Vous cherchez...

 
Une recherche
   
   
 
 
Gestion quantitative de l'eau de la parcelle au territoire: développement d'outils et méthodes pour l'aide à la décision
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : système de culture
Question sociétale et finalité, contexte : gestion durable
Démarche, discipline : Agronomie
Afficher la suite
Objet d'étude : système de culture
Question sociétale et finalité, contexte : gestion durable
Démarche, discipline : Agronomie
Echelle d'étude : bassin versant, parcelle, territoire
Localisation géographique : midi pyrénées
Dispositif technique et méthode d'étude : analyse multicritère, indicateur, modélisation
Réduire

- Description détaillée :
Gestion quantitative de l’eau de la parcelle au territoire:
développement d'outils et méthodes Afficher la suite
Gestion quantitative de l’eau de la parcelle au territoire:
développement d'outils et méthodes pour l'aide à la décision

Cette activité traite de questions de gestion quantitative de l'eau, se posant de l’échelle de la parcelle à l’échelle du territoire, à des pas de temps décisionnels allant du court terme (décisions tactiques) au long terme (planification). Nous abordons les questions méthodologiques qui en découlent, principalement en relation avec la construction et l’évaluation de scénarios de systèmes de culture et avec la modélisation biodécisionnelle. Cette activité s’inscrit dans le champ de l'ingénierie agro-écologique et l' « integrated assessment modelling ».


I. Contexte

La plupart des régions du monde font face à une raréfaction de la ressource en eau (et à une dégradation de sa qualité) du fait de la multiplication des usages concurrents. Cette multiplication des usages résulte de changements socio-économiques (par exemple une démographie galopante dans les zones péri-urbaines) et de changements environnementaux planétaires (en particulier climatique). Dans ce contexte l’agriculture souvent vue comme un usager de la ressource en eau qui se trouve en concurrence des autres usages (domestique, industriel et soutien d’étiage). Une telle concurrence peut générer compétition et conflits qui dégradent le climat social et réduisent les opportunités d'une gestion durable des ressources naturelles et de développement économique.

En Europe et en France, ce contexte a conduit à mettre en place la Directive Cadre Européenne sur l’Eau (DCE) et de la Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques (LEMA). Leur application conduit à mettre en place des organismes uniques de gestion de l’eau sont mis en place et à définir des volumes prélevables pour l’irrigation dans le but de limiter l’occurrence des crises de gestion de l’eau en période estivale.

Cette nouvelle réglementation ainsi que le changement climatique vont certainement modifier la disponibilité en eau d’irrigation dans l’espace (e.g. certains bassins seront plus ou moins alimentés que d’autres) et dans le temps (e.g. la répartition des précipitations dans l’année sera modifiée). Dans un contexte d’aléas sur les prix des productions agricoles et sur les coûts de l’énergie difficiles à prédire et anticiper, cette restriction des volumes d’irrigation pose des questions de choix de systèmes de cultures tant à l’échelle des exploitations, qui doivent rester viables et vivables, qu’à l’échelle des territoires, qui sont le support d’activités économiques et de services écosystémiques multiples.


II. Des questions thématiques aux différentes échelles spatio-temporelles

A l’échelle de la parcelle, de la sole irriguée ou de l’exploitation, l’eau à gérer est essentiellement l’eau d’irrigation ; le gestionnaire est l’irrigant. A l’échelle du territoire, l’eau à gérer peut être utilisée non seulement pour l’agriculture (principalement pour l’irrigation) mais aussi pour des besoins industriels, énergétiques, domestiques (eau potable) ou environnementaux (salubrité ou soutien d’étiage) ; les questions de gestion à court et moyen terme sont le plus souvent portées par des SAR ou des EPTB , tandis que les questions de planification (long-terme) sont portées par des gestionnaires institutionnels comme les Agences de l’eau. Une échelle intermédiaire est celle du petit collectif d’irrigants. Dans ce cas, l’eau à gérer est destinée à l’irrigation mais le gestionnaire est le collectif (ASA par exemple) ou son président.

Nous traitons de questions de recherche relatives à la gestion de court-terme (pas de temps journalier), de l’échelle de la parcelle à celle de l’exploitation : dois-je irriguer demain ? quel indicateur mobiliser ? comment gérer le risque ? A l’échelle du collectif d’irrigants, s’ajoute la qquestion de qui doit irriguer demain : selon quels critères, quelles règles ?

Concernant la gestion de moyen terme (pas de temps hebdomadaire ou mensuel), nous nous investissons surtout sur les échelles spatiales correspondant à l’exploitation et au collectif d’irrigants, l’échelle territoriale ayant déjà été largement investie au travers du projet ADEAUMIS et de ses prolongements (précédents quadriennnaux). Nous traitons de l’identification de systèmes de culture valorisant au mieux l’eau, du choix d’assolement (individuel et collectif) et du choix de stratégies d’irrigation à faire avant la campagne, et des moyens d’estimer les besoins en eau d’irrigation en cours de campagne.

La gestion à long terme (planification) est abordée à l’échelle du territoire, notamment au travers des projets APPEAU et MAELIA (et projet AGAPPE actuellement soumis pour financement à l’ANR). Nous abordons la question du choix de distributions de systèmes de culture permettant de réduire la pression sur la ressource en eau et celle de l’impact des normes sur la ressource en eau.

Les questions de choix d’assolement, de l’échelle de l’exploitation à celle du territoire, traduisent notre volonté de nous ouvrir à d’autres systèmes que les seuls systèmes de grande culture irrigués. En effet, les exploitations et territoires comportent aussi des systèmes de culture pluviaux et des systèmes herbagers. De plus, sous l’effet des changements globaux (climatiques, énergétiques, etc.) il est possible que certains systèmes pluviaux deviennent des alternatives aux systèmes irrigués. Nous nous intéressons donc à un grand nombre d’alternatives de systèmes de production permettant de répondre aux enjeux de gestion quantitative de l'eau.

Nous développons des outils et méthodes permettant de faciliter la gestion de l’eau pour ces différentes situations spatio-temporelles .

Des questions méthodologiques, relatives aux scénarios et à la modélisation, sont transversales aux échelles spatiales et temporelles considérées. Elles sont détaillées dans les deux paragraphes suivants.


III. Des questions méthodologiques

1. Conception et évaluation de scénarios relatifs aux systèmes de culture pour une gestion intégrée de l'eau à l'échelle du territoire

Afin d’anticiper cette évolution des ressources en eau et d’identifier des voies d’adaptation, il est nécessaire de concevoir et d’évaluer des scénarios de production en grandes cultures potentiellement adaptés aux nouvelles conditions d’accès à la ressource (temps et espace). Pour cela, il s’agit de proposer des systèmes de culture adaptés à ces nouvelles conditions à l’échelle de la parcelle et à celle du territoire. Pour juger de leur durabilité générale ces scénarios de systèmes de culture doivent être évalués en terme d’efficience d’utilisation de l’eau et sur des critères socio-économiques et environnementaux.

Nous identifions différents leviers pour concevoir des scénarios d’adaptation des systèmes de grandes cultures à des variations de la ressource en eau :
- A l’échelle de la parcelle :
Raisonnement des stratégies d’irrigation avant la campagne et évaluation des besoins en eau au cours de la campagne
o Identification de systèmes de culture qui valorisent mieux l’eau
- A l’échelle de l’exploitation :
Raisonnement des choix d’assolement (individuellement), en introduisant éventuellement des systèmes pluviaux et/ou herbagers
- A l’échelle du territoire :
Mise au point de distributions spatiales de systèmes de culture qui réduisent la pression sur la ressource à l’échelle du territoire

Des outils de modélisation développés par l’équipe permettent d’assister ces travaux de conception car ils permettent de représenter ces scénarios relatifs aux systèmes de culture, éventuellement de les optimiser (stratégies d’irrigation) et enfin ils fournissent des éléments d’évaluation. Citons par exemple MODERATO pour les stratégies d’irrigation, MASC pour l’évaluation multicritère de systèmes de culture ou SPACSS pour la construction et l’évaluation de distributions spatiales de systèmes de culture.

Ces outils de modélisation sont associés à des démarches participatives que ce soit pour le volet conception ou évaluation. En effet, les points de vue de différents acteurs (agriculteurs, conseillers agricoles, chercheurs, élus locaux, gestionnaires de l’eau etc.) sont collectés pour : (i) comprendre leurs objectifs, contraintes et processus déceisionnels, (ii) concevoir des systèmes de culture et des distributions de systèmes de culture et (iii) évaluer les propositions de scénarios (e.g. sélection et analyse de critères d’évaluation pertinents).


2. Modélisation biodécisionnelle

Depuis une vingtaine d’années, de nombreux modèles de culture ont été développés de par le monde pour décrire le fonctionnement d’un peuplement de plantes et éventuellement faire des propositions de nouvelle gestion de la culture : APES, CERES, CROPSYST, EPIC, STICS, AZODYN… Ces modèles sont essentiellement centrés sur la représentation du fonctionnement biophysique du système Sol-Plante-Atmosphère. Pour gérer durablement les agroécosystèmes, pour concevoir des systèmes innovants ou gérer des ressources il faut également prendre en compte les actes techniques résultants de décision d’acteurs et agissant sur le système Sol-Plante-Atmosphère.

De fait, de nombreuses questions de gestion de l’eau se traduisent en questions de modélisation des décisions d’agriculteurs : comment modéliser les décisions des agriculteurs relatives à l’irrigation ou au choix d’assolement ? Comment identifier et simuler les indicateurs réellement utilisés par les agriculteurs ? Comment intégrer le fait qu’ils anticipent (par exemple en écoutant les prévisions météo) et qu’ils ont une aversion au risque donnée ? Comment représenter la décision à une échelle supra parcellaire? Comment représenter la cohérence spatiale et temporelle du système?

Les modèles biodécisionnels couplent dynamiquement le fonctionnement du système biophysique et les prises de décision des acteurs pour les interventions techniques. Notre activité passée a permis de développer des modèles biodécisionnels tels que MODERATO pour le maïs, MOUSTICS pour les principales grandes cultures du sud-ouest de la France, IRRIGATE pour la prairie. Cela a été possible grâce à un investissement sur l’analyse et la représentation des pratiques des agriculteurs. Ces modèles ont été utilisés pour l’amélioration, voire l’optimisation, de stratégies de conduite. La question de leur application à l’échelle de grands territoires a également été abordée et a conduit au développement du modèle ADEAUMIS d’estimation de la demande régionale en eau d’irrigation. Ces travaux de modélisation décisionnelle se poursuivent, notamment au travers de l’UMT Eau.
Pour répondre aux questions de gestion de l’eau posées à l’échelle des territoires où les acteurs sont multiples et en interaction, nous nous intéressons à la modélisation des interactions entre acteurs (et entre acteurs et milieu). Cette question de modélisation des comportements d’acteurs nous conduit à développer nos coopérations avec les SHS et à investir de nouvelles formes de modélisation telles que les systèmes multi-agents.
L’ensemble des questions de gestion de l’eau que nous posons renvoie à la recherche d’outils et de modèles pour faciliter la gestion de l’eau et concevoir et évaluer les systèmes de culture. Cette recherche va nous conduire à mobiliser des scientifiques de disciplines différentes. Pour faciliter cette interaction interdisciplinaire, nous travaillons à l’élaboration d’une ontologie générique pour la conception et l’évaluation de systèmes de culture territorialisés.

Réduire

- Champs de rattachement :
 

En naviguant sur notre site vous acceptez l'installation et l'utilisation des cookies sur votre ordinateur. En savoir +