaient sur ces sols. Gramlich explique cela par le fait que les sols testés en Bolivie étaient moins acides que ceux du Honduras. La quantité d'argile et de matière organique contenue dans un sol joue également un r?le. "Les deux fixent le cadmium. Ainsi, il n'est plus bien disponible pour les plantes".
On ne sait pas encore si la variété de cacao a également une influence sur la teneur en cadmium des fèves. Des études, notamment génétiques, sont actuellement en cours. Ce n'est que lorsque cette étude sera terminée que l'on pourra éventuellement recommander certaines variétés pour la culture sur des sols présentant des teneurs élevées en cadmium assimilable par les plantes, explique Gramlich.
La roche mère comme source
Le cadmium est naturellement présent dans les sols, mais il y parvient également par le biais de l'exploitation agricole ou de la pollution atmosphérique. "Jusqu'à présent, les données provenant d'Amérique latine n'étaient pas suffisantes pour identifier clairement les facteurs responsables de la présence élevée de cadmium dans les sols et les haricots", souligne Schulin. "Nous devions donc d'abord nous procurer des données solides afin de pouvoir mettre en évidence le lien entre le cadmium disponible pour les plantes et la gestion ou le sous-sol géologique."
Gramlich s'est procuré ces données en effectuant des essais sur le terrain dans des plantations de cacao au Honduras et en Bolivie. Elle les a collectées et analysées, ainsi que des parties du cacaoyer comme les racines, les feuilles et les fèves.
En laboratoire, la chercheuse de l'ETH a déterminé, outre la teneur en cadmium, notamment le degré d'acidité des échantillons de sol - un sol acide rend plus de cadmium disponible -, la quantité de carbone organique et de phosphore. Dans les échantillons de plantes, elle a analysé, outre le cadmium, les oligo-éléments zinc et fer. Elle a mis les valeurs obtenues en relation avec la teneur totale en cadmium des fèves de cacao.
Le cacao contaminé fait baisser les revenus
Pour les petits cultivateurs, la contamination de leurs fèves de cacao par le cadmium peut être un problème économique. Avec un cacao contaminé, ils réalisent moins de revenus. Les paysans doivent alors vendre à des grossistes qui ne produisent pas ainsi du chocolat de qualité supérieure, mais des produits de masse bon marché. En achetant et en mélangeant des fèves de cacao provenant de différentes régions de production, les grands fabricants comme Mars peuvent maintenir une faible teneur en cadmium dans leurs produits.
On ne sait pas encore comment les cultivateurs peuvent réduire la pollution de leur cacao. Une mesure simple consiste, lors de la création de nouvelles plantations, à mesurer d'abord la teneur en cadmium disponible pour les plantes dans le sol avant de planter les arbres. Si l'on trouve des valeurs élevées, on peut éventuellement planter une autre culture, comme le café.
Chauler le sol
Une autre approche consiste à chauler le sol. Lors d'un essai au Pérou, les chercheurs ont traité les sols autour des cacaoyers avec de la chaux. Cela le rend moins acide, de sorte que le cadmium, un métal lourd, est moins disponible pour les plantes. Les premières mesures ont montré que cette mesure réduisait effectivement la quantité de cadmium disponible pour les plantes. "Nous n'avons toutefois pas encore pu démontrer d'effet dans les haricots eux-mêmes. Le temps était trop court pour cela", explique Schulin. Les haricots ont besoin de six mois pour arriver à maturité. "Malheureusement, pour des raisons de sécurité qui n'ont rien à voir avec l'essai en lui-même, aucun autre échantillonnage n'a pu être effectué jusqu'à présent".
Il estime toutefois que personne ne doit renoncer à consommer du chocolat noir à cause du cadmium. Ce métal lourd est également présent dans les céréales et les légumes. En outre, les fumeurs absorbent des quantités notables de cadmium - jusqu'à la moitié de la valeur de tolérance recommandée par l'OMS - via la fumée de tabac. "Avec ces aliments et ces produits de luxe, nous absorbons une part pertinente de la dose quotidienne de cadmium, un petit morceau de chocolat noir est donc tout à fait acceptable", explique le professeur de l'ETH.
Ce projet de recherche a été financé par le WFSC Coop Research Program.
Premier symposium du World Food System Center
Le 4 novembre, l'ETH Zurich accueillera le premier symposium du World Food System Center. A cette occasion, des chercheurs présenteront des projets réalisés ces dernières années dans le cadre du premier appel d'offres du programme de recherche WFSC Coop ou du programme Mercator. Une présentation d'autres résultats de recherche sur des posters complètera les six exposés. L'entrée est gratuite, une inscription préalable (gratuite) est nécessaire sous page externehttp://bit.ly/2eL4cRL nécessaire.
2016 Symposium du WFSC, 4 novembre 2016, 17h30 - 20h15, b?timent principal de l'ETH Zurich (HG E1.2), R?mistrasse 101, 8092 Zurich.