AMG-LAB : Améliorer la prédiction du stockage de carbone dans les sols et dans les outils d’évaluation environnementale : adaptation du modèle AMG pour les Leviers Agricoles Bas carbone
Acronyme : AMG-LAB - GRAINE 2023
Programme : GRAINE (Phase 2) - Production, valorisation des biomasses et préservation des écosystèmes 
Mots-clés : Sols / Agriculture / Forêt
Contexte : Il existe de nombreux modèles de simulation de la dynamique du carbone dans le sol, à l’échelle internationale. En France, un des modèles qui fait référence est le modèle AMG. C’est un modèle simple qui permet de simuler au pas de temps annuel l’évolution des stocks de carbone organique du sol (COS) à l’échelle de la parcelle, sous l’effet des pratiques agricoles et des conditions pédoclimatiques. AMG a été référencé dans le cadre de la méthode Grandes Cultures du Label Bas Carbone, comme outil pour calculer le stockage de carbone du sol lié à la mise en place de leviers bas carbone au sein des exploitations agricoles. Au niveau national, le consortium AMG composé de AgroTransfert, ARVALIS, INRAE et LDAR, créé suite à des collaborations successives depuis plus de 10 ans, est impliqué dans le développement et l’amélioration du modèle dans le cadre de projets de recherche et de R&D. L’évolution de la diversité des systèmes de culture actuellement mis en place par les agriculteurs dans leurs exploitations pour faire face aux enjeux économique, sanitaire et climatique rend nécessaire l’évaluation du modèle sur de nouveaux systèmes et si besoin la mise à jour des paramètres et formalismes du modèle pour maintenir sa performance et sa robustesse. Le modèle doit aussi pouvoir intégrer une plus grande diversité de types de production (cultures pérennes, prairies, etc.). Cette mise à jour du modèle est nécessaire pour contribuer à la réponse aux enjeux et problématiques climatiques, environnementaux, sociétaux et agricoles. C'est l'objet du travail proposé dans ce projet AMG-LAB.
Description : Le projet permettra d’intégrer les avancées décrites ci-dessus dans un unique modèle, commun à différents types de production (grandes cultures, prairies, vigne) et évalué pour une large gamme de contextes agro-pédo-climatiques. Il prendra aussi en compte les enjeux liés à l'utilisation du modèle dans des méthodes d’évaluation environnementales. Par ailleurs, des références seront produites sur l’impact de l’évolution du stock de carbone dans un contexte de changement climatique et à l’échelle de tous les systèmes de culture étudiés. Au-delà de l’évaluation des stocks de carbone, des indicateurs agronomiques en lien avec la dynamique du carbone seront identifiés et jugés pour leur performance dans l’accompagnement du diagnostic de la fertilité physique et chimique des sols.
Objectifs et résultats attendus : Le projet AMG-LAB se décline autour de trois objectifs : Un 1er objectif s’orientera vers l’amélioration de l’estimation des entrées de carbone au sol liées aux cultures et intercultures. Il s’agit en particulier de mieux représenter les systèmes bas carbone tels que l’Agriculture Biologique et l’Agriculture de Conservation des Sols, ainsi que les systèmes de prairies temporaires, permanentes et la vigne. Au-delà de la mise à jour des références pour les cultures déjà paramétrées, plusieurs questions seront adressées afin de prendre en compte les facteurs (rendement, mode de production, etc.) pouvant impacter les coefficients allométriques (indice de récolte et rapport entre biomasse aérienne et souterraine) pour une culture donnée. Il s’agira également de développer des méthodes d’estimation des entrées de C adaptées aux cultures pérennes (prairies et vigne). Un 2ème objectif portera sur l’amélioration des formalismes et du paramétrage liés à la minéralisation du COS. Il s’agira de généraliser et évaluer une nouvelle version du modèle intégrant un priming effect (i.e. minéralisation du COS dépendante des entrées de C) et une discrétisation verticale du COS, en lien avec le travail du sol et les entrées de C aériennes et racinaires. Une nouvelle méthode permettant l’estimation du COS stable, basé sur l’analyse Rock-Eval (Kanari et al., 2022), sera aussi évaluée de manière plus large. Par ailleurs, la robustesse du modèle sera évaluée dans des conditions pédoclimatiques peu ou pas représentées dans les bases de données jusqu’à aujourd’hui (climat méditerranéen, pH acide, etc.). Un 3ème objectif s’attachera à démontrer les intérêts de l’utilisation du modèle et de ses améliorations/extensions dans 3 cadres différents : i) une étude sera conduite pour évaluer la pertinence de l’intégration des sorties du modèle et d’indicateurs dérivés de ces sorties dans des outils de bilans environnementaux, dans un objectif d’estimer la part du stockage/déstockage de COS dans les bilans GES ; ii) évaluer l’effet du changement climatique sur l’évolution des stocks de matière organique dans le sols dans le cadre de scénarii climatiques prospectifs RCP 4.5 et 8.5 ; iii) identifier et évaluer des indicateurs de fertilité des sols en lien avec la dynamique du COS selon les pratiques agricoles mises en place.
Bénéficiaire : ARVALIS INSTITUT DU VEGETAL
Localisation : Paris 16e Arrondissement, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/10/2024 — Durée : 48 mois
Budget total : 416076.46 € — Aide ADEME : 299494.43 €
Statut : Suivi du projet