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Évaluation de la résilience de systèmes agricoles européens à des conséquences du pic pétrolier mondial à l’aide d’un modèle dynamique de flux d’azote

Composition du jury

Mots-clefs : Résilience ; Systèmes agricoles européens ; Contraintes sur l’import d’intrants ; Modèle dynamique de flux d’azote ; Analyse multi-modalité ; Transition agricole

Résumé : Les systèmes agricoles (SA) européens sont actuellement dépendants des énergies fossiles, entre autres pour la synthèse et l’import des engrais azotés, et l’import de nourriture animale. Or le pic pétrolier mondial pourrait être atteint cette décennie et entrainer une augmentation des prix du pétrole, et des commodités liées, d’autant plus que la majorité des énergies fossiles est importée de l’étranger. Cette hausse des prix diminuerait la capacité des agriculteurs à acheter les intrants agricoles. Par ailleurs, des crises géopolitiques pourraient conduire à des pénuries d’approvisionnement de ces intrants. Ainsi, cette dépendance aux énergies fossiles questionne leur résilience, c’est-à-dire leur capacité à maintenir la production de nourriture face à ces perturbations. L’objectif de cette thèse était d’évaluer la résilience de SAs européens à des contraintes sur l’import en intrants (engrais de synthèse. et nourriture animale).

Pour y répondre, j’ai adopté une approche modélisation et développé un modèle dynamique de flux d’azote d’un SA. Par SA est entendu une population d'exploitations agricoles situées dans une zone géographique commune et limitée, présentant des conditions biophysiques, économiques et sociales similaires. J’ai appliqué ce modèle pour des SAs avec des compositions cultures-praires-cheptel distincts : 3 SAs français (grandes cultures – Plateau Picard, monogastriques et bovins laits intensifs – Bretagne Centrale, et ruminants extensifs – Bocage Bourbonnais), et 1 SA Portugais (bovins viande extensifs - Alentejo). J’ai exploré deux composantes de la résilience de SAs avec deux modalités d’utilisation du modèle : (1) la robustesse, c’est-à-dire leur capacité à maintenir la production de nourriture face une baisse progressive de l’import en intrants, en mode simulation et pour toutes les études de cas, et (2) et le potentiel d’adaptabilité, c’est-à-dire les changements de compositions cultures-cheptel envisageables pour augmenter la robustesse, en mode optimisation multi-objectif et pour les 3 SAs français. J’ai également généré des cartes de robustesse à l’échelle de la France pour la quasi-totalité des SAs français.

En mode simulation, j’ai trouvé que les SAs français spécialisés (grandes cultures ou élevages horssol de monogastriques) sont moins robustes à court terme que les SAs mixtes, dont le degré d’intégration cultures-cheptel détermine le niveau de robustesse à court terme. A long terme, les SAs dont la compétition alimentation animale-alimentation humaine pour l’usage de la biomasse (céréales et oléoprotéagineux) est élevée sont plus robustes, l’alimentation animale pouvant être réallouée aux humains lorsque le nombre d’animaux baisse. En mode optimisation, j’ai confirmé le compromis entre la maximisation de la production de nourriture, et la minimisation des intrants, qui dépend tout de même de la composition cultures-prairies-cheptel du SA. J’ai identifié des changements de compositions qui maximisent la production de nourriture sans recours aux intrants : par exemple une baisse de nombre d’animaux et une augmentation des surfaces de légumineuses à graines (pour l’alimentation humaine, et pour l’alimentation animale si besoin). Dans le SA Portugais, j’ai identifié un compromis entre la robustesse de la production de viande et l'atténuation du changement climatique. Néanmoins, ce compromis est atténué au maximum avec la combinaison de toutes les pratiques agroécologiques considérées : augmentation de la surface de prairies permanentes riches en légumineuses, engraissement à l’herbe des bouvillons, et réduction de la taille des troupeaux.

Les changements de compositions identifiés qui diminuent le recours aux intrants sont constitutifs d’une transition agroécologique, et entraîneraient la déspécialisation des SAs spécialisés. Ils devraient être mis en place au plus tôt pour prévenir l’insécurité alimentaire face à une baisse ou une rupture d’import en intrants. Enfin, l’évaluation quantitative de la résilience réalisée pourrait constituer un outil pour sensibiliser les acteurs de SAs ou pour aider à l’élaboration de politiques publiques.