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Alain Krafft
Le 10 février 2020
Chercheur.euse.s (45 postes)

Chercheur.euse.s (45 postes)

Intitulé du profil : Résilience des exploitations de grandes cultures agroécologiques dans un contexte de changement climatique

Unité porteuse : AGIR

1- Enjeux scientifiques du recrutement à 5-10 ans

Aujourd’hui, dans le champ de l’agronomie des systèmes de culture, les travaux en lien avec le changement climatique portent quasi-exclusivement sur une évaluation de ses impacts sur les rendements agricoles. Il y a un déficit criant de travaux sur l’adaptation des exploitations de grandes cultures. Ils se résument pour l’instant à des évaluations par simulation de stratégies d’esquive ou de substitution pour des exploitations conventionnelles. Or, pour alimenter les réflexions des acteurs désireux d’améliorer la résilience des exploitations de grandes cultures à ce changement, il est urgent d’investir ce champ de manière plus ambitieuse. Ceci passe par la conception et l’évaluation d’exploitations agricoles mobilisant une plus large gamme d’adaptations et reposant sur une gestion plus adaptative. Dans ce contexte, en lien avec la transition agroécologique de l’agriculture promue dans les champs scientifiques et politiques, les systèmes de culture agroécologiques (basés en particulier sur les mélanges variétaux ou associations plurispécifiques, les cultures dérobées ou en relais, les rotations longues et diversifiées) sont souvent cités comme une voie possible d’adaptation au changement climatique. Les impacts agronomiques et environnementaux des pratiques agroécologiques font actuellement l’objet de travaux, mais une évaluation plus intégrée au niveau des exploitations de grandes cultures considérant leur résilience est nécessaire dans un contexte de changement climatique et de promotion de la transition agroécologique de l’agriculture.

Les enjeux scientifiques du profil portent donc sur l’évaluation de la résilience des exploitations de grandes cultures agroécologiques face au changement climatique, i.e. à la variabilité climatique actuelle comme au climat projeté à l’horizon 2050.

2- Compétences recherchées

Le profil recherché est celui d’un agronome système capable de combiner enquêtes en exploitation, évaluation multicritère des exploitations de grandes cultures enquêtés et modélisation des cultures et de l’exploitation agricole (modélisation conceptuelle et numérique, calibration, validation, analyse de sensibilité).

3- Positionnement dans l'unité (scientifique et humain), dans le département (priorités du SSD, collaborations) et au-delà (communauté scientifique, communauté métier, réseaux...)

Le profil est positionné au sein de l’UMR AGIR et de l’équipe MAGELLAN et contribuera aux enjeux 1 et 5 du département EA.

A l’interface entre une équipe d’agronomes (VASCO) et de chercheurs en sciences sociales (ODYCEE), l’équipe MAGELLAN a un positionnement original en mobilisant les connaissances produites sur les processus biotechniques et sur les processus sociaux dans des travaux de recherche-intervention et de modélisation s’inscrivant dans des projets situés de transition agroécologique en partenariat avec les acteurs locaux. Le recruté qui sera centré sur l’exploitation agricole en grandes cultures viendrait renforcer le pôle de chercheurs travaillant sur les systèmes de culture dans cette équipe : Julie Constantin (CRCN) travaille sur des questions de méthodologie de la modélisation, en particulier sur le changement d’échelle du système de culture au territoire sans passer explicitement par le grain exploitation. En outre, elle ne travaille pas sur l’adaptation des systèmes de culture agrocécologiques au changement climatique mais sur les services de mitigation qu’ils rendent notamment en introduisant des cultures intermédiaires. Magali Willaume (MCF ENSAT) conduit des travaux de conception de systèmes de culture innovants dans un contexte de changement climatique en mobilisant des méthodes participatives et en se centrant sur les systèmes de culture. En outre, si elle utilise la simulation, elle ne travaille pas au développement de modèles de culture et d’exploitation agricole. Jacques-Eric Bergez travaille sur des questions de méthodologie de la modélisation, notamment sur la modélisation de la décision des agriculteurs et il est l’animateur scientifique de la plateforme RECORD qui pourrait servir de cadre de modélisation au recruté. Le recruté pourra aussi bénéficier des avancées des chercheurs de l’équipe sur l’évaluation de la résilience et de la vulnérabilité appliquée à des systèmes agricoles, notamment Guillaume Martin.

Le recruté travaillera aussi en lien étroit avec les collègues de l’équipe VASCO qui produisent des connaissances sur différents leviers d’adaptation agroécologiques (choix variétaux, agriculture de conservation, etc.) en intégrant explicitement les évolutions du contexte climatique. Le recruté contribuera ainsi à intégrer les connaissances produites au niveau du système de culture à celui de l’exploitation. A l’échelle nationale, le recruté travaillera en collaboration avec les unités SYSTEM, EMMAH et Agroclim sur la modélisation parcimonieuse des cultures et avec les unités Agronomie, Agroécologie et LAE sur la mise au point d’indicateurs agroclimatiques adaptés aux exploitations de grandes cultures agroécologiques.

A l’échelle internationale, le recruté pourra s’appuyer sur les collaborations établies sur le sujet avec le CSIRO depuis plusieurs années dans les équipes MAGELLAN et VASCO. Il pourra s’inscrire dans les communautés portées par l’European Society of Agronomy, Farming Systems Design, et Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (pour la partie modélisation). Il pourra être associé aux projets menés en région méditerranéenne. Au niveau national, il aura vocation à s’insérer dans la communauté ACCAF (Adaptation de l’agriculture et de la forêt au changement climatique), l’initiative CROPDIV (diversification), le réseau MFPC (Modélisation du Fonctionnement des Peuplements Cultivés) et interagira avec l’équipe STICS.

Avec les partenaires locaux, le recruté pourra bénéficier des collaborations établies depuis plusieurs années avec des réseaux d’agriculteurs ayant mis en place des systèmes de culture agroécologiques dans leurs exploitations, notamment dans le Sud-Ouest de la France: réseau SERACC, réseau de CETA de la coopérative Agro d’Oc, réseau de la CRA Occitanie, etc.

4- Questions scientifiques principales

L’évaluation des exploitations de grandes cultures agroécologiques pour améliorer leur résilience face au changement climatique nécessitera plusieurs étapes. Il s’agira :

  • De caractériser la diversité des exploitations de grandes cultures agroécologiques selon le recours à l’agrobiodiversité végétale (mélanges variétaux ou associations plurispécifiques, cultures dérobées ou en relais, rotations longues et diversifiées) et leurs modes de gestion (plus ou moins adaptatifs) ;
  • De conduire une évaluation intégrée de la résilience de ces exploitations considérant les services de production et les performances économiques qui en découlent mais aussi d’autres services utiles dans une perspective de changement climatique (en particulier le stockage de carbone, la fourniture d’azote et le stockage de l’eau dans les sols) ;
  • D’adapter des modèles de culture et d’exploitation agricole pour simuler des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative;
  • De simuler le comportement des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative dans un climat futur pour évaluer leur résilience.

5- Programme initial

Le recruté commencera par une phase d’analyse des exploitations de grandes cultures agroécologiques visant à les qualifier, les modéliser et les évaluer. Il devra enquêter des exploitations qualifiées d’agroécologiques par les partenaires de terrain (conseillers agricoles, coopératives) selon leur recours à l’agrobiodiversité végétale (mélanges variétaux ou associations plurispécifiques, cultures dérobées ou en relais, rotations longues et diversifiées). Les exploitations visées auront des historiques différents de mise en place des principes agroécologiques afin d’intégrer les effets mémoire ou l’inertie des systèmes durant la transition vers l’agroécologie. Elles reposeront également sur des modes de gestion plus ou moins adaptatifs. En parallèle, il devra concevoir un système d’indicateurs d’évaluation intégrée de la résilience de ces exploitations dans un contexte de changement climatique. Ce système synthétisera les informations sur la dynamique (niveau moyen, tendance et variabilité évalués via la moyenne, la pente et la valeur absolue des résidus de régression linéaires des mesures brutes ou simulées en fonction du temps ; Martin et al., 2017) d’une multitude de services de production et de régulation utiles dans une perspective de changement climatique (notamment le stockage de carbone et la fourniture d’azote dans les sols) et des performances économiques associées en un nombre limité d’indicateurs. Ce travail s’appuiera sur une revue de la littérature et des focus group avec des experts du domaine. Ce système d’indicateurs sera utilisé pour évaluer la résilience des exploitations de grandes cultures agroécologiques enquêtées aux types d’aléas qu’ils auront rencontrés durant la période d’enquête et en fonction des modes de gestion observés (plus ou moins adaptatifs). Le recruté intègrera progressivement la modélisation à son activité. Il commencera par une analyse des modèles de culture disponibles et de leur potentiel pour simuler des innovations agroécologiques à l’échelle du système de culture et de l’exploitation agricole. Puis il développera des modèles conceptuels de composantes absentes ou insuffisamment détaillées et requises pour simuler des innovations agroécologiques et une gestion adaptative. Avec le support des équipes informatiques de l’unité, ces modèles seront programmés et intégrés à l’environnement de modélisation retenu (par ex. la plateforme RECORD). Le recruté calibrera et validera ces modèles, notamment en ayant recours à l’analyse de sensibilité. Enfin, à partir du travail de qualification de la diversité des exploitations de grandes cultures agroécologiques, le recruté construira des plans de simulation permettant d’évaluer la résilience de ces exploitations face au changement climatique. Ces simulations seront réalisées sur des séries temporelles longues (50 à 100 ans). Sur ces séries temporelles, les aléas de même nature (stress hydrique, stress thermique, etc.) seront identifiés et la résilience des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative sera alors évaluée par type d’aléa, et sur un horizon temporel plus court, par ex. d’une année avant l’aléa à 3 ans après son occurrence. La résilience des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative pourra alors être spécifiée par type d’aléa.

6- Caractère novateur du recrutement

Comme indiqué ci-avant, dans le champ de l’agronomie des systèmes de culture, les travaux en lien avec le changement climatique portent quasi-exclusivement sur une évaluation de ses impacts sur les rendements agricoles et les rares travaux sur l’adaptation des exploitations de grandes cultures explorent une gamme très limitée d’innovations. En outre, si les exploitations de grandes cultures agroécologiques sont des systèmes candidats, leurs performances et leur résilience dans un contexte de changement climatique doivent être explorées de façon plus approfondie, notamment au regard de l’adaptabilité des modes de gestion mis en oeuvre. C’est au croisement de ces deux enjeux que se trouve le caractère novateur de ce recrutement. Il permettra d’évaluer l’intérêt des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative dans un contexte de changement climatique, et de qualifier les innovations et les modes de gestion à mobiliser de l’échelle du système de culture à celle de l’exploitation agricole dans un contexte de promotion de la transition agroécologique de l’agriculture. Au plan finalisé, les travaux du recruté permettront d’alimenter les réflexions des acteurs désireux d’améliorer la résilience des exploitations de grandes cultures à ce changement, notamment à la fréquence accrue d’évènements climatiques extrêmes.

Les simulations permettront également de nourrir l’expertise collective sur ce sujet et d’éclairer in fine la décision publique.

7- Le cas échéant, intérêt pour un métaprogramme

Un tel profil de compétences fait actuellement défaut dans la communauté ACCAF. Alors que des compétences existent dans les domaines forêt, vigne, fruitiers et pérennes fourragères, le secteur des grandes cultures est peu couvert actuellement dans ACCAF, ce qui limite les domaines explorables par l’INRA en termes d’impacts et d’adaptation. Ce profil permettra d’apporter des contributions à la gestion adaptative et à l’évaluation de la résilience au changement climatique des exploitations de grandes cultures agroécologiques.

8- Résumé

Les systèmes de culture agroécologiques (basés sur les mélanges variétaux ou associations plurispécifiques, les cultures dérobées ou en relais, les rotations longues et diversifiées) reposant sur une gestion adaptative sont souvent cités comme une voie possible d’adaptation au changement climatique, mais une évaluation plus intégrée au niveau de l’exploitation agricole considérant leur résilience est nécessaire. Le recruté devra caractériser la diversité des exploitations de grandes cultures agroécologiques et conduire une évaluation intégrée de leur résilience dans le climat actuel. Puis il/elle adaptera des modèles de culture et d’exploitation agricole pour simuler des exploitations de grandes cultures agroécologiques reposant sur une gestion adaptative et ainsi évaluer leur résilience dans un climat futur. Ce travail de modélisation permettra d’évaluer les stratégies de gestion des risques climatiques liées à la mise en place de systèmes de culture agroécologiques à cette échelle.

Plus amples info : https://www.inrae.fr/actualites/inrae-recrute-chercheurs

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