Evaluation des iMpacts sur la biOdiversiTé et la durabIIité des systèmes des productiON de biomasSe
Acronyme : EMOTIONS
Programme : GRAINE (Phase 2) - Production, valorisation des biomasses et préservation des écosystèmes 
Mots-clés : Sols / Agriculture / Forêt
Contexte : L’agriculture joue un rôle clé dans la production de biomasse et donc dans le développement d’une bioéconomie permettant d’assurer la sécurité alimentaire et de produire de l’énergie, des matériaux et des biomolécules biosourcés. L’intensification depuis les années 1950 de cette production et la formidable croissance qu’elle a permise n’a été possible que grâce à un changement total du métabolisme énergétique, qui s’est traduit par une utilisation massive d’énergies fossiles pour la fabrication d’engrais de synthèse, l’utilisation de machines, la production d’aliments du bétail, etc. Ceci a entraîné une totale dépendance de l’agriculture des pays occidentaux aux énergies fossiles (Harchaoui and Chatzimpiros 2018). De même, l’agriculture à joué un rôle majeur dans le dépassement de plusieurs limites planétaires via notamment l’usage intensif d’intrants et la simplification des paysages agricoles (Campbell et al. 2017). Ces impacts portent à la fois sur la consommation de ressources non renouvelables, les prélèvements d’eau, les émissions de polluants altérant la qualité et le fonctionnement des milieux naturels, ainsi que sur les impacts directs et indirects sur la biodiversité et la santé humaine. A ceci s’ajoute un contexte de changement globaux et de fluctuation intense, sources de stagnation, voire de baisse, des rendements (Schauberger et al. 2018). Tous ces éléments conduisent au constat qu’une bioéconomie basée sur la production intensive de biomasse via le modèle agricole actuel ne peut être durable (Pfau et al. 2014; Malderieux et al. 2017; Muscat et al. 2021). Le développement d’une bioéconomie durable doit donc combiner les objectifs de production de biomasse pour répondre aux différents besoins, et de minimisation des impacts environnementaux pour répondre aux exigences sociétales de durabilité et de résilience. A l’échelle de la parcelle, concevoir des systèmes de culture répondant à ces défis nécessite une évaluation rigoureuse et fondée scientifiquement de leurs performances. Celles-ci portent sur la production de biomasse et la réduction des impacts environnementaux, ainsi que sur la capacité à faire face à des perturbations exogènes comme le changement climatique (Lechenet et al. 2017; Colnenne-David et al. 2017). Le recours à des méthodes d’évaluation multicritère répond à ce besoin d’évaluation ex ante (a priori sur des systèmes en phase de conception) ou ex post (a posteriori sur des systèmes en place) (Bockstaller et al. 2019a). A l’échelle du territoire, Il s’agit de déterminer la distribution spatiale de ces systèmes innovants pour développer de nouvelles formes d’organisations socio-écologiques répondant aux enjeux alimentaires, non alimentaires et de conservation des ressources naturelles (Wohlfahrt et al. 2019). Les travaux menés au sein de l’UMR LAE sur le développement de méthodes d’évaluation, avec la méthode INDIGO et la modélisation et l’évaluation intégrées avec la plateforme MAELIA, multi-agent, multi-niveau, multicritère, simulant les systèmes de culture et leurs impacts de manière spatialisée et dynamique), s’inscrivent parfaitement dans ce contexte (Bockstaller et al. 2019a). Ces méthodes prédictives permettent des évaluations ex ante reposant sur des simulations pour étudier l’impact d’un changement potentiel de pratiques agricoles, de conditions de milieu ou de contexte (ex., climat, prix). Cependant, la biodiversité, est pour le moment peu ou pas traitée dans ces méthodes, alors qu’elle en représente un enjeu important dans le développement d’une bioéconomie durable (Pfau et al. 2014). C’est dans ce contexte de besoin de méthodes d’évaluation intégrant explicitement l’enjeu biodiversité pour accompagner les transitions agroécologiques et bioéconomiques, que s’inscrit le projet EMOTIONS.
Description : Le projet sera structuré en 2 lots centraux (2 et 3) en plus d’un lot de coordination (lot 1) et d’un lot de valorisation (lot 4), sachant que : - Le lot 2 sera consacré au développement d’indicateurs de biodiversité avec les : o tâche 2.1 sur les métriques de pratiques pouvant être estimées avec la télédétection et utilisées en : o tâche 2.2 pour estimer l'hétérogénéité au niveau d’un territoire et son impact sur la biodiversité qui fournira des connaissances à la : o tâche 2.3 consacrée au développement d’une base de données et d’indicateurs prédictifs de biodiversité utilisés dans : - Le lot 3 sera dédié à l’évaluation multicritère (biodiversité+autres critères) avec la méthode INDIGO et la plateforme MAELIA avec les : o tâche 3.1 pour intégrer les indicateurs de biodiversité de la tâche 2.3 o tâche 3.2 pour coupler les sorties de MAELIA avec les indicateurs de la méthode INDIGO o tâche 3.3 pour une application « preuve de concept » sur un territoire de production de biomasse d’un méthaniseur.
Objectifs et résultats attendus : L’objectif général du projet est d’accompagner les acteurs dans la conception de systèmes durables de production de biomasse pour la bioéconomie. Il s’agira de leur fournir une méthode d’évaluation intégrée, dynamique, multicritère, avec un focus sur la biodiversité, de l’échelle de la parcelle à celle du territoire. Ceci leur permettra de travailler sur des scénarios territoriaux de déploiement de systèmes de cultures innovants. Les objectifs opérationnels du projet EMOTIONS seront donc doubles : - Développer des modèles de biodiversité opérationnels permettant de prédire les effets des pratiques à l’échelle de la parcelle et du paysage sur des composantes de la biodiversité de manière explicite, en y intégrant des connaissances sur les effets temporels des pratiques. Ces modèles prédictifs fourniront des indicateurs d’effet prédictifs des pratiques de gestion des parcelles et du paysage sur la biodiversité grâce à des indicateurs de biodiversité (abondance et/ou diversité) et fonctionnels (indice RaoQ, CWM des guildes trophiques) de plusieurs groupes taxonomiques. - Puis les intégrer dans la méthode d’évaluation INDIGO et dans la plateforme de modélisation et d’évaluation intégrée MAELIA afin de pouvoir conduire une évaluation intégrée dont la composante biodiversité est sensible aux pratiques agricoles. Ces objectifs s’inscrivent dans l’axe 3 de l’APR Graine 2023 : « Outils et méthodes d’évaluation de la santé des sols et des impacts environnementaux du développement de la bioéconomie sur les écosystèmes ».
Bénéficiaire : INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT
Localisation : Colmar, Grand Est, FRANCE
Début : 01/03/2025 — Durée : 42 mois
Budget total : 379826.64 € — Aide ADEME : 278422 €
Statut : Suivi du projet