D'où vient la volatilisation ammoniacale ?

La volatilisation ammoniacale, est le processus de passage du NH4+ vers sa forme gazeuse NH3 dans l’atmosphère. Elle s’opère à la surface du sol à partir d’une source d’azote ammoniacal : engrais uréique (urée, solution azotée) ou effluents d’élevage.
Les pertes d'azote par volatilisation d'ammoniac sont étroitement liées aux conditions de sol (pH, capacité d'échange, porosité, teneur en eau, ...) ainsi qu'aux conditions climatiques locales (précipitations, température, vitesse du vent, humidité de l'atmosphère, ...). La forme chimique de l’engrais minéral (richesse en azote uréique et ammoniacale) ainsi que la forme (liquide ou solide) sont des paramètres importants pour le niveau de volatilisation ammoniacale.

schéma explicatif du phénomène de la volatilisation ammoniacale

 Quatre phénomènes physico-chimiques interviennent

  1. 1. Augmentation du stock ammoniacal au champ

  2. La volatilisation dépend de la proportion d’azote de l’engrais susceptible d’être présent sous forme ammoniacale.
  3. 2. Transfert entre les couches du sol

  4. Les transferts entre les couches du sol réduisent de fait la disponibilité de l’azote ammoniacal en surface. Ainsi tout facteur améliorant l’infiltration de l’azote diminue la volatilisation (ex : incorporation de l’engrais dans le sol).

  5. 3. Equilibres physico-chimiques

  6. Les équilibres entre les différentes espèces (ammoniac-ion ammonium) et les différentes formes (adsorbée, en solution, gazeuse) déterminent la proportion d’azote ammoniacal sous forme d’ammoniac gazeux. Ces équilibres sont régis par le pH, température et CEC.

  7. 4. Transfert dans l’atmosphère

  8. Le transfert dans l’atmosphère est essentiellement conditionné par la vitesse du vent, même si l’ensemble des conditions climatiques ainsi que l’état de surface sont aussi impliqués dans ce déterminisme.


L’Ammonitrate ne volatilise pas

La volatilisation concerne tous les engrais contenant une fraction importante d’azote uréique et ammoniacale. La forme nitrique de l’azote NO3- n’est pas exposée au risque de volatilisation ammoniacale. Ainsi l'ammonitrate n’est pas sensible à la volatilisation ammoniacale.

L’urée, quant à elle, contient deux fois plus d’azote volatile que l’ammonitrate. La forme (liquide ou solide) de l’engrais rentre en compte ; ainsi, la présentation liquide de la solution azotée augmente le risque de perte d’ammoniac gazeux après l’épandage.

Dans les inventaires officiels d’émissions atmosphériques nationaux, on considère que (facteurs d’émissions mis à jour en 2013):

  • pour l’ammonitrate 3 % de la dose d’azote est volatilisé,
  • pour la solution azotée, 10 % de la dose d’azote est volatilisé
  • pour l’urée 19% de la dose d’azote pour l’urée  


La volatilisation ammoniacale est en réalité très variable : des mesures en conditions réelles dans des parcelles ont abouti à des chiffres supérieurs (Source Ministère britannique de l’environnement randd.defra.gov.uk ) que ceux utilisés pour les inventaires nationaux :

  • 22% en moyenne pour l’urée sur cultures annuelles
  • 14% en moyenne avec la solution azotée sur céréales d’hiver  
  • 2% en moyenne avec l’ammonitrate