# Les systèmes de cultures français associés à la méthanisation sans élevage sont-ils adaptés au changement climatique et permettent-ils de l'atténuer ?

Léa Boros, Florent Levavasseur, Marco Carozzi, Sophie Carton, Lucie Martin, Philippe Martin, Sabine Houot

► To cite this version:

Léa Boros, Florent Levavasseur, Marco Carozzi, Sophie Carton, Lucie Martin, et al.. Les systèmes de cultures français associés à la méthanisation sans élevage sont-ils adaptés au changement climatique et permettent-ils de l'atténuer?. Séminaire 2024 du Métaprogramme "Agriculture et forêt face au changement climatique: adaptation et atténuation" - CLIMAE, Mar 2024, Lyon, France. 2024. hal-04559637

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Submitted on 25 Apr 2024

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# Les systèmes de culture français associés à la méthanisation sans élevage sont-ils adaptés au changement climatique et permettent-ils de l'atténuer ?

L. Boros¹,², F. Levavasseur¹, M. Carozzi², S. Carton³, L. Martin¹, P. Martin², S. Houot¹

1 - INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, UMR ECOSYS, Palaiseau, France

3 - AgroParisTech, Ferme de Grignon, Thiverval-Grignon, France

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

2 - INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, UMR SADAPT, Palaiseau, France

## CONTEXTE et OBJECTIF

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

* La méthanisation agricole progresse rapidement en France, notamment en zone de grandes cultures

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

* Les CIVE (cultures intermédiaires à vocation énergétique) s'insèrent entre deux cultures principales et pourraient modifier les systèmes agricoles associés

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

* Actuellement, les évaluations environnementales de la méthanisation ne prennent pas en compte d'irrigation et d'utilisation de produits phytosanitaires sur CIVE ni de changements indirects d'usage des sols

**Objectif principal de la thèse :** Evaluer les capacités d'adaptation et d'atténuation du changement climatique des systèmes de culture associés à la méthanisation sans élevage à partir des pratiques réelles des agriculteurs

## PREMIERS RESULTATS DE THESE

### 1 Changements d'assolement des fermes associées un méthaniseur français (503 méthaniseurs, période 2007 - 2021)

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

Avant la mise en service du méthaniseur

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Après la mise en service du méthaniseur

* 67% des fermes sans changement

* Augmentation significative des surfaces en maïs et autres céréales au détriment des surfaces en blé tendre et colza

* Analyse des variables explicatives de ces changements en cours

Exemple d'évolution des surfaces moyennes en maïs à l'échelle France entière (Levavasseur et al., 2023)

### Changements d'assolement suite à l'insertion des CIVE chez les agriculteurs méthaniseurs sans élevage enquêtés

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

* Des changements d'assolements cohérents avec les résultats à l'échelle France entière, mais plus prononcés :

+ de maïs, d'orge et d'autres céréales, - de blé et de colza

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

## CONCLUSION

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

* Les pratiques observées (fertilisation, irrigation et utilisation de produits phytosanitaires sur CIVE) diffèrent de celles des évaluations environnementales de la méthanisation

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

* Les systèmes avec CIVE impactent les cultures principales, sont dépendants de la ressource en eau et des produits phytosanitaires et augmentent les besoins en fertilisation azotée

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

* Ces résultats font émerger des incertitudes quant à leur résilience vis-à-vis du changement climatique

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

## METHODES

1. **Evaluation des changements d'assolement chez les agriculteurs méthaniseurs en France :**

- Croisement de la carte d'occupation des sols de 2007 à 2021 (Registre Parcellaire Graphique) et de la carte des méthaniseurs français (SINOE)

- Recherche de variables explicatives de ces changements à partir des données du Recensement Agricole 2020

2. **Caractérisation des systèmes de culture associés à la méthanisation sans élevage dans les zones de grandes cultures françaises : entretiens semi-directifs auprès de 33 fermes associées à 24 méthaniseurs**

3. **Evaluation des capacités d'atténuation et d'adaptation au changement climatique des systèmes de culture caractérisés par l'utilisation de modèles (outil PROLEG incluant STICS) appliqués à divers scénarios climatiques**

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Carte des méthaniseurs d'intérêt pour les entretiens (n=81) : sans élevage et en zone de grandes cultures mis en service avant 2022

### 2 Résultats d'enquêtes auprès d'agriculteurs méthaniseurs sans élevage : caractérisation des évolutions de leurs systèmes de culture

* Surface moyenne des exploitations enquêtées : 235 ha avec des CIVE sur 30% de la SAU en moyenne

* Apports médians aux méthaniseurs enquêtés : ensilage de CIVE ou cultures dédiées (55%) puis pulpe de betterave (27%) et déchets agro-industriels (20%)

#### Principaux itinéraires techniques rencontrés sur CIVE

Des pratiques sur CIVE plus intensives que celles des évaluations de la méthanisation :

* Utilisation des produits phytosanitaires sur CIVE : 30 fermes sur 33

* Irrigation des CIVE d'été : 17 fermes sur 33

* Pertes de rendement variables sur la culture principale post CIVE hiver : -10% à -40%

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

#### Gestion du digestat

* Economies d'engrais très variables d'une ferme à l'autre (0% à -60%) : dépendantes de la capacité de stockage de digestat sur la ferme et de la quantité d'intrants agro-industriels au méthaniseur

* Epandage avec pendillard sans tonne sur toutes les fermes enquêtées → limitation volatilisation ammoniacale

## PERSPECTIVES

### 3 Evaluation des capacités d'adaptation et d'atténuation du changement climatique (CC) des systèmes de culture sans élevage avec CIVE en France

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

#### Sorties

##### Atténuation du CC

* Bilan GES incluant production d'énergie, changements indirects d'usage des terres, stockage de C, émissions liées aux engrais, N₂O, machinisme

##### Adaptation au CC

* Production biomasse

* Usage ressource en eau

* Lame drainante
# Les systèmes de culture français associés à la méthanisation sans élevage sont-ils adaptés au changement climatique et permettent-ils de l'atténuer ?

L. Boros¹,², F. Levavasseur¹, M. Carozzi², S. Carton³, L. Martin¹, P. Martin², S. Houot¹

1 - INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, UMR ECOSYS, Palaiseau, France

3 - AgroParisTech, Ferme de Grignon, Thiverval-Grignon, France

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

2 - INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, UMR SADAPT, Palaiseau, France

## CONTEXTE et OBJECTIF

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* La méthanisation agricole progresse rapidement en France, notamment en zone de grandes cultures

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

* Les CIVE (cultures intermédiaires à vocation énergétique) s'insèrent entre deux cultures principales et pourraient modifier les systèmes agricoles associés

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

* Actuellement, les évaluations environnementales de la méthanisation ne prennent pas en compte d'irrigation et d'utilisation de produits phytosanitaires sur CIVE ni de changements indirects d'usage des sols

**Objectif principal de la thèse :** Evaluer les capacités d'adaptation et d'atténuation du changement climatique des systèmes de culture associés à la méthanisation sans élevage à partir des pratiques réelles des agriculteurs

## PREMIERS RESULTATS DE THESE

### 1. Changements d'assolement des fermes associées un méthaniseur français (503 méthaniseurs, période 2007 - 2021)

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<figure><img src="image_7.png" /></figure>

* **Avant** la mise en service du méthaniseur

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* **Après** la mise en service du méthaniseur

* 67% des fermes sans changement

* Augmentation significative des surfaces en maïs et autres céréales au détriment des surfaces en blé tendre et colza

* Analyse des variables explicatives de ces changements en cours

Exemple d'évolution des surfaces moyennes en maïs à l'échelle France entière (Levavasseur et al., 2023)

### Changements d'assolement suite à l'insertion des CIVE chez les agriculteurs méthaniseurs sans élevage enquêtés

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

* Des changements d'assolements cohérents avec les résultats à l'échelle France entière, mais plus prononcés :

+ de maïs, d'orge et d'autres céréales, - de blé et de colza

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

## CONCLUSION

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

* Les pratiques observées (fertilisation, irrigation et utilisation de produits phytosanitaires sur CIVE) diffèrent de celles des évaluations environnementales de la méthanisation

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

* Les systèmes avec CIVE impactent les cultures principales, sont dépendants de la ressource en eau et des produits phytosanitaires et augmentent les besoins en fertilisation azotée

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

* Ces résultats font émerger des incertitudes quant à leur résilience vis-à-vis du changement climatique

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

## METHODES

1. **Evaluation des changements d'assolement chez les agriculteurs méthaniseurs en France :**

* Croisement de la carte d'occupation des sols de 2007 à 2021 (Registre Parcellaire Graphique) et de la carte des méthaniseurs français (SINOE)

* Recherche de variables explicatives de ces changements à partir des données du Recensement Agricole 2020

2. **Caractérisation des systèmes de culture associés à la méthanisation sans élevage dans les zones de grandes cultures françaises : entretiens semi-directifs auprès de 33 fermes associées à 24 méthaniseurs**

3. **Evaluation des capacités d'atténuation et d'adaptation au changement climatique des systèmes de culture caractérisés par l'utilisation de modèles (outil PROLEG incluant STICS) appliqués à divers scénarios climatiques**

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Carte des méthaniseurs d'intérêt pour les entretiens (n=81) : sans élevage et en zone de grandes cultures mis en service avant 2022

### 2. Résultats d'enquêtes auprès d'agriculteurs méthaniseurs sans élevage : caractérisation des évolutions de leurs systèmes de culture

* Surface moyenne des exploitations enquêtées : 235 ha avec des CIVE sur 30% de la SAU en moyenne

* Apports médians aux méthaniseurs enquêtés : ensilage de CIVE ou cultures dédiées (55%) puis pulpe de betterave (27%) et déchets agro-industriels (20%)

#### Principaux itinéraires techniques rencontrés sur CIVE

Des pratiques sur CIVE plus intensives que celles des évaluations de la méthanisation :

* Utilisation des produits phytosanitaires sur CIVE : 30 fermes sur 33

* Irrigation des CIVE d'été : 17 fermes sur 33

* Pertes de rendement variables sur la culture principale post CIVE hiver : -10% à -40%

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#### Gestion du digestat

* Economies d'engrais très variables d'une ferme à l'autre (0% à -60%) : dépendantes de la capacité de stockage de digestat sur la ferme et de la quantité d'intrants agro-industriels au méthaniseur

* Epandage avec pendillard sans tonne sur toutes les fermes enquêtées → limitation volatilisation ammoniacale

## PERSPECTIVES

### 3. Evaluation des capacités d'adaptation et d'atténuation du changement climatique (CC) des systèmes de culture sans élevage avec CIVE en France

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#### Sorties

##### Atténuation du CC

* Bilan GES incluant production d'énergie, changements indirects d'usage des terres, stockage de C, émissions liées aux engrais, N₂O, machinisme

##### Adaptation au CC

* Production biomasse

* Usage ressource en eau

* Lame drainante