Paysages virtuels et analyse de scénarios pour évaluer les impacts ...

Résumé et mots-clefs
L’évaluation environnementale des systèmes de production agricole est un enjeu majeur pour le
développement de pratiques agricoles durables, la préservation ou la restauration du bon état écologique des
ressources naturelles. Cependant, cette évaluation est compliquée à réaliser par expertise ou par
expérimentation à cause de la diversité des processus de transformation et de transfert de la matière
organique au sein des paysages agricoles, leurs interactions et leurs dynamiques. L’objectif de ce projet était
de de proposer une méthodologie d’évaluation environnementale qui soit spatialisée et dynamique afin
d’intégrer les effets du milieu physique, du climat et des pratiques agricoles.
L’approche suivie dans ce projet est basée sur le développement d’une plateforme de modélisation des
paysages agricoles (Qualscape), comme support conceptuel commun aux différentes étapes de ce travail :
– l’analyse de successions culturales parcellaires observées afin d’identifier les déterminants spatiaux
et temporels des transitions de cultures ; l’occupation du sol spatialisant les pratiques agricoles ;
– à partir du bassin versant de Naizin (12 km 2 , Morbihan, France) caractérisé par des activités
d’élevage bovin et porcin intensives, la construction d’un jeu de paysages agricoles virtuels différant
par leur milieu physique, les forçages climatiques et les pratiques agricoles auxquels ils sont soumis ;
– la réalisation d’une évaluation environnementale multi-cibles et multi-critères de ces agrosystèmes
en permettant le couplage et l’intégration des sorties entre le modèle agro-hydrologique TNT2 et un
modèle de bilan de phosphore du sol.
Stochastree, un modèle de transition de cultures basé sur des arbres de décision stochastiques a été
développé. Il a notamment permis de maintenir la distribution spatiale des cultures autour du corps
d’exploitation, tout en respectant des contraintes d’hydromorphie des sols et d’objectif de production des
exploitations. L’évaluation environnementale des paysages virtuels a quantifié l’influence du climat, du
milieu et des systèmes de culture sur différents indicateurs agricoles, pédologiques et hydrologiques. Nous
avons constaté que l’adoption d’un système de culture modéré (réduction d’intrants, intercultures hivernales)
réduit significativement les flux excédentaires de phosphore vers les sols et accroît l’efficience des apports
d’azote et de phosphore. Cependant, cet effet s’atténue pour des indicateurs incorporant des processus de
transformation et de transfert de la matière organique, comme la concentration en nitrate à l’exutoire. De
plus, les effets des interactions sol-climat sur cette concentration sont du même ordre qu’une réduction de
15% des apports totaux d’azote. Ainsi, la définition de pratiques agricoles alternatives devant satisfaire un
objectif environnemental précis (cf. le non-dépassement du seuil des 50 mg NO3.l -1 dans les cours d’eau) ne
peut se faire qu’en lien avec les caractéristiques du paysage et que leur transposition directe à un autre
paysage peut ne pas atteindre l’effet escompté.
Mots-clefs : paysage virtuel, évaluation environnementale, agrosystème, sol, climat, pratique agricole,
fertilisation, nutriment, azote, nitrate, phosphore, hydrologie, TNT2, Qualscape, Stochastree, Rotomatrix
Abstract – p. 6