Rapport d`auto-évaluation 2008-2012

Transcription

RAPPORT D’AUTOÉVALUATION
2008-2012
DÉPARTEMENT
ENVIRONNEMENT
ET AGRONOMIE
Membre fondateur de
Département Environnement et Agronomie
Rapport d’activité 2008-2012
Mai 2014
Centre de Recherche Val de Loire, site d’Orléans
2163 avenue de la Pomme de Pin
CS 40001 Ardon
45075 Orléans cedex 2
Tél. : + 33 1 (0)2 38 41 81 02
www.ea.inra.fr
© Photos Inra
Remerciements
Depuis plusieurs mois, de nombreuses personnes se sont mobilisées pour la préparation de l’évaluation, la
rédaction du document et l’organisation des journées de présentation de l’évaluation.
Nous remercions en premier lieu l’équipe actuelle du département Environnement et Agronomie, assistante,
documentaliste, gestionnaires, chargés de mission, mais aussi Laurent Bruckler qui a dirigé le département
jusqu’en mars 2010 et les membres de la précédente équipe.
Beaucoup de collègues ont été sollicités pour recueillir l’ensemble des données présentées dans ce rapport : les
directeurs d’unité et leurs équipes, les animateurs des différents co lle ctifs du département (réseaux, plateformes,
dispositifs expérimentaux), de nombreux services d’appui de l’Inra (DARESE, DEPE, DEV, DIFAG, DRH, DSI,
FPN, UCPI), ainsi que l’équipe du projet ASIRPA. Nous les remercions sincèrement pour la qualité des données
fournies et du travail réalisé. Des chercheurs et ingénieurs ont contribué à la réalisation des cas d’études
illustrant les impacts des travaux conduits dans le département et les réponses aux questions spécifiques posées
par la direction générale, nous les remercions chaleureusement.
Nous avons interagi ave c les directeurs d’unité et les membres des conseils scientifique et de gestion lors de nos
différentes réunions. L’esprit toujours constructif des é changes nous a été précieux pour conduire notre analyse,
et nous remercions ces trois assemblées avec qui nous prenons plaisir à travailler.
Un département de recherche à l’Inra est un ensemble de personnes, chercheurs, ingénieurs, techniciens et
administratifs, qui travaillent au sein de différents collectifs de recherche (unités, réseaux, plateformes. Ce sont
les constructions et réflexions aux différents niveaux d’organisation et en synergie qui font la qualité des travaux
conduits dans le département. Nous voudrions donc remercier chacun pour son engagement dans son travail et
dans son collectif. Nous espérons que le document reflète bien l’investissement de tous.
La multiplication des partenariats dans un cadre toujours plus compétitif et le caractère prégnant des enjeux
rendent de plus en plus complexe l’activité de recherche. Dans ce contexte en permanente évolution, un
département cherche, en inscrivant son action dans la durée et en définissant des priorités sans cesse
questionnées, à soutenir les unités et les chercheurs dans leur choix de thématiques et de partenariats afin de
conduire les travaux de la manière la plus adaptée aux enjeux d’aujourd’hui et de demain. Cette évaluation est
l’occasion de bénéficier d’un regard extérieur sur nos pratiques de management et d’un point de vue nouveau
pour identifier des propositions d’actions qui puissent augmenter la plus-value d’un département. Nous
remercions par avance la commission et son président pour le temps consacré à la compréhension de notre
système de recherche et à l’analyse de nos activités dans le but d’améliorer nos pratiques.
Le 15 mai 2014
Guy Richard, chef de département
Nathalie Munier-Jolain et Pierre Cellier, chefs de département adjoints
[3]
Sommaire
1. Introduction ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
1.1. Présentation générale de l’Inra --------------------------------------------------------------------------------- 9
1.1.1 L’institut
1.1.2 Les départements
1.2. Le département Environnement et Agro nomie -------------------------------------------------------------- 11
1.2.1. Présentation générale
1.2.2. Thématiques et priorités scientifiques
1.3. Organisation du document ----------------------------------------------------------------------------------- 13
2. Structuration, organisation et animation du département ------------------------------------------------ 15
2.1. Description---------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
2.1.1. Dispositif de recherche
2.1.2. Ressources humaines
2.1.3. Ressources budgétaires
2.2. Organisation et animation ----------------------------------------------------------------------------------- 31
2.2.1. Organisation de la direction du département
2.2.2. Animation scientifique et pilotage
2.2.3. Gestion des ressources humaines
2.2.4. Démarche qualité
2.2.5. Politique partenariale
3. Bilan et analyse de l’activité scientifique--------------------------------------------------------------------- 49
3.1. Bilan scientifique des quatre enjeux structurants
3.1.1. Bilan de l’enjeu structurant 1
3.2. Etude d’impact selo n la méthode ASIRPA ------------------------------------------------------------------- 78
3.2.1. Méthodologie
3.2.2. Impacts dans le domaine de l’agriculture
3.2.3. Impacts dans le domaine de l’environnement
3.3. Positionnement national et international -------------------------------------------------------------------- 96
3.3.1 Positionnement du partenariat académique
3.3.2. Positionnement du partenariat avec les milieux socio-professionnels
4. Indicateurs de performances -------------------------------------------------------------------------------- 103
4.1. Indicateurs de production scientifique des unités et auto-analyse ------------------------------------------- 105
4.1.1. Corpus d’étude et méthode
4.1.2. Indicateurs de la production
4.1.3. Indicateurs de visibilité
4.1.4. Indicateurs sur les collaborations
4.1.5. Analyse thématique de la production
4.2. Analyse de l’activité contractuelle des unités ----------------------------------------------------------------- 119
4.3. Analyse de l’évaluation des unités ---------------------------------------------------------------------------- 124
[5]
5. Questions spécifiques ---------------------------------------------------------------------------------------- 127
5.1. Contribution aux metaprogrammes ------------------------------------------------------------------------- 129
5.2. Productivité et tolérance au stress ---------------------------------------------------------------------------- 132
5.3. Intégration des facteurs biotiques et abiotiques -------------------------------------------------------------- 136
5.4. Etudes sur l’agronomie globale ------------------------------------------------------------------------------- 139
5.5. Intégration de technologies nouvelles ------------------------------------------------------------------------ 142
5.6. Observation, expérimentation, modélisation et bases de données ------------------------------------------- 146
5.7. Outils d’aide à la décision ------------------------------------------------------------------------------------- 150
5.8. Expertise, transfert et innovation ----------------------------------------------------------------------------- 153
6. Conclusion et perspectives ----------------------------------------------------------------------------------- 159
6.1. Bilan de l’action du département de 2008 à 2014 ------------------------------------------------------------ 161
6.1.1. Animation scientifique
6.1.2. Outils collectifs
6.1.3. Gestion des compétences
6.1.4. Internationalisation
6.2. Priorités scientifiques à venir --------------------------------------------------------------------------------- 166
7. Références citées---------------------------------------------------------------------------------------------- 171
8. Glossaire------------------------------------------------------------------------------------------------------- 189
9. Annexes ∗ ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 197
Annexe
Annexe
Annexe
Annexe
1 : Documents généraux relatifs au département EA et à l’Inra
2 : Documents relatifs aux unités, aux outils collectifs et aux contrats de recherche
3 : Cas d’étude de l’impact des travaux, méthodologie ASIRPA
4 : Liste des productions du département
*
Annexes accessibles via le site internet du département EA : http://www.ea.inra.fr/Les-recherches/Documents-cles/Evaluation-EA
[6]
1
Introduction
1.1. Présentation générale de l’Inra
1.1.1. L’institut
1.1.2. Les départements
1.2. Le département EA
1.2.1. Présentation générale
1.2.2. Thématiques et priorités scientifiques
1.3. Organisation du document
1.1. Présentation générale de l’Inra
1.1.1. L’INSTITUT
L’Institut national de la recherche agronomique (Inra) est l’établissement de recherche publique français qui
conduit l’e nsemble des recherches à caractère finalisé traitant de l’agriculture au sens large : production de biens
et services, économie, impact sur l’environnement, transformation, alimentation… Il dépend des ministères en
charge de la recherche et de l’agriculture. Les priorités scientifiques de l’Institut, définies dans son document
d‘orientation pour la période 2010-2020, sont au nombre de sept :
Two interdisciplinary priorities:
•
Predictive approaches in biology
•
Agroecology
Four research areas centered on major societal challenges:
•
Integration of the economic, social and environmental performances of agriculture
•
Development of healthy and sustainable food systems
•
Mitigation of greenhouse gases and adaptation of agriculture and forestry to climate change
•
Biomass conversion for chemicals and energy
One cross-cutting scientific issue:
• World food security and global change
Les sept priorités scientifiques de l’Institut
L’Inra est présidé et dirigé par François Houllier. Il s’appuie sur deux directeurs généraux délégués, l’un en
charge des programmes scientifiques, l’autre en charge des services d‘appui (les trois formant la direction
générale de l’institut), et sur trois directeurs scientifiques, chacun ayant en charge l’un des trois piliers de l’Inra :
[9]
agriculture, alimentation et environnement. La direction générale et les directeurs scientifiques forment le
collège de direction de l’institut.
L’Inra est un institut d’environ 8 500 personnes comprenant 2 000 chercheurs. Il est structuré selon deux axes :
un axe scientifique au travers des 13 départements de recherche à caractère disciplinaire ;
un axe territorial avec 17 centres de recherche répartis sur tout le territoire national.
Afin de mieux répondre aux grands enjeux auxquels l’agri culture est confrontée (changement climatique,
moindre dépendances aux intrants, santé des consommateurs…), l’Inra a mis en place depuis 2010 des
métaprogrammes à vocation interdisciplinaire et finalisée. Ces métaprogrammes, au nombre de huit,
mobiliseront à termes 30 % des ressources de l’Institut. Ils sont dirigés chacun par un des 13 chefs de
département.
BAP
PHASE
SPE
EA
CEPIA
EFPA
GA
AlimH
SA
MICA
SAE2
SAD
MIA
Biology and plant breeding (1187)
Animal physiology and livestock system (941)
Plant health and the environment (808)
Environment and agronomy (760)
Science and process engineering of agricultural products (530)
Forest, grassland and freshwater ecology (502)
Animal genetics (463)
Nutrition, chemical food safety and consumer behavior (405)
Animal health (381)
Microbiology and the food chain (330)
Social sciences, agriculture and food, rural development and environment (259)
Science for action and sustainable development (248)
Applied mathematics and informatics (116)
Les 13 départements de recherche de l’Institut (classés selon leur effectif 2012)
SELGEN
MEM
SMACH
GISA
DIDIT
ACCAF
ECOSERV
GLOFOODS
Genomic selection
Meta-omics of microbial ecosystem
Sustainable management of crop health
Integrated management of animal health
Diet impacts and determinants : interactions and transitions
Adaptation of agriculture and forest to climate change
Ecosystem services and agriculture and forest
Study of transitions for global food security
Les 8 métaprogrammes de l’Institut
1.1.2. LES DÉPARTEMENTS
Les départements de recherche sont responsables de l’élaboration de leur schéma stratégique, en lien avec le
document d’orientation de l’institut, et de sa mise en œuvre. Chaque schéma stratégique, validé pour une
période de cinq ans par la direction générale, définit les priorités scientifiques et leur organisation en champs
thématiques et/ou en enjeux finalisés, les compétences à acquérir et à renforcer, les évolutions du dispositif à
accompagner, les outils collectifs à mettre en place et les partenariats à privilégier (académiques et socioprofessionnels).
Les départements ont en charge un collectif d’unités et les personnels permanents ou temporaires qui leur sont
affectés. Ils sont le lieu d’animation scientifique dans des champs disciplinaires et pour des finalités les
concernant, de management dans les champs des ressources humaines (recrutement, suivi, formation) et de
gestion budgétaire. Chaque département est dirigé par un chef de département, qui s’appuie, pour conduire sa
politique scientifique, sur une équipe de direction et d’animation (chef(s) de département adjoint(s),
assistant(s), chargé(s) de mission…), de nature et de taille variable selon les départements. L’équipe de direction
[10]
d’un département combine des fonctions de stratégie, d’animation, de suivi et de management, au service de
priorités de recherche, de la qualité et de l’impact des recherches
1.2. Le département Environnement et Agronomie
1.2.1. PRESENTATION GENERALE
Le département Environnement et Agronomie (EA) a en charge les travaux re latifs à la gestion des espaces
cultivés, hormis les peuplements forestiers et prairiaux permanents. Représentant un peu moins de 10 % des
effectifs de l’Inra, il comprend 760 agents permanents, dont 200 chercheurs. Le personnel est réparti dans une
quarantaine d’unités dont la majeure partie est rattachée à plusieurs départements de l’Inra et/ou à d’autres
établissements de recherche et d’enseignement supérieur.
Le département EA a été créé en 1998 par la fusion de trois départements de recherche de tailles comparables
(agronomie, bioclimatologie et science du sol), afin d’être en capacité de mieux traiter des impacts de la
production végétale agrico le sur les différentes composantes de l’environnement. La finalité générale du
département EA est de développer, formaliser, et diffuser les bases scientifiques et les outils qui permettent aux
différents acteurs de la production agrico le et de l’e nvironnement de concilier des fonctions de production
agricole et des fonctions environnementales. Il s’agit de produire des connaissances génériques et
opérationnelles pour :
-
-
gérer durablement les espaces cultivés, les ressources physiques et biologiques qui en dépendent, les services
écologiques qu’ils produisent ;
atteindre des objectifs quantitatifs et qualitatifs de production agricole dans des conditions et par des
moyens répondant aux critères d’une gestion durable.
Les domaines de recherche couverts par le département EA sont :
-
-
le fonctionnement physique, chimique et biologique des écosystèmes cultivés et de leurs périphéries
(bordures, aménagements divers), les dynamiques induites par les pressions et perturbations associées à
leurs usages et aux changements globaux, leurs interactions spatiales dans les paysages, leur rôle dans le
fonctionnement de la biosphère et leurs impacts sur les ressources ;
les réactions adaptatives des plantes et peuplements cultivés aux contraintes de leur environnement, leur
variabilité et leurs effets sur la production et les milieux ;
la conception et l’évaluation de stratégies et de systèmes techniques pour la satisfaction des objectifs de
gestion durable des écosystèmes cultivés et de production de récoltes ;
la conception de méthodes et outils pour le suivi de ces écosystèmes et des impacts de leurs usages :
systèmes d’informations environnementales, critères et indicateurs de gestion durable.
1.2.2. THEMATIQUES ET PRIORITES SCIENTIFIQUES
Le département EA regroupe les disciplines traitant des milieux, dans leurs composantes abiotiques et biotiques
(physique du sol, bioclimatologie, biogéochimie, microbiologie, écologie), des peuplements végétaux
(écophysiologie) et de leur gestion (agronomie). En tant qu’acteur scientifique, ses spécificités à l’Inra et au-delà
portent sur les contextes agri coles étudiés (hétérogénéité et instabilité des états du milieu issus des pratiques,
paysages anthropisés présentant de fortes discontinuités) et une démarche générique de modélisation multiéchelle du fonctionnement du système sol/plante/atmosphère et des agroécosystèmes.
[11]
Depuis une dizaine d’années, les activités scientifiques du département EA sont structurées en quatre champs
thématiques à caractère disciplinaire : agronomie systémique (CT1), écophysiologie végétale (CT2), science du
sol (CT3) et physique des paysages (CT4). Cependant, les priorités ont sensiblement évolué au cours de la
période 2008-2012. Lors de la dernière évaluation du département de 2008 (période 2003-2006), la commission
avait souligné la pertinence des champs thématiques, la qualité des travaux et celle de l’organisation générale du
département, et elle avait estimé qu’il était nécessaire de développer des projets intégratifs, transversaux aux
champs thématiques permettant de répondre aux grands défis liés aux changements globaux (changement
climatique, bioénergie, sécurité alimentaire, biodiversité, santé…) ( cf. Recommandations de la commission
d’évaluation 2003-2006, Annexe 1.2).
Le changement de direction du département en 2010 a été l’o ccasion de réfléchir aux modalités de construction
de ces grands projets ( cf. Lettre de mission du chef de département d’avril 2010, Annexe 1.3) sous la forme d’une
animation du département sur une base disciplinaire au travers des champs thématiques, et pluridisciplinaire au
travers d’« enjeux structurants » correspondant à un aspect des missions finalisées du département ( cf. Schéma
stratégique du département 2011-2015, Annexe 1.4). Ce schéma proposé et validé par la direction générale en
2010, se traduit en priorités scientifiques inscrites dans quatre champs thématiques et quatre enjeux structurants
présentés ci-après.
Les ChampsThématiques du département EA
Champ Thématique 1 : Agronomie systémique et ingénierie agroécologique
Le CT1 traite de l’analyse et de l’évaluation multicritère des systèmes de culture et des paysages (performances agronomiques, impacts
environnementaux et socio-économiques), ainsi que de la conception et de l’évaluation de systèmes innovants répondant aux nouveaux enjeux
de l’agriculture, à des échelles locales, supra-parcellaires et globales.
Champ Thématique 2 : Ecophysiologie végétale
Le CT2 traite de l’analyse du comportement de génotypes en fonction des conditions environnementales (avec les départements GAP, BV et
SPE), du développement de méthodes de modélisation de plantes permettant les changements d'échelle organe - plante - m2 de peuplement.
Champ Thématique 3 : Biogéochimie, physique et écologie des sols
Le CT3 traite (i) du cycle biogéochimique des éléments minéraux et de leur biodisponibilité pour les couverts végétaux, (ii) de la dynamique des
matières organiques du sol et de ses conséquences vis-à-vis de fonctions agro-environnementales majeures, (iii) du devenir des micropolluants
minéraux ou organiques d'origine exogène apportés aux sols, (iv) des relations réciproques entre modes de gestion des sols et activité
biologique et (v) des stratégies de conservation des sols, d'optimisation de leurs usage ou de remédiation.
Champ Thématique 4 : Physique et écologie des paysages
Le CT4 traite (i) des déterminismes relatifs aux transports et échanges de masse (matière en phase solide, liquide et gazeuse), d’énergie
(transferts radiatifs et énergétiques) et de quantité de mouvement des flux d’éléments dans et entre les différents compartiments des paysages
ruraux, sol, couverts végétaux et atmosphère, (ii) de l’identification et de la caractérisation des propriétés de transfert de ces compartiments,
(iii) de l’intégration et du couplage spatio-temporel des processus de transfert et des cycles biogéochimiques à l’échelle du paysage.
Les Enjeux structurants du département EA
Enjeu structurant 1 : Adaptation des cultures aux nouveaux contextes agricoles
Il s’agit de mettre au point et d’évaluer (ex ante et ex post) des idéotypes et des systèmes de culture (combinaisons espèces-variétés-pratiques)
pour des champs de contraintes abiotiques et biotiques variés et variables (en lien avec les changements climatiques, la place de l’élevage,
l’évolution du machinisme, l’usage des intrants et des produits résiduaires organiques, l’exposition à des contaminants de l’air ou du sol), et
répondant aux nouveaux objectifs de production (biocarburants, biomatériaux, qualité sanitaire et valeur santé des produits) et de service.
Enjeu structurant 2 : intensification écologique
Il s’agit de piloter des processus biologiques des agroécosystèmes, et notamment les interactions biotiques, pour en optimiser l’exploitation et
ainsi limiter l’usage des intrants par substitution ou en augmenter l’efficience d’utilisation tout en maintenant ou en améliorant la productivité
des cultures.
Enjeu structurant 3 : gestion, protection et restauration des milieux
Il s’agit d’optimiser l’utilisation des milieux tout en protégeant leurs ressources (air, eaux, sols, biodiversité) des différentes formes de
dégradation et de contamination, et, le cas échéant, de restaurer leurs fonctions.
[12]
Enjeu structurant 4 : bouclage des cycles N et P, et le stockage du carbone
Il s’agit de réduire l’enrichissement de l’hydrosphère, de la pédosphère et de l’atmosphère de la planète en molécules réactives impliquant C, N
et P en favorisant le recyclage des éléments, en réduisant le recours aux engrais de synthèse, en favorisant le stockage du carbone et en limitant
les émissions de gaz à effet de serre.
1.3. 0rganisation du document
Un nouveau schéma stratégique ayant été mis en place au cours de la période évaluée, nous avons choisi de
présenter nos activités scientifiques sur la base des enjeux structurants définis en 2010 qui reflètent notre mode
d’animation scientifique actuel. Ils représentent une mise en mouvement du département pour décloisonner les
disciplines, répondre aux sollicitations des grands programmes transversaux et des défis de l’Inra, et ainsi
renforcer la présence du département sur les questions posées par le monde d’aujourd’hui. Ils sont détaillés en
annexe 1.4 dans le schéma stratégique 2011-2015 du département.
Le document est organisé de la façon suivante : nous commençons par dé crire le dispositif (unités, outils
colle ctifs), les ressources humaines et financières du département. Puis nous présentons l’organisation de la
direction du département et sa politique d’animation, de pilotage et de gestion des ressources du département
(chapitre 2).
Nous présentons ensuite les acquis scientifiques de la période écoulée et une évaluation des impacts de travaux
conduits dans le département à partir d’une méthodologie proposée par l’Inra (chapitre 3).
Le quatrième chapitre correspond à une analyse quantitative des productions du département à partir de
données sur les publications des unités, les contrats de recherche qu’elles ont obtenus et sur leurs évaluations.
Elle débouche sur une analyse de notre positionnement national et international (chapitre 4).
Dans une cinquième partie, nous présentons les réponses aux questions spé cifiques adressées par la direction
générale dans la lettre de mission à la commission (chapitre 5).
Nous concluons en dressant un bilan de l’action du département sur la période écoulée et en traçant des
perspectives pour l’action à venir du département, en termes de priorités scientifiques et d’évolution que nous
souhaitons imprimer à notre mode de management.
[13]
2
Structuration, organisation,
animation
2.1. Description
2.1.1. Dispositif de recherche
2.1.2. Ressources humaines
2.1.3. Ressources budgétaires
2.2. Organisation et animation
2.2.1. Organisation de la direction du département
2.2.2. Animation scientifique et pilotage
2.2.3. Gestion des ressources humaines
2.2.4. Démarche qualité
2.2.5. Politique partenariale
2.1. Description
2.1.1. DISPOSITIF DE RECHERCHE
Des unités pluridisciplinaires réparties sur l’ensemble du territoire
Au 1 er janvier 2013, le département EA est composé d’un ensemble de 42 unités (Tableau 2.1). Parmi ces unités,
on compte :
− Trente-deux unités de recherche qui ont en charge la production de connaissances académiques et leur
transfert, la formation à la recherche, la contribution à l’expertise et à l’enseignement. Trente unités
sont en cotutelles avec un ou plusieurs autres départements de l’Inra (départements BAP (8 unités),
SPE (7), EFPA (4), C EPIA (1), MICA (1), PHASE (1), SAD (1), SAE2 (1)) et/ou ave c un autre
établissement de recherche ou d’enseignement supérieur (Cirad (2), CNRS (2), IRD (2), universités
(11), écoles d’ingénieur en agronomie (11)). Nous sommes en cotutelle avec huit autres départements
de l’Inra, vingt établissements de recherche et d’enseignement supérieur. Deux unités sont sous seule
tutelle du département EA, sept n’ont pas d’autre tutelle que l’Inra. Pour sept unités, leur projet dépasse
largement les objets d’étude et le périmètre du département EA 1 ;
− quatre unités de service identifiées sur des missions finalisées d’intérêt général : collecte de données
nécessaires à la surveillance des milieux et du climat, analyse chimique des composants du so l et des
végétaux, tout cela au bénéfice de l’ensemble des unités de recherche du département et de l’Inra. Elles
sont sous seule tutelle du département EA ;
− six unités expérimentales qui gèrent des dispositifs expérimentaux dédiés à la recherche, dont 5 en
cotutelle avec le département BAP.
Il y a deux unités sous contrat (USC), statut qui formalise le fait que seule une partie du projet de l’unité concerne le
département EA, sans que l’Inra soit tutelle.
1
[17]
Type
Acronym
UMR
IRHS *
UMR
EMMAH
UR
GSE
UR
Name
Institut de Recherche en
Horticulture et Semences
Environnement méditerranéen et
modélisation des agrohydrosystèmes
Location
(Inra research
center)
Head
(Inra division or
partner)
Angers
Jean-Pierre Renou
(BAP)
Avignon
Liliana Di Pietro
(EA)
Géochimie des sols et des eaux
Avignon
Jérôme Balesdent
(EA)
PSH
Plantes et systèmes de culture
horticoles
Avignon
Michel Génard (EA)
UMR
ISA *
Institut Sophia Agrobiotech
Sophia-Antipolis
UR
ASTRO
Agrosystèmes tropicaux
Petit-Bourg
(Antilles-Guyane)
UMR
EGFV
UR
EPHYSE
UMR
TCEM
UMR
GDEC *
UMR
PIAF
UR
GEQA
UMR
Agroécologie
UR
Agro-Impact
UMR
FARE *
UR
P3F
UR
LBE
UMR
Eco&Sols
UMR
LEPSE
UMR
LISAH
UMR
SYSTEM
UMR-USC
CEFE*
UMR
Écophysiologie et génomique
fonctionnelle de la vigne
Écologie fonctionnelle et physique
de l'environnement
Transfert sol-plante et cycle des
éléments minéraux dans les
écosystèmes cultivés
Génétique, diversité et
écophysiologie des céréales
Physique et physiologie
intégratives de l'arbre fruitier et
forestier
Génétique et écophysiologie de la
qualité des agrumes
Agroécologie
AgroRessources et impacts
environnementaux
Fractionnement des agroressources et environnement
Recherche pluridisciplinaire
prairies et plantes fourragères
Biotechnologie de
l'environnement
Écologie fonctionnelle et
biogéochimie des sols
Laboratoire Écophysiologie des
plantes sous stress
environnementaux
Laboratoire d’étude des
Interactions Sols, Agrosystèmes,
Hydrosystèmes
Fonctionnement et conduite des
systèmes de culture tropicaux et
méditerranéens
Bordeaux
Bordeaux
Pierre Abad
(SPE)
François Bussière
(EA)
Serge Delrot
(Univ. de Bordeaux)
Sylvain Dupont
(EA)
Other
divisions
BAP, SPE
Partners :
Universities,
Schools
AgroCampus Ouest,
Univ. Angers
Univ. d’Avignon
SPE
SPE
Univ. de Nice
BAP
Univ. de Bordeaux
EFPA
Laurence Denaix
(EA)
EFPA
Bordeaux Sciences
Agro
Clermont-Ferrand Theix
Thierry Langin
(CNRS)
BAP-SPE
Univ. de ClermontFerrand2
Clermont-Ferrand Theix
Jean-Louis Julien
(Univ. de Clermont)
EFPA
Univ. de ClermontFerrand 2 & 1
Dijon
Laon (Lille)
Reims
(Lille)
Lusignan
(Poitou-Charentes)
Narbonne
(Montpellier)
Montpellier
Olivier Pailly
(EA)
Lemanceau Philippe
(SPE)
BAP
SPE, BAP
Joël Léonard (EA)
BAP
Bernard Kurek
(CEPIA)
CEPIA
François Gastal
(EA)
Jean Philippe Steyer
(EA)
Jean-Luc Chotte
(IRD)
CNRS
BAP-SAE2SPE
Bordeaux
San Giuliano (Corse)
Partners :
Academic
institutions
Univ. de Bourgogne
AgroSup Dijon
Univ. de Reims
BAP
MICA
EFPA
Montpellier Supagro
IRD, Cirad
Montpellier
Bertrand Muller
(EA)
Montpellier Supagro
Montpellier
Jérôme Molénat
(EA)
Montpellier Supagro
IRD
Montpellier
Christian Gary
(EA)
Montpellier Supagro
Cirad
Centre d'Ecologie Fonctionnelle et
Evolutive - UMR 5175
Montpellier
Philippe Jarne
(CNRS)
Univ. de Montp1, 2,
3, EPHE, Montpellier
SupAgro
CNRS,
Cirad
LSE
Laboratoire Sols et
environnement
Nancy
UMR
LAE
Laboratoire Agronomie et
environnement
UR
UR SOLS
Unité de Science du sol
Nancy & Colmar
Orléans
(Val de Loire)
[18]
Christophe
Schwartz
(Univ. de Lorraine)
Frédéric Bourgaud
(Univ. de Lorraine)
Catherine Hénault
(EA)
Univ. de Lorraine
Univ. de Lorraine
Marie Pascale
Prud'Homme (Univ.
Caen)
Patrick Durand
(EA)
Marie-Hélène
Jeuffroy (EA)
Enrique Barriuso
(EA)
UMR
EVA
Écophysiologie végétale,
agronomie et nutritions
Caen
(Rennes)
UMR
SAS
Sol, Agro-hydrosystème,
Spatialisation
Rennes
UMR
Agronomie
Agronomie
Grignon (VersaillesGrignon)
UMR
EGC
Environnement et Grandes
Cultures
Grignon (Versailles)
UMR-USC
BIOEMCO *
Biogéochimie et écologie des
milieux continentaux
Grignon (VersaillesGrignon)
Luc Abbadie
(Univ. Paris6)
UR
PESSAC
Versailles
(Versailles-Grignon)
Christian Mougin
(SPE)
SPE
UMR
AGIR *
Jacques-Eric Bergez
(EA)
SAD
Type
Acronym
Name
US
AGROCLIM
Agroclim
US
INFOSOL
Infosol
US
LAS
US
USRAVE
UE
DUCLOSGODET
Domaine de Duclos-Godet en
Guadeloupe
UE
EPOISSES
Domaine expérimental d'Époisses
UE
GCIEPicardie
Grandes Cultures Innovation
Environnement Picardie
UE
FERLUS
Fourrages Environnement
Ruminants Lusignan
UE
AUZEVILLE
Domaine expérimental d'Auzeville
UE
GCVG
Grandes cultures du Centre de
Versailles-Grignon
Physicochimie et écotoxicologie
des sols d'agrosystèmes
contaminés
Agrosystèmes et agricultures,
Gestion de ressources, Innovations
et Ruralités
Laboratoire d'Analyses des Sols
d'Arras
Analyses végétales et
environnementales
Toulouse
Location
(Inra research
center)
Avignon
(PACA)
Orléans
(Val de Loire)
Arras
(Lille)
Bordeaux
Petit-Bourg
(Antilles-Guyane)
Epoisses
(Dijon)
Mons
(Lille)
Lusignan
(Poitou-Charentes)
Auzeville
(Toulouse)
Versailles
(Versailles-Grignon)
Head
(Inra division)
Univ. de Caen
PHASE
AgroCampus Ouest
AgroParisTech
AgroParisTech
Univ. Paris6,
Paris12, ENS,
AgroParisTech
CNRS, IRD
INP Toulouse
Other
divisions
Patrick Bertuzzi
(EA)
Marion Bardy
(EA)
Antoine Richard
(EA)
Mireille Barbaste
(EA)
Marceau Farant
(BAP)
Pascal Marget
(BAP)
Nathalie Strehl
(BAP)
Jean-Claude Emile
(BAP)
André Gavaland
(EA)
Christophe
Montagnier (EA)
BAP
BAP-SPE
BAP
BAPPHASE
BAP
Tableau 2.1. Détail des 32 unités de recherche (* italique : unités pour lesquelles une partie du projet ne contribue pas
aux missions du département EA), des 6 unités de service et des 4 unités expérimentales du département EA
Les caractéristiques de ce dispositif sont :
− une répartition géographique des unités sur tout le territoire (le département est présent dans 16 des 17
Centres de recherche Inra) (Figure 2.1) ;
− une grande hétérogénéité de la taille des unités et de la présence d’agents EA dans ces unités (Figures
2.1 et 2.2) ;
− une présence majoritaire d’agents sous tutelle du département EA dans environ la moitié des unités
(Figure 2.2) ;
− près de la moitié des unités de recherche du département comprennent moins de cinq chercheurs EA
(Figure 2.3).
[19]
Figure 2.1. Carte de la localisation des unités repérées par un point dont la taille est une indication du nombre total
d’agents et dont le chiffre est l’effectif des titulaires EA
250
200
Hors Inra
Inra hors EA
150
Inra EA
100
50
0
Research units (UPR, UMR, USC)
Service oriented Experimental
Units (UE)
Units (US)
Figure 2.2. Effectif total des unités du département EA
[20]
12
Number of units
10
8
6
4
2
0
from 0 to 2
from 3 to 5
from 6 to 9
Number of researchers
from 10 to 21
Figure 2.3. Répartition du nombre de chercheurs EA dans les unités de recherche
La dispersion géographique de ce dispositif est le fruit de l’histoire, le département EA résultant de la fusion de
trois départements de l’Inra en 1998 (Agro nomie, Bioclimatologie et Science du sol). L’ancien département
d’Agronomie était historiquement implanté dans quasiment toutes les régions de France. Une stratégie
d’association avec d’autres partenaires et de regroupement d’unités a visé à réduire la fragilité du dispositif et à
constituer des unités de taille plus importante. Les fusions ou associations d’unités d’un même site ont aussi
permis de développer des recherches intégratives à l’interface de plusieurs disciplines, notamment avec la
génétique végétale, l’écologie, la santé des plantes, la zootechnie, l’économie et la sociologie.
La fiche détaillée de toutes les unités figure en annexe 2 (ainsi que celles relatives aux outils collectifs et projets
ou contrats de recherche mentionnés dans le rapport).
Une richesse d’outils collectifs
Les recherches co nduites dans le département reposent sur un équilibre entre observation, expérimentation et
modélisation. De ce fait, le département a fortement investi dans le déploiement et le renforcement de
dispositifs d’expérimentation et d’observation, mais aussi de plateformes de modélisation. Ces dispositifs et
plateformes sont hébergés soit par des unités expérimentales ou de service, soit par des unités de recherche.
Observer l’environnement à long terme et expérimenter
Les Systèmes d’observation et d’expérimentation sur le long terme pour la recherche en environnement (SOERE) :
Les SOERE sont chacun organisés en un réseau de dispositifs élémentaires d’observation ou d’expérimentation,
portant sur le même objet et partageant sur tous les sites les mêmes paramètres ou propriétés observables ou
mesurables. Le département EA est impliqué dans trois SOERE (ACBB, PRO, RBV) et contribue à la marge au
SOERE ECOSCOPE qui regroupe les zones ateliers d’observation de la biodiversité et des services
écosystémiques.
ACBB - Agrosystèmes, cycles
biogéochimiques et biodiversité
PRO
Produits résiduaires organiques
RBV
Réseau des bassins versants
Capter les évolutions à long terme (> 20 ans)
des effets des modes d’occupation du sol et
pratiques associées sur le fonctionnement
biogéochimique des agroécosystèmes de
grandes cultures et prairiaux, les interactions
avec la biodiversité et leurs impacts sur les flux
environnementaux vers l’atmosphère et
l’hydrosphère (sites de Lusignan, Mons,
Clermont-Ferrand)
Appréhender à moyen/long terme les effets
des apports répétés de produits résiduaires
organiques par épandage sur l’accumulation
de polluants, le devenir de la matière
organiques et la dynamique de l’azote. Cerner
la valeur agronomique des PRO et l'évaluation
de leurs éventuels impacts sur
l'environnement (sites de Grignon, Colmar et
Rennes)
AgrHys, en zone d’élevage : analyser les temps
des réponses des agrosystèmes aux
changements globaux, aux cycles des
nutriments à l’échelle du paysage (Rennes)
[21]
Omère, en environnements méditerranéens :
analyser les effets des changements globaux
sur le cycle de l’eau (érosion, transferts de
pesticides (Montpellier)
Le réseau Integrated Carbon Observation System (ICOS) :
ICOS est une infrastructure européenne d’observations des écosystèmes, de l’atmosphère, et des océans pour
tout ce qui concerne le cycle du carbone et les émissions de gaz à effet de serre. Il est développé en France par le
CEA, l’Inra, et le CNRS-Insu. Par le suivi en temps réel des flux de gaz à effet de serre des é cosystèmes agricoles
et forestiers, le réseau ICOS permet de comparer les bilans en gaz à effet de serre de différentes conduites des
grands types d’agroécosystèmes nationaux.
Le « Réseau de Mesures de la Qualité des Sols » (RMQS) :
Le RMQS constitue un cadre national pour l'observation de l'évolution de la qualité des sols. Sur 2 200 sites
répartis uniformément en France (maille de 16 km par 16 km), des échantillons de sols sont collectés et
conservés durablement dans une pédothèque gérée par le Conservatoire des Sols de l’Inra d’Orléans. De son côté
la plateforme Genosol est un centre de ressource biologique dédié à la conservation et à l’analyse des ressources
génétiques des communautés microbiennes du sol, dont celles du réseau RMQS. Les deux dispositifs mettent à
disposition des chercheurs l’ensemble de leurs ressources.
Les expérimentations « Système » :
Les expérimentations « Système » visent à concevoir des systèmes agricoles innovants répondant à de nombreux
critères : environnementaux (diminution des intrants, préservation de l’eau, du sol, réduction des émissions de
gaz à effet de serre, maintien de la biodiversité…), mais aussi économiques et sociaux (impact sur l’organisation
du travail). Les unités du département portent quatre expérimentations « Système » :
Dijon - PIC
Grignon - SIC
Toulouse - MICMAC
Versailles - La Cage
Réduction de l’usage
d’herbicides, avec ou sans labour
et désherbage mécanique
Objectif de 0 pesticides, ou -50 %
d’émission de gaz à effet de
serre, ou -50 % de
consommation en énergie fossile
Réductions des intrants, avec ou
sans utilisation de cultures
intermédiaires et de cultures
associées
Agriculture biologique sans
élevage et système sous couvert
végétal
Les plateformes de phénotypage :
Ce sont des infrastructures permettant de mesurer, grâce à des méthodes précises et à haut débit (capteurs,
robots), des caractères agronomiques de plantes soumises à divers scénarios de climats et d’itinéraires
techniques associés au changement global. Le dispositif mis en réseau dans le cadre du projet Investissement
d’Avenir Phenome comporte deux plateformes en conditions co ntrôlées et quatre plateformes au champ, dont
un dispositif semi-contrôlé FACE (Free-Air Carbon Enrichment).
Les plateformes analytiques :
Le département porte deux unités de service spécialisées dans la chimie analytique de différents compartiments
de l’environnement, principalement les sols (LAS) et les plantes (USRAVE). Ces unités assurent ces analyses au
service exclusif de la re cherche, que ce soit dans le cadre de grands programmes portés par l’Inra (RMQS,
SOERE, ICOS…) ou de projets portés par des unités de recherche.
Construire des systèmes d’information partagés : plateformes de modélisation et de bases de données
Les plateformes de modélisation :
Le département a développé ou s’est associé au développement de plateformes de modélisation couvrant une
large gamme de champs d’investigation, d’espace et de temps. L’investissement dans la modélisation est réalisé
dans un esprit de mise en commun des forces de développement de modèles complexes, et de promotion,
partage et réutilisation de modèles. Trois plateformes stratégiques ont été développées, elles viennent soutenir
les nombreux travaux de modélisation conduits dans la quasi-totalité des équipes de recherche du département.
[22]
RECORD
OPENALEA
SOL VIRTUEL
RECORD : Plateforme informatique de
modélisation et simulation pour l'aide à la
conception et l'évaluation de systèmes de
culture et d’élevage innovants. Elle offre un
cadre pluridisciplinaire partagé facilitant le
développement, le partage et la
réutilisabilité des modèles développés dans
les départements de l’Inra et ailleurs
OPENALEA : Plateforme de modélisation des
plantes développée par le Cirad, l’INRIA et l’Inra qui
fournit un environnement open source pour
l’intégration de modèles structuraux et
fonctionnels des plantes à différentes échelles
(modélisation des méristèmes, architecture,
géométrie, processus écophysiologiques)
SOL VIRTUEL : Plateforme d’aide au
développement de modèles complexes
couplant des mécanismes physiques,
chimiques et biologiques au sein d’un profil
de sol, de manière à intégrer les
connaissances pour prédire l'évolution des
sols en réponse aux forçages climatiques et
anthropiques
Enfin le département avec six autres départements de l’Inra a été l’instigateur du développement de la
plateforme MEANS (MulticritEria AssessmeNt of Sustainability) dédiée à l’analyse multicritère de la durabilité
des systèmes de production animale et végétale et de transformation des produits agricoles.
Les bases de données :
Afin d’assurer le bon fonctionnement du triptyque expérimentation/gestion de données/modélisation, en
particulier en matière de mobilisation et d’intégration des données, le département EA a renforcé sa stratégie
colle ctive de développement des bases de données agro nomiques et environnementales concernant les systèmes
de culture, leurs performances en fo nction des milieux dans un contexte de changement climatique, et l’état des
ressources (sol, biodiversité). Les unités de service Infosol et Agroclim et le dispositif pluri-départemental écoinformatique SI-ORE, assurent la production et le développement des bases de données climatiques (réseau
agrométéorologique de l’Inra, base de données climato-dépendantes), des bases de données sol (Donesol) en
lien avec le RMQS et Genosol, des bases de données des SOERE. Dans le cadre de la mise en œuvre du plan
ECOPHYTO 2018, le département EA porte pour l’Inra le développement de la base de données sur les systèmes
de culture Agrosyst.
2.1.2. RESSOURCES HUMAINES
Les effectifs
Les personnels titulaires du département EA
Au premier janvier 2013 le département EA compte 757 personnels permanents, représentant 730 équivalent
temps plein (ETP). Cela constitue environ 9 % de l’effectif total de l’Inra, proportion relativement stable depuis
la création du département en 1998. L’effectif se compose de 26 % de chercheurs, 21 % d’ingénieurs et 53 %
d’assistants-ingénieurs et de techniciens.
CHIFFRES CLES…
198 chercheurs
757
161 ingénieurs
398 assistants-ingénieurs et techniciens
permanents
L’évolution de l’effectif total a cependant été positive sur la période 2008-2012 ave c une légère augmentation de
3,7 %, sachant que l’effectif total de l’Inra est resté stable sur la même période (Figure 2. 4). Cette progression
s’est faite en particulier au bénéfice d’une augmentation significative du nombre d’ingénieurs (+ 11,8 %) alors
que le nombre de chercheurs et de techni ciens est resté relativement stable. Cet effort remarquable de
recrutement d’ingénieurs est à mettre en relation avec la place importante donnée aux outils collectifs (dont les
services dépassent souvent le département) dans la stratégie du département : ainsi 15 des 27 re crutements
[23]
d’ingénieurs ont été positionnés dans des unités de service, en particulier en lien ave c la constitution de bases de
données sol, climat et systèmes de culture dans des unités de service, ou bien sur des outils à vocation collective
(SOERE, essais système, plateformes de modélisation).
724
719
752
751
751
Figure 2.4. Evolution des catégories d'agents Inra EA permanents (chercheurs, ingénieurs, assistants-ingénieurs et
techniciens) de 2008 à 2012
Le ratio homme/femme a légèrement évolué depuis 2006 passant de 63 à 60 % d’hommes. Cependant, la figure
2.5. montre que pour les tranches d’âges inférieures à 45 ans, le ratio se rapproche de l’égalité (45 % de femmes).
Cette tendance à la féminisation est particulièrement marquée pour la catégorie des chercheurs où l’équilibre est
atteint pour la population de moins de 45 ans avec 49 % de femmes, alors que le nombre de chercheurs femmes
dans la population globale n’est que de 37 %. En revanche, l’é cart homme-femme reste encore notable pour les
populations d’ingénieurs et techniciens.
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
61-67 ans
56-60 ans
51-55 ans
46-50 ans
41-45 ans
36-40 ans
31-35 ans
scientist F
scientist M
engineer F
engineer M
technician F
technician M
26-30 ans
21-25 ans
Figure 2.5. Pyramide des âges du personnel permanent en janvier 2013
L’âge médian, toutes catégories confondues, est de 48 ans, alors qu’il était de 45 ans en 2006. Ce vieillissement de
l’effectif pourrait refléter la baisse relative des recrutements avec le non renouvellement de l’ensemble des
départs en retraite. En 2012, quelle que soit la catégorie de personnel, environ 20 % des agents ont plus de 55
ans, avec 39 agents de plus de 61 ans partant en retraite dans les 6 années à venir. Ainsi le département perdra au
moins 5 % de l’effectif actuel d’ici 2018.
[24]
Les chercheurs et enseignants chercheurs relevant d’autres départements de l’Inra ou d’autres établissements de recherche et
d’enseignements supérieur
Les 42 unités qui ont pour tutelle le département EA (Figure 2.2) représentent un effectif total de 2 200 agents
permanents : aux 757 agents du département EA s’ajoutent 643 agents Inra non EA (dont 130 chercheurs) et 800
agents appartenant à d’autres établissements de recherche et d’enseignement supérieur dans les UMR (dont 480
chercheurs et e nseignants-chercheurs). La majeure partie de ces agents ont une activité qui ne rentre pas dans le
périmètre du département. En revanche, 160 chercheurs et enseignants- chercheurs contribuent aux missions du
département EA. Une attention parti culière est portée à cette organisation pour favoriser les interactions et se
coordonner entre tutelles, notamment pour les recrutements de personnels permanents.
Le personnel non permanent
CHIFFRES CLES…
70 doctorants par an
dont 27 % d’étrangers
37 post doctorants par an
dont 55% d’étrangers
≈ 150 CDD (60 ETP) par an
dont 75 % d’ingénieurs
1290
personnes non
permanentes
sur 5 ans
C’est un total de 353 do ctorants encadrés par des scientifiques du département EA qui ont commencé leur thèse
durant la période 2008-2012 (pour 101 HDR ou équivalents en 2012) : près de 70 doctorants rejoignent chaque
année les unités du département EA, alors que la moyenne annuelle était d’environ 50/an pour la période 20032006. Le département EA accueille environ 14 % des do ctorants de l’Inra. Un tiers des doctorants bénéficie d’un
financement Inra (Figure 2.6).
Figure 2.6. Répartition des types de contrats de thèse
Concernant les post-doctorants, 187 post-doctorants ont été accueillis plus de six mois, avec une durée moyenne
de présence de 18 mois dans les unités, soit en moyenne 37 post-doctorants par an, doub lant ainsi les accueils
par rapport à la période 2003-2006.
La forte augmentation des contrats de recherche obtenus par les unités ( cf. figure 2.11 et paragraphe 4.2)
s’accompagne de recrutements de personnels non permanents sous forme de contrats à durée déterminée le plus
souvent pour des ingénieurs (les trois quarts des contrats). En 2011 et 2012, environ 150 contrats ont été signés
pour 26 unités, ils représentent 700 mois soit près de 60 ETP par année (7,6 % des effectifs).
La composante internationale
La proportion d’agents permanents de nationalité étrangère, essentiellement des chercheurs, est actuellement de
8 % dans le département (pourcentage similaire à l’échelle de l’Inra). En phase avec la vo lonté de la direction
générale, ce pourcentage est en augmentation. En effet, le pourcentage de recrutement de chargés de recherche
étrangers dans le département EA est de 20 % sur la période évaluée (sept sur un total de 35 re crutements), pour
19 % à l’échelle de l’Inra.
[25]
Pour le personnel no n permanent, la proportion d’étrangers est de plus de 50 % pour les post-do ctorants (50
venant du reste de l’Europe, 12 de la Chine et 8 de l’Inde), et de 27 % pour les do ctorants (45 venant du pourtour
de la Méditerranée, 10 de la Chine et 8 du Pakistan).
Seule une dizaine de chercheurs étrangers ont été accueillis sur la période grâce à des financements du
département : il y a là des marges de progrès.
Les compétences
Pour les chercheurs
Les principaux champs disciplinaires représentés dans le département so nt les sciences du sol et de
l’environnement (44 % des chercheurs), les sciences des végétaux et l’écologie (27 %) et l’agronomie (16 %).
Champ disciplinaire (200 chercheurs)
Sciences du sol
Sciences des végétaux
Agronomie
Sciences de l’environnement
Ecologie
Microbiologie du sol
Mathématiques
Autres
Cette répartition reflète la taille des effectifs dans
les différents champs thématiques. En effet, le
champ thématique 3 relatif aux compétences sur les
sols présente l’effectif le plus important (environ le
1/3 des chercheurs). Les trois autres champs
thématiques représentent entre 20 et 25 % des
chercheurs (Figure 2.7).
28 %
17 %
16 %
16 %
10 %
5%
2%
4%
La période 2008-2012 a vu une baisse de l’effectif du champ thématique 3, dans un souci de rééquilibrage
notamment avec le champ thématique 4 conformément à l’obje ctif de développer des travaux à des échelles
larges intégrant l’ensemble des flux physiques et biologiques. Si l’effectif relevant de la science du so l sensu
stricto a diminué, en revanche un effort particulier de recrutement a été fait dans le domaine de l’écologie des
sols (écologie microbienne, écotoxico logie). L’augmentation des effectifs relevant de l’agronomie des systèmes
reste elle modérée malgré des efforts de recrutement du fait de plusieurs départs en retraite d’agronomes.
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
1 - Systemic agronomy and agroecological engineering
2 - Plant ecophysiology
3 - Biogeochemistry, physics and
ecology of soils
4 - Landscape physics and ecology
2008
2012
2008
2012
2008
Figure 2.7. Répartition des effectifs de chercheurs et
d’ingénieurs dans les 4 champs thématiques (en
équivalents temps plein) : comparaison 2008 - 2012
2012
2008
2012
Pour les ingénieurs
Les branches d’activité les plus représentées dans le département concernent les sciences du vivant (étude des
productions végétales et des milieux) et le domaine de l’informatique, des statistiques et du calcul scientifique.
Pour la période 2008-2012 (Figure 2.8), l’augmentation significative du nombre d’ingénieurs est essentiellement
due au recrutement d’informaticiens (+ 57 % dans cette branche d’activité). Dans un contexte stratégique
d’accélération de l’acquisition des données et de leur intégration, cet investissement important dans les
compétences des sciences du numérique est en cohérence avec la priorité donnée au développement de
plateformes informatiques et à l’établissement de bases de données ayant une visibilité nationale et
internationale. Toutes les autres branches d’activité ont connu une relative stabilité.
[26]
80
160
Engineers
Technicians
140
120
60
2009
40
2008
100
2008
2009
2010
80
2010
2011
2011
2012
60
2012
40
20
20
0
0
A
B
C
J
E
F
G
D
A
B
C
J
E
F
G
D
Figure 2.8. Répartition par année des effectifs (ETP) des ingénieurs et techniciens dans les branches d’activité professionnelle
Les différentes branches d’activité professionnelle (BAP) :
Sciences du vivant (A)
Sciences chimiques et Sciences des matériaux (B)
Sciences de l’ingénieur et instrumentation scientifique (C)
Appui administratif, gestion et pilotage (J)
Informatique, statistique et calcul scientifique (E)
Information scientifique et technique (F)
Patrimoine, logistique et maintenance (G)
Sciences humaines et sociales (D)
Pour les techniciens 2
La branche d’activité qui est nettement la plus représentée dans le département concerne les sciences du vivant
et tout ce qui a trait à l’expérimentation végétale au champ et au laboratoire (Figure 2.8). Ensuite, on trouve les
activités relevant de la chimie, de l’instrumentation et de l’appui administratif qui représentent chacune environ
20 % des effectifs. Les effectifs par branche d’activité sont restés relativement stables sur la période. Malgré tout,
on constate que la légère augmentation de l’effectif (+1,8 %) s’est faite au bénéfice du recrutement de
gestionnaires d’unités. Ceci résulte du poids des charges administratives dans les unités en lien avec
l’augmentation du nombre de contrats de recherche et de la complexité administrative afférente.
2.1.3. RESSOURCES BUDGETAIRES
Budget global et origine des ressources
CHIFFRES CLES…
Moyenne annuelle :
6,7 millions € de l’Inra
 - 18 % entre 2008-2012
Moyenne annuelle :
15,8 millions € de contrats
 + 58 % entre 2008 et 2012
Budget
global :
environ 70
millions €
par an
68 % pour le salaire des permanents
Inra EA
Le budget global du département EA est d’environ 70 millions d’€ par an, sachant que les salaires des personnels
permanents représentent 68 % de ce budget, soit en moyenne 48 millions d’€. Le reste du budget correspond à
Le terme « techniciens » regroupe les trois corps de la fonction publique : assistants-ingénieurs, techniciens de la recherche
et adjoints techniques.
2
[27]
des crédits de fonctionnement des unités ou d’accueil de personnels non permanents provenant de la direction
générale de l’Inra ou de l’activité contractuelle des unités (programmes européens, nationaux ou régionaux,
contrats industriels).
Sur la période 2008-2012, le budget global du département a augmenté de 31 % alors que les financements
attribués par l’Inra ont diminué de 18 %. Cette augmentation est due à une augmentation très importante de la
part des ressources contractuelles (+ 58 %, Figure 2.9). En 2012, il est à noter qu’une part de l’augmentation des
ressources contractuelles est imputable à la fusion de quelques unités en très grosses unités pluridisciplinaires
(Angers, Dijon et Sophia), dont la totalité des contrats ne co ncernent pas exclusivement le périmètre du
département EA. Indépendamment de cela, on note cependant une augmentation régulière des ressources
provenant des contrats.
financial resources in million €
30
EA's budget from Inra (except salary)
Research contracts
25
20
15
10
Figure 2.9. Ressources financières provenant de l’Inra
et des contrats
5
0
2008
2009
2010
2011
2012
Répartition de la dotation Inra
Fonctionnement
en K€
Le département se voit attribuer une dotation annuelle par la direction générale qui comporte des crédits de
fonctionnement, environ 4 millions d’€, et d’accueil de non permanents (salaires de doctorants, de postdoctorants et chercheurs étrangers), environ 0,7 millions d’€. Cette dotation dépend de l’effectif de scientifiques
(chercheurs et ingénieurs) présents dans le département. C’est la direction du département qui définit ses
propres règles pour répartir cette dotation entre ses unités.
Intitulé
2008
Dotation globale aux unités sous tutelle du département
2 749
2 681
2 569
2 588
2 503
Politique incitative du département
1 212
1 389
1 560
1 266
1 080
Fonctionnement des collectifs du département (DU, CS, CG)
88
91
88
61
127
Fonctionnement de l’équipe de département
77
80
88
67
76
4 126
4 242
4 305
3 982
3 786
Doctorants
606
522
416
461
457
Post doctorants et chercheurs étrangers
168
189
269
281
244
Total Crédits d’accueil
774
711
685
742
700
Crédits
d'accueil
en K€
TOTAL Fonctionnement
2009
2010
2011
2012
La dotation annuelle en crédits de fonctionnement se répartit en :
−
−
−
−
une dotation globale aux unités qui est calculée en fonction du nombre de chercheurs et d’ingénieurs
du département présents dans l’unité sur la base d’une part-chercheur (6 700 € depuis 2010),
la politique incitative qui correspond à l’attribution de moyens aux unités selo n une procédure d’appel
d’offres conduite annuellement à l’occasion de l’instruction budgétaire,
le fonctionnement des collectifs statutaires (assemblée des directeurs d’unité (DU), Conseil Scientifique
(CS) et Conseil de Gestion (CG)),
le fonctionnement de l’équipe de direction et d’animation du département.
[28]
Au cours de la période 2008-2012, le budget de fonctionnement a évolué avec une augmentation sur la période
2008-2010 puis une diminution de 12 % sur la période 2010-2012. Cette variation s’explique essentiellement par
l’attribution par la direction générale d’une dotation exceptionnelle destinée à encourager la mise en œuvre
d’une politique de soutien à la production scientifique et à sa qualité, instaurée en 2009, puis supprimée en 2011.
Depuis 2011, la stratégie du département pour répercuter cette diminution auprès des unités s’est faite en
diminuant le montant alloué à la politique incitative (qui représente en moyenne sur la période environ 30 % du
budget de fonctionnement réparti par le département) et en maintenant autant que possible stable la partchercheur : la dotation aux unités est une source d’autofinancement importante pour les unités, souvent utilisée
pour financer les coûts de fonctionnement collectif, son animation interne ou sa stratégie scientifique.
Répartition liée à la politique incitative
La politique incitative d’attribution des moyens budgétaires aux unités a pour but de soutenir la stratégie
scientifique du département. Elle répond à quelques objectifs figurant dans le tableau ci-dessous.
Objectif
Appel d’offres du département EA
Favoriser une activité scientifique
innovante et de qualité
Projet innovant/Pari scientifique
Qualité de la production/Soutien à la publication
Soutien à l'international
Animation des réseaux
Formation/Colloque
218
0
6
44
76
181
139
49
46
53
204
191
24
33
70
206
155
44
72
32
248
135
32
64
40
Soutenir les outils collectifs
Soutien aux dispositifs (observation, expérimentation)
Soutien CATI et plateformes de modélisation
213
15
244
50
304
76
223
42
120
20
Soutenir les unités
Equipement moyen
Appui exceptionnel aux unités
Démarche Qualité
Abonnements électroniques
526
96
0
2
447
107
62
5
441
119
66
21
261
118
49
29
265
43
52
46
16
1 212
5
1 389
11
1 560
35
1 266
16
1 080
Renforcer animation scientifique
et acquisition de compétences
Divers
TOTAL
k€
700
Activité scientifique
Animation/formation
Outils collectifs
2008
2009
2010
en k€
2011
2012
Unités
600
500
400
300
200
Figure 2.10. Répartition du montant alloué à
chaque catégorie d’appel d’offres depuis 2008
100
0
2008
2009
2010
2011
2012
La figure 2.10 représente le montant alloué à chaque catégorie d’appel d’offres de la politique incitative. Au
regard de la diminution importante du budget de la politique incitative, la stratégie du département a été en
premier lieu de maintenir le soutien à l’activité scientifique, en particulier au travers du soutien :
[29]
−
à des projets d’innovation méthodologique, d’ingé nierie, de prise de risque, de la co nsolidation de
résultats préliminaires, d’établissement de collaborations nouvelles, ave c le financement sur deux ans
d’une dizaine de projets à hauteur de 30 k€ chacun,
aux unités ayant formalisé une stratégie de publication individuelle et colle ctive (charte, formation,
ateliers d’écriture…).
−
Le département a maintenu une contribution à l’animation de collectifs comme les réseaux scientifiques ou
thématiques ( cf. paragraphe 2.2.2), animation importante pour la cohésion scientifique d’un département
relativement large du point de vue de son dispositif et de ses thématiques de recherche. De même le soutien à
l’assurance qualité est resté une priorité tant pour so n importance pour la fiabilité de la production que pour
l’animation des équipes techniques qu’elle représente.
En revanche le soutien aux outils collectifs et aux unités, via le financement d’équipements en particulier, a été
fortement pénalisé par la diminution du budget : c’est maintenant au travers des financements co ntractuels
(Europe, ANR, Régions…) que les unités trouvent l’essentiel des sources de financement pour soutenir
l’investissement. Pour les outils collectifs, les projets investissement d’avenir co nstituent une nouve lle source de
financement importante (Phenome, ANAEE-France, CRITEX).
Crédits d’accueil de doctorants, post-doctorants et chercheurs étrangers
Le département se voit attribuer par la direction générale de l’Inra des crédits d’accueil destinés au recrutement
de doctorants, de post-doctorants ou d’accueil de chercheurs étrangers. Ces crédits sont restés relativement
stables jusqu’en 2011 et ont fortement diminué depuis 2012. Le nombre de bourses de thèse cofinancées a
diminué pour se stabiliser à une trentaine de bourses cofinancées à 50 % par an au bénéfice du financement de
post-doctorants, comme recommandé lors de la précédente évaluation. En revanche, depuis 2012 et la
diminution des crédits d’accueil liée à la mise en place du programme européen Agreenski lls (Dispositif
d’accueil de post-doctorants étrangers financé par l’union européenne) et des métaprogrammes, le financement
direct de post-doctorants a été réduit afin de garantir le financement des doctorants.
Ressources contractuelles
Sur la période 2008-2012, l’augmentation des ressources contractuelles (+ 58 %, Figure 2.11) des unités dont le
département est tutelle s’observe pour toutes les sources de financement. L’ANR est la première source de
financement des unités avec environ 25 % des ressources contractuelles. Les autres sources correspondent à des
programmes régionaux, institutionnels ou européens (15 à 18 % chaque). Les pro jets financés par des
partenaires économiques agricoles ou industriels représentent 13 % de l’activité contractuelle. Sur la période
2008-2012, les scientifiques du département ont piloté 23 projets ANR et 12 projets européens.
2008
2009
2010
2011
2012
4,5
4,0
25 %
18 %
3,5
17 %
Millions €
3,0
15 %
13 %
2,5
9%
2,0
1,5
1,0
2%
0,5
-
ANR
Collectivités Locales
Europe
Organismes de
recherche et
d'enseignement
supérieur et agences
Partenaires
économiques
agricoles et
industriels
Ministeres
Autres
Figure 2.11. Ressources contractuelles classées par grand type de source de financement
[30]
ANR-PIA
2.2. Organisation et animation
2.2.1. ORGANISATION DE LA DIRECTION DU DEPARTEMENT EA
Equipe de direction et d’animation
Sur la période 2008-2012, le département a connu deux équipes de direction. Jusqu’au 31 mars 2010, Laurent
Bruckler, chef du département, travaillait avec quatre chefs de départements adjoints, chacun ayant en charge le
suivi et l’animation scientifique d’un des quatre champs thématiques. Guy Ri chard a pris la direction du
département en avril 2010 et a travaillé depuis avec :
- un chef de département adjoint pour l’ensemble des domaines scientifiques, administratifs et budgétaires du
département (un second chef de département adjoint est nommé depuis le 1er janvier 2014), et
- quatre chargés de missions pour l’animation scientifique, chacun étant responsable de l’animation scientifique
d’un des enjeux structurants du département.
Six autres chargés de mission prennent en charge différentes facettes de l’accompagnement de la recherche :
gestion des ressources humaines, partenariat européen et international, partenariat so cio-professionnel,
démarche qualité, et infrastructures collectives ( cf. organigramme).
Equipe de direction et d’animation
Chef de département
Guy Richard
Conseil
Scientifique
(24 membres)
Conseil
de Gestion
(18 membres)
Assemblée des
Directeurs
d’Unité
Chef de département adjoint
Nathalie Munier-Jolain
Equipe de direction
• Assistante :
Odile Duval
• Secrétaires :
Stéphanie Guerrier,
Sylvie Maini
• Documentaliste :
Virginie Lelièvre
• Informaticien :
Alain Couturier*
Revue ASD
• Editeur en chef :
Eric Lichtfouse*
• Assistante éditoriale :
Marjolaine Hamelin*
Equipe d’animation
Chargés de mission
« thématique scientifique »
• Adaptation des cultures aux
nouveaux contextes agricoles :
Philippe Debaeke*
• Intensification écologique
Françoise Lescourret*
• Protection et restauration des
milieux :
Marc Voltz*
• Bouclage des cycles N, P et
stockage carbone :
Sylvain Pellerin*
(* ) à temps partiel pour le département
Chargés de mission
« accompagnement de la recherche »
• Europe et international :
Jérôme Guérif*
• Infrastructures :
Patrick Bertuzzi*
• Partenariat :
Chantal Bailly*
• Qualité :
Anne Jaulin*
• Ressources humaines :
May Balabane
• Suivi actifs stratégiques :
Nicolas Donès*
Les Unités du département EA et leur personnel
• 32 Unités de recherche (9 UPR, 23 UMR) • 4 Unités de service • 6 Unités expérimentales
• 757 agents titulaires (200 chercheurs et 165 ingénieurs) • 160 enseignants–chercheurs associés
Janvier 2013
[31]
Structures collectives en appui à la gouvernance du département
La direction du département s’appuie sur trois structures colle ctives qui se réunissent entre trois et six fois par
an. Un site intranet donne accès au contenu de toutes les réunions (diaporamas de présentation et comptes
rendus).
Le conseil scientifique
Le Conseil Scientifique du département donne son avis sur la vie scientifique du département et des unités qui
en dépendent. Il est composé de douze membres élus par les chercheurs et ingénieurs du département et les
chercheurs et enseignants de ses partenaires dans les UMR, et de douze membres nommés, très majoritairement
extérieurs à l’Inra. Il est consulté sur l'organisation et la mise en œuvre des recherches du département dans le
cadre de la politique générale de l'Institut. Il émet un avis sur la po litique annuelle de recrutement des
chercheurs et ingénieurs et sur les évaluations colle ctives d’unité. Les membres du conseil expertisent les projets
déposés dans le cadre des appels d’offres du département pour les bourses de thèse et des projets scientifiques.
Le conseil entreprend aussi des réflexions prospectives sur des sujets d’importance pour le département comme
les formes d’agriculture à privilégier, l’agriculture de précision, la place de l’expertise publique, l’intérêt des
méta-analyses.
Le conseil de gestion
Le Conseil de Gestion du département donne son avis sur la vie collective du département et des unités qui en
dépendent. Il est composé de neuf membres élus par l’ensemble du personnel du département et de neuf
membres nommés, tous membres de l’Inra. Il est consulté sur la traduction des priorités scientifiques du
département en termes d'organisation et de moyens, dans le cadre des moyens qui lui sont alloués par la
Direction Générale de l'Institut. En particulier le co nseil donne un avis sur les arbitrages des moyens alloués aux
unités pour les équipements, les dispositifs expérimentaux, l’assurance qualité. Comme le conseil scientifique, le
conseil de gestion entreprend aussi des réflexions prospectives sur des sujets d’importance comme les
compétences en chimiométrie ou la mise en place de réseaux-métiers (secrétaires, informaticiens).
L’assemblée des directeurs d’unité
Réunissant l’ensemble des directeurs d’unités sous tutelle du département EA, l’assemblée des directeurs d’unité
est un lieu d’échange d’information, de discussion et d’animation abordant tous les éléments de la mise en
œuvre de la stratégie du département, de la politique de l’Inra et de ses partenaires. Elle est un lieu privilégié
pour enrichir la vision de la direction concernant l’évolution des questions scientifiques et la construction des
interactions.
2.2.2. ANIMATION ET PILOTAGE SCIENTIFIQUE
L’animation et le pilotage d’un département s’effectuent à trois niveaux : les individus, les unités, un ensemble
de groupes ou de collectifs travaillant dans une finalité commune ou partageant un objet commun d’étude, ou
des compétences communes. C’est par des actions à ces trois niveaux associant des fonctions de stratégie,
d’animation, de suivi et de management, que la direction du département remplit ses missions au service de
priorités de recherche, de la qualité et de l’impact des recherches. La diversité des thématiques abordées dans le
département et l’éclatement géographique des unités renforce la nécessité de coordination pour assurer la
cohérence du dispositif et son efficacité.
Accompagnement des unités
Les unités de recherche sont en charge des productions scientifiques et d’expertise sur le champ et les
thématiques qui sont les leurs, à l’aide de moyens financiers qui leur sont annuellement attribués par le
[32]
département ou issus des contrats de recherche qu’elles ont obtenus auprès de diverses agences de financement.
Les unités ont une autonomie dans la conduite de leur pro jet, la décision finale de s’investir sur une question de
recherche leur appartient. Le département veille à la cohérence globale du dispositif en orientant le pro jet de
chaque unité et e n le soutenant par l’accompagnement de l’unité (échange avec le directeur, visite), l’attribution
de moyens humains et financiers en fonction d’obje ctifs particuliers, l’accès à des outils co llectifs, et enfin en
organisant l’animation scientifique soit entre les différentes unités, soit entre les scientifiques du département.
L’évaluation de chaque unité par un comité de visite indépendant constitue le moment fort de la vie de l’unité et
de ses relations avec le département et ses autres tutelles (autres départements dans le cas d’unités pluridépartementales, autres établissements dans le cas d’UMR). Depuis 2007, c’est l’Agence d’évaluation de la
recherche et de l’enseignement supérieur (Aéres), autorité administrative indépendante, qui conduit tous les
quatre ans (et désormais cinq ans) l’évaluation des unités de re cherche quels que soient leur établissement de
rattachement. La procédure est détaillée ci-dessous :
−
−
−
−
−
L’unité produit un rapport d’évaluation comportant les caractéristiques de l’unité, le bilan scientifique
des quatre dernières années et son projet pour les quatre années à venir ;
Un comité d’évaluation constitué d’environ 5 membres pour une unité de 50 personnes, rend visite à
l’unité sur un à deux jours : exposés sur les caractéristiques de l’unité, son management, les travaux des
différentes équipes et leurs projets ; rencontres avec les différentes catégories de personnel, les tutelles
et la direction de l’unité ;
Le comité rédige un rapport d’analyse et d’évaluation de l’unité et de ses équipes selon quatre critères :
(1) la qualité scientifique et la production, (2) le rayo nnement et l’attractivité, l’intégration dans
l’environnement, (3) la gouvernance et la vie de l’unité, (4) la stratégie et le projet de l’unité. Sur cette
base, il émet des recommandations pour la conduite du projet de l’unité ;
L’unité se saisit des recommandations du rapport du comité pour améliorer le cas échéant son projet.
Celui-ci est présenté par le directeur de l’unité au conseil scientifique du département qui, après un
vote, émet un avis favorable ou défavorable ou bien des réserves pour le projet de l’unité, et établit une
liste de recommandations ;
Sur la base de ces documents et de l’avis du conseil scientifique et de sa propre analyse, le département
fait une proposition à la direction générale de l’Inra pour la suite : re conduction de l’unité, changement
de périmètre (fusion d’unités, séparation…), changement de statut ( e.g. unité de recherche en unité de
service)…. La direction générale décide in fine du statut et du périmètre de l’unité pour les quatre
années à venir.
Une procédure similaire est en place pour les unités de service et les unités expérimentales mais elle est
conduite en interne à l’Inra, avec des critères adaptés à leurs missions.
Dans le cas où le projet est validé et qu’il n’y a pas de difficultés particulières, une lettre de mission, co-signée
par l’ensemble des tutelles, est adressée au directeur de l’unité. Elle précise les priorités scientifiques et
orientations à engager, les points particuliers à travailler ( e.g. relations internationales, démarche qualité,
animation interne, gestion des données …).
La direction du département interagit avec l’unité et son directeur en amont et en aval de la préparation du
projet, au travers de visites des unités (si possible à mi-mandat), d’un entretien annuel systématique avec le
directeur et de tout autre temps d’échange à la demande du directeur ou du chef de département. Sont alors
discutés les attendus de l’unité, ses priorités scientifiques, ses partenariats, ses besoins de compétences... La
direction du département accompagne ensuite l’unité au travers de l’attribution de moyens : moyens humains
permanents et non permanents, moyens financiers dans le cadre de procédures annuelles. Chaque année les
unités peuvent faire des demandes de recrutements et de soutiens financiers. En fonction de sa stratégie
scientifique, de la qualité des demandes et du budget disponible, la direction du département soutient ou non
ces demandes et fait un retour aux unités expli citant ses choix. C’est là une o ccasion pour la direction du
département d’orienter les évolutions attendues dans les unités.
[33]
Dans le cas où des difficultés ont été identifiées au cours du pro cessus d’évaluation, le projet d’unité peut ne pas
être validé. Dans ce cas, un accompagnement spécifique de l’unité par le département et ses autres tutelles est
mis en place, tant dans les dimensions scientifiques et organisationnelles que concernant des situations
individuelles particulières. Au cas où une réorganisation importante est engagée (fusion de plusieurs unités ou
équipes, création d’unité…), des échanges fréquents sont organisés, des consultants extérieurs peuvent être
mobilisés jusqu’à ce que le projet d’unité et sa mise en œuvre soient stabilisés. Au cours de la période 2008-2012,
douze actions ont été conduites, dont huit concernaient la fusion de plusieurs équipes ou unités en vue de
consolider le dispositif ou d’associer des compétences complémentaires.
Enfin dans l’objectif d’aider les unités à augmenter leurs productions, dans toutes ses dimensions (articles de
revues à comité de lecture international, revues en open access, ouvrages, revues de vulgarisation…), la direction
du département a développé depuis 2010 deux axes d’animation :
− un soutien financier forfaitaire pour toutes les unités qui formalisent une stratégie de publication
individuelle et collective : charte, formation, ateliers d’écriture…, avec partage entre unités des idées
innovantes ;
− la mise en place d’une cellule d’appui à la pub lication (CAPS) qui offre différents servi ces aux unités et
aux chercheurs pour favoriser la production scientifique.
ZOOM sur …
La CAPS : Cellule d’Assistance à la Publication
La publication scientifique en anglais est un enjeu majeur pour l’Inra. Créée en 2011 au sein du département, la cellule d’assistance à la
publication scientifique (CAPS) a pour objectif de développer une politique collective de nature à diffuser l’éducation à la rédaction scientifique.
Les chantiers de la CAPS ont porté sur les thèmes suivants :
Signature : un vademecum rassemble des conseils d’autorat, des aspects de déontologie et d’éthique liés à la publication, les règles d’écriture des
adresses, issus en partie des chartes de publication des unités.
Formation : des ateliers de rédaction et de communication scientifiques ont été dispensés dans les unités (7
unités en ont bénéficié).
Relecture : un service examine rapidement les titres et les résumés des articles en préparation afin de minimiser
le rejet direct à la soumission (qui est d’environ 50% dans les bonnes revues).
En 2012 une enquête a été menée pour identifier les besoins des chercheurs en matière de publication. Huit
thèmes d’intérêt ont été identifiés: rédaction, facteurs d'impact, libre accès, évaluation, droit d'auteur, éthique et
fraude, modèles de publication, colloques. Cela a conduit à un investissement important autour des moyens de
diffusion de l’information, tout d’abord sous forme d’un blog Diigo2. En raison du peu de fréquentation du blog
ce service a été abandonné et remplacé par une lettre trimestrielle de veille et de nouvelles, intitulée Publier La
Science.
La CAPS a organisé en 2012 la session Local Assistance of Scientists and Institutes by Journal Editors au colloque
Editing in the Digital World de l’association européenne des éditeurs scientifiques (EASE).
Animation scientifique
Organisation générale
Depuis 2010, l’animation scientifique s’est principalement structurée autour des enjeux structurants avec
comme objectifs :
− l’appropriation collective par les chercheurs et ingénieurs du département des termes de l’enjeu,
− l’identification des compétences internes et externes nécessaires à sa prise en charge,
− la définition des actions transdisciplinaires et trans-champs thématiques à mettre en œuvre.
La dynamique d’animation impulsée par les chargés de mission en charge des enjeux structurants se réalise au
travers de la structuration de partenariats inter-unités et externes au département, la coordination des réponses
des unités à des appels d'offres nationaux et internationaux jugés stratégiques, la rédaction co llective d’articles
de synthèse et la construction d’écoles-chercheurs autour des approches transversales ou systémiques.
[34]
Au-delà de cette animation organisée par le département, ce dernier soutient une dizaine de réseaux
scientifiques sur des objets ( e.g. prairies), des méthodologies ( e.g. télédétection), des disciplines ( e.g.
écotoxicologie) et organise de l’animation autour de certains métiers ( e.g. les informaticiens) ou de certaines
unités (e.g. les unités expérimentales). Ces actions sont détaillées ci-après.
ZOOM sur …
Séminaire d’Enjeu Structurant : INTENSIFICATION ECOLOGIQUE
DOURDAN, 29 novembre-2 décembre 2011
Ce séminaire d’animation réunissant 115 personnes, dont 27 collègues non Inra, a permis de définir plusieurs actions pour renforcer les
interactions entre agronomie et écologie autour de cadres conceptuels communs :
• élaboration d’une cartographie des services écosystémiques pris en charge par les unités du département, avec les éléments et
fonctions biodiversité associés, et les échelles pertinentes (avec le métaprogramme EcoSerV)
• coordination de la rédaction de deux articles d’opinion : associations végétales ; couplage des flux biotiques et abiotiques à l’échelle
du paysage
• appui à l’élaboration de projets s’insérant dans les thématiques travaillées lors des ateliers (projets ANR Agrobiosphère et
métaprogramme SMaCH)
•
•
•
•
organisation d’une réflexion conjointe des départements EA-EFPA-SPE, en lien avec le métaprogramme MEM, pour la construction
d’une stratégie scientifique commune sur la rhizosphère, lieu d’interactions entre plantes et micro-organismes du sol
rapprochement avec le département BAP, dans le cadre du chantier Agroécologie, pour la prise en charge par la sélection d’autres
services écosystémiques que le service de production, et de la conduite de peuplements complexes
développement du projet d’Université Virtuelle en agro-écologie (UVAE), inscrite dans Agreenium et soutenu par l’UVED qui devient
un instrument majeur de l’appropriation des concepts de l’écologie
renforcement des partenariats avec le Cirad et l’Inee par des financements conjoints et des animations communes
Réseaux thématiques inter-unités
Le département EA a mis en place des réseaux thématiques entre unités du département afin d’améliorer la
lisibilité des activités et organiser leur complémentarité, de répondre aux sollicitations internes et externes sur
des thèmes à fort enjeu et relevant de plusieurs unités de recherche. Ces réseaux peuvent être pluridépartements et pluri-organismes.
Au cœur des enjeux d’adaptations des cultures aux nouveaux contextes agricoles et d’intensification écologique : le Réseau Conception de
systèmes agricoles
En partenariat avec les départements SAD et PHASE de l’Inra ainsi que le département Persyst du Cirad, un
réseau d’unités centré sur l’agronomie systémique et la conception de systèmes de culture et d’é levage a été créé.
Son action se structure autour de trois priorités :
− organiser des animations collectives en vue de produire des publications et ouvrages de synthèse
(modélisation pour la conception ; savoirs experts et scientifiques dans la conception ; conception et
organisation territoriale des systèmes) ;
− travailler sur le rôle des dispositifs expérimentaux dans la conception ;
− s’inscrire dans des réseaux scientifiques internationaux.
Au cœur des enjeux de gestion des ressources et de bouclage des cycles : le Réseau Eau et le Réseau Sol
Une priorité pour le département était la construction de réseaux d’unités sur l’eau et sur le sol. Pour ces deux
thématiques, le département présente une diversité d’approches allant de l’étude de mécanismes à différentes
échelles (plante, peuplement, profil de sol, parcelle, bassin versant) à leur intégration systémique pour de
l’ingénierie des systèmes de cultures et des motifs paysagers. Les actions de ces deux réseaux visent à structurer
le dispositif pour améliorer la synergie et la visibilité et ainsi renforcer la dimension partenariale. Un meilleur
partage des méthodologies (pour l’observation, la mesure et la modélisation), des bases de données et des
dispositifs expérimentaux est également recherché.
[35]
Vers un réseau interdépartemental sur les paysages : le Réseau PAYOTE
Une priorité pour le département est le renforcement des approches à l’échelle du paysage et du territoire,
priorité partagée par les départements EFPA, MIA, SAD et SPE. Il soutient le réseau PAYOTE (pour PAYsage
Ou TERritoire) initié par les départements SAD et MIA. Ce réseau anime la communauté Inra sur la
modélisation des paysages et des territoires, et des services écosystémiques rendus. Quatre thèmes d’animation
sont identifiés : représentation des paysages, simulation dynamique des paysages, fouille de données et
initialisation de paysages virtuels, impact du paysage sur les processus biotiques et abiotiques.
Réseaux scientifiques
Les réseaux scientifiques sont constitués pour améliorer la coordination et les é changes entre les équipes
appartenant à une communauté scientifique travaillant sur un même objet ou une même thématique
transversale à plusieurs unités. Ce sont des chercheurs qui en sont à l’origine, ils bénéficient d’une dotation
annuelle de fonctionnement. Leurs principales activités visent à renforcer la connaissance mutuelle des équipes
de recherches associées (internes ou externes à l’Inra) l’information sur les travaux réalisés et les recherches en
cours ou prévues, la mise en commun d’outils, le partage d’expériences et de concepts, de modèles communs, ou
d’objets d’étude. La direction du département organise tous les deux ans une journée de bilan de l’activité des
réseaux et de leurs perspectives, journée à laquelle les directeurs d’unité et les membres du conseil scientifique
sont invités.
DIX RESEAUX SCIENTIFIQUES
Prairies
Champ Thématique
CT1-CT2
Protection intégrée des cultures
CT1-CT2
Interactions Génotype x Environnement x Conduite
CT2-CT1
Déterminismes environnementaux de la qualité des produits récoltés
CT2
Epidémiologie et architecture
CT2
Ecotoxicologie
CT3
Ecologie microbienne du sol et des milieux aquatique
CT3
Ecodynamique des substances micropolluantes organiques et minérales
CT3
Dynamique et Fonctions des Matières Organiques des Sols et des Eaux
CT3
Télédétection
CT4
Soutien aux outils collectifs
Une politique de soutien et de suivi spécifique
Les outils collectifs du département EA bénéficient annuellement d’un suivi au travers de comités de pilotage de
différentes natures et d’un soutien financier. Les principaux dispositifs d’observation et d’expérimentation
(SOERE, ICOS), les plateformes de modélisation et de bases de données, les unités expérimentales ont chacun
un comité de suivi ou un conseil scientifique dans lequel la direction du département est représentée (ainsi que
toutes les parties prenantes) et qui se réunit au moins une fois par an. Ces comités et conseils contribuent à la
construction de la stratégie de développement de l’outil, à partir d’échanges autour du bilan des actions passées
et des projets à venir, et de définition des moyens, humains ou financiers, à mobiliser ou à acquérir. Le soutien
financier a pour but de permettre à l’outil de remplir ses missions ( e.g. financement d’analyses pour un SOERE,
achat de logi ciels pour une plateforme de modélisation) et de favoriser son utilisation par les chercheurs
(journées d’animation et de formation, stages d’étudiants). Ce soutien a représenté en moyenne 20 % du budget
incitatif alloué aux unités sur la période 2008-2012.
[36]
Une contribution à la structuration via des projets nationaux et internationaux
Les projets retenus dans le cadre du p lan gouvernemental Investissement d’Avenir fournissent des instruments
de structuration aux dispositifs et outils collectifs. Ces instruments permettent d’une part de garantir le
maintien des dispositifs au plus haut niveau technologique, et d’autre part d’en assurer une visibilité nationale et
internationale. Le département a contribué au montage de trois projets à caractère stratégique, Phenome,
ANAEE-s et CRITEX, et est investi dans leur suivi.
Porté par le CNRS et l’Inra, le projet ANAEE-Service s réunit un ensemble de plateformes expérimentales et
analytiques, de systèmes d’information et de plateformes de modélisation, dédiés à l’é cologie des écosystèmes
continentaux. D’une part il assure l’accès à des dispositifs expérimentaux, dont la plupart des sites SOERE
portés par le département EA (ACBB, PRO). D’autre part il investit dans une instrumentation partagée et des
moyens analytiques en microbiologie environnementale (Genosol) et facilite l’accès aux données et aux outils de
modélisation (RECORD, Sol Virtuel). Ce projet s’inscrit dans l’agenda européen du projet d’infrastructure
AnaEE (Infrastructure for Analysis and Experimentation on Ecosystems).
Porté par les départements EA et BAP de l’Inra, le projet Pheno me fédère un réseau de plateformes de
phénotypage déjà existantes ou en cours d’élaboration sur cinq sites en France, dont les plateformes de l’Inra.
Outre la mise en place des plateformes, le projet place un fort investissement dans le développement de
capteurs, de méthodes d’analyse de données et de modélisation (en lien avec les plateformes de modélisation
Record et OpenAlea). Le réseau servira la recherche française et européenne, et sera également ouvert à des
partenaires privés. Des collaborations sont établies au niveau européen via le projet European Plant
Phenotyping Network, ainsi qu’avec le Centre Australien de phénomique (HRPPC, Canberra).
Porté par le CNRS, le projet CRITEX constitue un parc national d'équipements innovants pour l’étude spatiale
et temporelle de la Zone Critique des Bassins Versants. Il a pour objectif de caractériser le fonctionnement
hydrologique et géochimique de bassins versants développés dans des contextes variés (roches, sols, végétation,
climat, activités humaines) afin de mieux comprendre les effets du changement climatique sur l’avenir de la
planète. Le projet regroupe 21 laboratoires appartenant à quatre organismes de recherche nationaux et plus de
vingt universités. Le réseau comprend les deux sites Inra du SOERE RBV (OMERE et AgrHys).
Une organisation informatique au service des systèmes d’information stratégiques
Les CATI (Centre automatisé de traitement de l’information) mis en place à l’Inra en 2008, regroupent des
personnes exerçant un métier de l’informatique. Ils ont pour but d’organiser la production informatique en
soutien à la production scientifique. Le département EA a fait le choix d’une politique volontariste de soutien à
ses systèmes d’information stratégiques qui s’est traduit par la construction de deux C ATI rassemblant les 80
informaticiens du département.
Le CATI IUM A (Informatisation et utilisation des modèles d’agroécosystèmes) a pour vocation d'assurer
l’animation et la coordination du développement des plateformes de modélisation dédiées aux agroécosystèmes :
systèmes de culture et d'élevage, exploitations agricoles, outils d’aide à la décision autour de ces systèmes,
fonctionnement des sols, fonctionnement de la plante et du peuplement, croissance et dynamique des
peuplements forestiers, représentation et fonctionnement intégré des paysages. Il est structuré autour des
plateformes de modélisation du département.
Le CATI SIOE A (Systèmes d’information d’observation et d’expérimentation sur les agroécosystèmes)
structure la communauté des gestionnaires des données de dispositifs d'observation et/ou d'expérimentation
(gestionnaires des bases de données, administrateurs des infrastructures et architectes des systèmes
d’information) en homogénéisant les méthodes et en mutualisant les outils pour définir un référentiel commun
sur les systèmes d’information agro-environnementaux.
Une action de mise en réseau des unités expérimentales
Le projet CAREX de mise en réseau des unités expérimentales des départements BAP et EA vise à développer et
harmoniser la caractérisation environnementale des cultures, ainsi que le partage de méthodes et d’échanges
autour du diagnostic et de l’aide à la décision.
[37]
ZOOM sur …
Le projet CAREX :
CARactérisation environnementale des essais conduits dans les unités EXpérimentales
Le projet CAREX, initié dans le cadre du réseau Interaction Génotype x Environnement x Conduite et soutenu par les départements EA et BAP, a
démarré en 2010. L’enjeu est de proposer aux unités expérimentales (UE) une méthodologie commune de caractérisation environnementale,
utilisable en routine, permettant de référencer de manière dynamique le niveau de ressources environnementales disponibles. Il se structure
autour de 3 axes de travail :
1. Connaissance du sol avec la réalisation de mesures de résistivité pour caractériser l’hétérogénéité des parcelles expérimentales en
complément d’une étude pédologique ;
2. Partage d’outils de pilotage et de diagnostic agronomique, en particulier pour le suivi de la dynamique hydrique et azotée des
cultures sur les parcelles expérimentales ;
3. Instrumentations nécessaires à la caractérisation des bilans hydriques et azotés à la parcelle.
Le projet CAREX répond à un double objectif : i) homogénéiser les pratiques de caractérisation env ironnementale au sein d’un réseau d’unités
expérimentales en partageant outils et méthodes et ii) valoriser l’expertise agronomique existante au sein de chaque UE en proposant des pratiques
de caractérisation environnementales s’appuyant à la fois sur les modèles de culture (pilotage et diagnostic) et le suivi instrumenté des parcelles.
2.2.3. GESTION DES RESSOURCES HUMAINES
Dans le cadre de l’élaboration de son schéma stratégique 2011-2015 la direction du département a conçu une
politique prévisionnelle d’évolution et de gestion des compétences qui a conjugué :
−
−
−
une analyse des forces en présence (effectifs, disciplines pour les chercheurs, branches d’activité
professionnelle pour les ingénieurs et techniciens), des prévisions de départ à la retraite, et des
prévisions de postes Inra attribués au département,
la définition d’une cible visée –augmentation, stabilisation ou diminution- en lien avec les principales
implications des orientations scientifiques telles que l’appropriation des concepts de l’é cologie ou
l’élargissement du champ de la modélisation,
la combinaison de plusieurs leviers dans le sens de la cible visée : des leviers directs que sont la
formation, la mobilité thématique et le recrutement de personnel temporaire ou permanent, et des
leviers indirects tels que l’organisation de séminaires et de renco ntres scientifiques, la réflexion relative
au réseau de collaboration du département, et la structuration du dispositif par la fusion d’unités
existantes et la création de nouvelles unités avec un partenariat renouvelé.
Dans le même temps, le département a poursuivi la politique de conseil et d’accompagnement des trajectoires
individuelles menée depuis 2003. Il a articulé cette politique à celle relative à la gestion des compétences, visant
une bonne adéquation entre atteinte des objectifs des projets colle ctifs et réussite des acteurs dans leur propre
projet professionnel.
Formation continue
En asso ciation avec le service de Formation Permanente de l’Inra, le département organise ou soutient des
formations sous la forme d’écoles chercheurs ou d’é coles techniques à destination de l’ensemble de ses
personnels, souvent en partenariat avec d’autres départements Inra et d’autres établissements de la Recherche
ou de l’Enseignement Supérieur. Depuis 2008, une quinzaine d’écoles chercheurs ( e.g. conception d’idéotypes,
traits fonctionnels, évaluation multicritères) et d’écoles techniques ( e.g. mesures des gaz, sauvegarde des
données) ont été organisées et soutenues financièrement via des appels d’offres de la politique incitative.
Les doctorants bénéficient d’une formation spécifique à l’Inra et complémentaire à celles qu’ils suivent dans le
cadre de leur école doctorale. Elle est en partie financée par le département et vise à aider le binôme doctorantencadrant dans la démarche de construction et de contextualisation par le doctorant de son projet de recherche.
Dans l’objectif de renforcer ses compétences en agroécologie, le département a initié en 2011 un pro jet de
formation numérique, l’université virtuelle d’agroécologie (UVAE) en lien avec l’enjeu structurant
« Intensification écologique », qui est le fruit d’une collaboration inter-départements Inra et inter- organismes.
[38]
ZOOM sur …
L’ université virtuelle d’agroécologie
Le développement de l’agroécologie est une priorité de l’institut et du département EA pour laquelle la formation permanente est un levier
essentiel en complément de recrutements spécifiques. A la suite d’une prospective commanditée par le département sur le thème « Agriculture
et biodiversité » (Plantureux et al., 2009), un projet d’école permanente d’agroécologie fondée sur la formation à distance a été inscrit dans le
schéma stratégique du département. Ce projet, construit initialement avec les départements S PE, SAD, EFPA, PHASE de l’Inra, l’Université de
Lorraine, AgroParisTech et le Cirad, s’est étendu à quatre autres établissements d’Enseignement Supérieur Agronomique d’Agreenium.
L’université virtuelle d’agroécologie en 2014 : vers un parcours co-construit de formation à distance…
L’UVAE est un parcours de formation à distance qui vise à permettre aux personnels des organismes de recherche et d’enseignement supérieur
agronomique d’acquérir ou de parfaire leurs connaissances et compétences en agroécologie. Le premier module permet aux apprenants de se
familiariser avec la diversité du positionnement de l’agroécologie, agricole, scientifique, social. Ce premier module porté par AgroParisTech
constitue l’entrée vers des modules d’appropriation de concepts, méthodes et théories, des modules d’acquisition de connaissances sur le
fonctionnement des agroécosystèmes et des modules d’ingénierie agroécologique. L’ensemble ne tracera pas pour les apprenants un parcours
unique mais permettra le dialogue et les allers-retours entre ingénierie et concepts.
Le maître d’ouvrage de l’UVAE est le chef du département EA et les maîtres d’œuvre sont S. Plantureux (Université de Lorraine) et T. Doré
(AgroParisTech). Ces derniers assurent l’animation d’un comité pédagogique et scientifique dans lequel les chargées de mission « Ressources
Humaines » et « Enjeu structurant 2 – Intensification écologique » du département EA représentent ce dernier, et qui regroupe des représentants
des différents partenaires scientifiques et du service de Formation Permanente de l’Inra. L’objectif de ce comité est de construire la maquette de
l’UVAE, lancer des appels à proposition auprès des équipes pour la production de modules, et animer et coordonner les contributions à la
construction collective.
… et à partir de 2014 un développement dans une double dynamique de production et de formation
L’UVAE va se développer à partir de 2014 dans une double dynamique de production de modules et de formation s’appuyant sur les modules
produits. Cette dynamique vise à faire de l’UVAE un espace d’action collective au-delà de la somme des formations individuelle, un espace de
nature à favoriser :
une culture d’une plus grande coopération entre chercheurs et enseignants chercheurs dans leur collaboration pour la production de
modules solides dans leur composante pédagogique, et
aux côtés de l’apprentissage individuel, l’apprentissage en équipe, réunissant chercheurs, ingénieurs et techniciens, et
l’apprentissage en groupes d’équipes proches géographiquement qui pourront en faire un outil d’animation et de coopération.
Recrutement et mobilité
Evolutions de compétence visées
Plusieurs évolutions qualitatives sont attendues concernant les compétences disciplinaires présentes dans le
département au travers des besoins de mathématisation au sens large ( e.g. modélisation, biologie prédictive,
méta-analyses, fouilles de données, approches régionales et globales, analyse des tendances à long terme, prise
en compte des incertitudes…) et d’éco logisation (émergence de l’agroécologie en tant que discipline). Tenant
compte des effectifs de chercheurs, nos cibles sont l’augmentation des compétences en écologie et en
mathématiques, la réduction de celles en science du sol stricto sensu (physique et chimie du sol), et le maintien
des autres compétences y compris celles en agronomie.
Concernant les métiers, les nouveaux besoins concernent la mise en forme, le traitement de l’information et la
modélisation, l’ingénierie de la gestion des connaissances pour la production de synthèses, le travail en réseaux
et d’animation de ces derniers, la coordination de plateformes et l’émergence d’une ingénierie agroécologique au
travers de l’évolution des techniques d’analyse et d’expérimentation. Compte-tenu des effectifs d’ingénieurs et
de techniciens, nos cibles sont :
−
−
l’augmentation des compétences i) de niveau ingénieur : en biologie, calcul scientifique, administration
et gestion des systèmes d’information, ii) de niveau technicien en caractérisation des milieux,
instrumentation et expérimentation,
la réduction des compétences de niveau technicien en biologie, en te chniques d’analyse chimique, en
production et expérimentation végétales.
[39]
Organisation des recrutements et mobilités
Chaque année le département organise une enquête auprès des unités pour connaître leurs besoins en
recrutement (recrutement externe ou mobilité interne). L’enquête met l’accent sur la distinction entre des
demandes qui relèvent (1) du département ou des métaprogrammes, (2) de compétences à faire émerger ou à
maintenir. Ces besoins sont analysés par la direction du département en fonction de sa stratégie scientifique et
de la situation de l’unité. Les profils de recrutement retenus pour des chercheurs et des ingénieurs sont examinés
et priorisés par le conseil scientifique avant d’être arbitrés par la direction générale. Au final, les résultats des
recrutements ont été les suivants :
−
−
−
sur 35 re crutements de chargés de recherche, 13 sont en
lien avec l’écologie, 8 avec les approches spatiales et 5
avec l’agronomie,
sur 32 re crutements d’ingénieurs, la moitié a été
affectée à des outils collectifs, et la moitié concerne des
informaticiens,
sur 90 recrutements de techniciens, la répartition selon
les branches d’activités professionnelles est la suivante :
38-A, 23-J, 16-C, 8-B et 7- E (à noter le nombre élevé en
BAP J, déjà visible sur le graphique (Figure 2.8) relatif à
l’évolution des effectifs depuis 2008).
Nos objectifs sont donc globalement atteints. Ave c la réduction à venir d’au moins la moitié des recrutements,
nous allons devoir affiner nos besoins en compétences, l’éclatement géographique et structurel pouvant
constituer un handicap.
Aux recrutements s’ajoutent, pour les chercheurs, une à deux mobilités par an sur demande du chercheur luimême ou de la direction du département. L’instruction passe par un é change entre le chercheur, la direction du
département et les directeurs des unités d’accueil et de départ afin de définir le pro jet scientifique et
d’intégration dans l’unité d’accueil, et les conditions de départ. Le projet est examiné par le conseil scientifique
qui émet un avis avant arbitrage de la direction générale. Cette procédure est l’occasion d’orienter des évolutions
thématiques et de pourvoir certaines fonctions collectives (direction d’unité, gestion de plateforme).
Gestion de carrière
Les chercheurs et les ingénieurs sont évalués tous les deux et quatre ans, respectivement, par des commissions
spécialisées nommées par l’Inra et indépendantes de la hiérarchie. Ces commissions portent un avis qu’elles
adressent au scientifique concerné sur son activité au regard de sa mission, sa production, son positionnement
et ses perspectives. Les commissions signalent directement à la direction du département des situations
individuelles ou collectives qui traduisent des difficultés avérées ou en émergence nécessitant son intervention,
notamment en re lation avec l’activité de publi cation, le réseau de collaboration, les perspectives scientifiques,
etc. Ces signalements ont concerné une trentaine de chercheurs et d’ingénieurs de 2008 à 2012 (cinq à six
signalements par an), soit environ 2% de l’effectif. I ls font l’objet de la part du département d’un échange avec le
directeur de l’unité et le principal intéressé qui se traduit par un plan d’action, re levant soit du directeur d’unité,
soit de la direction du département. La plupart des situations signalées ont été résolues à court terme grâce à la
dynamique du dialogue établi au sein des unités. Une dizaine de situations ont été prises en charge au niveau du
département au travers d’une action approfondie de conseil et accompagnement de trajectoire ( cf. chapitre
suivant).
Les commissions d’évaluation individuelle des chercheurs rendent un avis aux étapes clé de la carrière en
complément de celui de la direction du département, avant l’arbitrage final par la direction générale :
titularisation, promotion au grade de chargé de première classe ou de directeur de recherche de classe
exceptionnelle. Les promotions des ingénieurs suivent une procédure paritaire au cours de laquelle le
département donne un avis co nsultatif. La procédure est similaire pour les techni ciens mais elle dépend du
président de centre. L’entrée dans le corps des directeurs de recherche se fait par concours pour lequel le chef de
département, en tant que membre du jury, est sollicité pour do nner un avis sur la place de chaque candidat dans
[40]
son dispositif de recherche. Sur la période évaluée, une douzaine de candidats CR1 se sont présentés chaque
année au concours de directeur de recherche, avec un taux de réussite d’environ 50 %.
Afin de favoriser l’intégration de tous les nouveaux recrutés chercheurs et ingénieurs du département, des
journées « nouveaux arrivants » sont organisés chaque année en présence des directeurs d’unité ou encadrants
scientifiques concernés. Complémentaires aux journées d’accueil organisées à l’échelle nationale et locale dans
les centres, ces journées sont une occasion d’échanges et de dialogues avec l’équipe du département et entre les
jeunes chercheurs et ingénieurs eux-mêmes, sur leur activité et leur intégration. Elles so nt aussi l’occasion de
présenter aux nouveaux recrutés les outils et structures co lle ctifs du département et les modalités d’évaluation.
La seconde journée est consacrée à la restitution de projets scientifiques financés dans le cadre de la po litique
incitative du département, de manière à familiariser les nouveaux recrutés avec la diversité des recherches
conduites dans le département. L’ensemble des directeurs d’unité et des membres du conseil scientifique sont
associés à cette seconde journée scientifique.
Conseil et accompagnement de trajectoires individuelles
Au-delà des situations problématiques signalées par les commissions d’évaluation, le département EA est
attentif à celles signalées par les directeurs d’unité et aux interrogations d’un chercheur ou d’un ingénieur sur sa
situation ou sa trajectoire professionnelles. Il conduit dans ce cadre des actions de conseil et d’accompagnement
de trajectoire de chercheurs et ingénieurs dans un esprit de dialogue entre chercheur ou ingénieur concerné,
direction du département, directeur d’unité et si besoin responsable d’équipe, président de centre et son
dispositif de gestion des ressources humains. L’instruction et le suivi de ces actions sont assurés par la chargée
de mission Ressources Humaines du département. Ces actions reposent sur :
−
−
−
des points d’étapes d’avancée pragmatique pour une compréhension partagée de la situation,
la mise en place concertée d’appuis adaptés tels que la formation, l’appel à un interlo cuteur scientifique
extérieur ou l’appui du dispositif d’orientation professionnelle de l’Inra,
une visée de co-construction pour et par le principal intéressé d’un projet nouveau ou renouvelé dans
ses dimensions scientifiques et de contexte.
De 2008 à 2012 cette action a concerné une quinzaine de situations relevant du relationnel et du positionnement
dans le projet collectif (1/3 des situations) et d’une production jugée trop faible (2/3). La durée de
l’accompagnement est d’environ deux ans. Les situations qui ont émergé dans la dynamique de l’action so nt très
diverses (nouvelle prise de responsabilité d’animation dans l’unité, nouveau projet dans l’unité, nouveau projet
avec mobilité géographique) et ont été validées par les commissions d’évaluation. Deux situations ont abouti à
un départ de l’Inra. Le bilan d’ensemble des situations accompagnées permet de mettre en lumière des
problématiques transversales et collectives comme i) des évolutions de disciplines, notamment l’écophysiologie
et son rapprochement avec la génétique, ii) l’importance du positionnement du nouveau recruté dans son unité
mais aussi dans un réseau professionnel élargi en aide à la construction de son autonomie professionnelle, iii)
l’importance du rôle du tandem directeur d’unité et responsable d’équipe dans la régulation des situations de
travail. Le cas particulier des chargés de recherche de 1ère classe (qui représentent les 2/3 des accompagnements)
a conduit le département à organiser des journées spécifiques : les rencontres « Trajectoires Chercheurs ».
ZOOM sur …
Les rencontres « Trajectoires Chercheurs » avec les Chargés de Recherche de 1ère Classe
12-14 novembre 2008 et 19 juin 2009
Dans un environnement des années 2000 fait de nombreuses incertitudes à l’échelle mondiale et nationale en lien avec les transitions agricoles,
alimentaires et environnementales et les crises socio-économiques, le département EA a considéré que les CR1, Chargés de Recherche de 1ère
classe, forces vives de la recherche en tant que chercheurs confirmés et classe quantitativement la plus importante parmi les chercheurs,
disposent de peu d’espaces de réflexion et d’échange sur leurs activités et perspectives qui soient en lien avec la dynamique de changement de
l’institut et qui leur permettent de prendre du recul par rapport à leur contexte local. Le département a donc organisé des rencontres avec les CR1
dans l’esprit d’un dialogue direct sur l’ambition qu’il porte dans les champs couverts par sa mission et sur la production des CR1, leurs
perceptions de leurs positionnements, champs de responsabilités, perspectives et aspirations. L’objectif était la mise en commun des réflexions
issues de ce dialogue et leur mise en débat pour dégager des pistes d’action appropriées. Ces rencontres ont ciblé les chercheurs CR1 depuis
quatre ans et plus qui ont eu chacun -au sein de journées ouvertes et clôturées par un moment d’échange collectif- un entretien individuel d’une
[41]
heure avec la direction du département. Cette dernière était secondée par un directeur d’unité, un président de centre, une responsable de la
formation permanente, et la chargée de mission Ressources Humaines du département. Une synthèse a été élaborée et largement diffusée et un
séminaire a suivi six mois plus tard, auquel étaient conviés les CR1, les directeurs d’unité, la Délégation à l’Evaluation et la Direction des
Ressources Humaines de l’Inra. Le département a synthétisé de cet ensemble des lignes d’action relatives au management.
Une participation massive…
La participation des CR1 a été massive - 61 sur un total de 70 - avec une appréciation positive quasi-unanime qui a mis en avant le bénéfice
individuel procuré (« très intéressant, ce sont des questions qu’on ne se pose pas comme ça ou bien si on les pose elles restent souvent dans un
coin »). Les principales interrogations ont portées sur :
les attentes de l’institut en termes de priorités de productions
l’autonomie, statutairement considérée acquise pour les CR1, qui apparaît dans un environnement en mutations et transitions de tous
genres comme restant à conforter
l’animation des équipes dans les unités (« Quand, par qui, pour quoi, à la demande de qui ?… »)
le besoin d’un plus grand partage de la réflexion stratégique sur les évolutions futures.
… et des apprentissages culturels
Les retombées de ces rencontres ont relevé d’un apprentissage culturel de la plus-value du temps pris pour dialoguer hors échéances et
procédures. Du côté des chercheurs, cette plus-value est de l’ordre de la légitimation (« Assez formidable que ce temps nous soit consacré ! »).
Plusieurs départements de l’Inra se sont inspirés de la démarche du département EA pour à leur tour initier des actions tournées vers les CR1. La
direction du département s’est par ailleurs appuyée sur ces rencontres pour un ensemble de mesures dont notablement :
impliquer les CR1 dans les réflexions collectives en amont de l’élaboration du schéma stratégique du département,
appuyer le montage d’une cellule d’appui à la publication à l’échelle du département,
élaborer une politique de soutien aux réorientations thématiques des CR1 jugées potentiellement fécondes scientifiquement et professionnellement. Ces soutiens peuvent être financiers -financement de projets, de thèses ou de post docs- mais sont aussi dans le sens
d’un changement de regard vis-à-vis des dynamiques de changement, avec là aussi des vertus en termes d’apprentissages culturels.
2.2.4. DEMARCHE QUALITE
La démarche Qualité à l’Inra, mise en place en 2000, vise à répondre à deux objectifs : garantir la fiabilité des
résultats mesurables et assurer la traçabilité des travaux de re cherche en s’appuyant sur un outi l paru en 2004, le
Référentiel Qualité Inra. Ce référentiel permettant la mise en œuvre opérationnelle de la démarche dans les
unités se présente sous forme de 70 exigences à satisfaire regroupées en quatre thématiques :
1.
2.
3.
4.
Management de la Qualité : définition des responsabilités, planification des actions, communication interne,
Gestion du système : gestion de la documentation interne et des enregistrements,
Gestion des ressources : équipements, consommables, ressources humaines, conditions ambiantes,
Réalisation des activités : traçabilité des activités de recherche, gestion des échantillons, expérimentation.
La direction du département EA a instauré à partir de 2008 une po litique de soutien à la mise en place de la
démarche Qualité dans ses unités au travers de la nomination d’une chargée de mission, de la mise en place d’un
bureau Qualité composé de quatre membres aux compétences complémentaires et du déploiement d’une
nouvelle politique incitative à la démarche Qualité.
L’appel d’offres ‘Qualité’ pour soutenir la démarche
Un appel d’offres annuel destiné à aider les unités à initier de nouvelles actions Qualité et à bâtir un projet
Qualité a été mis en place en 2008. Le bureau Qualité en assure l’instruction. Cet appel d’offres permet au
porteur de projet, généralement un technicien ou un assistant ingénieur) de valoriser son travail dans cette
activité dite transversale.
Depuis 2008, en moyenne annuelle, 17 pro jets ont été acceptés sur une vingtaine de projets déposés, pour un
montant total attribué chaque année par le département de 50 k€. 75% des unités qui en 5 ans ont soumis un
projet dans le cadre de cet appel d’offres ont profité d’un arbitrage favorable. Le département EA est celui qui
consacre le plus de moyens à la démarche qualité dans ses unités. Ces projets ont permis aux unités des avancées
[42]
significatives, notamment dans les domaines de la structuration managériale, la gestion de ressources, la
sauvegarde des données, la métrologie (validation de méthodes…).
L’audit-conseil comme moyen de progresser dans la démarche
En 2008, le département EA a entrepris de soutenir financièrement les unités qui sollicitent un audit-co nseil leur
permettant, par un regard externe, d’évaluer l’efficacité de leur système qualité et d’obtenir des conseils pour
l’améliorer. En 2012, 24 unités du département ont suivi au moins un audit sur Référentiel Qualité Inra. En
outre, le département compte trois agents formés pour réaliser des audits sur Référentiel Qualité Inra.
Les journées Qualité comme moyen de partage d’expérience et de communication
Le département EA organise périodiquement des journées Qualité pour réunir les personnels impliqués dans la
démarche Qualité et dans les questions de métrologie notamment. Ces rencontres ont pour but de
communiquer sur un bilan général et sur les évolutions envisagées de la démarche Qualité dans le département
et à l’Inra, d’enrichir les pratiques par un retour des actions financées par le département et de favoriser une
véritable dynamique de réseau. Elles sont aussi l’occasion de lancer des actions d’intérêt collectif pour le
département, comme la question de la validation des méthodes d’analyse quantitatives ajustées à la demande
scientifique (Cahiers des techniques de l’Inra, 2010).
Qualité globale sur Référentiel Inra (auto-évaluation)
En 2012, le co lle ctif des animateurs qualité et métrologie d’unité compte 76 animateurs. En moyenne, 80 % des
actions du référentiel Qualité (Figure 2.12) sont engagées ou finalisées dans les unités, plaçant le département
EA au 3e rang à l’Inra, ce qui témoigne de l’efficacité de sa politique qualité.
Figure 2.12. Taux d’avancement des actions qualité réalisées par thématique du Référentiel Qualité Inra dans le Département
EA de 2008 à 2012, 2004 = T0. (Entre parenthèses : nombre d’auto-évaluations).
Qualité sur référentiels externes autres qu’Inra
Certaines entités stratégiques du département orientées « services » ont entrepris de mettre en œuvre une
démarche qualité inspirée de référentiel externe national ou international (ISO 17025, ISO 9001, NF S 96900…). L’accompagnement par le département EA a abouti à maintenir et étendre les accréditations par le
COFRAC de deux laboratoires de référence internationaux en analyses physico-chimiques des sols et des
végétaux (LAS Arras, USRAVE Bordeaux). Des entités possédant des plateformes analytiques ou un CRB o nt
entrepris de demander à moyens termes la certification ISO 9001.
[43]
2.2.5. POLITIQUE PARTENARIALE
Comme Institut de recherche finalisée, l’Inra se trouve à la croisée de plusieurs types de partenariats. En tant
qu’institut de recherche, il collabore régulièrement avec d’autres établissements de recherche (CNRS, Cirad,
IRD, Irstea, Inria) et d’enseignement supérieur (écoles d’ingénieurs en agronomie et universités). Son
positionnement dans le domaine de l’agriculture, de l’environnement et de l’alimentation le fait interagir, pour
ce qui concerne le département EA, ave c de nombreux partenaires de la recherche et du développement agri cole
et du domaine de l’environnement, ainsi qu’avec différents porteurs d’enjeux (coopératives agricoles,
entreprises, gestionnaires de l’eau…) et acteurs des politiques publiques (MAAF, MEDDE, Ademe, Onema).
Le tableau ci-dessous donne une vision synthétique de la diversité des partenariats du département et des
actions ou structures autour desquelles ils se concrétisent. Ces partenariats prennent toute une gamme de
formes, allant de la participation commune à des projets de recherche, jusqu’à des accords-cadres ou des
participations croisées à des comités stratégiques ou conseils scientifiques. L’établissement et le développement
de ces partenariats résultent du dynamisme des unités et d’une politique ou d’un accompagnement des unités
par le département qui peut agir de sa propre initiative ou en relais de l’Institut.
Catégories de
partenaire
Partenaires
Etablissement de
recherche
académique
CNRS, IRD, Cirad, Inria
Enseignement
supérieur
Universités
Ecoles d’agronomie
Paris-Grignon, Rennes,
Nancy, Montpellier,
Toulouse
R&D Instituts
techniques
Arvalis, Cetiom, ITB,
Idele, Acta
R&D Coopératives,
Chambres
d’agriculture
In Vivo, Terrena
Entreprises
Grands groupes (Veri,
Suez…)
PME
Start-ups
Institutionnels
Acteurs de
l’environnement
MEDDE, MAAF, Ademe,
Onema
Gestionnaires des
ressources naturelles
(eau, air, parcs)
Europe
International
Projets de recherche et
développement en
commun
Programmes nationaux
Projets ANR,
Métaprogrammes
Projets européens
(FP6 et 7)
Projets Investissement
d’Avenir
Participation à des
comités ou groupes
de travail
Structures communes Autres
Comité scientifique ANR
Conseil scientifique Insu
Expertises et études
Conseil scientifique EA
Equipes-mixtes (Inria)
USC avec CNRS
UMR (Cirad, IRD, CNRS)
LabEx
UMR Universités
UMR Ecoles
d’ingénieurs
agronomes
LabEx
Dans CS Inra-EA
CS 3 d’Ecoles
Ecoles doctorales, OSU
Conseil scientifique EA
Conseil scientifique Icta
Comité CTPS
Projets Casdar,
Projets ANR
Projets européens
Implication
dans les
Masters et
Ecoles
doctorales
Mise à
disposition,
accueil
RMT
UMT
Projets de développement
technologique,
Projets ANR, Casdar,
Bourses Cifre
Pôles de compétitivité
sur l’eau
Comité de programmes
Cost Acta
Projets de recherche (Ex :
AASQA, PNR, acteurs de
l’eau)
Projets européens
JPI, Cost, Rex, EraNet
Réseaux : EPPN, Anaee,
Icos, Terreno
AgMIP, Global Soil map,
Wheat initiative
CS : comité scientifique
[44]
Accords-cadres,
dispositifs expérimentaux
Politique de soutiens
aux brevets et à la
création d’entreprises
InfoSol, différents Gis
Accords avec l’Onema,
Contribution à
la création
d’entreprises
Participation conjointe
à des groupes de travail
UNECE, EFSA, ENA, INI,
JRC (sols, modèles)…
Accord WUR
Accord BBSRC
GRA, FAO/GSP, Wheat
Initiative
MoU Univ. Chine
Echanges avec IISC, Inde
Tableau 2.2.
3
UMT
RMT
AllEnvi,
Agreenium,
Revue ASD
Un partenariat scientifique riche avec les établissements de recherche et d’enseignement supérieur
Au sein de l’Inra, le département EA est associé à huit autres départements dans 19 unités de recherche sur 32,
au premier rang desquels les départements BAP, SPE et EFPA (chapitre 2.1.1).
Au-delà de l’Inra, l’association est particulièrement forte avec les écoles d’ingénieurs en agronomie où elle
s’inscrit dans une tradition ancienne, alors qu’elle est plus ré cente avec les universités. L’association est moins
importante avec les autres établissements de recherche et d’enseignement supérieur français et concerne souvent
des unités avec peu de chercheurs du département EA, sauf avec le Cirad et/ou l’IRD sur le centre de
Montpellier. On peut cependant noter que deux des quatre équipes mixtes de l’Inra avec l’Inria relèvent du
département EA. Les collaborations sont par contre nombreuses au niveau des équipes et des unités dans le
cadre de participations co njointes à des pro jets de recherche nationaux (métaprogrammes de l’Inra, projets
ANR, programmes des ministères en charge de l’environnement et de l’agriculture, programmes régionaux).
Une évolution importante s’est produite depuis 2011 avec la création de laboratoires d’exce llence et
d’équipements d’excellence dans le cadre du programme national Investissement d’Avenir. L’objectif est de
financer dans la durée (financement de 8 à 10 ans) des projets fondés sur de nouvelles collaborations à l’échelle
régionale favorisant l’émergence de clusters associant enseignement supérieur et recherche (programme LabEx
pour Laboratoire d’Excellence) ou nationale portant de grandes infrastructures (programme EquipEx pour
Equipement d’excellence). Le tableau 4.8 du chapitre 4 « Indicateurs » souligne que plusieurs unités du
département EA s’y sont fortement investies.
Un partenariat scientifique international diversifié
Nos partenariats aux niveaux européens et internationaux sont surtout construits avec des organismes de
recherche plus ou moins fondamentaux, finalisés ou appliqués. Ils s’inscrivent à la fois dans des initiatives
internationales de structuration de la re cherche (alliances de type Global Research Alliance ou Wheat initiative,
réseau de mesures ICOS, projet AgMIP…), dans des projets construits en réponse à des appe ls d’offres,
notamment au niveau européen. Ils s’appuient sur quelques accords formels entre l’Inra et le WUR ou le BBSRC
en Europe, la CAAS en Chine, qui se déclinent au niveau du département. Le détail concernant les indicateurs
du partenariat international figure dans le chapitre 4.
Un partenariat très structuré avec le monde agricole
Depuis 2006, le ministère en charge de l’agriculture propose un dispositif permettant d’assurer l’interface entre
la recherche et le développement et de conduire en commun sur un même lieu un programme à vo cation
nationale de recherche et développement : les unités mixtes technologiques (UMT). Les UMT permettent de
conduire des travaux de recherche et développement concernant la mise au point d’outils et de méthodes de
diagnostic et d’évaluation des systèmes de culture, le pilotage des modes de gestion et des procédés de
production ou de transformation, l’évaluation et la diffusion des innovations… Elles sont créées pour une durée
de trois à cinq ans à la suite d’un appel d’offres. Il y a eu quatre UMT durant la période (tableau ci-dessous)
associant chacune au moins un institut technique, et porteuse chacune d’un ou plusieurs projets de recherche
finalisés financés le plus souvent par le ministère en charge de l’agriculture (crédits CASDAR 4).
Le ministère en charge de l’agriculture soutient un autre dispositif de partenariat plus large, les réseaux mixtes
technologiques (RMT), qui doivent permettre de remédier au trop grand cloisonnement des acteurs de la
recherche, de la formation et du développement et de favoriser l’innovation dans les secteurs agricoles et agroalimentaires. Associant au moins cinq organismes de recherche - formation - développement, ils o nt pour objet
la mise en commun de ressources humaines par les membres du réseau pour la réalisation de travaux
collaboratifs pour le développement des secteurs agri coles et agroalimentaires. Les RMT comportent des actions
de formation, de communication, de soutiens au montage de projets associant recherche et développement et
parfois de soutiens aux politiques publiques. Le département EA est porteur de quatre RMT dans des domaines
4
Le compte d’affectation spéciale pour le développement agricole et rural (CASDAR) est le bras armé financier de la mise en oeuvre du
Programme national de développement agricole et rural (PNDAR) du ministère en charge de l’agriculture.
[45]
très variés touchant agriculture et environnement et est associé à sept autres RMT. Le tableau des RMT montre
la diversité des thématiques concernées et la richesse des partenariats. Une évaluation ré cente de l’apport de ces
dispositifs au département EA a mo ntré leur pertinence (voir Zoom « Journée sur les UMT et RMT). Une
évaluation a également été menée par le ministère en charge de l’agriculture et a conduit à la reconduction de
ces dispositifs à partir de 2013.
Intitulé de l’UMT et Unité EA animatrice
Objet
Partenaires
UMT CAPTE
EMMAH Avignon
UMT EAU
AGIR Toulouse
UMT Tournesol
AGIR Toulouse
UMT GES-N2O
EGC Grignon
Capteurs et télédétection
Instituts techniques : Arvalis, ACTA,
CETIOM, ITB
Instituts techniques : CETIOM, Arvalis
Outils et méthodes pour la gestion quantitative de
l’eau : du bloc d’irrigation au collectif d’irrigants
Approche agronomique de l’amélioration de la
production d’huile de tournesol
Connaissance et gestion des émissions de protoxyde
d’azote par les cultures
Institut Technique : CETIOM
Enseignement supérieur : ENSAT
Instituts techniques : CETIOM, Arvalis,
UNIP, ITB
Titre du RMT
Période (unité porteuse)
Principaux axes de travail
Principaux partenaires
Fertilisation et Environnement
2007-2012
(UMR FARE)
Prospective sur les besoins d’outils, construction
d’outils opérationnels de diagnostic et d’aide à la
décision en fertilisation
ACTA et 8 instituts techniques agricoles,
APCA et 5 Chambres d'Agriculture,
4 établissements d’enseignement technique
agricole, 1 laboratoire, 1 coopérative
MODELIA
Modélisation et logiciels appliqués à
l’agriculture
2007-2012
(UMR Agronomie)
Amélioration de la connaissance sur le niveau
d’erreur et les limites des modèles ; synergies entre
modélisation, expertise, expérimentation
ACTA et 7 instituts techniques agricoles, 2
établissements d’enseignement technique agricole
Systèmes de culture innovants
2007-2012
(UMR Agronomie)
Développement d’un réseau de compétences pour
le conseil et l’accompagnement du changement,
démarches opérationnelles de conception et
d’évaluation de systèmes de culture innovants
APCA et 9 chambres d’agriculture, ACTA et 5
instituts techniques agricoles, 5 établissements
d’enseignement technique agricole, Agro-Transfert
et 2 autres acteurs du développement
Sols et Territoires
2010-2013
(US INFOSOL)
Connaissance des sols et accès à la connaissance des
sols dans les territoires ; prise en compte des sols
dans différentes politiques, projets et programmes
d’action
APCA et 4 chambres d’agriculture,
1 institut technique agricole,
4 établissements d’enseignement agricole,
1 réseau de formation, 1 université, 1 société
d’aménagement, Agro-Transfert
Biomasse, énergie, environnement
et territoires
2007- 2012
Production, récolte et conditionnement de la
biomasse ; évaluation multicritère et enjeux
territoriaux
3 instituts techniques agricoles, 8 chambres
d’agriculture, 1 coopérative, 4 établissements
d’enseignement agricole, 1 réseau de formation,
Agro-Transfert
FLORAD
Gestion de la flore adventice en
grandes cultures
2007-2012
Outils d’aide au pilotage des systèmes de culture,
exploration de nouveaux champs
1 chambre d’agriculture, 1 établissement
d’enseignement technique agricole
Systèmes de production animale et
environnement
2007-2012
Outils et références permettant d’évaluer, de
maîtriser et de valoriser les impacts de l’élevage sur
l’environnement
6 instituts techniques agricoles, 2 chambres
d’agriculture, 2 établissements d’enseignement
agricole
Bâtiments d’élevage du futur
2007-2012
Travaux sur énergie, architecture, gestion des
effluents, bioclimat, ergonomie, ingénierie ;
bâtiments innovants
APCA et 7 chambres d’agriculture, 1autre acteur du
développement agricole, 2 établissements
d’enseignement agricole
Technologies pour la prévention et la réduction de
la pollution chimique et olfactive, écoconception
des produits et procédés
8 instituts et centres techniques agro-alimentaires,
2 centres régionaux d’innovation, 1 établissement
d’enseignement agro-alimentaire
ECOVAL
Ecoconception et valorisation des
produits
2007-2012
[46]
QUASAPROVE
Qualité sanitaire des productions
végétales de grandes cultures
2008-2013
DEVAB
Développement de l’Agriculture
Biologique (AB)
2007-2012
Veille sur les risques sanitaires ; mycotoxines,
éléments traces, résidus de pesticides, bioagresseurs des cultures et des produits stockés ;
risques de multi-contamination des céréales
Agriculture Biologique comme mode de production
innovant et performant ; fonctionnalités
écologiques en AB ;
développement économique de l’AB ;
intégration des connaissances en AB dans
l’agriculture conventionnelle
1 institut technique agro-alimentaire, 1 chambre
d’agriculture, 2 établissements d’enseignement
agricole, 2 agences publiques, CNRS, 1 Université
APCA et 9 chambres d’agriculture, 5 acteurs du
développement de l’AB, 3 établissements
d’enseignement agricole et 1 réseau de formation
Tableau 2.2.
Un partenariat moins structuré en dehors du monde agricole
En dehors du monde agri cole, les partenariats ne sont pas structurés avec des outils de type UMT ou RMT. Ave c
les entreprises, il existe un partenariat ancien ave c les grands groupes de traitement des effluents de l’activité
humaine (Suez, Veolia…). En revanche il est beaucoup plus difficile d’établir des liens avec les TPE, PME et ETI.
C’est pourquoi le département EA a été à origine en 2014 d’une réunion ave c les trois pôles de compétitivité
français sur l’eau (régions Centre, Lorraine-Alsace, Languedoc-Roussillon-Midi-Pyrénées et Provence-AlpesCôte d’Azur) pour chercher à établir des liens avec toutes les entreprises du secteur de l’eau (capteur, gestion…).
Signalons le dispositif de financement de thèse Cifre 5 qui est un moyen de conduire des projets en commun ave c
des entreprises. Une quarantaine de bourses Cifre sont initiées chaque année à l’Inra, dont 20 % sont le fait
d’une unité du département EA, témoignant du potentiel d’ancrage des travaux EA dans le tissu économique.
ZOOM sur …
JOURNEE SUR LES UNITES MIXTES DE TECHNOLOGIE (UMT)
ET LES RESEAUX MIXTES DE TECHNOLOGIE (RMT)
La mise en place des RMT et des UMT depuis 2006, dans lesquels le département est particulièrement impliqué, a profondément changé le
paysage de la recherche en partenariat menée avec un certain nombre d’acteurs du développement agricole, principalement les Chambres
d’Agriculture et les Instituts et Centres Techniques Agricoles. Après quelques années de recul, le département a souhaité regarder, du point de
vue de la recherche, les apports spécifiques de ces dispositifs, la manière dont ils ont changé les collaborations avec les partenaires de la R&D
mais aussi la nature des sorties finalisées.
Une journée, réunissant les animateurs des UMT et RMT concernant le département EA, a permis d’aborder les raisons qui font s’engager les
chercheurs dans ces dispositifs : il s’agit le plus souvent d’un enjeu partagé fort (ex : modélisation et logiciels appliqués à l’agriculture), de la
prise en compte d’un sujet qu’on ne peut pas traiter seul (ex : systèmes de culture innovants, impact environnemental des systèmes d’élevage,
gestion des mauvaises herbes), du souhait de mutualiser et structurer les travaux menés.
Les UMT et les RMT ont permis tous deux l'émergence et la réalisation de projet de recherche-développement co-construits avec les partenaires.
Au-delà de l’implication dans des projets co-construits, les UMT offrent une réelle opportunité de changer de pratiques de recherche et de
renouveler la recherche en partenariat. A insi elles ont conduit à l’identification de nouvelles cibles (ex : travaux sur le pathogène responsable du
dessèchement précoce du tournesol), posé des questions méthodologiques (ex : quels sont les niveaux ad hoc de modélisation pour les
inventaires d’émissions de N2O ?), permis des changements d’échelle (ex : passage de l’échelle de la parcelle à celle du bassin de collecte ou du
bassin versant) et mobilisé de nouveaux acteurs (ex : coopératives, partenaires académiques) sur des sujets importants pour le monde agricole.
Les RMT ont largement contribué à la diffusion des connaissances, le transfert.
Enfin, les UMT et les RMT permettent aux équipes Inra impliquées de se regrouper autour d’un objet d’étude finalisé (ex : fertilisation, gestion de
l’eau), ce qui améliore leur lisibilité vis-à-vis des partenaires. Ils permettent de donner une couverture nationale sur cet objet d’étude aux
équipes impliquées et leur offrent dans certains cas l’opportunité d’acquérir une lisibilité internationale (ex : participation du RMT Systèmes de
Cultures Innovants au réseau d’excellence européen ENDURE), ce qui constitue un atout important dans le contexte européen à venir.
Cette journée a contribué à la reconnaissance de l’engagement des chercheurs dans ces dispositifs et renforcé la stratégie partenariale du
département EA vis-à-vis des acteurs du monde agricole.
Le dispositif Cifre (Convention industrielle de formation par la recherche) permet à une entreprise de bénéficier d'une aide
financière pour recruter un jeune doctorant dont les travaux de recherche, encadrés par un laboratoire public de recherche,
conduiront à la soutenance d'une thèse
5
[47]
3
Bilan et analyse des activités
3.2. Etude d’impact selon la méthode ASIRPA
3.2.1. Méthodologie
3.2.2. Des impacts dans le domaine de l’agriculture
3.2.3. Des impacts dans le domaine de l’environnement
3.3. Positionnement national et international
3.3.1. Positionnement du partenariat académique
3.3.2. Positionnement du partenariat avec les milieux socio-professionnels
INTRODUCTION
En réponse aux grands défis définis par l’Inra dans son document d’orientation 2010-2020, le département EA a
organisé son animation scientifique depuis 2010 sur la base de quatre « enjeux structurants » (ES) (cf. Chapitre
1.2.2) :
1.
Adaptation des cultures aux nouveaux contextes agricoles
2.
Intensification écologique
3.
Gestion, protection et restauration des milieux
4.
Bouclage des cycles N et P, et stockage du carbone
Chaque enjeu correspond à un aspect des missions finalisées du département (adaptation, intensification,
protection, stockage), leur mise en place nous permet de partager une vision commune des finalités du
département avec l’ensemble des personnels des unités du département.
Chacun des quatre enjeux a vocation à mobiliser l’ensemble des disciplines et des compétences des quatre
champs thématiques et à mettre en lumière les points d’interfaces disciplinaires à renforcer. Utilisés comme
outils d’animation et d’orientation stratégique, chaque ES donne aux unités du département la capacité de
mieux répondre aux sollicitations des grands programmes transversaux et des défis de l’INRA, notamment des
métaprogrammes.
L’encart page suivante présente les objectifs opérationnels et les fronts de science de chacun des quatre enjeux.
Ils ont été définis en 2010 à partir des réflexions co nduites dans les unités et lors d’un séminaire de département
réunissant les directeurs d’unité et les membres des deux conseils de département. Les effectifs de scientifiques
qui contribuent à chaque enjeu (toutes tutelles confondues) sont, respectivement de 160, 100, 150 et 80 ETP.
[51]
EnjS 1- Adaptation des cultures aux nouveaux contextes agricoles
EnjS 2- Intensification écologique
1. Mettre au point et évaluer des combinaisons espèces-variétéspratiques répondant aux nouveaux objectifs de production
(bioproduits, biomasse pour l’énergie) ou aux conditions futures de
l’agriculture (modifications du climat, réduction de l’usage des
intrants, exposition à des contaminants, disponibilité accrue de
produits résiduaires organiques) ;
2. Concevoir et évaluer des organisations spatiales des systèmes de
culture et des éléments du paysage associés (haies, zones d’intérêt
écologique) qui permettent d’atteindre des performances
agronomiques et environnementales maximales à l’échelle des
territoires.
1. Améliorer par le pilotage de processus écologiques et notamment
d’interactions biotiques bénéfiques, l’efficience de prélèvement et
d’utilisation des ressources par les plantes cultivées, en regard
d’objectifs de productivité et de qualités des produits ;
2. Accroître les défenses naturelles des agroécosystèmes contre les
bioagresseurs des plantes cultivées, à plusieurs échelles, de la
plante au paysage ;
3. Améliorer la résilience écologique des agroécosystèmes et leur
adaptation au changement climatique.
Objectifs opérationnels
Fronts de science
1. Mettre au point des méthodes et outils de conception, de gestion et
d’évaluation multicritère de combinaisons espèces-génotypespratiques pour des systèmes caractérisés par des contraintes
multiples (facteurs climatiques, azote limitant, bio-agresseurs) et
fluctuantes et répondant à des objectifs multiples (production
alimentaire et non alimentaire, production de services
écologiques) ;
2. Modéliser la réponse des plantes (y compris plantes de service et
nouvelles plantes pour de nouveaux usages) et des couverts
hétérogènes à des contraintes multiples, en prenant en compte la
diversité génétique et les pratiques ;
3. Prendre en compte des moyens et des stratégies des acteurs dans la
construction et l’évaluation des scenarii d’adaptation des cultures.
Fronts de science
1. Evaluer les services des agroécosystèmes relevant du contrôle
biologique (contrôle des bioagresseurs, pollinisation) ;
2. Analyser les liens pratiques culturales-biodiversité-fonctions dans
les communautés de plantes et d’organismes du sol ;
3. Elucider les mécanismes d’interactions biotiques centrées sur la
plante cultivée (interactions avec autres plantes -y compris
adventices-, microorganismes du sol bénéfiques ou nuisibles,
arthropodes bénéfiques ou nuisibles, pathogènes aériens), en lien
avec l’effet des pratiques culturales et du génotype ;
4. Evaluer l’effet des caractères du paysage agricole sur des facteurs
majeurs de l’hétérogénéité spatiale des processus de régulation
biologique dans les agroécosystèmes : distribution spatiale des
paramètres physico-chimiques des niches écologiques, dispersion
des organismes aériens.
EnjS 4- Bouclage des cycles N et P et stockage de carbone
EnjS 3- Gestion, protection et restauration des milieux
1. Gérer les milieux et leurs ressources naturelles (air, eau, sols,
biodiversité) afin d’optimiser leur usage agricole en articulation
avec les autres usages tout en préservant, voire restaurant, leur
qualité et les services environnementaux qu’ils procurent ;
2. Concevoir et évaluer des organisations spatiales des systèmes de
culture et des éléments du paysage associés (aménagements
hydrauliques et anti-érosifs, zones d’intérêt épurateur et/ou
écologique) qui permettent d’atteindre des performances
agronomiques et environnementales maximales à l’échelle des
territoires.
Fronts de science
1. Etudier l’évolution des milieux et de leurs ressources sur les temps
longs en fonction des changements climatiques et anthropiques
attendus ;
2. Développer des approches et méthodologies de protection et
remédiation des ressources :
intensification écologique des milieux, zones tampons ou filtres
dans les paysages, traitement des produits résiduaires organiques
et des eaux usées,
référentiels d’état des milieux à partir de réseaux d’observation,
indicateurs biotiques et abiotiques de l’état des milieux,
méthodes d’évaluation multicritères ;
3. Développer les principes d’une modélisation intégrée des paysages
cultivés pour analyser de manière systémique les dépendances et
rétroactions entre les processus et facteurs (flux d’énergie et de
matière ; cycles biogéochimiques ; biodiversité ; topologie)
régissant le fonctionnement des milieux et les stratégies
d’utilisation des ressources.
[52]
1. Accroître le degré de fermeture des cycles N et P (recyclage et
autonomie agricole vis-à-vis de ces ressources) aux échelles spatiotemporelles appropriées pour réduire :
le recours aux engrais minéraux de synthèse N et P, dont la
fabrication a un coût énergétique important (N) ou utilise des
ressources non renouvelables (P) ;
les émissions de molécules réactives (NO3-, N2O, NOx, NH3, ions
orthophosphates et autres molécules phosphatées) vers les
compartiments de l'environnement ;
2. Accroître la séquestration de carbone dans les sols ;
3. Améliorer globalement le bilan de l'activité agricole en termes
d'émission de gaz à effet de serre.
Fronts de science
1. Analyser les cycles N et P à plusieurs échelles spatio-temporelles,
incluant des échelles spatiales larges (territoire, région, pays,
planète) pour :
identifier les segments du cycle générateurs de fuites ; quantifier
les émissions (primaires, secondaires) pour des territoires larges
(ex. N2O),
repérer les opportunités de recyclage ; en déduire des scénarii
d'organisation territoriale de l'activité agricole et de recyclage
améliorant le degré de fermeture des cycles ; en faire l'évaluation
environnementale ;
2. Modéliser les processus à l'origine des émissions (ex. dénitrification
et rapport N2O/N2, volatilisation NH3) et de l'efficience d'utilisation
de N et P par les cultures ;
3. Modéliser l'effet des modes d'occupation des sols et des systèmes
de culture pratiqués sur l'évolution du stock de C organique du sol
et les émissions de GES.
Le bilan de chaque enjeu se base sur un ensemble de publications provenant des différentes unités concernées
(tableau ci-après) et sur les animations scientifiques qui ont été conduites depuis 2010. Au sein des publi cations
citées dans ces bilans, le pourcentage de publications concernant plusieurs CT ou plusieurs unités est supérieur
aux taux moyens du département.
D’un côté, ce la témoigne d’une pratique de la transdisciplinarité déjà significative dans le département. Ce ci est
probablement à relier i) à la pratique de la transversalité dans le département inhérente à la discipline
agronomique, ii) à l’importance de la pratique de la modélisation intégrée.
D’un autre côté, il y a encore trop peu de publi cations pluridisciplinaires qui cherchent à apporter une réponse à
chacun des ES, dans sa globalité. Ceci est probablement à relier à la jeunesse de la mise en place des enjeux, mais
constitue sans aucun doute un point de vigilance pour les futures animations à conduire.
ES 1
Nombre de publications
2008-2012 citées
41
avec plus de 2 CT*
6 (15 %)
avec plus de 2 unités
16 (39 %)
ES 2
41
6 (15 %)
11 (27 %)
ES 3
49
5 (10 %)
10 (20 %)
ES 4
EA 2008-2012
48
10 (21 %)
19 (40%)
2106
184 (9 %)*
363 (17 %)
* article affecté aux champs thématiques (CT) sur la base du champ thématique principal de chaque auteur
3.1.1. BILAN DE L’ENJEU STRUCTURANT 1 (ES1)
Adaptation des cultures et des systèmes de culture aux nouveaux
contextes agricoles
La prise de conscience d’un changement climatique déjà à l’œuvre, des
inquiétudes grandissantes pour la sécurité alimentaire mondiale et la
disponibilité en ressources non renouvelables (eau, énergie, phosphore,
sols), enfin la demande sociétale pour une agriculture moins dépendante
de l’usage des pesticides et productrice d’aliments de meilleure qualité,
constituent autant d’éléments de contexte qui appellent à une adaptation
voire à une re-conception des systèmes de production agricole.
C’est pour répondre à ce besoin que le département EA a identifié un enjeu portant sur l’adaptation des cultures
et des systèmes de culture aux nouveaux co ntextes agri coles. L’obje ctif opérationnel est de mettre au point et
d’évaluer des combinaisons d’espèces, de variétés et de pratiques culturales pour des contraintes
environnementales multiples et fluctuantes (facteurs climatiques, azote limitant, bio-agresseurs) afin de
répondre aux nouveaux obje ctifs de production alimentaire (par ex. agriculture biologique) et de service (par ex.
cultures bioénergétiques).
Comme ces objectifs sont diversifiés, fluctuants et parfois antagonistes (par ex. production alimentaire vs nonalimentaire, rendement vs qualité, revenu agricole vs services écologiques), la seule voie expérimentale,
privilégiée dans le passé, ne permet plus de concevoir les solutions attendues. C’est pour cela que l’accent a été
mis dans le département sur le développement d’un bouquet de méthodes et d’outils de conception et
d’évaluation multi critères des combinaisons « espèces-variétés-pratiques » pour répondre à la diversité des
questions posées. Ces méthodes, appliquées dans divers contextes, ont permis de proposer des idéotypes
variétaux et des systèmes de culture innovants évalués en lien avec les acteurs agricoles.
[53]
Ces méthodes et outils s’appuient fortement sur la modélisation de la réponse des plantes, des couverts
hétérogènes et des systèmes de culture aux co ntraintes biotiques et abiotiques, cherchant une prise en compte
accrue de la diversité génétique et des effets des pratiques culturales. Là où les pro cessus biophysiques sont
insuffisamment représentés, des travaux plus analytiques, à visée explicative restent nécessaires.
Les compétences mobilisées dans cet enjeu relèvent ainsi de l’écophysiologie, de l’agronomie systémique, de
l’épidémiologie végétale et des mathématiques appliquées.
Conception et évaluation de systèmes de culture
L’implication du département EA dans le domaine de la co nception et de l’évaluation des systèmes de culture
s’est faite d’une part par un travail méthodolo gique important et d’autre part par un investissement
expérimental soutenu sur la conception de systèmes innovants répondant à des préoccupations
environnementales fortes.
De nouvelles méthodes pour concevoir et évaluer des systèmes de culture
Pour faire le point sur les divers concepts et méthodes originales développés par les équipes du département, et
en donner une visibilité internationale plus forte, une série de synthèses méthodologiques (reviews, position
papers) a été publiée depuis 2008, chaque synthèse étant citée environ 25 fois depuis sa parution. Elles ont porté
sur 1) le diagnostic agronomique régionalisé (Doré et al., 2008), 2) les principes de l’expérimentation système
(Debaeke et al., 2009), 3) les indicateurs agro-environnementaux et méthodes d’évaluation multi critères des
systèmes de culture (Bockstaller et al., 2008, 2009), 4) les méthodes pour spatialiser la distribution des systèmes
de culture (Leenhardt et al., 2010), et 5) la conception de systèmes de culture par modèle (Bergez et al., 2010).
Dans le domaine de l’évaluation qualitative et multi-critères de la durabilité des systèmes de culture, l’outi l
MASC (Multi-attribute assessment of the Sustainability of Cropping systems) a été construit par un groupe
réunissant des chercheurs de plusieurs unités du département (Sadok et al. , 2008, 2009). MASC permet
d’évaluer la durabilité globale d’un système de culture, en s’appuyant sur les trois dimensions économique,
sociale, et environnementale, et a été utilisé ex ante par nos partenaires agricoles pour trier les systèmes «
prometteurs » préalablement à leur test en conditions réelles. Fondé sur la même technologie, l’outil DEXI_PM
a été construit pour l’évaluation de méthodes de protection intégrée en grande culture (Pelzer et al., 2012) ; il est
en voie d’extension aux autres filières où les enjeux de réduction des applications de pesticides sont forts
(maraîchage, arboriculture et vigne).
Créée en 2012, la plateforme MEANS (MulticritEria AssessmeNt of Sustainability) est dédiée à l’analyse
multicritère de la durabilité des systèmes de production animale et végétale et de transformation des produits
agricoles. L’ACV est une des méthodes portées par MEANS. Son application à l’agriculture biologique a permis
de montrer que ce mode de production a moins d’impacts environnementaux par ha de terre occupée mais
souvent plus par kg de produit, soulignant ainsi l’importance de l’unité fonctionnelle choisie pour la
comparaison des performances (Van der Werf et al., 2013).
Le développement de la conception participative mobilisant conseillers et agriculteurs à la recherche de
solutions innovantes s’est fait par la proposition de méthodes originales, peu employées jusqu’alors en
recherche. C’est le cas notamment du RAMI fourrager, un jeu combinant supports matériels et modèles
informatiques destiné à faciliter la conception de systèmes fourragers innovants par de petits collectifs de
praticiens au cours d’ateliers participatifs (Martin et al., 2011) et contribuant à développer les capacités
adaptatives des praticiens.
Des systèmes innovants évalués expérimentalement
Dans une perspective de production intégrée, les travaux de conception et d’évaluation expérimentale de
systèmes économes en intrants chimiques ont été poursuivis sur des dispositifs de longue durée (essais
« Système »), en grandes cultures, en arboriculture et en viticulture. Ce type d’expérimentation systémique
permet de tester des prototypes de systèmes de culture en rupture forte par rapport aux pratiques agricoles
[54]
dominantes, en explorant des stratégies rares ou inexistantes chez les agriculteurs. Ces dispositifs accompagnent
le volet recherche du plan national ECOPHYTO.
L'expérimentation PIC (Protection intégrée des cultures) mise en place à Dijon en 2000 teste des prototypes de
systèmes de grande culture conçus en particulier pour limiter le recours aux herbicides. Cette expérimentation
démontre qu'il est possible de maîtriser la flore sur le lo ng terme avec de faibles niveaux d'usage d'herbicides
(Chikowo et al. , 2009). La quantification des bénéfices environnementaux, mais aussi des effets sur la
productivité des systèmes, leur rentabilité et leur faisabilité en terme d'organisation du travail (Pardo et al. ,
2010) alimente le débat pub lic sur la conciliation d’objectifs de productivité et de réduction des impacts
environnementaux de la production agricole, dans un contexte de réduction d’usage de pesticides.
L’évaluation des fonctions é cosystémiques associées à l’enherbement des vignobles a été conduite en co ntexte
méditerranéen. En effet, l’enherbement favorise l’infiltration mais concurrence la vigne pour les ressources
hydriques et azotées du sol, avec une temporalité qui, selon les périodes du cycle de la vigne, peut limiter son
développement végétatif et son exposition aux maladies cryptogamiques (Célette et Gary, 2013). A partir d’un
modèle couplant bilan hydrique et système décisionnel, différentes stratégies adaptatives d’entretien du sol ont
pu être simulées (Ripoche et al., 2010, 2011).
Enfin, les travaux d’évaluation des associations céréales-légumineuses en systèmes à bas niveaux d’intrants, dont
l’agriculture biologique, se sont poursuivis à Grignon et à Toulouse : des intérêts ont été démontrés pour la
teneur en protéines des céréales, le contrôle des bioagresseurs, l’efficience énergétique et la réduction des
impacts environnementaux (Bedoussac et Justes, 2010 a-b ; Pelzer et al., 2012).
Innovations en modélisation du fonctionnement des cultures et des systèmes de culture
Développement de modèles à paramètres génétiques pour l’évaluation de réponses à l’environnement et pour la conception d’idéotypes
La simulation de la variabilité génétique des réponses des plantes à l’environnement nécessite l’intégration, dans
les modèles de culture, d’informations sur le contrôle génétique des pro cessus. L’enjeu est de pouvoir simuler le
phénotype d’un génotype virtuel avec une combinaison d’allèles donnée quel que soit le scénario cultural et
climatique. Dans le futur, on peut également imaginer développer la sé lection assistée par modèle ou « virtual
breeding » comme outil d’aide à la conception d’idéotypes.
Aujourd’hui, les différences entre cultivars so nt représentées le plus souvent dans les modèles de culture par des
paramètres estimés par optimisation mathématique, car ces mêmes paramètres sont difficilement mesurables.
Une première démarche a été de construire un modèle où les paramètres variétaux sont explicites et mesurables
en routine (serre, champ), en couplant le modèle à la démarche de phénotypage. C’est le cas notamment du
modèle SUNFLO développé pour le tournesol (Casadebaig et al. , 2011) puis implémenté sur la plate-forme de
modélisation RECORD dans le cadre d’une action pilote (Bergez et al., 2013).
Le pas suivant est de représenter les différences entre cultivars par des paramètres génotypiques. Cela n’a pas été
réalisé jusqu’à présent pour l’ensemble du fonctionnement de la plante mais uniquement pour certains
processus clés.
Ainsi, sur maïs (Chenu et al., 2008), l’analyse de
l’élongation fo liaire a permis de rendre compte des
réponses des plantes à la contrainte hydrique sur la base
de paramètres de modèles simples. Le couplage de ces
modèles avec des modèles génétiques décrivant les effets
des allèles à certains locus clés, a permis d’expliciter
l’interaction Génotype x Environnement sur des traits
héritables comme ceux de la croissance foliaire. Ces
formalismes ont été encapsulés dans le modèle de culture
australien APSIM (Chenu et al., 2009) afin d’aller jusqu’à
la prédiction de variables intégrées peu héritables comme
[55]
le rendement. Ceci permet de prévoir quelles combinaisons d’allèles seront les plus favorables selon te l ou te l
scénario climat x conduite du futur (Chenu et al., 2009 ; Tardieu, 2012). Une extension de cette approche à
d’autres traits est en cours pour le maïs dans le projet EU Drops.
Les modèles « Fruit virtuel » et « Qualitree » sont deux modèles génériques, le premier physiologique et le
second agronomique, fondés sur une représentation mécaniste des processus, de leurs régulations et
interactions simulant la croissance du fruit et sa qualité (Génard et al. , 2007, 2010; Lescourret et al., 2011).
Qualitree simule les effets des principales pratiques culturales (taille, é claircissage, irrigation…) sur l’élaboration
de la qualité et sa variabilité intra-arbre. Dans le cadre d’expérimentations virtuelles, ces modèles révèlent des
comportements qui ne peuvent être prédits par la seule connaissance des composants de base. Ces deux modèles
ont permis la conception d’idéotypes in silico et la conception d’itinéraires techniques (Prudent et al., 2011 ;
Kadrani et al., 2012 ; Quilot-Turion et al., 2012)
Ces modèles, nourris d’approches expérimentales, permettent d’établir des lois de réponse à l’environnement et
de prendre en compte les interactions entre génotype et environnement. Ils ont fait l’objet d’importants
développements informatique pour faciliter leur utilisation par les biologistes.
Prise en compte de la composante biotique (bioagresseurs) dans les modèles de culture pour la simulation des dégâts et dommages
Pour la flore adventi ce, les travaux de modélisation des effets des systèmes de culture sur la démographie des
espèces ont porté d’une part sur une modélisation détaillée pour une espèce majeure des systèmes céréaliers
(AlomySys : vulpin des champs, Colbach et al., 2007), et d’autre part sur une modélisation générique des traits
écologiques permettant de simuler un grand nombre d’espèces en interaction (Florsys : Gardarin et al., 2010,
2012 ; Munier-Jolain et al., 2013). Ceci a nécessité la détermination des traits pour une gamme d’adventices
prioritaires.
Dans le domaine des champignons phytopathogènes, un modèle
générique de l’influence du climat sur le cycle épidémique des
pathogènes aériens (MILA), couplé au modèle de culture STICS,
permet d’intégrer cette composante en vue de simuler les impacts
des changements climatiques et de réfléchir aux adaptations ad hoc
(Caubel et al., 2012). Le modèle Septo3D développé sur la
plateforme OpenAlea, a mis en évidence les effets de l’architecture
du couvert sur la propagation des épidémies sur le pathosystème
blé-septoriose par couplage d’un modèle 3D dynamique de blé,
d’un modèle de simulation du cycle infectieux, et d’un modèle de
propagation des spores par éclaboussures (Baccar et al. (2011)). La modélisation du fonctionnement
source/puits pour un peuplement de blé soumis à une attaque de rouille brune permet de mieux comprendre les
processus de tolérance à la maladie (Bancal et al., 2012).
Les modèles AlomySys et Take-allSys ont été couplés pour simuler co njointement les effets des systèmes de
culture sur le vulpin et le piétin échaudage en blé d’hiver (Meziere et al., 2013).
Application des modèles à l’évaluation des impacts du changement climatique
Le projet ANR CLIMATOR (2007-2010) a eu pour ambition d’estimer les conséquences des changements
climatiques prévus par les modèles du GIEC sur le fonctionnement (phénologie, rendement, bilan
environnemental) de cultures et couverts végétaux représentatifs de l’espace rural français (cultures d’hiver et de
printemps, irriguées ou pluviales, vigne, prairie, forêt…) en différents points du territoire. Il a utilisé pour cela
différents modèles agronomiques, dont le modèle STICS, et a porté une attention particulière à la question des
incertitudes et de la variabilité.
Les résultats ont montré que le changement climatique aura des conséquences très diverses selon les systèmes de
culture. L’augmentation des températures aura pour conséquence première la réduction de la durée des cycles
phénologiques, avec des conséquences plus fortes pour les cultures de printemps et les plantes pérennes. Pour
ces cultures, seul le choix de variétés tardives pourra compenser une baisse du rendement potentiel, sous réserve
[56]
que la ressource en eau ne fasse pas défaut. Cette dernière condition sera le facteur limitant qui caractérisera la
différence « danger/opportunité » entre régions : les régions septentrionales verront se présenter des
opportunités (maïs, vigne) tandis que le grand Sud-Ouest verra les difficultés s’accumuler (irrigation du maïs,
baisse du rendement forestier, problème de qualité du raisin). L’augmentation des concentrations en CO2
permettra de compenser la baisse de confort hydrique notamment pour les plantes en C3.
Un ouvrage réalisé par le colle ctif Climator et édité par l’Ademe (Brisson et Levrault, 2010) s’adresse
prioritairement à des porteurs d’enjeux (filières, ministères) mais s’avère aussi être un outil de communication
entre les communautés scientifiques ( cf. Chapitre 3.2).
Figure 3.1. Evolution du rendement du maïs (à gauche) et du sorgho (à droite) sous l’effet du changement climatique
(Brisson et Levrault, 2010)
Contribution à l’inter-comparaison des modèles de culture : l’action internationale AgMip
L’action internationale AgMIP fédère les équipes leader de la modélisation des cultures (USA, Australie,
Europe) mais aussi des organismes de recherche opérant au sein des CGIAR. Par sa portée internationale et ses
débouchés attendus dans le cadre du GIEC, ce projet est important pour la communauté agronomique
française. Les modèles STICS (56 pub lications sur la période 2008-2012) et Sirius Quality ont été invités à
participer aux inter-comparaisons internationales de modèles aux côtés de DSSAT, APSIM ou CropSyst.
Plusieurs unités du département EA participent activement aux pilotes par espèce (blé : 27 modèles, riz : 12
modèles…) et coordonnent le pilote « maïs » (19 modèles), mettent au point des outils informatiques de partage
de données de simulations entre modèles, et contribuent à l’analyse des incertitudes de l’estimation des
rendements à l’éche lle lo cale et régionale. Des publications à très fort impact ont été produites (Asseng et al. ,
2013 ; Bassu et al., 2014) ou sont en préparation.
Production de connaissances pour compléter/renouveler les modèles écophysiologiques et agronomiques
Les modèles précédents intègrent des connaissances produites par les équipes du département. Leur mise à
l’épreuve de la réalité permet de pointer les lacunes à combler. Cette activité de dialogue entre agronomes et
écophysiologistes s’est principalement exercée dans le cadre de l’évaluation des impacts du changement
climatique sur l’agriculture et de la recherche d’adaptations.
Dans un contexte de changement climatique, mieux comprendre et formaliser les réponses des plantes à la
température à la base de tous les modèles de culture, est essentiel pour mieux prévoir les déséquilibres induits
par des températures élevées. Une étude combinant expérimentation, modélisation et méta-analyse de la
littérature, montre sur une large gamme d’espèces les limites de l’utilisation classique du temps thermique, et
qu’à l’échelle intra-spécifique il existe une faible variabilité de réponse à la température (Parent et Tardieu,
[57]
2012). Ces résultats suggèrent d’orienter la sélection pour les températures élevées vers des ajustements de durée
de cycle plutôt que des modifications de la réponse individuelle.
Du fait d’une fréquence des événements de gel plus faible, l’augmentation des dommages liés au gel a une forte
probabilité d’augmenter pour les arbres fruitiers ou forestiers, la possibilité de résister à un événement intense
de gel s’acquérant progressivement à l’automne sous l’influence de températures basses. Un modèle semimécaniste permet de prédire la résistance au gel de l’arbre au cours de l’hiver (Poirier et al., 2010).
En outre les modèles de culture ne considèrent pas de manière explicite certaines réponses environnementales.
Aussi, des travaux se poursuivent pour certains pro cessus mal dé crits. C’est le cas notamment de la qualité de la
lumière qui affecte les processus morphogénétiques, en particulier dans la compétition pluri-spécifiques
(Barillot et al., 2010). Dans un autre domaine, pour conserver leur port érigé face à des variations d’inclinaison
de leur ancrage, les plantes ligneuses ont une perception continue de la courbure de leurs tiges et une tendance à
la rectification de celle-ci sous l’effet moteur de la croissance, que la seule perception de leur inclinaison par
rapport à la gravité ne suffit pas à expliquer (Bastien et al., 2013).
La prise en compte de la variabilité génétique dans la réponse des cultures aux différents stress
environnementaux est abordée dans le cadre de projets collaboratifs menés en commun avec le département
BAP, pro jets qui ont pris de l’ampleur avec le succès au programme Investissements d’Avenir (PIA) en 20112012. Le tableau ci-dessous pointe les facteurs étudiés pour les principales cultures. Les travaux sur diverses
espèces se sont ainsi consolidés et amplifiés dans le cadre de consortiums génétique-écophysiologie-agronomie.
Eau
Efficience d’utilisation de l’azote
Amaizing
(maïs)
X
X
Biomass for the future »
(sorghum, Miscanthus)
X (sorgho)
X (miscanthus)
X
(X)
Froid/Gel
Hautes températures
Pathogènes
Breedwheat
(blé)
X
X
Peamust
(pois)
X
Rapsodyn
(colza)
Sunrise
(tournesol)
X
X
X
X
X
X
X
Projets IA « Biotechnologies et Bioressources » (cf. fiches thématiques en annexe 3)
En dehors des PIA, les travaux aux interfaces de la génétique et de l’écophysiologie se sont consolidés pour les
graminées et légumineuses fourragères, les cultures maraîchères (tomate), fruitières (pêche), ornementales
(rosier, Demotes-Mainard et al., 2013) et la vigne, avec pour cette gamme d’espèces une attention particulière
pour la qualité dans le cadre du réseau sur la qualité des grains et des fruits (Bertin et al., 2010 ; Martre et al., 2011).
L’extension des modèles végétaux étudiés s’est poursuivie pour apporter les connaissances né cessaires à la
conception de systèmes de culture diversifiés et à l’évaluation de nouvelles fonctions écosystémiques : gamme de
cultures intermédiaires modélisées avec STICS (Justes et al., 2013), Miscanthus giganteus, espèce privilégiée pour
la production de biomasse dans le Nord-Bassin Parisien (Strullu et al., 2013).
Conclusion et perspectives
Le bilan précédent mo ntre des évolutions pour répondre aux ob jectifs scientifiques et opérationnels, tant sur les
objets d’étude et les contraintes que sur les méthodes. Un point fort est la diversité des méthodes de conception
des idéotypes et des systèmes de culture proposées par le département EA : expérimentation système,
modélisation des processus, modélisation qualitative décisionnelle, conception participative. Cette
diversification des méthodes en fonction des objectifs et des enjeux doit être maintenue et encouragée. La
valorisation académique qui en a été faite devrait contribuer à souligner l’originalité du département dans le
domaine de l’ingénierie agronomique au service de la mise au point de systèmes de culture plus conformes aux
nouveaux enjeux agricoles et environnementaux.
[58]
Un second point fort réside dans le champ de la modélisation. La re connaissance internationale du modèle
STICS est maintenant acquise au travers d’une participation au co nsortium AgMip avec un soutien assuré par
l’Inra. La mise en place de la plate-forme de modélisation des agro-écosystèmes RECORD permet déjà l’accueil
et le couplage des principaux modèles développés dans le département. Le développement d’une bibliothèque de
modules sera soutenu par le département afin d’é largir encore les services offerts par RECORD en dire ction des
agronomes.
La modélisation a progressé tant pour les facteurs abiotiques que biotiques, mais assez peu dans leur couplage.
Les équipes, notamment en écophysiologie, restent assez spécialisées sur certaines fonctions. De ce fait, les stress
multiples (biotiques, nutritionnels et hydriques) sont peu explorés. Or le cadre du changement climatique
commande d’explorer conjointement contrainte hydrique, hautes températures, et élévation de [CO2], mais
aussi exposition accrue au gel et risques pathologiques. Dans le domaine des adventices et dans une moindre
mesure des champignons patho gènes, des données biologiques et écologiques ont été produites par les
agronomes avec une préoccupation gé nérique permettant d’embrasser la diversité des communautés de
bioagresseurs. Devant cette diversité, des méthodes fondées sur les traits fonctionnels doivent être privilégiées
car une modélisation mécaniste des interactions ne pourra être étendue à l’ensemble des bioagresseurs et des
situations de production. Les approches couplées « incidence  dégâts  dommages » sont à développer pour
les pathogènes.
Dans le domaine de la modélisation des systèmes de culture, des progrès significatifs ont été faits dans la prise
en compte des cultures intermédiaires et de manière générale des associations d’espèces (céréales-légumineuses,
agroforesterie, vigne enherbée…). Dans la plupart des cas, le modèle de culture STICS est au cœur de la
modélisation proposée (ex Corre-Hellou et al., 2009; Dufour et al., 2013) à des fins de prédiction des
performances de l’association. Des modèles plus mécanistes de la compétition/équilibre entre termes de
l’association ont été également implémentés sur la plateforme OpenAlea en vue de raisonner les compromis
entre traits et aider à la formulation d’associations de plantes fourragères (Louarn et al., 2013). La modélisation
des peuplements complexes est une priorité pour le développement de systèmes agroécologiques. La diversité
des approches actuelles et leur intérêt pour la conception de systèmes innovants mériteraient une animation
scientifique commune aux CT1 et CT2 du département.
La conception de systèmes de culture s’est beaucoup concentrée sur la recherche de systèmes moins
consommateurs d’eau ou de pesticides, en combinant expérimentations systèmes et ateliers participatifs avec les
acteurs (gestionnaires de ressources, agriculteurs, conseillers…). Dans ce domaine, il n’y a pas encore de travaux
publiés sur la conception de systèmes à vocation bioénergétique mais des travaux sur la conception de systèmes
dépollueurs commencent à voir le jour (Tang et al, 2012). Les avancées méthodologiques en matière de
conception pourraient être appliquées à la production de biomasse et à la phytoremédiation.
Un fossé s’est creusé entre les agronomes systémiques qui utilisent des modèles pour répondre à des questions
complexes aux é chelles régionales et les écophysiologistes qui explorent des échelles cellulaires et moléculaires
dans leur dialogue avec les disciplines biologiques. Le constat d’un délaissement relatif des échelles
« peuplement » a été fait lors d’un séminaire regroupant les équipes d’agronomes et celles d’écophysiologistes en
septembre 2013. Les équipes se retrouvent cependant aujourd’hui dans les projets Investissements d’Avenir par
espèces où des co llaborations avec les départements BAP, SPE et MIA seront facilitées autour des mêmes objets
d’étude ( cf. chapitre 5.2.). Cette co llaboration est de toute façon à renforcer pour être en capacité de prendre en
compte le contrôle génétique dans les modèles de culture, c’est un front de science sur lequel les équipes Inra
pourraient avoir un leadership. Couplée avec le phénotypage haut débit, on peut attendre de ces modèles à
paramètres génétiques un renouvellement des méthodes de sélection et aussi de prescription.
Pour répondre à l’enjeu structurant 1, les équipes du département se sont fortement mobilisées également dans
le Métaprogramme ACCAF : participation à 4 actions internationales (dont le projet AgMip) et à 12 projets en
2011 et 2012. Cependant, on peut observer un déficit de travaux sur l’adaptation des cultures annuelles au
changement climatique alors que les travaux sur la viticulture ou l’arboriculture sont plus présents. Ceci
pourrait limiter l’engagement des équipes Inra dans des collaborations au niveau Méditerranée.
[59]
Enfin, les questions de conception et d’évaluation de systèmes de culture aux échelles supra-parcellaires
(exploitation, paysage) sont abordées dans l’ES2 dans le cadre de la protection intégrée des cultures et dans l’ES3
dans le cadre de la gestion quantitative et qualitative des ressources en eau en jouant sur l’organisation
territoriale des systèmes de culture.
Intensification écologique
L’agriculture moderne a simplifié les agroécosystèmes traditionnels et
remplacé les fonctions biologiques originellement assurées par des
communautés d’organismes divers par une quantité croissante d’intrants
énergétiques et chimiques. Ses succès en termes de productivité par unité
de surface sont contrebalancés par des impacts négatifs significatifs sur
l’environnement, dont la biodiversité, dommageables à la production
agricole elle-même. L’agriculture fait désormais face à des défis
climatiques, économiques et sociaux et doit être à la fois plus productive,
stable et résiliente tout en minimisant les impacts environnementaux.
L’intensification écologique de l’agriculture, do nt le principe général est de s’appuyer par la gestion sur les
services écosystémiques de support et de régulation, est considérée par de nombreux porteurs d’enjeux, comme
la FAO par exemple, comme une voie alternative pour faire face à ces défis (Bommarco et al., 2013).
Une réflexion de cadrage stratégique sur l’intensification écologique a été initiée dans le département EA, en
concertation avec des co llègues du département SAD et du Cirad (Doré et al., 2011). A partir de cette réflexion,
l’intensification écologique est devenue l’enjeu structurant 2 (ES2) du département EA. L’obje ctif général associé
à cet enjeu est double. D’une part, il s’agit d’élucider les processus écologiques sur lesquels il est possible de
s’appuyer ou qu’il faut atténuer pour atteindre les objectifs pré cités, ces processus pouvant être de nature diverse
(mutualisme, parasitisme, compétition…), plus ou moins complexes (interaction biotique bipartite, interactions
dans une communauté ou un réseau) et à diverses échelles (plante, parcelle, paysage). D’autre part, il s’agit
d’étudier comment ces processus peuvent être pilotés par les opérations de gestion.
L’enjeu structurant 2 a été dé cliné en ob jectifs finalisés – « objectifs opérationnels »- et en objectifs scientifiques
– « fronts de science ». Eu égard à la nécessaire réduction des intrants chimiques que sont les engrais et les
produits phytosanitaires, et à l’importance du changement climatique, l’acce nt a été mis, en termes d’objectifs
opérationnels, sur l’amélioration de l’efficience de prélèvement et d’utilisation des ressources par les plantes
cultivées, des défenses naturelles des agro-écosystèmes contre les bioagresseurs des plantes cultivées, et de leur
résilience écologique. Dans ce cadre, les fro nts de science reflètent la diversité des processus à prendre en compte
en termes de nature, de complexité et d’échelle et concernent l’élucidation des mécanismes d’interactions
biotiques (positives ou négatives) centrées sur la plante cultivée, l’analyse des processus de régulation biologique
à l’échelle du paysage, et l’analyse des communautés de plantes et d’organismes du sol, sous l’influence de leviers
de gestion – pratiques culturales, génotype des plantes cultivées, configuration du paysage agricole.
Ces fronts de science et objectifs opérationnels sont pluridisciplinaires et ont donc vocation à bien se croiser
avec les champs disciplinaires du département relevant de l’agronomie systémique, de l’écophysiologie végétale,
de la science du sol au sens large (incluant l’écologie des sols), et de la physique des paysages.
La notion d’intensification écologique a réellement joué un rôle structurant au sein du département EA pour
renforcer les approches pluridisciplinaires et les avancées afférentes peuvent être regroupées en quelques
catégories thématiques au croisement des objectifs opérationnels et des fronts de science précités.
[60]
Principales avancées scientifiques
Interactions pour la nutrition
Les interactions plante-microbe et plante-plante se situent dans la rhizosphère,
volume de sol au voisinage des racines vivantes qui est soumis à leurs activités. La
rhizosphère est un domaine scientifique particulièrement actif. Les avancées récentes
et les défis de demain dans ce domaine ont fait l’objet d’un numéro spécial de la
revue Plant and Soil en 2008 et d’un ouvrage « Rhizosphere: Achievements and
Challenges » édité en 2010, coordonné par des chercheurs du département EA. Le
numéro spécial a eu un impact très significatif (842 citations Web of Science au total
en avril 2013), et plusieurs des articles figurent ainsi dans les « highly cited papers »
de l’ESI. L’ouvrage rassemble vingt chapitres rédigés par les chercheurs les plus
reconnus dans ce domaine, parmi lesquels de nombreux chercheurs français, en
particulier du département EA de l’Inra.
Interactions plante-microbes et nutrition
Les communautés mi crobiennes du sol peuvent améliorer la croissance de la plante e n augmentant la
disponibilité en nutriments du sol, favorisant ainsi leur prélèvement par la plante. Nos travaux élucident l’effet
des pratiques culturales et du génotype de la plante sur les mécanismes en jeu. Ainsi, un apport de soufre
augmente la fixation de l’azote atmosphérique par le trèfle en stimulant la formation des nodules et la synthèse
de nitrogénase (Varin et al., 2010). Sur l’espèce modèle Medicago truncatula, le génotype de la plante oriente la
diversité des communautés microbiennes de la rhizosphère dès les stades précoces (Zancarini et al., 2012). Il
apparaît que les stratégies nutritionnelles de la plante dépendent de sa sélection des communautés bactériennes,
ceci étant modulé par les facteurs environnementaux. Ces derniers travaux offrent de nombreuses perspectives,
relatives aux déterminismes génétiques de l’interaction de la plante avec les communautés microbiennes de la
rhizosphère, aux bases (éco)physiologiques et à l’extension à des plantes d’intérêt agronomique.
Interactions plante-plante et nutrition
La coopération entre plantes pour l’accès aux ressources est importante à étudier car elle peut être un levier pour
la réduction des intrants chimiques azotés et phosphatés. Nous avons ainsi montré en utilisant des techniques
d’azote marqué que le trèfle exsude une partie de l’azote atmosphérique qu’il fixe et le transfère vers une plante
compagne, le ray-grass (Lesuffleur et al., 2013). Nos travaux sur les cultures associées céréale–légumineuse ont
également révélé la complémentarité fonctionnelle entre plantes associées dans l’accès aux ressources en azote
(Bedoussac and Justes, 2010), et l’intervention de processus de facilitation par lesquels une espèce peut
augmenter la biodisponibilité d’un nutriment tel que le phosphore pour l’espèce asso ciée, via des interactions
complexes avec les organismes du sol (Betencourt et al., 2012). Les interactions entre plantes restent cependant
complexes avec aussi des phénomènes de compétition pour les nutriments. Ainsi une couverture herbacée
réduit la nutrition azotée de la vigne (Celette et al., 2009).
Régulation des bioagresseurs à différentes échelles
La régulation des bioagresseurs constitue pour le département EA une thématique majeure en regard de
l’obligation générale de réduction de l’usage des pesticides en Europe. Les recherches afférentes sont alimentées
par le développement d’outils dédiés. Ainsi, la plateforme Quantipest a été créée pour harmoniser des
protocoles de caractérisation des pressions biotiques, d’envergure européenne 1. Un autre exemple est le
développement en cours d’une base de données sur l’évolution des pressions biotiques dans les parcelles
agricoles françaises à partir des données accumulées depuis 1945 par les services régionaux d’avertissement 2.
1
projets FP7 : Endure, Pure
Agerberg J, Cellier V, Cariolle M, Gouache D, Aubertot JN. 2011. Rapport final de l’étude de faisabilité du développement
et de la valorisation d’une base de données sur l’évolution des pressions biotiques dans les parcelles agricoles.
2
[61]
Interactions plante-bioagresseur à l’échelle de la plante et de la parcelle
Alors que ce domaine est très investi dans le registre du dialogue molé culaire, il reste, au niveau d’appréhension
qui est celui du département EA, une niche scientifique autour de la compréhension de la manière dont le
génotype de la plante et les pratiques culturales modifient la sensibilité des plantes aux bioagresseurs. Cette
sensibilité passe par des traits de plante comme les traits architecturaux, fortement dépendants du génotype.
Cette question a été abordée en couplant un modèle dynamique 3D de blé et un modèle épidémique de
septoriose (modèle Septo3D ; Figure 3.2), ce qui a permis de hiérarchiser l’effet de différents traits
architecturaux sur les épidémies et de montrer que la vitesse de développement de la plante est un levier efficace
pour l’échappement à la maladie, alors que la hauteur du couvert n’influence que faiblement les épidémies
(Robert et al., 2008).
Figure 3.2. Snapshots of one of the visual outputs of the Septo3D model during a simulation (plateforme OpenAlea). The bar
on the left visualises the quantity of spores intercepted by the canopy layers at different heights after splashing. Arrows
indicate the mean heigh of green area (green) and of active lesions (red). Adapted from Robert et al. (2008).
Plus généralement, les travaux sur les liens entre architecture des plantes et sensibilité aux bioagresseurs ont
atteint des niveaux élevés de maturité et d’interdisciplinarité, avec la contribution co njointe de chercheurs des
départements EA, SPE, GAP, MIA au sein du réseau pluri-départements EpiArch « Epidémiologie et
Architecture ». Ce réseau a organisé en 2012 une conférence internationale et édité un numéro spécial de la
revue European Journal of Plant Pathology (Volume 135, Issue 3, March 2013 - Spe cial issue: Epidemiology and
Canopy Architecture). Plus de la moitié des contributions de ce numéro spécial sont des articles de synthèse et
de réflexion du réseau. Ces articles résument les acquis en termes de co ncepts architecturaux utilisables, comme
les traits de croissance et de ramification ou les connections topologiques entre organes, et d’influence de
l’architecture sur les processus épidémiques, comme l’interception de l’inoculum ou la réduction de l’infe ction
et de la dispersion des spores par la réduction de la croissance de la plante et l’augmentation de la porosité du
feuillage. Une expression particulière de cette influence est la tolérance aux stress biotiques, par exemple par la
production de nouveaux organes. Tous ces acquis nourrissent une réflexion conceptuelle et méthodologique sur
la conception d’idéotypes architecturaux ( cf. Bilan Enjeu structurant 1).
En analysant les effets des pratiques culturales, nous avo ns identifié, dans le cas des cultures hortico les, une forte
variabilité de l’effet de la fertilisation azotée selon les couples hôte-pathogène (couples tomate-Botrytis cinerea,
laitue- Botrytis cinerea et laitue- Sclerotinia sclerotiorum, Lecompte et al. (2010), Lecompte et al. (2013)). De
même la résistance du pêcher aux pucerons verts varie en fonction de la fertilisation, avec un niveau d’azote
intermédiaire optimal (Sauge et al., 2010). D’une part, nous ouvrons des pistes sur les mé canismes en jeu,
comme l’impact des sucres, dont les concentrations relatives sont modifiées suite à la fertilisation, dans la
défense des plantes (Lecompte et al., 2013). D’autre part, nous intégrons ces effets dans des modèles
d’interactions fonctionnelles plante-bioagresseur, qui simulent des performances économiques,
environnementales et de durabilité du système (e.g. Grechi et al., 2012). Ces modèles sont utilisés dans le cadre
de l’enjeu structurant 1 pour concevoir des scénarios de protection ou de production intégrée offrant de bons
compromis entre performances agronomiques et environnementales.
[62]
Dynamique et régulation des bioagresseurs à l’échelle du paysage
Le paysage est une échelle majeure d’appréhension du contrôle
biologique dont l’influence a été explorée sous divers angles. Le
grain (« grain » in english) du paysage est important ; il a été
montré que la richesse et la diversité de la flore adventice
étaient plus fortes dans les paysages à grain fin (nombreuses
parcelles de petite taille) (Gaba et al., 2010). Nous avons
examiné le rôle d’infrastructures agri-environnementales, et
ainsi prouvé que les bandes enherbées n’accroissent pas le
risque de colonisation des grandes cultures par la flore
adventice, et tendent même plutôt à limiter l’entrée des espèces
adventices dans les parcelles depuis les bordures adjacentes
(Cordeau et al., 2012). Des corrélations positives entre, d’une part, la densité et les dégâts des méligèthes du
colza et l’abondance de forêt et de prairies dans le paysage (Rusch et al., 2013), et d’autre part le taux de
parasitisme des larves de ce ravageur et la complexité du paysage (Rusch et al., 2011) établissent le rôle de la
couverture des sols dans la régulation des bioagresseurs. Enfin, nos résultats montrent que la distribution
spatiale des systèmes de production a des effets remarquables mais qui peuvent être opposés selon les cultures,
probablement en raison de différences d’intensité de la protection chimique : (1) les parcelles de blé abritent
moins de bioagresseurs si elles sont entourées de parcelles en agri culture biologique (Gosme et al., 2012), ( 2) les
vergers de pommier en abritent moins si elles sont entourées de parcelles en arboriculture conventionne lle - très
consommatrice de pesticides - (Ricci et al., 2009), et dans ce cas la régulation naturelle (parasitisme, prédation
des œufs) est moindre (Maalouly et al., 2013; Monteiro et al., 2013). Plusieurs modèles spatiaux de régulation
des bioagresseurs ont été conçus. Certains sont à base essentiellement théorique comme celui de Lemesle et al.
(2010) sur le lien entre proportion de refuges spatiaux et évolution de la résistance des bioagresseurs à des
cultures toxiques. D’autres sont davantage des modèles de simulation nourris d’observations de terrain comme
Sippom, qui simule l’épidémiologie et l’évolution de la structure génétique du phoma du colza ( Leptosphaeri a
maculans) sous l’influence de la distribution des systèmes de culture dans l’espace agrico le (Lo-Pelzer et al. ,
2010), ou Mosaïc Pest qui simule les dynamiques spatio-temporelles du méligèthe du colza Meligethes aeneus et
de son parasitoïde Tersilochus heterocerus au sein d’un paysage modulé par les activités agricoles (Vinatier et al. ,
2012). Deux éléments dynamisent et fédèrent, au travers de la coopération avec d’autres départements de l’Inra,
ce courant de recherches sur le paysage. Le premier est le dispositif Sebiopag de suivi de services écosystémiques
relevant du contrô le biologique, qui fait partie du SOERE Ecoscope et réunit cinq paysages cultivés de grandes
cultures, de bocage et de vergers 3. Le second est le réseau de recherche Payote pour la caractérisation, l’analyse et
la modélisation de paysages et territoires agricoles (Chapitre 2.2.2).
Analyse des communautés de plantes et de micro-organismes du sol
Le thème général de l’analyse des communautés végétales compte, dans le département EA, des recherches de
longue date sur les prairies, avec l’exemple d’une valorisation dans un outil du web pour évaluer la valeur agroécologique des prairies, très visité (http://eflorasys.inpl-nancy.fr). La notion de trait a profondément renouvelé
nos recherches sur les prairies en permettant par exemple de re lier, en s’appuyant sur des groupes fonctionne ls,
facteurs environnementaux, pratiques de gestion et valeur d’usage autour d’une analyse de la diversité intra- et
inter-prairies (Duru et al., 2013). Plus généralement, cette notion est utile pour élucider les règles de filtrage des
communautés liées à des configurations de paysage et à des facteurs locaux comme les pratiques de gestion
(Gaujour et al., 2012).
La flore adventi ce a également été un domaine majeur de l’analyse des communautés, avec une réflexion élargie
(Petit et al., 2011), dans le cadre des services écosystémiques, aux interactions complexes ave c d’autres
organismes, et à une palette de leviers de gestion à diverses échelles mobilisant des voies de régulation naturelle
comme la prédation des graines (Meiss et al., 2010). Comme pour les prairies, les notions de filtre et de trait ont
3
Pour le SOERE (Système d’Observation et d’Expérimentation pour la Recherche en Environnement) Ecoscope, plateforme
nationale pour les observatoires de recherche sur la biodiversité.
[63]
fortement cadré l’analyse, avec une attention parti culière aux éléments des systèmes de culture (date de semis,
travail du sol, herbicides) qui agissent comme des filtres en regard de traits particuliers (Gunton et al., 2011;
Fried et al., 2012). La modélisation à base de traits, qui expli cite les relations entre traits de graines et pro cessus
démographiques, a permis de hiérarchiser les traits par rapport à leurs effets sur les densités d’adventices
(Colbach et al., 2010) et de rendre compte de la dynamique d’une flore adventice multi-spécifique en fonction
de conditions environnementales et de systèmes de culture (modèle Florsys, Gardarin et al., 2012, cf. bilan de
l’enjeu structurant 1).
L’étude de la biodiversité du sol a suivi des démarches analogues avec la constitution d’une base de données sur
les traits biologiques et écologiques des invertébrés du sol (Pe losi et al., on line early) et la proposition du
concept nouveau de « functional operating range » défini comme la gamme complète des conditions
environnementales dans lesquelles les communautés de microbes du sol peuvent maintenir leurs fonctions
(Hallin et al., 2012). Ces communautés ont été étudiées à plusieurs échelles, notamment à l’échelle
biogéographique, grâce à la mobilisation de l’é chantillon des 2200 so ls français du Réseau de Mesure de la
Qualité des Sols – RMQS (cf. bilan de l’enjeu 3) (Ranjard et al., 2010) et aux outils d’écologie moléculaire et
d’analyses bioinformatiques et statistiques de la plateforme Genosol (Ranjard et al., 2009). L’analyse à cette
échelle a montré l’importance des filtres locaux comme les caractéristiques physico-chimiques du sol et l’usage
du sol aux dépens de facteurs plus globaux comme les facteurs climatiques (Dequiedt et al., 2011). Comme pour
les communautés prairiales ou d’adventices, les travaux ont documenté l’importance des pratiques agricoles,
comme la fertilisation (Hallin et al., 2009), le travail du sol (Cheneby et al., 2009), le régime de pâturage avec sa
variabilité spatiale (Philippot et al., 2009) ou l’ajout et la lo calisation de résidus de plantes (Cheneby et al., 2010;
Pascault et al., 2010), qui modifient l’activité et la taille du pool microbien impliqué dans le cycle de l’azote. Les
travaux ont mis également l’accent sur la résilience des communautés face à des perturbations du sol liées aux
pratiques culturales comme l’appli cation de pesticides, en termes de structure génétique et de fonctionnement,
montrant l’intérêt d’une pré-exposition à des perturbations mineures pour la résilience face à des perturbations
majeures (Bressan et al., 2008; Philippot et al., 2008).
Conclusion et Perspectives
Les unités du département ont amorcé un mouvement important vers des domaines de recherche concourant à
l’intensification écologique de l’agriculture. Ce mouvement a concerné tous les champs disciplinaires du
département sauf la physique des paysages (cf. supra), ave c une coopération transversale, entre unités, ave c
d’autres départements, et aussi entre champs disciplinaires, attestée par les publi cations. Il a été aidé par le
rapprochement d’unités autour de projets agroécologiques (Montpellier, Ile-de-France, par des dispositifs de
type LabEx) ou par leur fusion (création de l’UMR Agroéco logie Dijon). Il y a plusieurs signes importants de ce
mouvement. Un premier est la coordination de grands projets concourant à l’intensification éco logique : projets
européens FP7 comme Ecofinders sur les liens entre la biodiversité des sols, leur fonctionnement et la délivrance
de services écosystémiques, ou PU RE sur la régulation des bioagresseurs par la prote ction intégrée des cultures;
projets de l’AN R comme Peerless sur la gestion écologique de la santé des plantes dans les paysages agrico les, et
Gaiatrop sur la viabilité et la gouvernance des agrosystèmes insulaires tropicaux tournés vers l’intensification
écologique. Un deuxième signe est la création de dispositifs et plateformes dédiés comme le Réseau de Mesure
de la Qualité des Sols, la plateforme Genosol sur la microbiologie du sol, le réseau de sites Sebiopag intégré au
SOERE Ecoscope et le réseau de recherche Payote pour l’étude des paysages. Un dernier signe est le nombre
significatif d’articles de revue et de réflexion que les chercheurs des unités ont écrit dans le périmètre de
l’intensification écologique, sur des sujets aussi variés que la biogéographie des communautés de microbes du
sol (Ranjard et al., 2010), la valorisation des interactions biotiques bénéfiques (Mediene et al., 2011), le contrôle
biologique des ravageurs (Rusch et al., 2010), l’utilisation des plantes de service (Parolin et al., 2012), ou le statut
complexe des adventices (Petit et al., 2011). Enfin, on peut noter l’accroissement significatif du volume de
publications dans la revue Agriculture, Ecosystems & Environment qui correspond bien au périmètre de l’enjeu
(volume multiplié par 3 entre 2008 et 2012).
[64]
Au-delà de ces signes généraux, le mouvement est attesté par le bilan des avancées scientifiques. Les interactions
biotiques (plante-plante en regard d’aspects nutritionnels et plante-bioagresseur), et leur pilotage par le
génotype des plantes et les pratiques culturales, sont incontestablement des thèmes forts du département EA,
reconsidérées dans le cadre de l’enjeu « intensification écologique » (Mediene et al., 2011). Les recherches sur les
interactions plante-bioagresseurs, qui ont une position originale à l’international, particulièrement sur la
thématique des liens entre architecture et épidémiologie, sont menées en partenariat étroit avec le département
SPE. Ces recherches se renouvellent ave c l’étude des relations entre plantes cultivées et plantes de service (Chave
et al., in press) ou l’étude écophysiologique des plantes de service. Elles sont également en train de dépasser la
spécificité de bioagresseurs particuliers pour aller vers la généralité et/ou les complexes et cortèges de
bioagresseurs (e.g. modèle Wheatpest, Willocquet et al., 2008) 4, et des modèles de réponse de pathogènes
aériens au microclimat des plantes (Caubel et al., 2012) ou de propagation de ces pathogè nes dans une plante
architecturée (Casadebaig et al., 2012).
Les interactions plante-microbes, également en coopération avec d’autres départements notamment SPE et
BAP, sont appréhendées d’une manière originale, qui mérite d’être développée 5 dans le cadre d’un
renouvellement des recherches sur la rhizosphère. C’est pourquoi nous avons initié une réflexion pluridépartements (en cours) pour définir les verrous actuels des recherches sur les interactions entre plantes et
communautés de micro-organismes du sol et proposer une stratégie pour tâcher de les faire sauter.
L’analyse des communautés s’exerce sur la flore prairiale, la flore adventice et les communautés de microorganismes du sol, d’une manière cadrée par des concepts majeurs qui marquent l’écologie aujourd’hui : notions
de filtre et de trait, de résilience. Les travaux sur les adventices et les microbes du sol sont menés en coopération
étroite avec le département SPE, ce qui permet une vision riche et originale au croisement entre l’agronomie et
l’écologie. Le département EA souhaite prolonger les travaux consacrés à une prise en compte globale de la
biodiversité, de ses fonctions et du lien aux pratiques. Pour aider à cela ont été initiés la réflexion sur la
rhizosphère précitée, mais également un groupe de travail qui, via l’écriture d’un arti cle d’opinion, réfléchit à la
conception d’associations végétales dans les agro-écosystèmes pour la délivrance de services é cosystémiques
multiples (soumission attendue mi-2014).
Les recherches sur le paysage ont réellement démarré, avec un fort accent sur les bioagresseurs et leur
régulation. Les dispositifs et la modélisation fédèrent plusieurs départements sur ce thème (notamment EA,
SPE, SAD, MIA). Cependant l’ambition du schéma stratégique EA d’une articulation entre le registre physique
bien présent dans les compétences du département (hydrologie, science du sol, physique des transferts) et le
registre biologique, ne s’est pas encore suffisamment concrétisé, malgré le recrutement récent d’un chercheur à
l’interface entre ces deux registres. Par ailleurs, un groupe de travail mène une réflexion sur le couplage des
processus abiotiques et biotiques dans des modèles à l’échelle du paysage via l’écriture d’un article d’opinion
(soumission attendue début 2014).
Un des objectifs opérationnels spécifiés dans le schéma stratégique, celui qui concerne la résilience des
agroécosystèmes, n’a pas encore été investi par les équipes. Cependant, une unité du département s’engage vers
des recherches sur la résilience des systèmes agroforestiers et leur gestion adaptative, avec le soutien du
département (chercheur junior en mobilité). Ce sera un banc d’essai très intéressant pour une future extension à
d’autres systèmes.
Enfin, la prise en main de la thématique « intensification écologique » dans le département a atteint un niveau
de maturité suffisant dans les différentes unités et dans les différents champs disciplinaires pour qu’on puisse
envisager maintenant de renforcer la coopération avec d’autres organismes concernés par cette thématique en
France (CIRAD, CNRS-Inee, Irstea : en cours par des actions communes en 2013) ou à l’étranger.
4
Extension en cours sur la plateforme XPEST : Aubertot, J.N., Thiard, J., Zerourou, A., 2013. X-PEST, an online generic
modelling platform to design models that simulate crop losses as a function of injury profiles and production situations.
Future IPM in Europe, Riva del Garda, Italy.
5
En conformité avec les recommandations de la commission d’évaluation précédente, qui voyait « (..) un potentiel dans la
vision intégrée du système plante/sol (couplage partie aérienne, racine et ses symbiontes, communautés microbiennes
rhizosphériques et cycles biogéochimiques) ».
[65]
Gestion, protection et restauration des milieux
La gestion durable des ressources et des milieux par l’agri culture est
devenue un enjeu majeur, actuel et futur, pour nos sociétés. Il a été
reconnu en tant que tel par de nombreuses analyses et instances ( e.g.
MEA, 2005 ; IAASTD, 2009). En effet, dans de nombreuses régions
du monde, l’agriculture est le principal ou l’un des principaux
utilisateurs des ressources en eau et en sol. Elle influe aussi de
manière significative sur d’autres compartiments des écosystèmes,
biodiversité et atmosphère. La dégradation des milieux et des
ressources est déjà une réalité. Les changements globaux en cours,
dont l’augmentation de la population mondiale et le changement climatique, accroissent les risques
d’épuisement des ressources. C’est pourquoi la stratégie scientifique du département EA inclut un troisième
enjeu structurant prioritaire (ES3) dont l’ob jectif est le développement de concepts, appro ches et méthodologies
permettant d’optimiser l’usage agricole des milieux tout en protégeant leurs ressources (air, eaux, so ls,
biodiversité) des différentes formes de dégradation, voire en restaurant leurs fonctions.
Les échelles d’étude visées pour la gestion des milieux et des ressources englobent celles du cycle cultural, de la
parcelle et de l’exploitation agricole, et vont jusqu’aux échelles paysagères et territoriales. Les échelles de temps
abordent les périodes pluriannuelles, décennales voire centennales. C’est en effet notamment à ces échelles
d’espace et de temps que doivent être pilotés les compromis entre les services rendus par les agro-écosystèmes et
la durabilité de leurs ressources. Une intensification des travaux aux échelles supra-parcellaires et aux temps
longs est donc recherchée au sein du département.
Pour répondre à l’ES3, les équipes du département abordent différents verrous scientifiques et/ou fronts de
science.
− Le premier concerne le développement des principes d’une modélisation intégrée des paysages cultivés
afin de pouvoir analyser de manière systémique les interactions entre les stratégies d’utilisation des
ressources et l’évolution et le fonctionnement biotique et abiotique des milieux. Il implique
l’intégration des pro cessus de transfert et biogéochimiques à différentes échelles temporelles et
spatiales mais aussi la prise en compte de la topologie complexe des paysages agricoles, fortement
anthropisés. Il suppose des approches pluridisciplinaires à l’échelle du département EA et s’appuie pro
parte sur les plateformes de modélisation soutenues par le département.
− Le deuxième est le développement de concepts, de démarches et d’outils de diagnostic de l’état des
milieux et des ressources. Ils sont un préalable et un guide pour la mise au point de stratégies de
gestion. Les travaux concernés incluent la construction de référentiels et bases de données, la définition
d’indicateurs environnementaux et le développement de méthodes d’évaluation multi critères. Ce
dernier aspect est progressivement développé au travers de la plateforme MEANS.
− Le troisième porte sur les approches et méthodologies de protection et remédiation des milieux et des
ressources. Il concerne en particulier l’analyse des infrastructures paysagères favorisant la résilience et
les capacités épuratives des milieux et le développement des procédés de traitement des produits
résiduaires organiques et des eaux usées.
− Enfin nous cherchons à analyser l’évolution des milieux et de leurs ressources sur les temps longs en
fonction des changements climatiques et anthropiques attendus. A cet effet des approches
d’observation, reposant notamment sur les SOERE (ACBB, PRO, RBV), et des appro ches de
modélisation spécifiques ont été menées.
Au plan co gnitif, l’enjeu mobilise des compétences disciplinaires très diverses, agronomie, biogéochimie,
physique des transferts, hydrologie, microbiologie, écologie du paysage, modélisation des systèmes complexes.
[66]
Au plan du transfert de connaissances vers le secteur non académique, les équipes se sont investies dans
différentes structures partenariales, RMT Sols & Territoires, UMT Eau, UMT Capteurs, GIS Sol et participent à
des travaux R&D dans le cadre de la convention Inra-Onema ou de la KIC Climat.
Développer les principes d’une modélisation intégrée des paysages cultivés
Le développement de modèles intégrés est un besoin essentiel pour raisonner des scénarios d’utilisation durable
des ressources et simuler l’évolution des milieux en réponse aux changements globaux en cours. Les
modélisations développées visent une représentation élaborée et systémique de l’hétérogénéité du paysage et de
ses entités (parcelles, sols, haies…) et des processus de transfert pour l’analyse de l’impact des usages agri coles et
des structures paysagères sur les flux d’éléments. Ainsi, plusieurs modélisations représentent ou simulent les
mosaïques paysagères en tenant compte des logiques et contraintes propres aux systèmes de production
agricole, afin de fournir une vision cohérente et réaliste de la distribution des activités agricoles et des
hétérogénéités paysagères en milieu rural.
Les approches développées dans le département EA ciblent différents types de fonctionnements du paysage
cultivé. Le modèle Nitroscape (Duretz et al., 2011), mis en œuvre dans le cadre du projet européen NitroEurope,
représente les transferts, transformations et bilans d’azote dans quatre compartiments du paysage cultivé
(hydrologique, atmosphérique, culture et exploitation agricole). Le modèle CASIMOD’N (Moreau et al., 2013),
développé dans l’environnement de la plateforme RECORD, couple des modèles de décision agronomique
(allocation des cultures et de la fumure) et le modèle agro-hydrologique TNT2 (Beaujouan et al., 2002) pour
estimer les émissions d’azote à l’échelle du bassin versant en systèmes d’élevage intensif. Le modèle MHYDASpesticide développé sur la plateforme OpenFLUID, simule le devenir des pesticides en bassin versant en
systèmes de production viticole. Le modèle LandSoil (Ciampalini et al., 2012) quantifie les effets de la structure
du paysage sur la redistribution des sols et la dynamique du carbone aux échelles de temps décennales et
centennales. Des modélisations spécifiques de l’interaction vent-plante (Dupont et Brunet, 2008 ; Dupo nt et al.,
2010) sont conceptualisées afin de pouvoir analyser l’influence des structures paysagères sur les dégâts générés
par les vents.
L’ensemble de ces modélisations est destiné, à l’issue de leurs phases de développement et de test, à être utilisé
en recherche, mais aussi en partenariat avec les acteurs de la gestion territoriale, pour construire de nouveaux
scénarios de gestion agri-environnementale à l’échelle du paysage (voir ci-après).
Diagnostiquer l’état des milieux et des ressources
Au plan cognitif, différents diagnostics ont été menées. L’un des plus important a sans doute été celui en 2011
sur l’état des sols de France (Antoni et al., 2011), fruit notamment de la mise au point et en œuvre du Réseau de
mesure de la qualité des sols (RMQS) par l’US InfoSo l dans le cadre du GI S Sol ( cf. Chapitre 3.2). Le rapport
montre par exemple l’omniprésence de certains contaminants au-delà de leurs zones d’émission ou d’épandage
ainsi que le déséquilibre spatial des teneurs en éléments nutritifs des sols en fonction de la distribution des zones
d’élevage. Mais au-delà du constat des distributions spatiales de nombreuses caractéristiques des sols français,
les données récoltées par le RMQS ont également permis l’analyse des facteurs (texture, substrat géologique,
utilisation des sols…) à l’origine des distributions spatiales des teneurs de différents contaminants (e.g.
Marchant et al., 2010 ; Arrouays et al., 2011 ; Saby et al., 2011) ou de la masse microbienne des sols (Dequiedt et
al., 2011, Figure 3.3.).
D’autres travaux de diagnostic sont à mentionner. Le diagnostic des facteurs de tassement des sols a fait l’objet
d’un projet de re cherche national regroupant 20 unités de recherche dont 10 du département EA. Ce pro jet a
permis une quantification du tassement et de ses effets, la définition de la notion de sols tassés et d’un indicateur
simple, et l’élaboration d’une cartographie des risques de tassement des sols à l’échelle nationale (Roger-Estrade
et al., 2011). Il s’agit aussi, dans le cadre de l’AN R Chlordexco, du diagnostic de l’état de contamination des so ls,
des eaux, des plantes par la chlordecone, insecticide appliqué aux Antilles en bananeraies jusqu’en 1993
[67]
(Levillain et al. , 2012 ; Lesueur-Jannoyer, 2012). L’ubiquité et la persistance de la mo lécule dans
l’environnement est à l’origine d’impacts éco logiques et sanitaires potentiellement importants. La détermination
d’un gradient interne de contamination des plantes cultivées sur sols pollués (Cabidoche et al., 2012) a abouti à
un outil d’aide à la dé cision pour choisir les espèces à cultiver en fonction du niveau de la teneur en chlorde cone
des sols. La mise en évidence pour la première fois d’une minéralisation significative, bien que transitoire, de la
chlorde cone sur un substrat de so l, indique l’existence de micro-organismes dégradant dans des conditions
aérobies, qu’il faudra identifier en vue de stratégies de remédiation (Fernandez-Bayo et al., 2013).
Figure 3.3. (left) The state of French soils (Arrouays et al., 2011) and (right) the geographical distribution of DNA amounts
in topsoils (Source GIS-Sol, programme ANR Ecomic-RMQS 2010, Dequiedt et al., 2011).
Au plan méthodologique, plusieurs types de démarches font l’objet de développements pour aider au diagnosti c
de l’état des ressources et milieux. L’élaboration de méthodes de cartographie numérique des sols (digital soil
mapping) est une des démarches abordées. Des équipes du département ont participé à l’initiation du
programme GlobalSoilMap.net (Sanchez et al., 2009), à sa coordination scientifique et à l’organisation de son
premier colloque international à Orléans en 2013. La détermination d’indicateurs environnementaux re latifs à la
qualité des eaux et des sols est également un enjeu important. De nouveaux indicateurs numériques
multicritères ont été proposés ou discutés pour évaluer la qualité des sols (Garrigues et al., 2012), les risques de
lessivage des pesticides par percolation vers les nappes (Lindahl et Bockstaller, 2012) et par ruissellement vers
l’exutoire des bassins versants en fonction de l’arrangement spatial des parcelles agricoles (Wohlfhart et al. ,
2010). Des traits fonctionne ls d’invertébrés et des descripteurs de biodiversité des vers de terre ont été utilisés
pour servir d’indicateurs biologiques de l’état physico-chimique des sols et de leurs niveaux de co ntamination
par des polluants chimiques (Peres et al., 2011 ; Hedde et al., 2012). Et, l’analyse de cycle de vie et les analyses
multicritères sont de plus en plus utilisées pour une évaluation systémique des impacts environnementaux des
systèmes de production agricole (e.g. Sado k e t al., 2008 ; Samson et al., 2012 ; Acosta-Alba et al., 2012). Enfin
l’enjeu fort de définir des bio-indicateurs de l’état et du fonctionnement biologique des sols ainsi que des
méthodes pour caractériser la biodiversité et ses fonctions a motivé la coordination du projet européen
Ecofinders qui rassemble 23 partenaires de 10 pays (Lemanceau, 2011).
Etudier l’évolution des milieux et de leurs ressources sur les temps longs en fonction des changements climatiques et anthropiques attendus
Dans le cadre des changements globaux en cours, un nombre significatif de travaux ont été initiés pour étudier
l’influence de ces changements sur les ressources en eau et en so l et différencier le cas échéant l’impact du
changement climatique de ceux liés aux activités anthropiques, agricoles en parti culier. Ces travaux abordent les
changements sur des périodes allant de la décennie au siècle. Ils reposent sur i) l’élaboration de modèles tenant
compte de l’évolution des fonctions de forçage des ressources mais aussi de l’évolution des caractéristiques
intrinsèques du milieu ( e.g. structures paysagères, texture et épaisseur des sols) et/ou sur ii) une analyse
rétrospective des changements passés afin d’identifier ou vérifier les mécanismes majeurs d’évolution.
[68]
Des résultats marquants concernent l’évolution de la ressource en so l. A l’échelle de la matrice du sol, les phases
minérales et la structure porale, responsables de nombreuses propriétés du sol, peuvent subir des évolutions
nettes sous l’effet d’actions anthropiques telles que le drainage des sols, l’apport continu d’eaux usées ou de
composts (van Oort et al., 2008 ; Frison et al., 2009 ; Montagne et al., 2013 ; Pot et al., 2011). Les évo lutions
observées présentent des aspects favorables et défavorables sur les propriétés fonctionnelles de sols ( e.g. capacité
de filtration des sols, van Oort et al., 2008). Elles permettent d’anticiper les effets probables de changements
globaux attendus. Ainsi le changement climatique aura très certainement un impact significatif sur l’évolution
des sols (Montagne et Cornu, 2009). A l’é chelle du paysage, la modélisation des processus d’érosion sur le long
terme par le modèle LandSoil indique que la limitation des phénomènes d’érosion et de dépôt peut être opérée
par la restructuration du paysage par des zones tampons ou une modification des parcellaires mais qu’a
contrario une intensification de l’érosion serait avant tout liée à un choix inadéquat des techniques d’entretien
du sol (David et al., sous presse).
Les travaux menés sur l’évolution des ressources en eau en milieu rural ont porté sur les aspects quantitatif et
qualitatif. Le développement de modélisations intégrées du cycle hydrologique permet à présent d’évaluer
l’impact de scénarios de changements climatiques, d’occupation du so l et de pratiques agricoles (Olioso et al. ,
2013 ; Salmon-Monviola et al., 2013). L’analyse des dynamiques de contaminations des eaux à l’échelle des
bassins versants agricoles dans le cadre des SOERE agro-hydrologiques du département fournit de premières
analyses des dynamiques de contamination des eaux en fonction des saisonnalités climatiques, hydrologiques et
agronomiques. Il en ressort notamment que si les apports d’intrants sont évidemment à l’origine des
contaminations, les dynamiques observées sont fortement contrôlées par les processus de transport et l’inertie
des systèmes hydrologiques (Gascuel et al., 2010).
Développer des approches et méthodologies de gestion, protection et remédiation des ressources
Gestion quantitative des ressources en eau
La recherche de stratégies d’utilisation optimale de la ressource en eau b leue dans le cadre de l’agriculture
irriguée ou partiellement irriguée a fait l’objet d’un grand nombre de travaux durant la période écoulée. Un
ensemble d’outils de modélisation a été développé et testé dans le cadre de l’UMT Eau pour aider à la gestion de
l’eau à différentes échelles spatiales (synthèse de Bergez et al. , 2012). Ils visent à évaluer les besoins à l’échelle
régionale, rechercher des scénarios alternatifs d’occupation du sol, aider à la répartition équitable des ressources
entre acteurs de l’eau et assurer les gestions stratégiques et tactiques aux échelles de l’e xploitation agri cole et du
bloc d’irrigation. Une originalité des outils développés est qu’ils associent des modèles biophysiques
représentant le fonctionnement sol-plante à des règles de décision agronomiques représentant le comportement
des irrigants. Dans le domaine du contrôle des flux hydrologiques par les pratiques et aménagements agricoles,
des travaux de simulation reposant sur les modèles cités précédemment ont analysé la possibilité de contrôler les
pics de ruissellement à l’exutoire de bassins versants, sources potentielles d’externalités négatives, par le choix
des opérations d’entretien du sol (Colin et al., 2011) ou de la configuration des réseaux de fossés agri coles
(Levavasseur et al., 2012). A cette occasion de nouvelles
approches d’exploration numérique du fonctionnement
des bassins versants ont été développées. Enfin, malgré un
nombre de résultats plus réduit, la question de la
recherche de modes de gestion agricole maximisant la
conservation des ressources pluviales pour la production
agricole est restée présente, notamment par l’analyse de
l’influence des opérations d’entretien du sol sur
l’évolution des états de surface du sol et leur infi ltrabilité
(Capowiez et al., 2009 ; Pare et al., 2011).
Gestion qualitative des ressources en eau
L’intérêt des infrastructures paysagères (fossés, haies, zones humides ripariennes, zones humides construites,
bandes enherbées) a fait l’objet de plusieurs analyses expérimentales pour identifier leurs capacités à réduire les
niveaux de contamination des eaux par le nitrate et les pesticides. Ces capacités apparaissent significatives dans
[69]
de nombreux cas mais sont sujettes à variations importantes entre milieux (Montreuil et al., 2010 et 2011 ;
Grimaldi et al., 2012 ; Dagès et al., 2008 ; Lacas et al., 2012 ; Passeport et al., 2011a,b). De nouvelles bonnes
pratiques agricoles pour le respect des normes relatives aux teneurs des eaux en nitrate ont été évaluées par
simulation (Moreau et al. 2012 b,c ; Ferrant et al., 2013) afin de résoudre le problème posé par la pollution des
eaux par le nitrate dans de nombreuses régions françaises.
Gestion des sols
Sur le thème de la gestion des sols, la recherche de méthodologies de remédiation des sols contaminés par des
éléments traces métalliques ou organiques a motivé la plupart des travaux. Des avancées concernent les
techniques de phyto-remédiation dont certaines font l’objet d’une collaboration étroite avec la Chine ( Gu et al. ,
2011) et d’autres aboutissent au développement d’une filière de phytomine de nickel sur des sols ultramafiques
cultivés avec une plante hyper-accumulatrice (Barbaroux et al., 2011, 2012). D’autres approches ont étudié
l’impact du compostage sur le co ntrôle du devenir des contaminants dans les sols. Elles montrent un effet
significatif du compostage sur la dissipation des polluants organiques dans les sols, mais suivant un ensemble
complexe de processus (sorption, dégradation, percolation) dont l’expression est variable selon la nature des
polluants concernés et des composts (Pot et al., 2011 ; Zhang et al., 2011 ; Barriuso et al., 2011).
Gestion des produits résiduaires organiques
Le recyclage sur les sols des eaux usées et des produits résiduaires organiques, qu’ils soient d’origine agricole,
urbaine ou industrielle, pose les problèmes du devenir des contaminants qu’ils sont susceptibles de contenir. U n
ensemble de travaux a ainsi été mené pour caractériser l’état des contaminants dans les différents types de
résidus et rechercher des modes de traitements permettant d’en réduire la quantité. Cela a concerné
principalement les pesticides, hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH), hormones et métaux traces
présents dans les composts de déchets végétaux urbains, les fumiers et les effluents de stations de traitement des
eaux. Les facteurs et pro cessus majeurs (composition des produits résiduaires, sorption, formation de résidus
non extractibles, cométabolisme…) de variation de la dissipation des contaminants lors du compostage et de la
digestion anaérobie ont été identifiés ( e.g. Lashermes et al., 2010, 2012 ; Patureau et al., 2008 ; Barret et al. ,
2010a, b). Les résultats acquis apparaissent variables et contingents aux cas d’étude. Aussi, le projet RISQ-PRO
INRA-Onema démarré en 2012, systématise à présent ces travaux en étudiant trois types majeurs de produits
résiduaires organiques (boues de traitement des eaux, effluent d’élevage, ordures ménagères) et cinq filières
usuelles de traitement (épandage direct, digestion anaérobie, compostage, digestion et compostage, séchage et
chaulage), leurs pressions polluantes et leurs impacts sur les sols et les eaux.
ZOOM sur …
Les travaux en télédétection
Les données de télédétection sont particulièrement utiles pour décrire les évolutions de la végétation et des sols sous contraintes climatiques et
anthropiques sur le long terme et sur de larges domaines spatiaux. Le département EA est fortement investi dans la production de séries long
terme dans le contexte des "Essential Climate Variables" (ECV) identifiées par le GIEC.
Dans le cadre des projets FP7 GEOLAND2 et IMAGINEs, des algorithmes ont été développés pour estimer les caractéristiques biophysiques du
couvert (indice foliaire, fraction de rayonnement photosynthétique absorbé, taux de couverture végétal), à partir des séries d'observations
acquises depuis 1981 avec les capteurs optiques AVHRR, puis plus récemment avec les capteurs VEGETATION et MODIS (Garrigues et al., 2008 ;
Baret et al, 2012 ; Verger et al. 2011). La validation des produits représente un effort important (Camacho et al., 2013). En parallèle le potentiel
de ce type de séries a été démontré pour reconstituer rétrospectivement les effets à long terme du changement climatique sur la phénologie des
couverts (Guyon et al., 2011). Dans le domaine de la télédétection micro-onde, le développement de séries long terme de l’ECV « humidité du
sol » est recherché à partir du satellite SMOS, dont les données contribuent à une meilleure compréhension du cycle global de l’eau (Kerr et al.,
2010 ; Wigneron et al., 2012). Pour le suivi hydrique et la gestion des ressources en eau des progrès importants ont été menés sur la cartographie
de l’évapotranspiration des cultures à diverses échelles spatiales allant de la parcelle à la petite région (Galleguillos, et al., 2011). Un logiciel
EVASPA (EVapotranspiration Assessment from SPAce) combinant les observations dans le domaine solaire réfléchi et dans le domaine de
l’infrarouge thermique révélant l’état hydrique de la végétation, a été développé (Gallego-Elvira et al., 2013). Un chercheur du département s’est
fortement investi sur la mission THIRSTY (THermal InfraRed SpaTial sYstem), développée en collaboration CNES-NASA en tant que Principal
Investigator.. Cette mission combine haute résolution spatiale et hautes capacités de revisite dans l'infrarouge thermique avec un objectif de
lancement à l'horizon 2020 (Lagouarde et al., 2012). Enfin, sur les sols, de récentes études ont étendu avec succès l’utilisation de la spectroscopie
Vis-PIR de laboratoire aux données hyperspectrales aéroportées, pour la cartographie numérique de propriétés de sub-surface pérennes de sols
comme par exemple le taux de carbonate de calcium, d’argile, ou de fer (Lagacherie et al., 2008; 2012). D'autres travaux ont montré que la
cartographie du taux de carbone organique pouvait également être assurée avec des observations multispectrales SPOT (Vaudour et al., 2013).
[70]
Les travaux menés par les unités du département dans le cadre de cet enjeu s’inscrivent bien dans les avancées
attendues pour développer les connaissances et les méthodologies nouvelles pour une meilleure gestion,
protection et restauration des milieux. On notera que n’a pas été présenté l’ensemble des avancées cognitives sur
les mécanismes impliqués dans le fo nctionnement des milieux ( e.g. pro cessus de transfert de masse dans les so ls
et l’atmosphère, processus de devenir des contaminants dans les so ls et l’air, impacts écoto xicologiques des
contaminants dans les sols, écologie des communautés telluriques) et des avancées méthodologiques en matière
de techniques d’observation et de caractérisation des milieux ( e.g. voir zoom télédétection et Chapitre 4.5), de
techniques de caractérisation des flux et propriétés hydriques des sols. Ces avancées constituent une part
importante et essentielle de l’activité des unités du département, mais nous avons choisi de mettre l’accent ici
sur les travaux relatifs aux verrous scientifiques spécifiques identifiés pour l’enjeu.
Le développement de nombreux projets R&D ave c l’Onema ou dans le cadre du GIS Sol, l’implication forte dans
des structures mixtes te chnolo giques (UMT, RMT), la contribution ou la coordination d’observatoires de
recherche environnement de long terme témoignent de l’ambition actuelle de nombreuses unités de positionner
leurs recherches cognitives dans un cadre opérationnel et prospectif en matière de gestion des ressources. Cette
évolution était recherchée par l’ES3. La mise en place des réseaux Sol et Eau à l’é chelle du département et en
inter-département renforce cela ; elle sera consolidée afin i) de favoriser les travaux inter-unités de la vingtaine
d’unités concernées par l’ES3 au sein de EA et ii) de développer les approches systémiques et intégratives, inter
champs thématiques, au cœur de l’ES3.
La modélisation intégrée des paysages cultivés a fait l’objet d’avancées très nettes à partir de thématiques
diversifiées concernant une grande gamme de fonctionnements paysagers. Ce constat est partagé avec l’ES 2. On
observe une implication de nombreuses équipes, non seulement dans les travaux de modélisation à l’échelle du
paysage, mais aussi dans les réflexions réalisées entre les ES2 et ES3 sur le couplage des processus abiotique et
biotiques à cette échelle (Vinatier et al., opinion paper en cours) ainsi que celles menées au sujet du
développement de plateformes et d’outils de modélisation et de représentation du paysage (Voltz et Richard,
2013). Les collaborations pluridisciplinaires entre sciences biophysiques ou entre celles-ci et les sciences sociales
ont été amorcées, elles devraient être stimulées par la montée en puissance des plateformes de modélisation
portées par le département. Ainsi, les perspectives sont d’approfondir la représentation des interactions entre
cycles d’éléments, de mieux coupler les cycles et les structures paysagères à différentes échelles et de contribuer à
jeter les ponts entre biophysiciens, agronomes et spécialistes du comportement des acteurs agricoles.
Le développement de référentiels d’état des milieux à partir de réseaux d’observation apparaît également
remarquable. L’exemple le plus significatif est sans doute le travail effectué sur le RMQS et l’état des sols de
France. Le développement d’indicateurs d’états ou de risques environnementaux est indispensable pour
l’établissement des référentiels. Cette activité semble en progression, mais elle est relativement dispersée et porte
encore peu sur l’élaboration d’indi cateurs multi critères, nécessaires pour la gestion multifonctionnelle des
milieux et ressources. La mise en place de la plateforme Means devrait faciliter les approches multicritères dans
le futur, à l’échelle parcellaire d’abord puis à l’échelle de territoires ultérieurement.
L’étude de l’évolution des milieux et de leurs ressources sur les temps longs en fonction des changements
climatiques et anthropiques attendus a donné lieu à plusieurs travaux marquants et à des exploitations des bases
de données des observatoires. Elle devra être intensifiée à l’avenir en identifiant collectivement des questions
scientifiques clefs sur l’évolution des milieux et des ressources en liaison avec les activités agrico les afin de
structurer des actions de recherche inter-unités appuyées sur les observatoires, bases de données et concepts de
modélisation développés déjà acquis dans le département.
L’élaboration de méthodologies de gestion des ressources est une activité de recherche qui se développe à
présent au sein du département en prolongement de l’étude des mécanismes. Elle fait l’objet de co llaborations
internationales en Méditerranée (programme SICMED-MISTRALS) et en Inde (projet AICHA). Dans le
domaine de la gestion quantitative des ressources en eau, les travaux réalisés offrent à présent un panel cohérent
de méthodes à différentes échelles spatiales et associent de manière originale hydrologues, agronomes et
[71]
sciences sociales dans des démarches de gestion intégrative. Dans les autres domaines, les travaux sont dans une
phase plus pré liminaire par rapport aux objectifs de gestion agroé cologique du paysage et de ses ressources. On
visera leur développement, notamment par un changement d’éche lle d’analyse, du profil de sol au paysage en ce
qui concerne les méthodologies de gestion des sols, et/ou par une insertion dans des approches
pluridisciplinaires, par exemple pour raisonner l’utilisation des infrastructures paysagères dans un cadre
d’analyse systémique de fonctionnement des paysages. Enfin, on cherchera à étendre les collaborations avec les
sciences sociales afin de mieux identifier les besoins en matière de gestion des ressources et les approches qui
favorisent l’adoption et/ou la co-construction de nouvelles pratiques de gestion par les acteurs de terrain
impliqués.
3.1.4. BILAN DE L’ENJEU STRUCTURANT 4 (ES 4)
Bouclage des cycles N et P et stockage de carbone dans les sols
A l'éche lle planétaire, la multiplication par 2,5 de la production
alimentaire au cours des 45 dernières années s'est traduite par une
multiplication par 8 et 3,5 des quantités d'engrais minéraux azotés et
phosphatés apportés, respectivement. L'activité agricole est ainsi
responsable d'une modification majeure des cycles N et P à l'é chelle
globale, avec des conséquences sur la qualité de l'eau (eutrophisation par
N et P), de l'air (NH3, NOx et polluants dérivés) et le changement
climatique (N2O). Réciproquement l'agriculture peut contribuer à la
régulation du cycle du carbone, et donc contribuer à l'atténuation du
changement climatique. En France l'usage des engrais minéraux P et K a été divisé par 4 depuis les années 197080, mais celui des engrais azotés diminue peu. Une plus grande maîtrise des cycles biogéochimiques permettrait
de réduire les nuisances associées aux fuites vers l'environnement et atteindre les objectifs nationaux de
réduction des émissions de gaz à effet de serre du secteur agricole.
L'objectif opérationnel principal asso cié à l'Enjeu Structurant 4 (ES4) « Bouclage des cycles N et P et sto ckage de
carbone » est de gérer plus durablement les cycles biogéochimiques des éléments majeurs (C, N, P, S) ave c
lesquels l'activité agricole interfère. Il s'agit de réduire la dépendance de l'agriculture aux engrais minéraux de
synthèse et ses nuisances sur l’environnement. Pour cela il faut accroitre l'efficience de prélèvement et
d'utilisation des éléments minéraux par les cultures, favoriser les entrées d'azote par fixation symbiotique
(légumineuses), valoriser et favoriser le recyclage des produits organiques. Il faut aussi réduire les émissions de
molécules réactives vers l'environnement (N et P vers les eaux, N2 O, NH3 , NOx et polluants dérivés vers
l'atmosphère) en synergie avec les objectifs opérationnels de l’ES3 de protection des milieux et des ressources, et
améliorer globalement le bilan gaz à effet de serre des écosystèmes agrico les en limitant les émissions de N2 O et
en favorisant le stockage du carbone dans les sols.
Pendant longtemps l'objectif des recherches sur les cycles C, N, P à l'échelle parcellaire dans les unités du
département a été d'améliorer le raisonnement de la fertilisation au niveau lo cal, pour réduire les fuites de
nitrate vers les eaux. Les progrès des co nnaissances, comme le co ncept de cascade de l'azote, et la mo ntée en
puissance de nouveaux enjeux ( changement climatique), montrent la né cessité d’une maîtrise des cycles à des
échelles spatio-temporelles plus larges. Un élargissement vers des échelles spatiales supra-parcellaires a été
amorcé dès les années 1990 avec l'étude du devenir de molécules polluantes (nitrate principalement) dans les
bassins versants hydrologiques et s’est étendu au compartiment atmosphérique dans les années 2000.
[72]
Notre stratégie scientifique pour l'ES4, définie lors de son séminaire de lancement en 2011, est de :
−
−
−
−
Développer des travaux d'analyse et de modélisation des cycles biogéochimiques à des échelles spatiales
larges et sur des temps longs, allant jusqu'à l'échelle globale. Un effort d'analyse des couplages entre
cycles des différents éléments (C, N, P, S) et de couplage entre processus biologiques et géochimiques
qui conditionnement leurs transformations sont également nécessaires ;
Accroitre les connaissances, à différentes échelles, sur les processus à l'origine des émissions gazeuses
(N2O, NH3) et/ou conditionnant fortement le bilan gaz à effet de serre de l'activité agricole
(stabilisation du C dans les sols) ;
Augmenter l'effort de recherche sur le recyclage et la valorisation des produits organiques ;
Développer des travaux de conception et d'évaluation de systèmes de culture moins dépendants des
engrais de synthèse (amélioration de l'effi cience de prélèvement des éléments minéraux, utilisation
d'engrais organiques, légumineuses), en lien avec les Enjeux Structurants 1 et 2.
Les recherches à conduire relèvent des quatre champs thématiques du département dans les domaines des
mécanismes de prélèvement et d'utilisation des éléments minéraux par les plantes, de la biodégradation des
produits organiques, des mécanismes de stabilisation du carbone dans les sols, des processus à l'origine des
émissions vers l'environnement (lixiviation de nitrate, émission de N2 O, volatilisation NH3), de la conception et
l'évaluation de systèmes de culture moins dépendants des intrants de synthèse, de l'étude et de la modélisation
des cycles à différentes échelles emboitées. L'effort d'analyse et de modélisation des cycles à des échelles larges,
allant jusqu'à l'é chelle globale, va de pair avec la nécessité d'une implication renforcée dans des co llaborations et
des programmes internationaux. L'utilisation des connaissances produites au service des objectifs à visée
opérationnelle suppose l'élaboration de références et d'outils (cadastre d'émissions de N2O, raisonnement de la
fertilisation, gestion du stock de C des sols…) dans le cadre de structures partenariales appropriées (UMT GESN2O, RMT Fertilisation et environnement, voir chapitre 2.2.5).
Acquisition et utilisation des éléments minéraux par les peuplements végétaux
Les avancées scientifiques relatives aux processus d'acquisition des éléments minéraux dans la rhizosphère ont
été en partie présentés dans le cadre de l'Enjeu Structurant 2 « Intensification écologique » (§ Interactions et
nutrition). Ils ont donné lieu à la publi cation d'un numéro spécial de la revue Plant and Soil en 2008 et la
parution de l'ouvrage "Rhizosphere : Achievements and Challenges". A l'échelle de la plante entière, un modèle
original d'acquisition du phosphore a été développé (Mollier et al., 2008). Son intérêt est de coupler un module
de développement-croissance de la culture, un module de mobilisation du P dans le sol et un module de
prélèvement par le système racinaire, et ainsi de rendre compte des interactions entre ces différents processus
sur la durée du cycle cultural. Ce cadre ouvre la voie à l'exploration par modélisation de stratégies
d'amélioration de l'efficience d'acquisition des éléments minéraux (variabilité génétique, mycorhizes, modalités
d'apport des engrais,…) (Brunel-Muguet et al., 2014). En ce qui concerne l'azote, l'effort a porté sur la
compréhension du devenir et de l'utilisation de cet élément dans la plante et sur sa modélisation (Bertheloot et
al., 2011 a et b). Des progrès ont été réalisés concernant la dynamique des réserves et leur remobilisation, en
particulier pendant des phases de carence temporaire (Lemaire et al., 2008; Dubousset et al., 2010 ; Gombert et
al., 2010 ; Jordan et al., 2011). Ces progrès permettent d'envisager aujourd'hui un renouvellement du paradigme
de raisonnement de la fertilisation azotée, jusqu'à présent fo ndé sur un objectif de satisfaction totale des besoins
pendant toute la durée du cycle. Un pilotage de la fertilisation acceptant des périodes de carence temporaire
apparait possible sans perte de rendement.
Devenir et valorisation des produits organiques et évolution des stocks de carbone du sol
Les liens entre la composition biochimique des résidus végétaux et leur biodégradation dans les sols ont été précisés :
− Le taux de ramification des hémicelluloses, et le degré de cohésion existant entre les hémicelluloses et
les lignines, sont les facteurs intrinsèques aux parois végétales qui expliquent le mieux leur vitesse
potentielle de dégradation (Bertrand et al., 2009 ; Machinet et al., 2009, 2011) ;
[73]
−
−
−
La contribution des lignines à l'accum ulation de C stable dans les sols a fait l'ob jet d'un article de
synthèse (Thevenot et al., 2010) ;
Les mécanismes régissant les interactions entre l'origine et la nature des matières organiques et les
communautés microbiennes qui affectent leur évolution o nt été en partie élucidés (Haichar et al., 2008;
Baumann et al., 2013).
Un renouvellement conceptuel des modèles de biotransformation des matières organiques des sols a
été proposé (Moorhead et al., 2012).
Un numéro spécial de la revue Biogeochemistry a été publié en 2011 (vol. 106) à l'initiative du Réseau Matières
Organiques (ResMO), co-animé par des chercheurs du département.
Un modèle d'évolution du sto ck de carbone organique du sol a été développé, sur la base du modèle RothC, ave c
pour objectif de rendre compte de l'effet d'apports de produits résiduaires organiques de natures très diverses
(effluents d'élevage, composts, boues…) (http://www.carbo-pro.fr/). L'innovation réside dans la procédure de
paramétrage des équations simulant le devenir du carbone, en fonction d'un indice de stabilité des matières
organiques apportées, lui-même basé sur leur composition biochimique (Lashermes et al. , 2009 ; Peltre et al. ,
2011, 2012).
A partir des données obtenues dans le cadre du réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS), un nouveau
modèle de prédiction de la distribution des teneurs en carbone des sols de France a été réalisé, permettant une
cartographie de ces teneurs avec une résolution beaucoup plus fine que celle des estimations précédentes
(Meersmans et al., 2012 a, b) (Figure 3.4). Ce travail a conduit à réviser à la hausse le stock de C des sols français
(3,72 ± 1.3 Pg C au lieu de 3,17 Pg). Un article de synthèse sur la capacité des dispositifs de suivi des sols en
Europe à détecter des variations de stocks de C a été publié à l'initiative de chercheurs du département (Saby et
al., 2008). Les équipes du département ont activement contribué à l'étude du bilan net de carbone des
agrosystèmes à l'échelle européenne (Moors et al., 2010, Wattenbach et al., 2010). Une analyse rétrospective de
l'évolution des stocks de carbone dans les sols aux échelles régionales et globale sur la période 1900-2000,
couplant synthèse bibliographique et simulation, a permis de chiffrer le rôle des changements d'occupation des
sols sur l'évolution des stocks (Eglin et al., 2010).
Figure 3.4. A high resolution map of French soil organic carbon (in Meersmans et al., 2012)
Enfin l'effort d'acquisition de connaissances sur les procédés de valorisation des produits organiques autres que
l'épandage direct (digestion anaérobie et production de méthane) a été poursuivi dans une unité du
département spécialisée sur cette thématique. L'effort a porté sur la co nnaissance de la biodégradabilité des
résidus et le choix des substrats, le développement de procédés de prétraitements pour optimiser la production
[74]
de biogaz (Bougrier et al., 2008, Carrere et al., 2010), la mise au point de procédés innovants de digestion par
voie sèche et l'évaluation environnementale des procédés (Lardon et al., 2009). Ces travaux ont donné lieu à la
création d’une filiale de l’Inra dédiée au transfert et notamment à la réalisation de mesures du potentiel de
méthanisation au travers de la Business unit IT-e.
Etude et modélisation des émissions de gaz à effet de serre et spatialisation
La manipulation de la composition de la communauté mi crobienne dans différents so ls a permis de montrer
que la proportion de N2 O émis par dénitrification était influencée par la proportion de bactéries possédant les
gènes codant la N2 O réductase et avait donc une origine génétique (Philippot et al., 2011). Différentes voies
d’atténuation des émissions ont été explorées. Des apports d'effluents d'élevage augmentent en moins de 10 ans
l’activité dénitrifiante potentielle des sols, comparativement au même sol fertilisé avec des engrais minéraux. Cet
effet s’accompagne d’une modification de la composition de la communauté dénitrifiante et d’une réduction
importante du rapport N2 O/ (N2 O + N2 ) (Dambreville et al., 2008). Une voie prometteuse d'atténuation des
émissions a été testée avec succès par inoculation d'une espèce légumineuse (soja) avec une souche de rhizobium
( Bradyrhizobium japonicum) porteuse du gène nosZ favorisant la réduction du N2 O (Hénault et al., 2011). Un
"opinion paper" sur les possibilités d'orienter l'évolution des communautés microbiennes telluriques dans le
sens d'une atténuation des émissions via le choix des génotypes cultivés a été publié dans la revue à fort impact
Trends in plant science (Philippot et Hallin, 2011).
L'effort conjoint d'acquisition de données sur les
émissions de GES des parcelles cultivées (SOERE ACBB,
sites ICOS…) et d'amélioration des modèles de
simulation a permis de mieux comprendre et de mieux
rendre compte de l'effet de pratiques culturales sur les
émissions de N2 O ( e.g. celles affectant l'état physique du
sol, Bessou et al., 2010), d'établir des bilans GES complet
de systèmes de culture à l'échelle de la succession
(Ceschia et al., 2010; Kindler et al. , 2011; Loubet et al.,
2011; Lehuger et al., 2010, 2011), et enfin d'utiliser ces
outils théoriques pour l'évaluation du bilan GES de
systèmes de cultures dont l'intérêt est controversé ( e.g. cultures énergétiques, Gabrielle et al., 2008; Bessou et al. ,
2011, 2013). Des systèmes peu émetteurs ont été proposés et testés, notamment des systèmes réduisant la
dépendance aux engrais azotés de synthèse par introduction de légumineuses dans la succession (Jeuffroy et al. ,
2013). Afin d'adapter aux nouveaux enjeux les recherches à conduire sur les légumineuses, un opinion paper a
été publié à l'initiative de plusieurs chercheurs du département (Voisin et al., 2014).
A l'é chelle du territoire français, l'effort de modélisation a permis de produire des cadastres d'émission aux
échelles régionale et nationale (Rolland et al., 2010). A l'é chelle globale, une méta-analyse des résultats publiés
sur les émissions de N2 O en lien avec les apports de fertilisation, portant sur 203 articles scientifiques, a permis
d'analyser l'incertitude associée aux estimations d'émission fournies par la méthode de référence préconisée par
le GIEC (niveau 1), et de proposer un modèle de calcul non linéaire plus performant (Philibert et al., 2012). A
l'échelle planétaire l'utilisation de ce modèle conduit à revoir à la hausse les émissions associées aux systèmes de
cultures les plus intensifs (> 160 kg N /ha) et, à l'inverse, à revoir à la baisse les émissions associées aux systèmes
moins intensifs.
Enfin des chercheurs du département se sont fortement investis dans la Global Research Alliance on agricultural
greenhouse gases (GRA), via l'animation de groupes de travail et l'organisation de workshops (Paris, 17-21/03/2014).
Modélisation du cycle de l'azote et du phosphore, à des échelles spatio-temporelles larges
Le modèle NitroScape, permettant de simuler les transferts, transformations et bilans d'azote à l'échelle du
paysage agricole (zone de 5 à 30km2 ) a été développé par une équipe du département et des partenaires
européens dans le cadre du projet européen NitroEurope (Duretz et al., 2011; Drouet et al., 2012), et a fait l'objet
d'une contribution à l'ouvrage "The European Nitrogen Assessment" (Cellier et al., 2011). Ce modèle simule le
[75]
devenir de l'azote dans les paysages par couplage de modules portant sur les flux et transformations de l'azote
dans les exploitations agricoles ainsi que les transferts verticaux et latéraux dans les mosaïques paysagères, à la
fois par voie hydrologique et aérienne. Un état des connaissances sur les émissions d'ammoniac, qui constituent
une part majeure des émissions d'azote réactif, a été publié (Fléchard et al., 2013). Une méthode originale
d'estimation des émissions d'ammoniac au champ par inversion de modèle a été proposée (Loubet et al., 2010).
En lien avec cet effort de modélisation, un prototype original d'analyseur a été mis au point pour mesurer les
flux de d'émission et de dépôt d'ammoniac au champ (ROSAA). Ce prototype a fait l'objet d'un dépôt de brevet.
L'utilisation couplée d'isotopes et d'expérimentations de longue durée a permis de montrer que 25 ans après son
application 12 à 15 % de l'azote marqué introduit était encore présent dans la matière organique du sol (Sebilo et
al., 2013). L'analyse du devenir de l'azote sur des temps longs a également permis de quantifier l'effet à long
terme de l'introduction de cultures intermédiaires sur la lixiviation de l'azote et le stockage de carbone. Dans le
contexte de l'étude, des simulations à 50 ans ont mo ntré qu'une réduction de 22 à 24 kg de la dose d'azote
minéral apportée annuellement était nécessaire pour maintenir l'efficacité d'abattement de la lixiviation, en lien
avec l'accroissement de la minéralisation d'azote au cours du temps (Constantin et al., 2010, 2011, 2012).
L'analyse du cycle du phosphore aux échelles nationales et régionales a montré que l'excédent de bilan des sols
français s'était réduit (de + 18 kg P.ha-1 .an-1 en 1990 à + 4 kg P.ha-1 .an-1 en 2006), mais avec des hétérogénéités
inter-régionales fortes, et avec une efficience globale du cycle du P qui reste faible, liée en particulier à la
séparation géographique entre zones de production animales et végétales limitant les possibilités de recyclage
(Senthilkumar et al., 2012 a, b) (Figure 3.5).
BRITTANY
Feed
28.9
CENTRE
Animal products
12.3
Animals (4.2)
40.2 (-1.2)
Fodder
11.3
Crop residue
3.3
Crop products
7.1
Crops
21.8 (0)
Animal
Excretion
29.1
Soils
42.3 (18.5)
Crop uptake
21.8
Sludge
0.6
Compost
0.9
Atmosphere
0.4
Feed
2.3
Fertiliser
7.9
Animal products
1
Animals (0.6)
5.1 (-0.1)
Animal
Excretion
4.2
Fodder
2.8
Crop residue
4
Erosion
1.6
Crop products
13.4
Leaching
0.5
Crops
20.2 (0)
Soils
23.1 (0.7)
Crop uptake
20.2
Seed
0.1
Sludge
0.6
Compost
0.7
Atmosphere
0.4
Fertiliser
12.9
Erosion
1.7
Leaching
0.5
Seed
0.2
Figure 3.5. P stocks, flows and budgets for two contrasted French regions: Brittany (intensive animal farming region) and
Centre (intensive crop farming region). The value in italics and between brackets is the stock. The value not in italics and not
between brackets is the inflow. The value not in italics and between brackets is the budget for the compartment. Flows and
budgets are in kg P ha–1 yr –1 averaged for the years 2002-2006 (in Senthilkumar et al., 2012).
L'exploration de nouveaux modes d'association agriculture-élevage visant un meilleur bouclage des cycles
biogéochimiques est l'objectif du projet européen CANTOGETHER (Crops and Animals Together), coordonné
par un professeur rattaché au département. Plusieurs initiatives internationales ont été prises pour l'étude du
cycle du P aux échelles larges ( i.e. workshop européen à Bordeaux en 2010, à Wageningen en 2012 ; First
european sustainable phosphorus conference à Bruxelles en 2013; 4th Sustainable Phosphorus Summit à
Montpellier en août 2014). Un projet de réseau COST "Innovation for efficient resource management: the
example of phosphorus", associant 20 pays européens, a été déposé à l'initiative d'un chercheur du département.
L'effort d'élargissement des échelles spatiales et temporelles auxquelles sont étudiés les cycles biogéochimiques
dans le département est bien amorcé. Un ensemble de recherche a ainsi été initié aux échelles régionale,
nationale, voire globale concernant les cycles C, N et P, le plus souvent en partenariat avec d'autres
[76]
départements et d'autres organismes et dans le cadre de projets internationaux. Cet effort d'élargissement des
échelles et d'internationalisation, conforme à notre stratégie, sera poursuivi. Il a donné lieu à des recrutements
récents. De même, le renforcement de nos travaux sur les pro cessus à l'origine des émissions gazeuses et du bilan
gaz à effet de serre des systèmes agrico les est bien engagé. Les travaux ré cents ont permis d’améliorer nos
connaissances et notre positionnement sur les émissions de N2O et leur modélisation à différentes échelles
spatiales, la volatilisation de NH3, le devenir du C apporté au sol en fonction de la composition des produits, la
modélisation de l'évolution du stock de C dans les sols et sa spatialisation, le bilan gaz à effet de serre des
systèmes de culture en fonction des pratiques. Là aussi l'effort sera poursuivi. Le renforcement de nos travaux
sur la valorisation et le recyclage des produits organiques a donné lieu à la fois à un renouvellement des bases
conceptue lles des modèles de biodégradation des produits et à des applications opérationnelles (outils d'aide à la
décision, procédés de production de biogaz). Enfin de nombreuses bases ont été acquises permettant à terme la
conception de systèmes de culture moins dépendant des engrais de synthèse et moins émetteurs (modèles NP
dans le système sol-plante et leviers pour l'amélioration de l'efficience d'acquisition des ressources…). La
conception et l'évaluation de nouveaux systèmes de culture, incluant notamment des légumineuses, et prenant
également en compte d'autres objectifs, est en cours (voir Bilan de l’ES 1). Un effort de synthèse des
connaissances produites dans le cadre de l'ES 4 pour alimenter la conception de système est cependant à
poursuivre.
Les connaissances produites ont été mobilisées pour la production de références (typologie de produits
organiques, cadastres d'émissions) et d'outils de diagnostic ou d'aide à la décision pour le raisonnement de la
fertilisation (Logiciel Azofert®, Syst'N) et l'entretien du statut organique des sols (Carbo-pro). Ces outils ont été
élaborés dans le cadre de structures partenariales appropriées (UMT, RMT). Des documents et ouvrages de
synthèse sur l'aide à la décision pour la fertilisation ont été publiés (Lemaire et al., 2008; Pellerin et al., 2014).
Les équipes du département ont co ntribué et, dans plusieurs cas, coordonné des expertises commandées par les
pouvoirs publics (Elevage et azote, gestion de l'interculture, atténuation des émissions de GES). Une méthode de
niveau 2 est en cours de validation pour l'inventaire des émissions de N2 O au niveau national ( cf. chapitre 3.2).
Les objectifs de transfert et d'appui à la décision publique sont donc atteints.
Par rapport aux obje ctifs stratégiques affichés pour l'enjeu 4, un objectif non atteint est de renforcer l'analyse des
couplages entre cycles C-N-P-S dans les écosystèmes agrico les. Les travaux restent majoritairement mono (P) ou
bi-élémentaires (CN). De même l'effort de couplage entre pro cessus physico- chimiques et biologiques a été
amorcé mais surtout à des échelles fines (rhizosphère). L'effort reste en deçà de ce qui serait nécessaire. Les
couplages entre cycles, et entre processus physico-chimiques et biologiques, sont un verrou à la compréhension
et à la modélisation d'étapes clés des cycles biogéochimiques, en lien avec des enjeux émergents cités
précédemment (mobilisation des éléments minéraux dans la rhizosphère, biotransformation des produits
organiques dans les sols, émissions de N2 O vers l'atmosphère). Cet effort de couplage constitue un défi à relever
pour les années à venir.
[77]
3.2. Evaluation de l’impact des recherches
3.2.1. METHODOLOGIE
Suite aux recommandations de l'AERES dans le cadre de l’évaluation de l’institut en 2008, la direction générale
de l'Inra a mis en place un projet de recherche afin de développer une nouvelle méthode pour la caractérisation
des faits marquants et la mesure des impacts de la recherche conduite par l'organisme, le projet « Analyse Socioéconomique des Impacts de la Recherche Publique Agronomique » (ASIRPA).
ZOOM sur …
Les faits marquants de l’Inra et du département EA
Depuis 1996, les résultats de recherche majeurs de l’Inra « Faits marquants des départements » sont enregistrés dans une base de données
nationale : la base zoom. Cette base est riche de quelques 3000 fiches, certaines faisant état d’avancées académiques, d’autres présentant des
informations relatives à une production visant une diffusion ou un effet dans la sphère socio-économique. L’équipe ASIRPA a codé ces dernières
fiches (environ un millier) afin de qualifier la configuration d’impact représentée par chaque fait marquant (figure ci-dessous).
40%
EA
30%
INRA
P2 Products for private firms and research generating health impacts
Ba Management of biobanks for public and private R&D to maintain options for the future
P1 Products and standards for economic competitiveness of agricultural sectors
Ex Empowerment of public institution on sustainable development issues
NE1 Methods for economic competitiveness of agricultural sectors & food industry
NE2 Methods for environmental issues of today and tomorrow
NE3 Methods for professionals and public policies impacting health and economic issues
20%
10%
0%
P2
Ba
P1
Ex
NE1 NE2 NE3
Compte tenu de ses missions propres, chaque département de l’Inra présente un profil particulier de faits marquants. Ainsi en comparaison avec
la moyenne de l’Inra, les fiches concernant le département EA sont en majorité des produits et des méthodes ou procédés à destination du
secteur agricole, pouvant générer des impacts économiques mais surtout environnementaux, à travers la mobilisation de centres techniques et
acteurs de la filière agricole. Une partie de ces recherches ainsi que les nombreuses expertises auxquelles contribuent les chercheurs du
département vise l’éclairage des politiques publiques, notamment en matière environnementale.
La méthode ASIRPA, fondée sur des études de cas, permet de caractériser précisément les différentes
dimensions de l’impact (économiques, sociales, environnementales, politiques …), les mécanismes qui le
produisent, et ainsi d'éclairer la contribution spécifique de l'Inra. Chaque cas est construit selon un schéma
identique : 1/ une présentation du contexte ; 2/ une identification des principales recherches et ressources
mobilisées ; 3/ une description des produits de la recherche appropriables par les utilisateurs ; 4/ l’analyse de
l’étape de transformation et de diffusion des produits de la recherche et l’analyse de ses acteurs ; 5/ le premier
niveau d’impact qui caractérise les changements chez les premiers utilisateurs et 6/ la généralisation éventuelle
des impacts.
Le choix des sept cas ici présentés a été fait de manière à illustrer :
−
−
−
la diversité des objets et thématiques portés par le département : eau, sol, changement climatique,
systèmes de culture, fertilisation, recyclage,
l’usage des outils collectifs : essais « système de culture », bases de données sur les sols et le climat,
les rôles des structures de partenariat mises en place : UMT, RMT, GIS.
Ces cas sont représentatifs de la façon dont le département EA produit de l’impact, par exemple en contribuant
à la formulation, la mise en œuvre ou l’évaluation de politiques environnementales (cas sur l’analyse des effets
du changement climatique sur l’agriculture, sur les méthodes d’inventaire des émissions de N2O agricoles…) et
[78]
territoriales et sanitaires (cas sur le système d’information centralisé sur les sols). Certains effets politiques
influencent directement l’état environnemental d’un milieu : ainsi l’éclairage des politiques de gestion de la
pollution agricole en Bretagne permet de diminuer le nitrate dans les eaux et les réseaux DEPHY Ecophyto
démontrent la faisabilité de systèmes de cultures économes et performants. Enfin un cas plus technologique
comme la start-up Naskéo développant des solutions de production de biogaz, illustre le transfert de procédés
industriels innovants au service du développement des énergies renouvelables.
Les différents cas sont organisés de manière à indiquer la contribution du département EA aux volets agriculture
et environnement du tripode de l’Inra Agriculture/Environnement/Alimentation. La version détaillée de
l’ensemble des cas présentés ci-après figure dans l’annexe 3.
3.2.2. DES IMPACTS DANS LE DOMAINE DE L’AGRICULTURE
Une politique publique pour réduire l’usage de pesticides
Le département EA est investi depuis sa création dans des travaux portant sur la conception de systèmes de
cultures innovants moins dépendants des pesticides, dont certains s’appuient sur des essais systèmes portés par
les unités expérimentales et par des RMT. Il est difficile d’évaluer l’impact diffus de ce type de travaux sur
l’évolution des pratiques agricoles. La mise en place du plan Ecophyto par le gouvernement est une illustration
ciblée de l’impact de ces travaux sur une politique publique visant à stimuler les évolutions attendues de
l’agriculture française dans ce domaine.
Contexte
Le recours aux pesticides a des conséquences environnementales et sanitaires préoccupantes et différentes
politiques publiques ont été élaborées pour le réduire, en particulier au niveau européen (Directive Cadre sur
l’Eau). En France, la déclinaison de ces directives est passée par le Plan interministériel de réduction des risques
liés aux pesticides (2006-2009). Après l’expertise collective Pesticides commanditée par les ministères en charge
de l’agriculture et de l’environnement, concluant à une possible réduction de l’usage de pesticides sous réserve
d’une politique volontariste ambitieuse, le Grenelle de l’Environnement (2007) a donné lieu à un ensemble de
rencontres politiques visant à prendre des décisions à long terme en matière d’environnement et de
développement durable. Dès 2008, le ministre de l’agriculture demande une déclinaison pour l’agriculture des
engagements pris lors du Grenelle de l’Environnement : le plan Ecophyto 2018 prévoit en particulier la
réduction de 50 % de l’usage de pesticides d’ici 2018 « si possible ». Le plan Ecophyto 2018 est rebaptisé plan
Ecophyto en 2013.
Les connaissances mobilisées
L’étude Ecophyto R&D de l’Inra, engagée en 2007 à la demande des ministères en charge de l’agriculture et du
développement durable, portait sur la faisabilité de la réduction d’usage des pesticides. L'Inra a conduit cette
étude en mobilisant environ 80 experts (Inra, enseignement supérieur, organismes de recherche et
développement agricole, services techniques des ministères), en exploitant l'ensemble des références accessibles
et des dires d'experts qualifiés. L’étude a mobilisé de nombreux travaux et dispositifs pour partie issus du
département EA :
−
−
des connaissances scientifiques publiées sur l’analyse des transferts et des impacts environnementaux
des pesticides dans les eaux et dans les sols, l’évaluation des impacts environnementaux des systèmes de
culture, la conception de systèmes de culture à bas niveaux d’intrants, en particulier phytosanitaires,
des dispositifs expérimentaux de longue durée mis en place dès les années 1990 dans des unités
expérimentales de l’Inra pour concevoir et évaluer des systèmes de culture en rupture du point de vue
de la protection des cultures. Ces dispositifs ont produit des références techniques et économiques,
[79]
−
−
des références technico-économiques issues de dispositifs en partenariat, comme le RMT « Systèmes de
culture innovants » associant équipes de l’Inra, instituts techniques, chambres d’agriculture, et
établissements d’enseignement agricole,
des outils d’évaluation (indicateurs agri-environnementaux INDIGO, méthode d’analyse multicritère
MASC).
Les sorties opérationnelles
Selon l’étude Ecophyto R&D, une baisse d’un tiers de l’utilisation de pesticides par rapport à 2006 serait
atteignable avec des changements significatifs de pratiques, sans bouleversement majeur des systèmes de
production. Une réduction de moitié supposerait une nouvelle conception de systèmes de production, avec des
effets significatifs sur le niveau de production et les marges, ainsi que des modifications au niveau des filières et
des marchés. Cette étude fournit une première analyse argumentée de la faisabilité d’une stratégie nationale de
réduction de l’usage de pesticides, en éclairant les relations entre utilisation de pesticides, volume de production
et marges. Grâce au processus interactif entre les acteurs, l’étude fournit un éclairage pour les décideurs publics
et les porteurs d’enjeux et propose des leviers d’action possibles pour l’ensemble des acteurs, au travers de :
−
−
−
la production de scénarios pour quatre grandes filières (grandes cultures, viticulture, horticulture,
arboriculture) en considérant au niveau des régions, puis sur l’ensemble du territoire métropolitain,
quatre niveaux de rupture : « conventionnel », « raisonné », « intégré », « bio »,
la proposition d’un schéma coordonné d’acquisition de références technico-économiques sur les
systèmes économes en pesticides à partir de dispositifs d’expérimentation en stations et en fermes, et de
la gestion de l’information issues des références acquises,
la rédaction de guides d’aide à la conception de systèmes économes en pesticides, par filière.
Ainsi, en complément de mesures réglementaires, par une action de démonstration, l’action publique pourrait
contribuer à dépasser les freins à l’adoption de nouvelles pratiques en offrant une visibilité à long terme de la
faisabilité de ces changements, facilitant les anticipations stratégiques des acteurs.
La diffusion et ses médiateurs
En amont de la mise en place du plan Ecophyto, les commanditaires de l’étude Ecophyto R&D ont assuré en
temps réel la diffusion de ses résultats avec la préparation par le ministère en charge de l’agriculture du plan de
mise en œuvre des engagements du Grenelle (Ecophyto 2018). Ils se sont rapidement appropriés ces résultats, en
particulier pour la construction du réseau de Démonstration, Expérimentation et Production de références sur
les systèmes économes en phytosanitaires (DEPHY). Les ONG impliquées dans le Grenelle et ses suites se sont
également appuyées sur l’étude Ecophyto R&D pour établir leurs positions et leurs contributions.
Pour la mise en œuvre du plan, le site web du ministère de l’agriculture assure la diffusion du rapport Ecophyto
R&D et les guides pratiques d’accompagnement au changement vers la réduction de l’utilisation de produits
phytosanitaires (http://agriculture.gouv.fr/Mediathequ-Ecophyto,1735). La Cellule Animation Nationale du
réseau DEPHY, comité pluri-institutionnel, pilote la mise en œuvre du réseau DEPHY selon les propositions de
l’étude Ecophyto R&D. Le RMT Systèmes de Culture Innovants assure l’accompagnement de chercheurs,
conseillers, enseignants et agriculteurs vers le développement d’un réseau de compétences ainsi que le
développement de démarches opérationnelles de conception et d’évaluation de systèmes de culture innovants.
Les impacts de premier niveau
L’impact immédiat du l’étude Ecophyto R&D a été de soutenir la décision publique et
sa mise en œuvre, avec l’annonce, par le ministre en charge de l’agriculture, du plan
Ecophyto 2018 visant à réduire de 50% si possible l’utilisation de pesticides. Sous la
responsabilité de la DGPAAT (Direction Générale des Politiques Agricole,
Agroalimentaire et des Territoires du ministère de l’agriculture), le plan national de démonstration de la
faisabilité de la réduction de l’usage de pesticides par le changement des pratiques est l’action phare du plan
Ecophyto avec la mise en place du réseau DEPHY. Ce réseau, conformément aux recommandations de l’étude
Ecophyto R&D, comprend :
[80]
−
un réseau d'expérimentation destiné à expérimenter des systèmes de culture « en rupture » (réseau
DEPHY EXPE), avec un objectif de réduction de pesticides de 50 à 100%, bénéficiant pour leur mise en
œuvre des connaissances et de l'expérience acquise à travers les expérimentations « système » de l'Inra,
un réseau de démonstration et de référence composé de groupes d’exploitations (réseau DEPHY
FERME) d’agriculteurs volontaires (1980 exploitations agricoles), réparties sur tout le territoire, pour
les filières grandes cultures, arboriculture, viticulture, cultures légumières, horticulture et cultures
tropicales,
un système d'information associé sous la forme d’une base de données dédiée à la collecte et la gestion
des références expérimentales (Agrosyst), développée et portée par l’Inra au sein de l’unité Infosol
d’Orléans, et destinée à l’identification des stratégies agronomiques permettant de réaliser des systèmes
économes en pesticides et performants.
−
−
Les scénarios et les références régionales de recours aux pesticides élaborés dans l’étude Ecophyto R&D ont été
utilisés par les préfets pour définir les objectifs régionaux pour la mise en œuvre du plan Ecophyto 2018.
Le réseau DEPHY-FERME n’é tant mis en place que depuis 2010-2011, il est encore difficile de mettre en
évidence de vraies trajectoires de changement de pratiques. Cependant on peut déjà identifier des systèmes de
culture économes en pesticides et performants, présentant des niveaux d’Indices de Fréquence de Traitements
(IFT) très inférieurs aux pratiques habituelles pour chaque filière dans la région concernée (soit environ 10% des
systèmes du réseau DEPHY-FERME). Depuis sa mise en place en 2010, on observe une diminution de l’IFT dans
le réseau FERME, toutes filières confondues, de 18 % en 2011 et de 7 % en 2012.
L’é valuation de la durabilité des systèmes de culture du réseau FERME (à l’aide de l’outil MASC) montre que pour
un grande diversité de situations agro-pédo-climatiques le faible usage de pesticides n’e st pas incompatible avec
de bonnes performances économiques. En revanche, ces systèmes peuvent être associés à une certaine
complexité de mise en œuvre liée à la diversité des cultures et des interventions techniques spécifiques
mobilisées dans les stratégies de gestion des bioagresseurs.
Quelle généralisation des impacts ?
L’e xpérience de ces groupes pilotes est loin d’avoir encore diffusé significativement dans l’e nsemble de
l’agriculture française pour laquelle aucune réduction des indicateurs d’usage de pesticides n’e st encore constatée.
Les modifications profondes des systèmes de culture du réseau DEPHY, si elles sont généralisées, se traduiront
par des modifications du paysage agricole français.
Stéphane Le Foll, Ministre de l’Agriculture, de l’Agroalimentaire et de la Forêt : « Les fermes DEPHY sont au cœur
du modèle agricole que je veux promouvoir, un modèle plus respectueux de l’environnement, plus en phase avec les
attentes de la société. Pour que le respect de l’environnement devienne une opportunité et un accélérateur de
croissance, il est indispensable de créer des dynamiques collectives entre agriculteurs et entre exploitations ».
Impact du changement climatique sur l’agriculture
L’impact du changement climatique sur la production agricole est une thématique importante portée par le
département EA. Jusqu’à récemment, la prise en compte de cette question était peu présente dans les politiques
publiques, et plus généralement dans la profession agricole : la question du changement climatique était abordée
principalement sous l’angle de son atténuation (par la réduction des émissions de gaz à effet de serre) et non pas
sous l’angle de l’adaptation de l’agriculture. Ce cas illustre le rôle précurseur de la recherche dans la prise de
conscience, sur des bases scientifiques, d’un grand défi auquel est confrontée l’agriculture.
Contexte
Depuis le début de l’ère industrielle jusqu’à nos jours, la température à la surface de la terre a augmenté de 0,8
+/- 0,2 °C avec une tendance à l’accélération, du fait de l’activité humaine, y compris l’activité agricole
(4e rapport du GIEC, 2007). Selon les hypothèses de différents scénarios de développement socio-économique de
la planète, l’accroissement de température du globe est estimé entre 1,6 et 6 °C d’ici la fin du siècle, entrainant
[81]
d’autres perturbations climatiques, en particulier sur les régimes hydriques. Dès les années 2000, a été posée la
question de la sécurité alimentaire mondiale en lien avec de possibles variations de la productivité et des aires
agricoles de production du fait du changement climatique.
Les équipes du département EA ont acquis des connaissances sur le fonctionnement du champ cultivé (travaux
en bioclimatologie, agronomie, écophysiologie, science du sol) qui ont été agrégées dans des modèles de culture
comme le modèle STICS. En 2006, l’unité Agroclim d’Avignon a été créée pour porter la question de l’impact du
changement climatique sur l’agriculture, en valorisant les données existantes sur les relations entre climat et
fonctionnement des agrosystèmes.
Le projet ANR CLIMATOR, porté par Agroclim, a fourni un premier référentiel national sur l’impact du
changement climatique sur les productions agricoles et forestières françaises à partir de scénarios climatiques
issus des travaux du GIEC. Un panel de modèles (production, bilan hydrique, maladie...) mis au point par l’Inra
a été utilisé (dont le modèle STICS). La démarche a fortement mobilisé les données du réseau agroclimatique
géré par Agroclim. Des partenaires climatologues (CERFACS, Météo-France) ont apporté leurs compétences
pour réaliser des simulations de l’évolution régionalisée du climat.
En 2010 paraît le Livre Vert CLIMATOR « Changement climatique, agriculture et forêt
en France : simulations d'impacts sur les principales espèces », édité par l’Ademe. Il
regroupe l’essentiel des résultats du projet à destination d’un très large public. Ces
travaux identifient des tendances d’effets du changement climatique dont il convient de
tenir compte pour adapter les systèmes agricoles. A l’échelle de la France, le niveau de
production agricole devrait pouvoir se maintenir avec une adaptation nécessaire de la
répartition géographique des principales cultures (exemple : remontée vers le Nord de la
France des cultures de maïs et de tournesol). L’ensemble des simulations est stocké dans
un système d’information aisément consultable.
Le projet CLIMATOR est mentionné comme une action de référence nationale sur le
portail CLIMATE-ADAPT de l’Union Européenne.
Les participants du projet CLIMATOR interviennent à la fois comme formateurs dans des opérations de
diffusion ou experts dans des comités nationaux ou régionaux. L’Ademe, l’APCA (Assemblée Permanente des
Chambres d’Agriculture) et l’ONERC (Observatoire National sur les Effets du Réchauffement Climatique) ont
été des vecteurs importants de la diffusion des résultats du Livre Vert (organisation d’actions d’information et
de sensibilisation, avec la diffusion à plusieurs milliers d’exemplaires dans les sphères agricoles et ministérielles).
Les instituts techniques et les ministères concernés (Agriculture et Ecologie) ont pour objectif de susciter une
dynamique dans la réflexion des acteurs sur la thématique du changement climatique ( cf. Plan Climat). Ainsi ils
ont organisé le recensement de l’ensemble des répercussions observées sur les différentes filières de production,
pour identifier les actions à entreprendre pour s’adapter à l’évolution du climat.
Une contribution à la formulation de la politique nationale d’adaptation de l’agriculture : la prospective AFClim
1
Les travaux compilés dans le Livre vert CLIMATOR ont été mobilisés pour la construction de 14 études de cas à
l’échelle d’exploitations agricoles et de propriétés forestières. Ces études de cas appréhendent localement les
effets du changement climatique, apprécient les atouts et les faiblesses des systèmes pour y faire face, et
imaginent des solutions d’adaptation réalistes. Comme élément de construction d’une politique publique,
l’objectif était de disposer d’éléments quantitatifs et qualitatifs sur la perception du changement climatique par
les agriculteurs en France et l’identification des leviers d’action possibles.
1
Prospective AFClim du Ministère en charge de l’Agriculture et de la Forêt
[82]
Le diagnostic régional vers la mise en place de mesures d’adaptation au changement climatique
La mise en place d’observatoires régionaux du changement climatique dans plusieurs régions (PoitouCharentes, Aquitaine, Rhône-Alpes) valorise les résultats produits par le projet CLIMATOR pour décrire
l’impact du changement climatique dans leur contexte propre (climat et culture), valorisant ainsi conjointement
l’approche par culture et par région. Ces observatoires sont le premier élément d’analyse nécessaire pour la mise
en œuvre de stratégies d’adaptation régionalisées.
La percolation de la connaissance de l’impact du changement climatique sur l’agriculture
Grâce au Livre Vert et au WEB CLIMATOR, les principales filières végétales agricoles françaises disposent, à ce
jour, des éléments d’évaluation de l’impact et d’un inventaire des axes d’adaptation à privilégier, avec un niveau
d’appropriation variable selon les filières. Des actions soutenues d’informations et de sensibilisation des effets
du changement climatique sur la production agricole et des adaptations possibles sont conduites régulièrement
auprès des acteurs de la sphère agricole, le plus souvent sous la responsabilité de l’APCA avec l’Ademe. Plus
largement les conclusions du Livre Vert faisant état de l’impact du changement climatique sur la production
agricole font régulièrement l’objet d’une médiatisation importante dans les médias généralistes (une trentaine
de références à ce jour).
Les organismes agricoles et l’Ademe soutiennent la généralisation de la création d’observatoires régionaux dans
d’autres régions françaises sur la base de la méthodologie proposée dans le cadre de l’observatoire PoitouCharentes. Cependant une vraie politique d’adaptation de l’agriculture au changement climatique reste à
construire. La prospective AFClim identifie les leviers à retenir pour l'adaptation de l'agriculture et de la forêt au
changement climatique. Cependant le passage à l'acte en termes de stratégies d’adaptation avec articulation des
politiques publiques demeure, à ce jour, un enjeu majeur qui ne s’est pas encore concrétisé.
Impact des recherches de l’Inra sur la fertilisation minérale en France
Depuis la création de l’Inra, la fertilisation a été un domaine d'application important pour des recherches en
agronomie, science du sol et écophysiologie. En parallèle la fertilisation a connu de fortes évolutions dans ses
pratiques, conduisant à une diminution de l’utilisation d’engrais. Ce cas d’étude a pour objectif de prendre la
mesure de l’évolution de la fertilisation minérale en France et d’analyser la contribution à ces changements des
travaux de recherche de l’Inra conduits, en particulier dans le département EA.
Contexte
Depuis la seconde guerre mondiale, l’utilisation d’engrais d’origine minérale, pilier de la modernisation agricole,
a conditionné la forte augmentation des rendements agricoles. Néanmoins, la fertilisation pèse sur l’économie
des exploitations (15 % des charges totales sur céréales) et génère des impacts négatifs sur l’environnement
(pollution de l'eau et de l'air). Concernant spécifiquement le phosphore (P), une grande partie des ressources
géologiques non renouvelables a été consommée en quelques dizaines d’années pour l’agriculture, alors qu’il
n’existe aucun produit de substitution.
La consommation d’engrais connaît une baisse importante et continue pour les engrais P et K depuis le début
des années 1970, ainsi qu’une baisse, nettement moins marquée, pour la consommation d’engrais azotés.
L’acquisition de connaissances pour le raisonnement de la fertilisation P et K
Dès les années 1960, la recherche de l’Inra s’est focalisée sur les méthodes de caractérisation de la
biodisponibilité du phosphore dans les sols et sur l’élaboration de référentiels associés. Par la suite les travaux,
principalement conduits par l’Inra et le CEA, concernant la compréhension de l’absorption du phosphore
notamment par des méthodes isotopiques ( 32P), ont amené à relativiser l'importance à donner à l'analyse de
terre par extraction chimique. Pour conduire ces travaux, l’Inra a mis en place de nombreux essais de
fertilisation de longue durée qui ont été par la suite relayés par des partenaires agricoles et industriels.
[83]
L’acquisition de connaissances pour le raisonnement de la fertilisation N
Depuis sa création, l’Inra porte les recherches d’une part sur la dynamique de l’azote (N) dans le sol et d’autre
part sur l’analyse de l’élaboration du rendement et de la qualité des produits, et donc sur les besoins en azote de
la culture. Dès 1959, la méthode du bilan azoté 2 est proposée, méthode qui reste encore aujourd’hui
fondamentale pour raisonner la fertilisation azotée et dont le paramétrage a fait l’objet de progrès considérable
depuis 30 ans, pour une large gamme de cultures et de conditions pédoclimatiques et culturales. Les recherches
ont aussi beaucoup progressé, notamment avec l’adoption des méthodes isotopique ( 15N) permettant la
quantification de différentes sources d’azote, le suivi des dynamiques de l’azote de l’engrais dans le sol et dans la
plante, l’évaluation des pertes hors du système sol-plante. Ces recherches ont permis de formuler de nouveaux
concepts qui enrichissent considérablement les méthodes de calcul prévisionnel et de mieux identifier les
processus affectant le devenir de l’azote des engrais.
L’agrégation des connaissances, réalisée avec divers partenaires du développement, a conduit à la proposition
d’évolution des pratiques de fertilisation. Sur P et K, une synthèse des données, en particulier des essais longue
durée, a permis de concevoir une nouvelle approche pour la fertilisation de P et K : notion d’exigence des
espèces, légitimation de l’impasse sur les apports, abandon de la notion de fumure de correction. De manière à
favoriser une teneur en protéines élevée du blé, tout en réduisant les risques de pertes d’azote, les travaux de
l’Inra ont conduit à recommander un retard significatif des premiers apports d’azote pour accroître l’efficience
d’utilisation de l’engrais, ainsi que la pratique du 3e apport d’azote.
Le logiciel RégiFert®, produit par l'Inra, est un outil d’aide à la décision capable d’interpréter les analyses de terre
des exploitations agricoles et de produire des outils régionalisés. La grille COMIFER, élaborée en partenariat,
constitue une version simplifiée de RégiFert®, destinée aux conseillers agricoles de proximité. Des versions
logicielles de cette grille ont été développées par des partenaires du développement.
Des outils de raisonnement fondés sur le bilan azoté
prévisionnel ont été produits : Azobil® (1990, méthode
statique, 26 cultures) ; Azodyn (fin années 1990, blé et
colza en agricultures conventionnelle et biologique),
AzoFert® (2003, approche dynamique, une cinquantaine
de cultures). Des outils de pilotage en cours du cycle
végétatif permettent d’ajuster la stratégie de fertilisation
azotée selon les conditions climatiques et leurs
incidences sur la croissance des plantes et la
disponibilité du sol (Jubil, 1993 ; Témoins doubledensité, 2001).
Enfin, des recherches du département EA mobilisant des données satellitaires pour estimer la croissance et l’état
nutritionnel azoté des cultures, ont contribué à la production de l’outil de pilotage des cultures FarmStar, conçu
par Arvalis et le Cetiom (utilisé en 2013 sur plus de 600 000 ha, sur blé, orge et colza).
Le déploiement des méthodes et outils s’est appuyé sur un partenariat de transfert très structuré avec les
organismes de développement (instituts techniques, chambres d’agriculture) et les organismes économiques
(laboratoires d’analyse, coopératives) qui ont mis au point des versions opérationnelles des outils, et formé les
utilisateurs. La coordination des acteurs du champ de la fertilisation est assurée principalement par deux
structures :
−
2
le COMIFER, Comité Français d’Etude et Développement de la Fertilisation Raisonnée, créé en 1980,
regroupe les administrations publiques, la recherche, l’enseignement, les organisations professionnelles
HEBERT J., 1959. La fumure azotée, Bulletin de l’AFES, pp 232-257
[84]
−
agricoles, les industriels de la fertilisation et les structures de distribution. Son objectif est de mettre à la
disposition de l’agriculteur le moyen de gérer de façon rationnelle et économe, la fertilité de son sol ;
le GIS « Fertilisation Raisonnée », créé en 2005, visait à coordonner les recherches sur la fertilisation.
Transformé en 2007 en RMT Fertilisation & Environnement (33 partenaires), son objectif est
d’améliorer la connaissance et la gestion des cycles biogéochimiques des éléments minéraux en
agriculture, et les outils de raisonnement de la fertilisation.
L’investissement des scientifiques de l’Inra dans la formation, en particulier des cadres de l’agriculture dans les
établissements d’enseignement supérieur, a été un facteur important de la dissémination des connaissances. De
même les thèses cofinancées ont été un vecteur important : sur la trentaine de thèses touchant à la fertilisation
réalisées à l’Inra depuis 1985, 17 ont été réalisées en collaboration, essentiellement avec des instituts techniques.
Les impacts et le rôle de l’Inra
En France depuis 1988/89, les quantités d’engrais de synthèse utilisées ont baissé de 18, 66 et 73%
respectivement pour N, P et K. Dans le même temps, la surface fertilisable baissait d’un peu moins de 10 % mais
la production végétale augmentait de 30 %. Cette réduction signifie donc une augmentation de l’efficacité de la
dose d’engrais liée à une amélioration des pratiques de fertilisation et du potentiel génétique. Ainsi pour les 24
dernières années, la réduction de l’utilisation d’engrais a entrainé des cumuls d’économies de plus de 3, 4 et 13
milliards d’euros respectivement pour N, P et K. Cet effet économique est amplifié si l’on prend en compte
l’augmentation de la production végétale. Des impacts environnementaux sont aussi quantifiables en termes de
réduction des émissions de gaz à effet de serre ou de réduction de la pollution de l’eau (cf. autres cas Chapitre
3.2). L’impact effectif des recherches de l’Inra sur la fertilisation peut s’analyser selon plusieurs axes :
- L’utilisation des OAD à une large échelle
La grille COMIFER, méthode de référence pour la fertilisation P et K, est intégrée dans différents logiciels
diffusés par des entreprises ou par des instituts techniques. Jusqu’à 20 % des analyses de terre sont interprétées
grâce au logiciel Régifert®. Les préconisations de RégiFert® sont en général deux fois moins élevées que celles du
logiciel de la génération précédente.
Concernant l’utilisation des OAD pour la fertilisation azotée, pour Azofert® par exemple, le taux d’utilisation est
de 80% pour la betterave et de 10% pour le blé tendre. Cependant la diffusion des approches est bien plus
importante que celle des outils, comme l’indique la dominance des citations d’Azofert® dans les ouvrages
(brochures du COMIFER) et articles de la presse agricole. La production d’OAD par son rôle de preuve de
concept s’avère déterminante pour la reprise de ces concepts par les instituts techniques dans leurs propres
OAD (ex : Ferti-Web, OAD d’Arvalis reprenant certains concepts développés par l’Inra, tout en y apportant sa
propre expertise).
- Les préconisations de changements des pratiques
La complémentarité de la méthode COMIFER et de RégiFert® a assuré une très large diffusion à la nouvelle
approche de la fertilisation P/K, vulgarisant auprès des techniciens puis des agriculteurs, un nouveau mode de
raisonnement de la fertilisation davantage fondé sur les besoins de la culture, et légitimant l'impasse lorsque le
sol est bien pourvu. En cela ils ont accompagné les changements de pratiques qui ont permis la réduction des
fertilisations P et K sans perte de rendement, tout en garantissant la compensation des exportations.
Actuellement la plupart des pays convergent vers ce niveau de compensation des exportations. Cependant la
France, du fait de son niveau d’intensification très élevé à la fin des années 1960, présente la plus forte
diminution. Il y avait donc une situation spécifique française à accompagner pour la modification des pratiques
de fertilisation.
L’impact important sur le rendement de la fertilisation azotée génère chez les agriculteurs une résistance à
l’adoption des préconisations de réduction de la fertilisation azotée. Cependant, depuis 1990, malgré une baisse
de l’utilisation de l’azote, la production végétale continue d’augmenter. Les enquêtes sur les pratiques agricoles
conduites par le ministère de l’agriculture (2012), indiquent que les agriculteurs adoptent des pratiques de
fertilisation de plus en plus raisonnées : apports déterminés selon une dose « habituelle » empirique sur 8 % des
surfaces contre 43 % en 1994, fractionnement des apports d’azote généralisé pour le blé (au moins trois apports
d’N minéral sur 71 % des surfaces en blé contre 26 % en 1994). In fine, l’effet combiné de l’augmentation de la
[85]
production et de la baisse de l’utilisation d’azote se traduit pour le blé par un reliquat en fin de campagne en
diminution de 50 % entre 1988/1989 et 2012/2013.
- L’appui aux politiques publiques
La mise en place des groupes régionaux d’expertise nitrate (GREN) consécutive au contentieux entre la France et
la commission européenne sur l’application de la directive nitrate, a conduit l’Inra et ses partenaires, au sein du
RMT Fertilisation & Environnement et du COMIFER, à mobiliser l’expertise scientifique et technique sur la
fertilisation azotée pour assurer un appui technique aux ministères en charge de ce dossier. Une vingtaine de
scientifiques de l’Inra participent en tant qu’experts dans les GREN de leur région. De manière plus générale, les
chercheurs du département EA répondent aux sollicitations des pouvoirs publics, par la mise en œuvre de
nombreuses expertises et études commanditées par les ministères et des agences.
3.2.3. DES IMPACTS DANS LE DOMAINE DE L’ENVIRONNEMENT
Création d’une start-up sur la méthanisation des déchets
L’innovation technologique se traduisant par des brevets et des savoir-faire est aussi une sortie importante des
travaux du département. Sur un marché peu investi par les principaux industriels de l’environnement, une unité
du département met au point des technologies innovantes dans le domaine de la valorisation des déchets
organiques produits par l’agriculture et les met à disposition d’une start-up avec une propriété intellectuelle
exclusive. Un dispositif d’hébergement industriel dans une halle technologique développée par l’unité fournit un
accès privilégié à un équipement complet et un environnement scientifique favorable.
Contexte
Les acteurs économiques investissent dans des technologies de traitement des déchets organiques soit pour
répondre à des obligations réglementaires de dépollution des effluents, soit pour produire de l'énergie. La
méthanisation, technologie fondée sur la dégradation par des micro-organismes de la matière organique de
déchets, produisant du biogaz et un digestat utilisable comme amendement agricole, est une des solutions de
traitement. Des contraintes réglementaires encadrent le développement du secteur de la méthanisation en
France. Un arrêté fixe des normes de rejet d’effluents organiques au réseau urbain ou au milieu naturel. En outre
une directive européenne impose une réduction progressive du taux de déchets organiques mis en décharge et
contraint les producteurs de biodéchets à les valoriser par méthanisation ou compostage. Depuis 2006
l’obligation de rachat par EDF de l’électricité cogénérée à partir de biogaz a conduit à l’essor de la méthanisation
en France. Le domaine de la méthanisation est très concurrentiel avec différentes technologies, dont la plus
répandue est la technologie « lit de boues » ou UASB (technologie hollandaise) employée dans 77,5 % des
installations de méthanisation des effluents industriels dans le monde. Les innovations du secteur reposant sur
des procédés facilement copiables de la méthanisation sont rarement brevetées. La concurrence entre industriels
repose donc sur le savoir-faire et la réputation de l’entreprise, chaque unité de méthanisation étant un
assemblage technologique original.
Le Laboratoire des Biotechnologies de l’Environnement de
Narbonne (LBE) est une unité spécialisée dans le traitement
de l’eau par voie aérobie et anaérobie, et le traitement des
déchets par méthanisation. Elle a développé une halle
technologique équipée de pilotes des principaux procédés
existants de traitement des effluents. Le LBE détient 6
brevets et 11 savoir-faire exploités par des partenaires
nationaux avec des contrats de licences exclusives, dont les
[86]
procédés Provéo et Ergénium, (procédé de co-digestion, permettant d’optimiser la production de méthane par le
traitement de mélanges de déchets agricoles, organiques et animaux).
Les chercheurs du LBE avaient développé seuls le procédé Provéo depuis 1996 et l’ont livré mature à une startup créée en 2005 et hébergée dans la halle technologique du LBE, la société Naskéo. Rapidement, face au
contexte favorable à l’explosion de la demande de méthanisation des déchets solides, Naskéo a diversifié ses
partenaires et réorienté son offre technologique. En 2007, le LBE a déposé le brevet Ergénium et concédé à
Naskéo la licence exclusive sur ce procédé. Naskéo a également développé une expertise de la technologie de
méthanisation infiniment mélangée, grâce à un partenariat noué avec l’entreprise allemande BiogazKontor. La
première unité de méthanisation Ergénium a été installée en 2009 en Ile-de-France. Aux côtés du LBE, Naskéo
est devenu un partenaire de gros industriels de l’environnement, comme GDF-Suez par exemple, dans les
consortiums de recherche des projets Symbiose, Winseafuel et Salinalgue, qui sont en passe de produire de
nouvelles innovations.
Les deux brevets valorisés par Naskéo sont un intermédiaire important à la diffusion des technologies du LBE.
Le brevet Ergénium co-déposé avec l’Inra contribue à la renommée de Naskéo, particulièrement dans un secteur
où les technologies sont rarement officiellement validées et où la performance des technologies est très variable.
La possession de deux licences et d’un brevet signale aux potentiels collaborateurs de Naskéo que la start-up est
innovante. Cela a permis à Naskéo de lever des fonds qui ont pérennisé la start-up. La protection par brevet des
innovations de Naskéo a facilité la coopération scientifique : l’intégration de consortiums de recherche et le
partenariat avec BiogazKontor ont probablement été encouragés par cette protection intellectuelle formalisée.
L’Ademe conseille et oriente les clients de méthanisation (industriels, fermes, collectivités…) vers des
technologies fiables, et participe en amont à la validation informelle de ces technologies.
La création et la pérennisation de Naskéo et son investissement en R&D ont permis la création de 40 emplois
qualifiés au début 2014. Son chiffre d’affaires est de 9 Millions d’€ en 2013. En 2013, Naskéo réalise près de 10 %
des ventes françaises d’installations de méthanisation en termes de puissance électrique installée. Ainsi Naskéo
et l’Inra contribuent à l’essor de la filière biogaz française (1035 emplois étaient directement dédiés au biogaz en
2010, contre 450 en 2005). Naskéo, nouvel acteur du secteur, enrichit l’offre des solutions de méthanisation. En
effet Provéo traite plus de matières polluantes par unité de temps que les technologies concurrentes et Ergénium
produit jusqu’à 10 à 20 % d’énergie en plus par rapport aux procédés classiques de méthanisation des déchets
solides. En 2011, deux unités Provéo sont installées en France sur les 80 unités de méthanisation d’effluents
industriels, et deux unités Ergénium sur les 57 unités de méthanisation agricole et territoriale.
La méthanisation de déchets organiques est une alternative écologique au traitement de déchets qui permet la
production d’énergie renouvelable : en 2011 Naskéo traite plus de 200 000 t/an de déchets en France, générant
une puissance électrique de plus de 5 Millions Wél renouvelables par an. La méthanisation permet de diminuer
les émissions de gaz à effet de serre par rapport à une autre solution de gestion des déchets comme la mise en
décharge et l’épandage du digestat de méthanisation comme amendement organique renouvelable. Enfin la
diminution de la charge polluante des effluents industriels par méthanisation est favorable au développement de
la biodiversité dans les cours d’eau.
Le recul sur les installations de Naskéo et la filière en général est insuffisant pour calculer le taux de retour sur
investissement d’une unité de méthanisation, le retour sur investissement étant estimé à 7 à 10 ans par Naskéo.
L’impact économique pourra également résider dans le développement d’un agri-business pour les agriculteurs
qui valoriseraient leurs déchets et revendraient le biométhane ou l’énergie.
[87]
Gestion de la pollution d’origine agricole en Bretagne
Ce cas illustre la problématique de la gestion de la qualité de l’eau au cœur même de l’activité d’expertise du
département. L’enchaînement très rapide de divers éléments de contexte, avec une forte pression politique et
sociétale, a conduit les chercheurs à assurer dans des temporalités très proches le développement de leur
recherche et des modèles associés, et leur utilisation dans un cadre d’expertise de plans d’action.
Contexte
Les années 1970 ont vu la concentration en nitrate des eaux augmenter dans la plupart des rivières des régions
agricoles des pays développés. En Bretagne, cette augmentation de concentration, engendrant des marées
d’algues vertes de plus en plus fréquentes dans plusieurs baies maritimes, s’est poursuivie jusqu’au début des
années 2000. Suite à la mort d’un cheval sur une plage couverte d’algues, un problème de santé publique a été
clairement identifié. Depuis le milieu des années 1990, diverses alertes, y compris par la Commission
Européenne, sont lancées aux pouvoirs publics français sur l’inefficacité des plans d’actions mis en œuvre pour
réduire la concentration en nitrate dans les eaux. D’un point de vue scientifique, le lien entre les activités
agricoles et cette pollution nitrique a été établi dès les années 1980. En Europe, la norme fixe un seuil de
précaution maximale de nitrate dans l'eau potable de 50 mg/litre. Le développement des algues vertes s’observe
dès que les concentrations sont supérieures à 10mg/litre.
Dès le début des années 1990, l’étude pédologique et hydrologique de la qualité des eaux à l’échelle du bassin
versant du Naizin, devenu site AGRHYS du SOERE RBV, a permis d’identifier les processus les plus
importants : circulation des eaux des rivières dans des nappes réservoir dans lesquelles les temps de résidence de
l’eau sont de plusieurs années, effet des éléments du paysage et de leur agencement à l’échelle du bassin versant.
Ainsi il a été mis en évidence qu’il n’y a pas de lien direct entre les pratiques agricoles d’une année donnée et la
qualité de l’eau des nappes mesurée la même année, et que l’échelle du bassin versant est déterminante.
A la fin des années 1990, l’UMR SAS de Rennes entreprend le développement du modèle de fonctionnement
d’un bassin versant TNT2 qui intègre la répartition spatiale des pratiques agricoles et des structures du paysage,
les processus hydrologiques et les temps de réponse.
A la fin des années 2000, le projet ANR ACASSYA a donné lieu au développement du modèle CASIMOD’N
résultant du couplage sous la plateforme RECORD du modèle TNT2 avec le modèle MELODIE qui décrit le
fonctionnement des exploitations d’élevage. Ce modèle résulte d’un projet collaboratif en partenariat avec la
collectivité territoriale de Lannion-Trégor et les agriculteurs pour l’aménagement de bassins versants.
Des modèles développés spécifiquement pour l’expertise et l’évaluation ex post ou ex ante de plans d’action,
permettent le diagnostic des effets des changements de pratiques agricoles sur la qualité des eaux et fournissent
des préconisations de méthodes pour la mise en œuvre de solutions opérationnelles par les acteurs. Le modèle
TNT2 a été transformé en un modèle de prévision fondé sur une spatialisation réaliste des pratiques et des
systèmes agricoles grâce à l’intégration de connaissances expertes et de données de télédétection. Le modèle
CASIMOD’N permet de simuler les effets des changements des systèmes d’exploitation (conduite des
troupeaux, itinéraires techniques, plans d’assolement et d’épandage).
En partenariat avec le Conseil Régional de Bretagne, l’UMR SAS a contribué au développement d’un outil de
transfert pour la conception et la réalisation de plans d’action : Territ’eau. Il s’agit d’un outil web d’aide à la
décision permettant le diagnostic territorial des pollutions diffuses et de préconisation d’aménagement du
territoire.
Les chercheurs du département ont été très actifs dans la diffusion et la médiation, s’impliquant depuis la
production de connaissances à la réalisation des actions d’expertise jusqu’à la prise en compte des demandes des
acteurs et des décideurs : (1) analyse des effets de modifications de pratiques ex ante ou ex post, (2) co-
[88]
construction avec les acteurs locaux de solutions génériques et simples à mettre en œuvre dans les plans
d’actions, (3) information et formation de la sphère du développement agricole breton et des animateurs de
bassins versants sur la compréhension scientifique du lien entre changement de pratiques et qualité des eaux.
Le Conseil Régional de Bretagne organise des actions de formation, d’information et d’utilisation-test en
situation auprès des acteurs de l’eau. Le centre de ressources et d’expertise scientifique sur l’eau en Bretagne
(CRESEB), créé à l’initiative des chercheurs, au nombre desquels ceux de l’Inra et de la région Bretagne, a pour
but de faciliter et organiser le partage de connaissances entre les scientifiques et les acteurs de la gestion intégrée
de l’eau et des bassins versants. Enfin la start-up SCHEME (http://www.scheme-rd.fr/) propose une expertise en
modélisation et environnement s’appuyant sur les modèles produits par l’UMR SAS en particulier TNT2.
Les impacts concernent les politiques relatives aux enjeux sociétaux de la concentration des eaux en nitrate.
Une contribution aux politiques visant l’amélioration de la qualité des eaux en Bretagne
Les concentrations en nitrate dans les cours d’eau bretons ont augmenté depuis la fin des années 1960 jusqu’à un
maximum de 51 mg/l en 1993. Elles ont stagné ensuite puis décru régulièrement (38mg/l en 2012), faisant de la
Bretagne la région de France où la décroissance a été la plus précoce et la plus forte.
L’Inra, au travers de l’utilisation du modèle TNT2 et de son expertise associée, a contribué aux politiques visant
l’amélioration de la qualité des eaux en Bretagne, en réalisant des évaluations de plans d’action régionaux et
nationaux pour des organismes publics par simulation spatialisée de l’effet des changements de pratiques :
−
−
l’évaluation ex post des programmes « Bretagne Eau Pure » dont le coût pour les politiques publiques a
dépassé 340 millions d’euros. Cette étude a contribué à rendre plus pertinente l’interprétation des
fluctuations annuelles de concentrations par les gestionnaires et les autorités et à mieux faire
comprendre les raisons de l’efficacité variable des plans d’action ;
l’évaluation ex ante du plan d’action proposé par la France dans le cadre du contentieux avec la
commission européenne, qui a concouru à la levée de la menace de sanctions contre l’Etat français, soit
une amende annuelle de plus de 900 millions d’euros.
L’outil web d’aide à la décision Territ’eau a été utilisé pour à la mise en œuvre de plans d’action d’amélioration
de la qualité de l’eau sur huit bassins versants et une aire de captage. A l’inverse de plans centrés sur la résorption des excédents d’effluents d’élevage, ces plans proposent une approche systémique et spatialisée intégrant les
éléments du paysage, la description de parcelles et des systèmes de cultures associés ou non aux élevages.
Les politiques de lutte contre les marées vertes
Le règlement de la question des marées vertes constitue
un enjeu économique important car les frais de nettoyage
représentent annuellement des millions d’euros. Le Plan
de Lutte National contre les Algues Vertes qui concerne
10% du territoire agricole breton, pour un coût du volet
agricole d’environ 16 millions d’euros, intègre les
recommandations issues des expertises et simulations de
l’Inra : actions à l’échelle du bassin versant intégrant des
suivis pluriannuels, avec des mesures favorisant
l’augmentation de la capacité tampon des paysages et des
changements systémiques de l’activité agricole.
Le modèle Casimod’N appliqué à un bassin versant emblématique de la pollution par les algues vertes (13500
habitants, 200 exploitations agricoles) a permis de co-construire un projet territorial à très basses fuites d’azote,
d’accompagner la mise en place des changements de systèmes proposés dans neuf exploitations pilotes, et de
tester par modélisation l’impact d’une généralisation de ces changements à tout le périmètre.
[89]
Initialement centrée sur la qualité des eaux en Bretagne, on observe depuis 2010 une extension du domaine
géographique de l’utilisation des outils produits pour l’é valuation et la conception d’actions visant à améliorer et
préserver la qualité des eaux (Poitou-Charentes, Lorraine).
Un système d’information sur les sols de France
La création de l’unité InfoSol en 2001 a constitué un investissement important pour le département, avec la
reconfiguration du dispositif orléanais sur les sols impliquant 10 personnes et le recrutement d’environ 10
personnes supplémentaires sur la période 2001-2012. Les nombreux impacts déjà observables illustrent
l’importance de la mise en place d’un système d’information centralisé facilitant l’accès et garantissant la
pérennité des données sur les sols de France.
Contexte
A la fin des années 1980 apparaissent les premiers systèmes d’information géographique : la carte devient une
base de données spatiales. Le protocole de Kyoto marque une prise de conscience environnementale avec
notamment des préoccupations sur le maintien de la qualité des sols. En 1997 un rapport sur les données sur les
sols et l’évaluation de leur coût montre que 80% des données sont perdues ou peu mobilisables. En 2001 est créé
le Groupement d'Intérêt Scientifique Sol (GIS Sol) dans l’objectif de se doter d’un système d’information
national sur les sols de France pour combler le retard pris par la France dans les programmes d’inventaire et de
surveillance. Il regroupe les ministères en charge de l'Agriculture, de l'Ecologie, l’Ademe, l’Inra, l'IRD et l’IFN.
Les travaux de plusieurs groupes de travail sur les sols mis en place par la Commission Européenne conduisent,
en 2006, à l’élaboration d’une stratégie thématique en faveur de la protection des sols incluant une proposition
de directive cadre pour la protection des sols. Cette proposition, votée par le parlement puis ajournée, a malgré
tout provoqué une vague de programmes de recherche sur les sols aux niveaux européen et national qui ont
mobilisé les recherches et l’expertise de l’Inra. Il s’agit également du premier document reconnaissant les
fonctions des sols, qui a orienté un certain nombre de recherches et d’acquisitions de données.
Historiquement, l’Inra avait une mission de cartographie des sols au 1/100.000e portée par le Service d’Etude des
Sols et de la Carte Pédologique de France (SESCPF) créé en 1968. A partir de 2001, l'objectif du GIS Sol est de
constituer et de gérer un système d'information sur les sols de France concernant leur distribution spatiale, leurs
propriétés et leur évolution. Ce système d’information sur les sols doit répondre aux besoins régionaux et
nationaux, dans le contexte européen. De manière concomitante, l’unité de service InfoSol est créée à Orléans à
partir du SESCPF. Cette unité est en charge de la mise en œuvre des quatre programmes prioritaires du GIS Sol :
−
−
−
Inventaire des sols (IGCS), avec une priorité à l’échelle du 1/250 000 en partenariat avec des acteurs
régionaux pour la réalisation des cartographies,
Réseau de surveillance de la qualité des sols de France (RMQS) dédié à la surveillance des sols
(propriétés physico-chimiques, teneur en carbone, teneur en contaminants métalliques et organiques,
biologie, etc.) selon une maille régulière de 16 km x 16 km (2 200 sites),
Capitalisation des résultats d’analyses de terres (BDAT et BDETM).
L’unité de service LAS d’Arras ainsi que la plateforme Genosol de l’UMR Agroécologie de Dijon assurent en
totalité l’analyse physico-chimique et microbiologique des sols du réseau RMQS.
1. Le système d’information national sur les sols porté par Infosol garantit la centralisation, l’harmonisation et la
capitalisation pérenne de toutes les données sur les sols de France, ainsi que leur qualité. Ce guichet unique
d’accès aux données comprend :
•
un système d’accueil des bases de données suivantes :
[90]
•
- DONESOL rassemblant les données des programmes IGCS et RMQS,
- BDGSF, données à l’échelle du 1/1 000 000e harmonisée au niveau européen,
- BDAT, 20 millions de résultats d’analyses agronomiques réalisées depuis 1990,
- BDETM, 750 000 résultats d’analyses de teneurs en ETM de l’horizon de surface.
un système d’extraction et de diffusion de l’information brute ou agrégée auquel s’ajoute un système
d’information statistique.
Quelles que soient les échelles d'étude et de restitution des données, sont fournies : i) des données
géoréférencées de relevés de terrain accompagnées d'analyses complémentaires au laboratoire ; ii) des données
cartographiques ; iii) des bases de connaissances contenant les modalités permettant de passer des données
disponibles à des données souvent absentes du fait du coût élevé des mesures ; iv) des métadonnées décrivant les
données contenues dans la base.
2. Le conservatoire des sols constitue une banque de conservation à caractère patrimonial de près de 30 000
échantillons représentant 32,5 t de terre mise à disposition des partenaires du GIS Sol. Les ressources génétiques
microbiennes du RMQS sont conservées par la plateforme Genosol.
3. Après dix ans de travaux, le GIS Sol a dressé un premier bilan scientifiquement quantifié de l’état des sols de
France métropolitaine et d’Outre-mer dans le Rapport sur l’état des sols de France (2011).
L’unité InfoSol est un interlocuteur direct des utilisateurs de données sur les sols. Elle assure d’une part
l’organisation de l’acquisition des données, la gestion et la maintenance de la base de données, et d’autre part le
service pour l’accès aux données. Ainsi Infosol contribue à la diffusion et à la valorisation de données,
notamment en articulant les travaux sur les bases de données sur les sols et les outils d'exploitation produits
dans les unités du département. Dans les nombreux projets pour lesquels l’unité est sollicitée, elle développe des
méthodes d’analyse spatiale, de géostatistique, d’agrégation de données. De son côté le GIS assure, auprès des
utilisateurs, des actions de communication générales autour des différentes actions (site web, Rapport sur état
des sols de France…).
Compte tenu du nombre important de sollicitations, il est difficile d’établir une liste exhaustive des
intermédiaires ayant contribué à la transformation ou à la diffusion des connaissances. Bien que ces demandes
proviennent majoritairement du secteur public, les demandeurs sont très diversifiés, avec une part importante
de sollicitations émanant de bureaux d’étude (21 %) ou des chambres d’agriculture, pour lesquels les données
sur le sol sont un support d’activité.
Le Rapport sur l’état des sols de France et sa présentation lors d’une journée dédiée a constitué une étape
majeure dans la sensibilisation à la nécessité de prendre en compte les sols dans les décisions publiques. Un
relais important dans la presse nationale et régionale a permis une diffusion très large des principaux résultats et
ainsi une prise de conscience de l’importance des sols. Dans la continuité du rapport, un groupe interministériel
sur la stratégie de protection des sols conduit actuellement une réflexion sur la cohérence des législations
nationales sur les sols.
La position de guichet central sur les sols amène l’unité InfoSol à recevoir plus de 400 demandes par an. Les
demandeurs très diversifiés, proviennent majoritairement du secteur public et de bureaux d’étude pour lesquels
les données sur les sols sont un support d’activité. Compte tenu de la diversité et du nombre des demandes,
seules quelques illustrations des différentes dimensions d’impact ont été retenues, pour lesquelles l’unité InfoSol
a fourni des données « traitées » faisant l’objet d’un partenariat.
Impact politique : éclairage de nombreuses politiques sectorielles
Impact sur la mise en œuvre de politiques agricoles :
Les zones défavorisées sont des territoires affectés de handicaps économiques, agricoles, physiques et
démographiques. Parmi elles, les zones défavorisées simples étaient jusque-là délimitées selon des critères socioéconomiques. Une révision de leur zonage a été demandée par la Commission Européenne (Programmation de
[91]
développement rural 2014-2020), sur la base d'une méthode objective reposant sur huit critères biophysiques
(dont cinq relatifs au sol) auxquels s'ajoutent des critères liés aux systèmes de production. Le Ministère en
charge de l’agriculture s’est appuyé sur le système d’information sur les sols depuis 2009 pour la renégociation
des critères puis l'établissement du nouveau zonage, selon une méthodologie proposée par InfoSol et validée par
la Commission européenne. A l’heure actuelle, les zones défavorisées hors montagne représentent 30,8 % de la
SAU. 110 millions d’€ sont attribués annuellement aux agriculteurs français de ces zones. Les états membres ne
pouvant fournir un zonage devront appliquer une dégressivité des aides : 20 % la 1ère année (soit 22 millions €)
pour atteindre 100 % la 4e année.
Impact sur les politiques environnementales de préservation des ressources (eau, biodiversité, sol) :
1. Après avoir contribué à la révision de l’arrêté sur la délimitation des Zones Humides (2008), le programme
IGCS a été mobilisé pour établir cette délimitation, nécessaire pour l’élaboration des schémas d’aménagement et
de gestion des eaux, de manière à objectiver les critères par l’intégration du critère sol. Le travail en cours
permet une approche cohérente sur la France entière, et améliore ainsi l’éclairage des politiques publiques,
rompant avec la situation précédente où les inventaires reposaient sur une diversité de méthodologies locales.
2. En 2002, afin d’optimiser l’application de la Directive Cadre sur l’Eau, la préfecture d’Alsace a initié un travail
de « Classification des bassins versants vis-à-vis du risque de pollution par les produits phytosanitaires ». La
nappe d’Alsace (1/3 du territoire régional, stockant environ 35 milliards de m3 d’eau) est particulièrement
vulnérable aux pollutions diffuses. La classification des différents territoires en fonction de leur sensibilité aux
produits phytosanitaires a permis de définir des zones d’action prioritaires du schéma d’aménagement et de
gestion des eaux Ill-Nappe-Rhin. La cartographie produite constitue également une aide à la décision pour le
choix de secteurs prioritaires pour le renforcement du réseau de surveillance de la qualité des eaux superficielles
et souterraines.
3. La connaissance des milieux naturels et des caractéristiques des sols a permis la réalisation d’un zonage des
habitats favorables d’espèces rares ou à fort caractère patrimonial comme le Grand Hamster d’Alsace, le
Pélobate brun ou le Lapin de Garenne, utilisés pour orienter les mesures de restauration ou de préservation des
habitats.
4. Un décret d’application de 2007 prévoit des mesures de lutte contre
l’érosion des sols et la nécessité de réaliser un zonage des risques d’érosion,
ce qui nécessite une connaissance approfondie des phénomènes érosifs et
leur spatialisation. Par exemple les régions Languedoc-Roussillon et Alsace
ont initié des programmes de cartographie des risques érosifs à partir des
référentiels régionaux pédologiques du programme IGCS. L’identification
des zones sensibles donne lieu à la mise en place d’une gestion collective
des bassins versants érosifs ( e.g. identification du risque potentiel de coulée
boueuse). Pour la Région Languedoc-Roussillon, une cartographie
saisonnière des risques a été proposée du fait de la variabilité annuelle
importante du risque érosif sous climat méditerranéen.
Impact sur les politiques d’aménagement du territoire
Dans le cadre de partenariats avec des collectivités territoriales en charge de l’aménagement du territoire, les
données sur les sols (échelle du 1/50.000e) sont mobilisées pour évaluer leurs aptitudes aux différents usages :
délimitation des zones pour l’urbanisation dans les documents d’urbanisme de grandes agglomérations ( e.g.
Toulon, Nantes), identification des zones agricoles à haut potentiel qu’il faut chercher à préserver ( e.g.
département de l’Indre).
Impact sur la politique de gestion des risques sanitaires
Le gouvernement a élaboré un Plan National Santé Environnement, outil central de la politique de lutte contre
les pathologies dues à l’environnement. Sur la base des données du programme RMQS, grâce à la construction
d’indicateurs spatialisés de l’exposition, les risques d’exposition pour quatre éléments traces métalliques ont été
[92]
cartographiés dans des atlas régionaux. Ces documents contribuent à l’établissement des plans régionaux de
prévention des risques.
Impact environnemental
Calcul de la recharge d’une nappe phréatique
La nappe de Beauce est l’une des réserves d'eau potable la plus grande en Europe, avec près de 20 milliards
de m3. La superficie irrigable en Beauce (plus de 340 000 ha) est une des plus importantes de France. Face à la
pression croissante des prélèvements d'eau dans la nappe, les régions Centre et Ile-de-France ont mis en place
un programme de gestion de la nappe de Beauce. L'estimation de la réserve utile à partir des données spatialisées
de l’IGCS a permis de calculer en tout point du territoire la quantité d'eau contribuant chaque année à la
recharge de la nappe. Cette donnée objective est un élément de négociation pour l’attribution des quotas
d’irrigation par les préfectures.
Zonage d’un site pollué
L’Ademe prend en charge 20 à 40 sites pollués à « responsable défaillant ». Les données des programmes RMQS
et BDAT fournissent pour chaque site une valeur seuil de contamination permettant de détecter une
contamination ponctuelle et de cerner son périmètre d’extension. La délimitation de ce périmètre oriente les
modalités de gestion à mettre en œuvre, ainsi fondées sur des références nationales objectives. Des bureaux
d’étude utilisent aussi ce type de données pour la réhabilitation de sites pollués.
Impact territorial
De la même manière que pour la mise en œuvre de politiques territoriales, l’évaluation de l’aptitude des sols aux
différents usages peut être mobilisée dans des projets d’aménagement du territoire. Ainsi pour le
contournement de l’agglomération lyonnaise par la ligne TGV Paris-Turin, des cartes présentant des
informations géotechniques ont permis de minimiser l’impact du tracé sur les zones agricoles à haut potentiel.
Impact économique
A la demande de l’Union des industries de la fertilisation, les quantités d’amendement basique qu’il faudrait
épandre pour atteindre des références agronomiques sur tous les sols de France ont été calculées à partir de
données de la BDAT. Ces données, combinées à la connaissance des quantités commercialisées peuvent
permettre de mettre en place une activité de géomarketing ciblant les zones déficitaires en calcium.
Elaboration d’une nouvelle méthode d’inventaire des émissions agricoles de N2O
L’implication déjà ancienne d’unités du département EA sur des recherches sur les processus, la modélisation à
différentes échelle et les développements métrologiques, autour de la problématiques des émissions de N2O, a
permis l’émergence d’un consortium recherche/développement qui s’est matérialisé notamment par la création
d’une UMT. Cette UMT a été directement mandatée pour proposer une nouvelle méthode d’inventaire des
émissions de N2O qui contribue à concrétiser l’engagement français dans la lutte contre le changement
climatique, auprès la Convention Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique.
Contexte
Depuis le début de l’ère industrielle, l’augmentation de la température de 0,8 ±0,2 °C avec une tendance à
l’accélération depuis la fin du 20e siècle, est attribuée par le GIEC à l’augmentation des émissions anthropiques
de gaz à effet de serre (GES). Aux échelles planétaire et française, l’agriculture contribue respectivement pour 14
% et 21 % de ces émissions. Des objectifs de réduction ont été pris par les états dans le cadre de la Convention
Cadre des Nations Unies sur le Changement Climatique (CCNUCC). Pour la France, le Grenelle de
l’Environnement fixe un objectif de réduction des émissions de GES en 2020 d’un facteur 4 par rapport à 1990.
Le secteur agricole, principal émetteur de N2O (80 % des émissions), doit donc contribuer à l’effort national.
Le CITEPA (Centre Interprofessionnel Technique d’Etude de la Pollution Atmosphérique) est mandaté par le
ministère en charge de l’environnement pour actualiser tous les ans les inventaires d’émission soumis à la
CCNUCC. Les inventaires nationaux sont réalisés selon des nomenclatures et règles de comptabilisation
[93]
internationales élaborées par le GIEC comprenant trois niveaux. Actuellement les émissions françaises se
fondent sur la méthode de niveau 1, comme pour la quasi-totalité des pays. Cette méthode présente une forte
incertitude sur l’évaluation des émissions agricoles et donne peu de moyens d’action pour réduire les émissions
rapportées à la CCNUCC, car, mise à part la quantité de fertilisants, elle ne prend pas en compte l’influence de
déterminants majeurs tels que les sols, le climat et les pratiques agricoles. L’utilisation de méthodes de niveaux 2
ou 3 permettraient de mobiliser de manière régionalisée des facteurs autres que le niveau de fertilisation, pour
comptabiliser les efforts de réduction des émissions.
Dès les années 80, l’Inra a conduit des travaux sur les processus d’émissions de N2O, renforcés progressivement
par le développement de la modélisation et l’émergence forte de la métrologie. Les recherches de l’Inra ont
évolué alors de façon significative vers l’évaluation environnementale et la production de références en soutien
aux politiques publiques, avec nécessité d’établir des bilans environnementaux identifiant entre autres le poids
du N2O. Cela a impliqué une orientation marquée vers le suivi et la modélisation à moyen et long terme, et
permis l’intégration dans des réseaux nationaux et européens (GreenGrass, CarboEurope, NitroEurope, GHGEurope, Icos) : acquisition de références par des suivis à long terme ( e.g. SOERE ACBB, mais aussi parcelles
d’agriculteurs), spatialisation des émissions sur la base de modèles de cultures (CERES-EGC et STICS) couplés
avec des bases de données spatiales. Ces travaux ont été soutenus par plusieurs programmes associant des
partenaires du CNRS et des universités complétant nos approches par une vision plus centrée sur la
microbiologie et l’atmosphère.
L’UMT GES-N2O, crée en 2008, associant le Cetiom, l’Inra et
AgroParisTech, a été moteur dans le montage du projet Casdar
NOGAS et la création de la base de données N2O-France. Le
projet NOGAS, associant l’UMT avec les principaux instituts
techniques (Arvalis, UNIP, ITB), avait pour objectif de
fiabiliser la connaissance et la prédiction des émissions directes
de N2O par les grandes cultures en France, en fonction des
conditions pédoclimatiques et des pratiques culturales. La
finalité était d’une part d’améliorer les évaluations et les
méthodologies d’inventaire de GES, et d’autre part d’identifier
les pratiques et usages du sol qui réduisent les émissions et
permettront de concevoir des systèmes de culture peu émetteurs. Ce projet a été suivi du projet NO-GAS2,
focalisé sur la production d’une méthode de niveau 2.
Les sorties des projets NOGAS et NO-GAS2 permettent d’accéder aux niveaux 2 (coefficients d’émission
régionalisés) et 3 (modélisation des émissions) des méthodes d’évaluation des émissions du GIEC et d’établir les
bases pour concevoir des systèmes de grande culture peu émetteurs de GES.
La base de données N2O-France portée par l’Inra, rassemble les données acquises par l’Inra et les données du
projet NOGAS, et est alimentée en continu par les partenaires. La majorité des mesures est réalisée par la
plateforme analytique commune gérée par l’Inra, cofinancée par AgroParisTech, l’Université Paris 6 et les
partenaires des instituts et des groupes coopératifs.
A partir de la base de données N2O-France et des bases de données accessibles publiquement (Météo France,
InfoSol), les facteurs les plus pertinents pour évaluer les émissions de N2O ont été identifiés : apports d’azote
minéral ou organique, pH et teneur en matière organique des sols, température, pluviométrie, culture, travail du
sol. Plusieurs méthodes statistiques pour représenter au mieux les données de la base N2O-France ont été testées
conduisant au choix d’un jeu d’équations prenant en compte un nombre un plus ou moins grand de facteurs
explicatifs. Les équations sont testées pour réaliser un nouvel inventaire d’émissions de N2O à l’échelle du
territoire français et comparées avec l’inventaire précédent, établi à partir de la méthodologie de niveau 1 du
[94]
GIEC. L’inventaire des émissions de N2O réalisé avec la méthode de niveau 2 sera intégré à l’inventaire des
émissions des autres GES.
Grâce à l’antériorité i) de ses recherches sur le N2O par un consortium d’équipes du département EA, et ii) dans
la mise en place de dispositifs multi-locaux d’acquisition de références, l’Inra a été moteur dans le processus de
création et de coordination d’un consortium plus large fédérant les différents acteurs français autour de sa
crédibilité scientifique et de sa volonté d’opérer un transfert de compétences (métrologie, modélisation) pour
l’engagement vers la proposition d’une méthode de niveau 2.
L’UMT GES-N2O a été un accélérateur des relations entre l’Inra et le Cetiom sur le sujet du N2O. Ces relations
se sont rapidement étendues à d’autres instituts techniques agricoles, d’autres unités du département EA et
d’autres partenaires apportant la connaissance de la diversité des situations agricoles françaises.
Les Ministères en charge de l’agriculture et de l’environnement ont demandé à l’UMT GES-N2O de travailler sur
une méthode de niveau 2, ce qui a donné lieu au montage du projet NO-GAS2 piloté par le CITEPA.
A la fin 2014, la France sera l’un des seuls pays dans le monde à utiliser un inventaire d’émissions de N2O de
niveau 2, à valider par la CCNUCC. Cette démarche renforce fortement la crédibilité de la France au niveau
international quant à son engagement dans la lutte contre les émissions de GES, élément important dans la
perspective de l’organisation de la Conférence des parties en 2015 par la France.
Outre une diminution de l’incertitude sur les émissions, la méthode de niveau 2 conduit à une diminution des
émissions de N2O d’un facteur 2 grâce à l’utilisation de références obtenues dans les conditions locales de
l’agriculture françaises et non plus de valeurs extrapolées d’autres zones géographiques. Lors de la mise au point
d’une méthode de niveau 2 par le Canada, les mêmes observations avaient été faites. L’agriculture étant
responsable de plus de 80 % des émissions de N2O en France, l’application de cette nouvelle méthode va
modifier le poids de l’agriculture dans les émissions de GES et en conséquence l’effort quelle devra consentir
pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de GES d’un facteur 4 par la France.
Par ailleurs la nouvelle méthode permet de comptabiliser d’autres facteurs de réduction des émissions que la
seule fertilisation azotée (engrais minéraux ou organiques, cultures, pH, teneur en matière organique du sol,
température et pluviométrie) et donc de cibler de nouvelles mesures de réduction. L’expérience du Canada, rare
pays à disposer d’une méthode de niveau 2, indique que celui-ci, grâce à cette méthode, a obtenu une estimation
beaucoup plus juste et surtout plus faible de ses émissions de N2O. Le changement de méthode leur a aussi
permis d’inclure les stocks de carbone des sols à leur inventaire par sa prise en compte des interactions avec les
émissions de N2O.
La hiérarchisation des facteurs influençant les émissions de manière régionalisée devrait permettre de mieux
cibler des mesures de réduction des émissions là où elles seront les plus efficaces (sol, climat). Cela devrait aussi
permettre d’expliciter l’intérêt ou les limites de la substitution des engrais minéraux par des engrais organiques.
D’autres pays, notamment européens, disposent de volumes de données semblables à celui de la France, voire des
bases de données nationales. L’initiative française, portée par l’Inra, le Cetiom et le Citepa, s’inscrit donc dans un
mouvement général et on peut raisonnablement espérer que les résultats obtenus en France pousseront les autres
pays à s’e ngager dans le même processus, ou à accélérer leurs travaux dans cette direction.
[95]
3.3. Positionnement national et international
Comme nous l’avons déjà souligné dans le chapitre 2.2.5 (Politique partenariale), le département EA se trouve à
la croisée de plusieurs types de partenariats, à la fois avec d’autres établissements de recherche et
d’enseignement supérieur (en particulier agronomique) français et étrangers et, essentiellement en France, avec
de nombreux partenaires de la recherche et du développement agricole et de l’environnement, ainsi qu’avec une
grande variété de porteurs d’enjeux et d’acteurs des politiques publiques. Le tableau 2.2 donne une vision
synthétique de notre positionnement à ces différents niveaux.
Dans les deux parties qui suivent, nous commenterons plus particulièrement les grandes évolutions durant
cinq dernières années et les points sur lesquels a porté l’action du département EA. Nous distinguons
partenariats académiques et non-académiques. Comme le montre le tableau 2.2, plusieurs catégories
collaboration, en particulier sur des projets de recherche, impliquent conjointement les deux types
partenaires, les unités du département EA étant souvent à l’origine de ces consortiums.
les
les
de
de
3.3.1. POSITIONNEMENT DU PARTENARIAT ACADEMIQUE
Partenariat national
Avec les autres départements de l’Inra
Au sein de l’Inra, le département EA est largement associé à d’autres départements (19 unités en association sur
32 unités de recherche) au premier rang desquels les départements plutôt « végétalistes » BAP, SPE et EFPA. Des
relations durables existent également avec les départements SAD et SAE2 dans le domaine des sciences
économiques et sociales, et PHASE pour les sciences animales. Le rapprochement d’unités du département EA
avec d’autres départements de l’Inra s’est amplifié et a concerné parfois d’autres établissements de recherche
avec un objectif de créer des collectifs plus lisibles sur des thématiques plus intégrées :
−
−
−
−
UMR Eco&Sols de Montpellier (créée le 1er janvier 2011) : approche intégrée du fonctionnement
biologique et biogéochimique des sols avec le département EFPA, l’IRD, le CIRAD et SupAgro ;
UMR AgroEcologie de Dijon (créée le 1er janvier 2012): approches génétiques, écophysiologiques,
écologiques et agronomiques sur plusieurs compartiments des agroécosystèmes (adventices,
légumineuses, micro-organismes du sol) pour concevoir des systèmes de culture innovants avec les
départements BAP et SPE, l’université de Bourgogne et l’école d’ingénieur Dijon Sup Agro ;
UMR Ispa à Bordeaux (créée le 1er janvier 2014) : approche intégrée du cycle de l’eau, du carbone, des
éléments majeurs ou en trace dans des écosystèmes agricoles et forestiers, avec le département EFPA et
l’école d’ingénieur Bordeaux Sciences Agro ;
UMR Ecosys à Versailles-Grignon (création prévue au 1er janvier 2015) : approche d’écologie fonctionnelle
et d’écotoxicologie des agro-écosystèmes avec le département SPE et l’école d’ingénieur AgroParisTech.
Au-delà d’unités communes avec d’autres départements, beaucoup d’outils collectifs et de réseaux sont soutenus
par plusieurs départements de l’Inra (hormis nos quatre unités de service).
Avec les autres établissements de recherche
Les cinq dernières années ont été marquées par quatre faits majeurs :
−
−
Création d’équipes-projet avec l’Inria (impliquant trois unités : LEPSE-Montpellier, LBE-Narbonne et
ISA-Sophia) et intégration de chercheurs du département dans des équipes CNRS (UMR Cefe
Montpellier) ;
Implication volontariste dans des laboratoires d’excellence (voir Tableau 4.8 du chapitre Indicateurs)
permettant une intégration disciplinaire sur de grandes problématiques environnementales ;
[96]
−
−
−
Animation conjointe, voire création de réseaux scientifiques visant à promouvoir les échanges et initier
de nouvelles approches scientifiques (réseaux Matières organiques avec le CNRS, Conception de
systèmes agricoles avec le CIRAD) ;
Coordination et animation des réseaux et de sites d’observation de l’environnement : ANAEE-France,
ICOS-Ecosystèmes, réseau des bassins versants avec le CNRS. Il faut souligner aussi ici le rôle des
SOERE (ACBB, PRO, sites du RBV gérés par le département) et de grands projets d’équipements tels
que Phenome ou Critex (Chapitre 2.2.2) comme lieu d’interactions scientifiques où des chercheurs
d’autres établissements de recherche et d’enseignement viennent conduire des recherches ;
Implication dans le programme inter-organismes Mistrals visant à coordonner les efforts de recherche
français en Méditerranée, animation du programme SICMED sur les écosystèmes terrestres par un
chercheur du département, financement par le département des projets impliquant des unités du
département.
Ces diverses formes d’interaction ou d’association avec les autres organismes visaient selon les cas à acquérir
une masse critique, de nouvelles compétences ou une intégration disciplinaire sur une ou plusieurs thématiques.
Certaines ont été favorisées par un contexte national (par exemple les investissements d’avenir) dont les unités
et le département se sont emparés.
Avec les établissements d’enseignement supérieur
La politique d’association et de coopération avec l’enseignement supérieur (Universités d’Angers, Avignon,
Bordeaux, Caen, Clermont-Ferrand, Dijon, Lorraine, Montpellier, Nice, Reims), et plus particulièrement les
écoles d’ingénieurs en agronomie (Ecoles Nationales Supérieures d’Agronomie de Paris-Grignon, Montpellier,
Rennes, Nancy et Toulouse, Ecoles d’agronomie de Dijon, Bordeaux, Toulouse-Purpan) a été confirmée. Le
département EA est l’un des départements le plus contributeur à l’enseignement supérieur au sein de l’Inra. Un
point marquant des dernières années est la forte implication des chercheurs et ingénieurs du département dans
la formation au niveau des Masters et des Ecoles doctorales (Tableau 4.1). Deux chercheurs du département sont
co-responsables de deux masters à Montpellier, quarante chercheurs et ingénieurs sont responsables de modules
de master dans plus de vingt établissements d’enseignement supérieur français.
Dans ce domaine de la formation, le département est à l’origine du projet d’Université Virtuelle en
AgroEcologie (UVAE ; voir encart Chapitre 2.2.3), bénéficiant du partenariat établi dans le cadre d’Agreenium
avec le CIRAD et les écoles agronomiques, et l’université de Lorraine.
Autres formes de partenariat académique national
Il faut également noter ici les contributions de chercheurs du département à des comités scientifiques de
programmes des autres établissements (par exemple de programmes nationaux du CNRS), de comités
d’orientations de structures telles que les OSU ou des LabEx. A l’inverse, le département mobilise des chercheurs
d’autres établissements et des enseignants-chercheurs dans son conseil scientifique et dans les conseils de
certaines de ses structures (SOERE, plateformes).
Partenariat européen
L’Inra, par sa taille et la diversité des thématiques qu’il traite, n’a pas réellement d’équivalent en Europe. Ces
deux caractéristiques induisent un large partenariat avec de nombreux établissements de recherche et de
formation en Europe.
Projets de recherche (FP6 et FP7, JPI)
La figure ci-après illustre la diversité de nos principaux partenaires au sein des projets européens. Les cinq
organismes principaux sont le WUR (Pays-Bas), le CSIC (Espagne), le Max Planck Institute (Allemagne), le
CNR (Italie) et l’université de Louvain (Belgique) : ces partenaires privilégiés se retrouvent par la suite
principaux cosignataires étrangers des publications du département (voir Chapitre 4.1). Il n’y a toutefois pas de
partenariat qui ressorte fortement avec un laboratoire ou une équipe européenne bien identifiée, ce qui est une
[97]
conséquence de la diversité de nos thématiques. L’accord-cadre Inra-WUR en cours de construction dans le
domaine de l’agronomie et de l’environnement devrait nous permettre d’accroître les relations entre ces deux
organismes, avec un objectif affirmé d’augmentation de construction conjointes de projets collaboratifs dans le
cadre du programme européen Horizon2020.
L’implication de l’Inra dans le 7e PCRD (FP7) est montée en puissance par rapport au 6e (voir Chapitre 4.2). Le
département EA cherche à accompagner le plus en amont possible les chercheurs dans leurs initiatives de
participation ou de montage d’un projet européen qui s’inscrit dans nos priorités, en synergie avec InraTransfert. Le département s’implique également dans les remontées de thèmes (topics) d’intérêt pour ses unités,
dans le repérage des thèmes d’intérêt après publication des appels à proposition, dans l’identification des
chercheurs susceptibles de monter un projet et dans l’accompagnement de ces chercheurs pour le montage des
projets (consortium, outils collectifs…). Inra transfert prend ensuite le relais pour appuyer le chercheur dans
l’organisation et la rédaction du projet.
Depuis 2013, les équipes du département se sont également bien investies dans de nouvelles formes de projets
telles que les Initiatives de programmation conjointe (JPI-Water, JPI-Facce) avec des partenaires proches de
ceux des projets du 7e PCRD, pour les pays qui contribuent à ces initiatives.
Enfin, des initiatives ont vu le jour autour de la Méditerranée avec le rapprochement des communautés
françaises et allemandes autour des observatoires de l’environnement dans la cadre du programme SICMEDMistrals (signature d’un memorandum of understanding incluant le projet allemand Terreno-Med).
Contribution à des infrastructures européennes
Le département s’est également fortement investi dans le montage ou la participation à des infrastructures
européennes : notre contribution au réseau ICOS (Integrated Carbon Observing System) s’est fondée sur des
participations antérieures aux projets intégrés européens CarboEurope (FP4) puis NitroEurope (FP6) et GHGEurope (FP7). Elle est actuellement prolongée par le projet Ingos pour les gaz à effet de serre hors-CO2.
La longue tradition de travaux expérimentaux à l’échelle de systèmes agricoles, notamment les dispositifs
d’observation, a été le point de départ de notre implication dans le pilotage du projet ANAEE d’infrastructure
européenne de recherche sur les écosystèmes terrestres et aquatiques gérés ou non gérés. Le projet ExpeER,
également piloté par l’Inra, en constitue l’un des éléments opérationnels.
Le département prend également une part active à l’infrastructure EPPN (European Plant Phenotyping
Network) avec laquelle des liens seront établis avec le projet national Phenome.
Autres formes de partenariat au niveau européen
Les agents du département sont investis dans différents groupes de travail européens dans certains de nos
domaines au cœur de nos activités : EFSA pour les pesticides, Unece-TFRN et TFEIP pour l’azote, base
européenne des sols (notamment avec le JRC Ispra), JPI Water pour l’eau. Ces comités, qui s’inscrivent dans le
soutien aux politiques publiques, sont également un creuset de collaborations scientifiques. Cet investissement
reste toutefois limité et pourrait être développé.
[98]
Enfin, nous avons contribué aux réflexions sur de grandes problématiques environnementales au sein de larges
collectifs d’experts européens : European Nitrogen Assessment (2011) sur l’azote, suite de la réflexion sur le
projet de directive européenne sur les sols.
Partenariat international (hors Europe)
Collaborations multiples avec des laboratoires et instituts
L’analyse bibliométrique des publications du département (Chapitre 4.1) montre que les collaborations
internationales concernent de nombreux pays mais sont particulièrement actives - en dehors de l’Europe - avec
l’Amérique du Nord, le Brésil, la Chine, l’Inde et l’Australie. Ces publications témoignent de multiples initiatives
de collaborations au niveau des unités du département EA. En même temps, les publications avec l’Afrique du
Nord, zone de partenariat traditionnel, sont en décroissance marquée. Pour amplifier les collaborations
internationales, le département soutient tous les ans sur ses crédits des missions de moyenne et longue durée des
accueils de chercheurs étrangers, ou à l’inverse, des missions de chercheurs du département vers des laboratoires
étrangers. Depuis 2012, ces échanges sont renforcés par le dispositif Agreenskills 3.
Au-delà de ces multiples collaborations entre laboratoires, des relations plus formelles ont été récemment
établies avec la Chine et l’Inde (voir les deux zooms correspondants), inscrivant la politique du département EA
dans la volonté générale de l’Inra de renforcer les collaborations avec le BRICS.
ZOOM sur …
Partenariat avec la Chine
Le département EA a conduit en 2008 une mission prospective en Chine pour identifier les thématiques scientifiques et les structures de
recherches susceptibles de donner lieu à des collaborations organisées sur le moyen terme. Elle a débouché sur un symposium franco-chinois,
auquel participaient 18 chercheurs du département, organisé en 2010 à l’université Sun Yat Sen de Guangzhou. Il
a donné lieu à un partage des projets menés par les différentes équipes, qui a été consigné dans un numéro spécial
de Pedosphere (2012). Mais compte-tenu des difficultés pour structurer une collaboration pluri organismes dans
un système de recherche chinois à la fois diversifié et compétitif, le département EA a choisi d’engager une
collaboration sur le thème de la pollution des sols et leur remédiation avec l’Université Sun Yat Sen, déjà
partenaire depuis plusieurs années avec l’UMR LSE de Nancy. Un Memorandum of Understanding a été signé en
2011 entre le département EA et l'Université Sun Yat Sen pour favoriser les échanges et les projets entre les deux
structures sur une thématique majeure pour les deux pays. Depuis 2010, des échanges de chercheurs, de postdoctorants et doctorants (3 à 4 par an, et pour partie financés par le département) pour des séjours de quelques
semaines à plusieurs mois, sont effectués dans les deux sens sur des sujets de recherche élaborés en commun et
menées sur des sites expérimentaux partagés. Un workshop annuel est organisé alternativement dans les deux pays pour faire le bilan des
actions menées et programmer les suites à donner. A cette occasion des visites de laboratoires ou de sites expérimentaux utilisés ou à utiliser en
commun sont organisées.
Dans le cadre de ce partenariat avec la Chine, une Ecole Chercheur Inra-CNRS/CAS-SYSU a été organisée en 2013 à Nancy avec le CNRS en
direction de doctorants et de post-docs chinois et français, leur proposant ainsi une formation commune et l'occasion d'échanger et de se
découvrir mutuellement. C'est aussi le prélude à une ouverture plus marquée de notre partenariat en Chine, notamment avec la CAS.
Pour 2014-2015 le département EA et la SYSU envisagent de proposer la constitution d'un Laboratoire International Associé, laboratoire sans
mur associant deux structures sur un projet fini dans le temps (4-5 ans) et mettant en commun leurs ressources humaines et matérielles.
ZOOM sur …
Collaboration avec l’Inde
L’Inra et le département EA ont organisé, en 2008, une mission exploratoire en Inde pour identifier les thématiques et les partenaires propices à
des collaborations structurées et durables. L'IISc (Indian Institute of Science de Bangalore) et son Civil Engineering Department en particulier,
avec lequel le département EA avait déjà des contacts, s'est révélé être un partenaire à privilégier dans le domaine de la gestion de l'eau qui
constitue en France et en Inde un enjeu de premier plan.
Un projet de recherche franco-indien - AICHA (Adaptation of irrigated agriculture to climate change) - a obtenu un financement franco-indien
(CEFIPRA/IFCPAR pour Centre Franco-Indien pour la Promotion de la Recherche Avancée). Il repose sur une approche systémique intégrant les
conditions hydrologiques, les risques de conflits sur les usages de l’eau, les leviers économiques et agronomiques de la gestion de l’eau. Cet
3
Dispositif d’accueil de post-doctorants étrangers financé par l’union européenne
[99]
impératif pluridisciplinaire a nécessité de regrouper les compétences de trois départements de l'Inra (EA, SAE2 et SAD), l’UMR LETG COSTEL du
CNRS, la cellule de l'IRD à Bangalore et, côté indien, le Civil Engineering Department de l'IISc pour l'hydrologie, ISRO (Indian Space Research
Organisation) pour les images de télédétection, et l'ATREE (Ashoka Trust for Research) pour les enquêtes socio-économiques sur le terrain. Le site
expérimental localisé en Inde du Sud est constitué des bassins versants de Maddur (6 km²) et de Berambadi (84 km²). Ce projet a obtenu le
soutien du métaprogramme ACCAF de l'Inra. Chaque année et en alternance (Inde/France) un workshop réunit les participants. Des missions de
longue durée permettent de travailler sur les modèles et, pour les campagnes de terrains (instrumentations, mesures et enquêtes), des visites de
courte durée facilitent les échanges concrets. Ces échanges sont pour partie financés par le département EA.
Contribution à de grandes actions internationales
Parallèlement, le département EA s’est fortement investi dans plusieurs grandes actions internationales :
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−
La Global Research Alliance sur les émissions de gaz à effet de serre en agriculture. Nous cocoordonnons depuis 2011 deux actions du Cropland Group (sur les bases de données d’émissions de
N2O et sur la modélisation des émissions de composés carbonés et azotés) et le Soil Carbon and
Nitrogen Cycling Cross-cutting Group. Le département a organisé un workshop sur le thème
« Experimental databases and model of N2O emissions by croplands: do we have what is needed to
explore mitigation options?” en mars 2014.
Le projet AgMIP (Agricultural model intercomparison and improvement project). Le département
coordonne les simulations réalisées pour la culture du maïs, il est fortement impliqué au travers du
modèle Stics, de l’action sur l’évolution des sols, des activités de méta-modélisation et d’analyse des
incertitudes dans l’évaluation des rendements. Le département a soutenu ces actions notamment par le
financement de post-doctorants.
L’Inra et le département EA sont très actifs dans la Wheat initiative. Par exemple, nous organisons en
juin 2014 un Symposium conjoint avec AgMIP sur « Modeling Wheat Under Changing Environment:
Model Intercomparison and Improvement”.
Un chercheur du département assure la coordination scientifique du projet Global Soil Map.
Outre leur intérêt scientifique indéniable, ces participations sont importantes pour la visibilité du département
EA et de l’Inra à l’international.
3.3.2. POSITIONNEMENT DU PARTENARIAT AVEC LES MILIEUX SOCIOPROFESSIONNELS
La politique partenariale du département avec le monde socio-professionnel vise à formuler nos questions de
recherche en adéquation avec les besoins de la société et à promouvoir la diffusion de nos résultats ainsi que la
valorisation de nos innovations. Dans ce domaine, le département EA est impliqué dans différentes actions de
transfert de connaissances vers les acteurs de l’agriculture, de l’environnement et de la décision publique. Une
illustration marquante est la participation active des chercheurs et ingénieurs du département aux expertises
scientifiques collectives et études dont l’Inra a été saisi récemment, voire à leur pilotage (Elevage et azote,
Cultures intermédiaires, Réduction des émissions de gaz à effet de serre, Valorisation des matières fertilisantes
d'origine résiduaire). Il en est de même pour la participation à de nombreuses autres actions et instances
destinées à éclairer la décision publique (plan Ecophyto et réduction des pesticides, comités NPC et GREN et
gestion de l’azote, comité CTPS et évaluation des variétés). Cela démontre notre reconnaissance et notre
capacité à nous mobiliser pour répondre à des questions englobantes et complexes, le bon positionnement des
compétences du département face aux grands enjeux de la recherche agronomique dans les domaines de
l’agriculture et de l’environnement. Pour conforter ce positionnement, le schéma stratégique du Département a
identifié trois grands objectifs : développement de nouveaux partenariats dans le domaine de l’environnement,
consolidation de nos actions dans le domaine agricole et renforcement de la stratégie de partenariat au sein des
unités.
[100]
Développement de nouveaux partenariats dans le domaine de l’environnement
La montée en puissance des préoccupations environnementales doit conduire à renforcer nos liens avec les
partenaires sur ces questions mais cela suppose de mobiliser de nouveaux acteurs. En effet, les collaborations du
département avec les partenaires agricoles portent en partie sur le domaine de l’environnement, mais le
département a souhaité élargir ses travaux aux préoccupations des autres acteurs avec lesquels les collaborations
étaient limitées et hétérogènes : les pouvoirs publics, à travers les relations avec l’Office National de l’Eau et des
milieux Aquatiques (Onema), les gestionnaires d’espace (parcs naturels) et les entreprises du secteur.
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−
Une concertation active a été engagée avec l’Onema afin de définir des thèmes d’intérêt commun et les
intégrer dans un accord-cadre entre l’Inra et l’Onema. Figurent, parmi ces thèmes, l’hydrologie et les
ressources en eau, l’impact de l’agriculture et de l’aménagement des bassins versants ruraux sur la
ressource, ainsi que les pollutions diffuses liées à l’activité agricole et leur impact sur l’état des milieux
aquatiques. Onze projets ont été portés par des unités du Département depuis 2008.
Le département a également soutenu de jeunes entreprises innovantes dans le domaine de
l’environnement. Il a ainsi soutenu un jeune bureau d’étude (ENVILYS) qui fonde son activité sur
l’innovation et le lien avec la recherche, à travers la mise à disposition, via des licences, de la méthode
INDIGO, d’un modèle de transfert de polluants (MHYDAS) et de la plateforme informatique associée
(OPENFLUID). L’entreprise a été accompagnée par l’équipe de recherche de l’UMR Lisah dans
l’utilisation de ces outils et des projets de R&D ont été réalisés en commun. Cette démarche se
reproduit avec la création de l’entreprise SCHEME qui valorise le modèle TNT2 de l’UMR SAS de
Rennes. Cinq entreprises ont d’ailleurs été créées à partir des travaux issus des équipes du département
dans le domaine de l’environnement (sur 6 créations au total, ce qui montre le dynamisme lié à ce
domaine).
Par ailleurs, l’Institut de Technologie de l’Environnement (ITE), dispositif de transfert mis en place
dans le domaine du traitement des effluents avec l’aide d’Inra Transfert, filiale de l’Inra, a été poursuivi
sur le Centre de Montpellier. Un schéma identique est repris pour créer GENOBIOME (Centre de
Dijon), qui se fonde sur le savoir-faire de l’Inra en matière de caractérisation de la qualité des sols par
analyse de biologie moléculaire de la biomasse microbienne.
Des contacts ont été pris avec la Fédération Nationale des Parcs naturels Régionaux (FNPR) qui
regroupe l’ensemble des parcs naturels régionaux et une enquête a été menée auprès des parcs pour
tester leur intérêt à collaborer. Ceux-ci constituent des lieux très intéressants pour mener à bien des
opérations sur le terrain et sur le long terme, dans le cadre de chartes qui régissent l’espace dans les
parcs. Mais la démarche a été difficile à mettre en œuvre car les parcs ne disposent pas de moyens pour
intervenir en matière de R&D. Ces contacts devraient se concrétiser par des actions menées dans le
cadre du métaprogramme EcoServ.
Consolidation de l’action du département dans le domaine agricole
Le département EA est un partenaire reconnu de l’ensemble de la profession agricole. Malgré la difficulté à
évaluer l’impact des résultats obtenus, on peut dire que les travaux sur la fertilisation, le travail du sol,
l’irrigation, la gestion des adventices par exemple, ont fortement diffusé vers les partenaires de la R&D. Dans les
dernières années des questions comme le traitement des effluents, la remédiation des sols et la valorisation de la
biomasse se sont bien inscrites dans ces partenariats. Pour renforcer son action dans ce domaine et mieux
structurer ces partenariats, le département s’est fortement impliqué dans les dispositifs UMT et RMT mis en
place à l’initiative du Ministère chargé de l’agriculture, pour favoriser les liens entre la recherche, l’enseignement
et les acteurs du développement agricole (instituts et centres techniques, chambres d’agriculture). Le
département est impliqué dans 4 UMT et 11 RMT (Chapitre 2.2.5) avec en moyenne 3 ETP dans une UMT, 0,5 à
10 ETP pour les RMT, ce qui traduit un engagement fort en termes de partenariat. Ces dispositifs couvrent
globalement tous les enjeux du département. Sur certains thèmes, le département est intervenu de manière
proactive pour soutenir leur création, en particulier pour la création de l’UMT Capteurs et Télédétection qui
avait été identifiée comme une priorité dans le schéma stratégique. Dans d’autres cas, il a soutenu l’initiative des
[101]
porteurs, par exemple, pour le RMT Fertilisation et Environnement. Il a aussi été à l’origine de groupes de
réflexion sur certains thèmes avec les partenaires, comme le travail du sol avec l’institut technique ARVALIS,
qui a ensuite été intégré dans le RMT Sols et Territoires. Ces dispositifs ont largement permis de substituer aux
interactions ponctuelles plus ou moins diffuses qui prévalaient auparavant entre les acteurs, des coopérations
pluriannuelles structurées et fructueuses, tant en termes de production de résultats, qu’en termes de transfert et
d’appropriation de ces résultats (voir Zoom sur les UMT et RMT Chapitre 2.2.5).
Les Unités du département se sont également largement emparées du dispositif Casdar (Compte d’affectation
spéciale pour le développement agricole et rural), créé en 2006, qui soutient différents projets à l’interface entre
la recherche et le développement. De nombreux projets ont été conduits depuis 2008 avec les partenaires
agricoles sur les deux appels à projets « Recherche appliquée et innovation en agriculture » et « Développement
et transfert en agriculture ».
En raison de leur vocation stratégique, le département EA a également renforcé les liens avec les Groupements
d’Intérêt Scientifiques (GIS) mis en place entre l’Inra et différentes filières, notamment le GIS Grandes Cultures
à Haute Performance Economique et Environnementale (GIS GCHP2E). Il a ainsi contribué à la mise en place
de groupes de travail avec les partenaires des grandes cultures sur un certain nombre de thèmes prioritaires
identifiés dans le schéma stratégique : travail du sol, évaluation multicritères, gestion durable des adventices,
innovation variétale, cascade de l’azote. Ces groupes de travail ont organisé différents séminaires et soutenu le
montage de projet soumis au Casdar ou à l’ANR.
Le département a également poursuivi son engagement dans l’Agro-transfert Ressource et Territoire, structure
d’interface entre acteurs de la R&D et acteurs du transfert au niveau de la région Picardie, qui a démontré son
intérêt et sa complémentarité avec les UMT et les RMT en raison de sa vocation territoriale.
Enfin, le département est présent dans différentes instances de ces partenaires agricoles : conseils scientifiques
de certains instituts techniques, comité d’orientation de l’ACTA (Réseau des instituts des filières animales et
végétales), CTPS (Comité Technique Permanent de la Sélection des plantes cultivées).
Soutien du département aux unités pour le développement d’une stratégie de partenariat
L’évolution du mode de financement de la recherche conduit les unités de recherche à répondre à de multiples
appels d’offres mais ce partenariat manque souvent d’organisation et de vision prospective malgré les différents
dispositifs qui le structurent. Le département EA a élaboré des propositions pour aider les unités à construire
une stratégie dans ce domaine au travers de la réalisation d’Analyses Stratégiques de Partenariat. Cette méthode
permet de définir collectivement, avec l’appui d’un médiateur, les priorités de partenariat de l’unité en lien avec
son projet scientifique. Trois unités se sont portées candidates (UMR Agronomie, UMR System, UMR
Agroécologie). Le département EA les a accompagnées dans cette analyse et en a dressé le bilan devant
l’ensemble des unités du département. Cette méthode de construction d’une vision partagée du partenariat au
sein de l’unité nécessite un suivi et un accompagnement ultérieur du directeur d’unité pour mener à bien les
actions identifiées lors de l’analyse et faire le lien avec la politique de partenariat du département EA.
[102]
4
Indicateurs de performance
4.1. Indicateurs de production scientifique des unités et auto-analyse
4.1.1. Corpus d’étude et méthode
4.1.2. Indicateurs de la production
4.1.3. Indicateurs de visibilité
4.1.4. Indicateurs sur les collaborations
4.1.5. Analyse thématique de la production
4.2. Analyse de l’activité contractuelle des unités
4.2.1. Les projets ANR
4.2.2. Les projets du programme national Investissements d’avenir
4.2.3. Les projets du 7e PCRD
4.2.4. Stratégie du département pour soutenir l’activité contractuelle des unités
4.3. Analyse de l’évaluation des unités
Introduction
De par le caractère finalisé des travaux conduits par l’Institut, et notamment au sein du département EA,
plusieurs critères sont à analyser pour évaluer les activités du département EA. Ces critères ont été proposés par
un groupe de réflexion inter-établissements (groupe EREFIN, Evaluation de la recherche finalisée). Au-delà de
la quantification de la production académique, ces critères visent à rendre compte des interactions complexes au
sein de la sphère scientifique et avec la société. Ils tiennent compte du groupe social qui interagit avec la
structure de re cherche à évaluer et reflètent notamment la production de connaissances, la mise en réseau, la
communication et le transfert de connaissances. Le tableau 4.1 présente les critères EREFIN pour le
département. Il apparaît que le département conduit des activités avec ou pour tous les interlocuteurs de la
recherche, avec une prédominance des activités de production reliées aux acteurs académiques (recherche et
enseignement) mais aussi une grande importance des activités qui sont reliées aux acteurs so cio-économiques et
aux pouvoirs publics.
Nous proposons une analyse plus détaillée des performances du département fondée sur :
1.
2.
3.
la production de connaissances, principalement au travers des publications dans des revues à comités de
lecture internationaux ;
les contrats de recherche dans lesquels s’inscrivent la plupart de nos activités scientifiques ;
les évaluations des unités (unités de recherche, unités de service et expérimentales).
[105]
Count
Count
Detailed informations, if any
2008-2012 2003-2006
Outputs and results
A. Activities with academic actors
2106
1334
216
30 (12)
1487
877
146
27 (10)
International networks with EA scientists involved in the coordination
4
0
GRA, GSM, AgMIP, Wheat Initiative
National networks with EA scientists involved in the coordination
2
1
Organic matter (Cnrs), Farming system (Cirads)
French scientific societies with EA scientists involved in the coordination
6
NA
AFES, AFA, SFIS, RFBG, SEFA, ARET
23
NA
ESA, ISTRO, EGU, EGF, ISHS, OILB, IFS, EPSO, EAS, RSS,
IAUC, URSI, CFCS, ICLGG, FSPM, DBG, SETAC
AGU, AMS, IWA, IFAC, IUSS, IAHS
Organisation of international congresses and workshops
25
NA
Erasmus Mundus or international co-habilitation Ph D
82
NA
2 Erasmus
Participation in scientific boards of international journals
57
NA
Agronomy for Sustainable Developments, European
Journal of Soil Science, Journal of Experimental Botany,
Nutrient Cycling in Agroecosystems, Plan Cell &
Environment, Plant Root, Plant Physiology, etc.
Participation in scientific boards of international programmes
18
NA
Large instruments available to the scientific community
4
0
Phenome, ANAEEs, ICOS, CRITEX
Platforms for databases and models
7
4
Agrosyst, Donesol, Climatik
RECORD, Sol Virtuel, OpenAlea, Means
258
24
16
6 + 28
294
NA
10
2 + 20
5
49
4 (20)
11
6
12
3
9
Peer-reviewed publications
Peer-reviewed publications with high impact factor
Book chapters
European FP7 projects (coordinated by EA scientists)
Producing
knowledge
Organizing
communities
International societies with EA scientists involved in the coordination
Developing
infrastructures
Producing
knowledge
Organizing
partnership
B. Activities with socioeconomic actors
Papers in professional journals
Decision supports
Trademarks
Patents and licences related to patents
Firms created by EA scientists
PhD thesis with stakeholders (e.g. Cifre contracts)
UMT (EA scientists involved)
RMT
Expertise
Expert missions and studies for partners and clients
30
NA
Organizing
partnership
C. Activities with policy markers
Participation of EA scientists in strategic or scientific boards with public
partners
Coordination of expertise and studies
21
NA
6
NA
Participation to advisory committees
119
NA
E-learning
55
1
70
0
Master coordinated by EA scientists
Modules produced by EA scientists
2
40
NA
NA
Organization of schools for scientists or technicians
21
NA
4
78
NA
NA
Expertise
D. Activities with students, higher education
Scientists with habilitation (HDR)
MASC, OPENFLUID, QUALITREE, TERRIT-EAU, MHYDAS…
AZOFERT, INDIGO, JUBIL, …
Microhumus, Envolure, Forest Future, Bioentech, Scheme
MAFOR, N20, Agriculture & Biodiversity
GHG, Nitrates, Ecophyto R&D
Module UVAE
E. Activities with citizens
Books
Papers and interviews
Tableau 4.1. Principaux critères décrivant l’activité du département selon la grille EREFIN (NA : Not available)
[106]
4.1. Indicateurs de production et autoanalyse
L’analyse faite dans cette partie est fondée principalement sur la production d’articles scientifique à caractère
académique et non académique par les unités rattachées au département.
4.1.1. CORPUS D’ÉTUDE ET MÉTHODE
Sont co nsidérés comme relevant de la production académique, les articles publiés dans des revues à comité de
lecture (ACL) national ou international. Dans le Web of Science (WoS), on prend en compte les documents de
type ‘Article, Review, Proceedings Paper, Letter’.
Lors de l’analyse de la production académique, deux corpus de données sont présentés :
− Un corpus cœur qui correspond au marquage des ACL des titulaires Inra EA (chercheurs, ingé nieurs et
agents de catégories B et C). L’essentiel des analyses sont effectuées sur ce corpus de données.
− Un corpus élargi qui correspond aux ACL relevant des équipes des unités rattachées au département
EA s’inscrivant dans le schéma stratégique du département quelle que soit la tutelle des auteurs
(titulaires Inra EA et d’autres départements, chercheurs et enseignants-chercheurs des autres établissements
que l’Inra).
La production non académique considérée dans cette analyse comprend les arti cles publiés dans des revues sans
comité de lecture généralement à vocation de transfert, les ouvrages, les chapitres d’ouvrages et les brevets. Ces
données ont été colle ctées dans la base des productions de l’Inra, alimentée par les unités, Prodinra. Les chiffres
présentés ici correspondent à une extraction de la base réalisée le 28/02/2014 pour la période 2008-2012.
La méthode de comptage utilisée est celle du compte de présence : une entité ( i.e. unité, institution, pays, champ
thématique, enjeu) est comptée une fois dans un article même si elle est représentée plusieurs fois dans cet article.
4.1.2. INDICATEURS DE LA PRODUCTION
Bilan de la production académique et non académique
Le corpus cœur représente 2106 ACL pour la période 2008-2012 (soit en moyenne 421 ACL par an), dont 6 % de
review et 95 % présents dans le WoS. Le corpus élargi représente 3673 ACL (en moyenne 735 ACL par an) dont
8 % de review. La forte progression du corpus é largi en 2012 est liée notamment à la création en 2012 de très
grandes unités incluant de nouveaux partenaires.
1000
881
900
800
700
707
685
728
672
Nb. of PRA Enlarged Corpus
600
500
429
433
400
383
404
457
Nb. of Reviews Enlarged Corpus
300
Nb. of Reviews Core Corpus
200
100
0
Nb. of PRA Core Corpus
27 17
2008
41 26
2009
50 26
2010
32 19
2011
51 23
2012
Figure 4.1. Production académique des unités du département EA pour la période 2008-2012
[107]
La production d’ACL du département EA (corpus cœur) représente 12 % de la production de l’Inra, un
pourcentage équivalent à la part du département dans l’effectif de l’Inra.
L’analyse du corpus non académique (articles de transfert, chapitres d'ouvrage…) permet d’identifier d’autres
formes de diffusion de nos résultats.
−
Sur la période 2008-2012, les chercheurs du département ont publié 57 ouvrages et 216 chapitres
d’ouvrage. Cette forme de valorisation est un complément important et significatif à la publi cation
dans des revues ACL.
− La publication de 339 articles dans des revues sans comités
de lecture correspond à une valorisation plus finalisée des
recherches dans un ob jectif de transfert vers un pub lic non
académique. Cette production, qui équivaut à 16 % de la
production dans des revues ACL, marque bien
l’investissement des chercheurs et ingénieurs du
département dans une diffusion de leurs résultats vers un
large public, signe de son implication dans un partenariat
très soutenu, en particulier avec la sphère agricole.
− Sur la période 2008-2012, 5 brevets ont été déposés.
Figure 4.2. Production non académique des unités
La liste des productions est détaillée dans l’annexe 4.
du département pour la période 2008-2012
Bilan de la productivité académique par catégorie de chercheur EA
Le nombre de publications ramené à l’effectif de chercheurs Inra EA permanents (directeurs de recherche et
chargés de recherche), indique un taux moyen annuel de pub lication d’ACL de 2,2 (2,3 par ETP) alors qu’il était
de 1,21 et 1,37 par ETP respectivement pour les périodes 1998-2001 et 2003- 2006. La prise en compte des
ingénieurs Inra EA permanents dans l’effe ctif total do nne un taux moyen de publication d’ACL par an de 1,2
(1,3 par ETP). Cependant on observe une assez grande disparité selon le type de chercheurs :
−
−
−
Les jeunes recrutés pub lient moins que la moyenne du département, ce qui est normal puisqu’ils sont à
une période de construction et de mise en œuvre de leur programme de recherche ;
En revanche, de manière plus surprenante, les CR1, à un stade de la carrière encore très centré sur la
production de connaissances, ont un taux de pub lication relativement faible, alors que les CR1 passant
DR2 dans la période publient deux fois plus. Ce constat prévalait déjà lors de la précédente évaluation,
interrogeant sur la difficulté à valoriser les résultats pour une part importante des chercheurs ;
Les directeurs de recherche constituent la population ayant l’activité de publication la plus élevée, ce
qui est cohérent avec la part importante des co-signatures liées à leur activité d’encadrement,
d’animation de collectifs de recherche, de coordination.
Figure 4.3. Nombre moyen d’ACL par an et nombre moyen d’ACL par chercheur et par an pour les différents grades
(les catégories doubles indiquent un changement de grade au cours de la période 2008-2012).
[108]
Le nombre moyen d’articles repérés sur la période 2008-2012 pour des doctorants ayant soutenu entre 2008 et
2012 est de 2,1 ACL/doctorant. Cette valeur n’indique cependant pas le nombre moyen d’articles effectivement
produits pour chaque thèse. En effet l’ensemble de la production scientifique d’un travail de thèse n’est pas
abouti au moment de la soutenance et des articles sont publiés après la soutenance. Ainsi les thèses soutenues en
2012 (c’est-à-dire il y a environ 2 ans) n’ont produit que 1,1 article en moyenne, alors que ce nombre semble se
stabiliser à plus de 2,5 ACL/doctorant 5 ans après la soutenance.
Figure 4.4. Evolution du nombre moyen d’ACL/doctorant repérés sur la période 2008-2012
Indicateurs sur les supports de publication
Les supports de publi cation se sont diversifiés entre les périodes 2003-2006 et 2008-2012, passant de 364 titres à
470. L’essor des publications en Open Access se reflète avec des publications nombreuses dans des revues telles
que Biogeosciences créée en 2004 et PlosOne créée en 2006 (respectivement 38 et 18 articles pour 2008-2012).
Si pour la période 2008-2012 l’investissement de publication dans les catégories thématiques « historiques » du
département EA demeure (agronomie, science du sol, é cophysiologie), on note un investissement croissant dans
de nouveaux supports de publication dans les domaines des sciences de l’environnement, de l’écologie, de
l’ingénierie, conformément aux ambitions stratégiques du département. La part de certaines revues parmi celles
publiant le plus d’arti cles issus du département EA augmente notablement : revues traitant des interactions
entre processus biologiques, chimiques ou physiques, et plus généralement des interactions entre agrosystème et
environnement (Biogeosciences, Geoderma, Agriculture Ecosystems & Environment, Agri cultural and Forest
Meteorology) ; revues à dominante technolo gique (Bioresource Technology, Water Research) ; revues de
modélisation en agriculture et écologie (Ecological Modelling, Computers and Electronics in Agriculture,
Environment Modelling and Software). Ces évolutions sont un indicateur positif des évolutions des recherches
conduites dans le département vers des approches plus interdisciplinaires, sur de nouveaux objets, ave c un
ancrage fort sur de la modélisation.
Web of Sciences Categories
Environmental Sciences
Agronomy
Soil Science
Plant Sciences
Ecology
Water Resources
Geosciences, Multidisciplinary
Agriculture, Multidisciplinary
Engineering, Environmental
Biotechnology & Applied microbiology
Forestry
Horticulture
Meteorology & Atmospheric Sciences
Microbiology
Remote Sensing
2003-2006
52
65
68
62
16
31
21
15
10
9
17
14
15
14
12
2008-2012
76
68
67
62
37
33
25
25
23
20
18
16
15
14
14
Evolution in %
+ 46
+5
-1
0
+ 131
+6
+ 19
+ 67
+ 130
+ 122
+6
+14
0
0
+ 17
Tableau 4.2. Comparaison du nombre moyen d’ACL par an dans les 15 premières catégories thématiques duWeb of Science
entre les deux périodes évaluées (+7 % entre les deux périodes)
[109]
Figure 4.5. Comparaison du nombre moyen d’ACL selon les titres des revues entre 2003-2006 et 2008-2012,
pour les revues ayant un nombre d'ACL supérieur ou égal à 10 dans la période 2008-2012
4.1.3. INDICATEURS DE VISIBILITE (corpus cœur)
Notoriété des revues
Le département EA couvre une large palette de disciplines. Le seul facteur d’impact (FI) ne permet pas de
positionner les revues les unes par rapport aux autres du fait de variations parfois importantes entre disciplines.
Les facteurs d’impact sont do nc comparés au sein d’une même catégorie thématique du Journal Citation Report
(JCR de Thomson Reuters), grâce à une distribution du facteur d’impact en quartiles1, : valeurs de FI extrêmes
supérieures (notoriété dite exceptionnelle), 1er quartile (notoriété dite excellente), 2 ème quartile, 3ème quartile, 4 ème
quartile.
Pour plus de détails voir : Magri, M.-H. and Solari, A. 1996. The SCI journal citation reports: a potential tool for studying journals?
Scientometrics 35: 93–117.
1
[110]
Entre les périodes 2003-2006 et 2008- 2012, o n constate une augmentation d’environ 10 % des publications dans
des revues ayant une notoriété Exceptionnelle ou Exce llente et de manière générale une amélioration de la
qualité des supports de publication.
0%
2003-2006
2008-2012
13 %
15 %
20%
40%
46 %
3rd Quartile
54 %
100%
2nd Quartile
Excellent Ranking
60%
80%
4th Quartile
23 %
15 %
3%
19 %
Exceptional Ranking
8%
3%
Figure 4.6. Comparaison de la notoriété des revues des ACL du département EA de 2003-2006 à 2008-2012
(Données JCR Thomson Reuters – Traitement Inra Crebi Noria février 2014)
Top de citations
La base des Essential Science Indicators (ESI) 2 permet de tracer l’impact de citations des articles du département
EA. 75 % des articles du corpus sont présents dans cette base et se répartissent dans les tops de citations de
0.10% à 50.00% des arti cles les plus cités par domaine disciplinaire. Environ 18% font partie des tops de 0.10% à
10.00%. Une analyse détaillée des 10 articles les plus cités, montre que trois des quatre CT du département sont
représentés, le plus souvent avec des articles de synthèse dans les domaines disciplinaires Environment/Ecology,
Agricultural Sciences et Geosciences et Engineering (Tableau 4.3).
Title
Source
Year
Life-Cycle Assessment of Biodiesel Production from Microalgae
ENVIRONMENTAL SCIENCE &
TECHNOLOGY
BIOTECHNOLOGY ADVANCES
2009
251
LBE Montpellier
2009
184
LBE Montpellier
PROCEEDINGS OF THE IEEE
2010
159
EPHYSE Bordeaux
PLANT AND SOIL
2009
130
Eco&Sols Montpellier
Carbon flow in the rhizosphere: carbon trading at the soil-root interface
PLANT AND SOIL
2009
125
TCEM Bordeaux
Quantitative trait loci and crop performance under abiotic stress: Where
do we stand?
PROSPECT plus SAIL models: A review of use for vegetation
characterization
Atmospheric composition change: Ecosystems-Atmosphere interactions
PLANT PHYSIOLOGY
2008
117
LEPSE Montpellier
REMOTE SENSING OF
ENVIRONMENT
ATMOSPHERIC ENVIRONMENT
2009
110
EMMAH Avignon
2009
109
Relationship between N-cycling communities and ecosystem functioning
in a 50-year-old fertilization experiment
Plant host habitat and root exudates shape soil bacterial community
structure
ISME JOURNAL
2009
101
EGC Grignon SAS
Rennes
Agroécologie Dijon
ISME JOURNAL
2009
89
GSE Avignon
Anaerobic digestion of microalgae as a necessary step to make microalgal
biodiesel sustainable
The SMOS Mission: New Tool for Monitoring Key Elements of the Global
Water Cycle
Rhizosphere: biophysics, biogeochemistry and ecological relevance
Times Cited
EA research units
Tableau 4.3. Les 10 articles les plus cités
Sur le corpus des publications internationales des 10 dernières années indexées dans le WoS, par champ disciplinaire, Thomson Reuters
dans Essential Science Indicators (ESI) rapporte l'évolution des citations dans le temps et par champ disciplinaire. Ces tables indiquent le
nombre de citations qu’un article doit recevoir pour se trouver dans une des six tranches de citations appelées "Tops" : 0,01%, 0,1%, 1%, 10%,
20% et 50%. Centre de Ressources et d’Expertise en Bibliométrie (CREBI), Indicateurs d’évaluation des départements de l’INRA : document
méthodologique, 28 février 2008.
2
[111]
Qui cite les travaux du département ?
Afin d’avoir une vision représentative des citations d’un article, il est nécessaire de disposer d’un délai suffisant
entre la publi cation et l’analyse des citations. Pour la période 2003-2006, seules les citations des ACL 2003
avaient été analysées, permettant ainsi une analyse dans un délai de quatre ans après la publication. Pour
permettre la comparaison, seules les citations des ACL 2010 sont ici présentées. Le nombre moyen de citation
des ACL 2010 est de 11,72 en mars 2014 alors que celui des ACL 2003 était de 7,93 en septembre 2007 : les
articles de 2010 sont donc cités environ 1,5 fois plus dans un délai de quatre ans par rapport à ceux de 2003.
Cette augmentation du nombre de citations est associée à une évolution des pays citant nos travaux (Tableau
4.4). La part de l’Europe, déjà majoritaire lors de l’évaluation précédente ave c 44,6 %, est passée à presque 60 %,
en particulier grâce à l’Allemagne ( Max Planck Society 81 cit., Helmholtz-Gemeinschaft 37 cit.), l’Espagne
( Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC 81 cit.), l’Italie ( Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR 34
cit.), les Pays-Bas ( Wageningen University Research Center WUR 101 cit.), le Danemark ( Aarhus University 48
cit.) et l’Autriche ( University of Natural Resources and Life Sciences of Vienna 33 cit.). La seco nde évolution
marquante est l’émergence de la Chine en quatrième position des pays citant avec 11, 8% des citations (Chine
Academy of Sciences 139 cit.). L’Amérique du Nord et l’Australie restent stables.
La part des citations françaises a très légèrement diminué, mais reste d’environ 30 %.
Citing country
2003 ACL cited in 2007
FRANCE
USA
GERMANY
PEOPLES R CHINA
UNITED KINGDOM
SPAIN
AUSTRALIA
ITALY
CANADA
NETHERLANDS
BELGIUM
SWITZERLAND
DENMARK
BRAZIL
JAPAN
SWEDEN
AUSTRIA
INDIA
POLAND
FINLAND
31.7%
20.1%
8.2%
5.4%
9.2%
4.9%
6.7%
4.7%
3.7%
4.4%
3.7%
2.3%
1.7%
2.7%
3.4%
2.2%
0.9%
2.2%
1.4%
1.0%
2010 ACL cited in 2014
29.60%
17.90%
11.70%
11.30%
8.80%
7.70%
6.40%
6.20%
5.30%
5.10%
3.70%
3.10%
2.90%
2.70%
2.50%
2.50%
2.20%
1.90%
1.40%
1.40%
Tableau 4.4. Comparaison entre 2003 et 2010 des principaux pays qui citent les publications du département EA
4.1.4. INDICATEURS SUR LES COLLABORATIONS (corpus cœur)
Collaborations entre les unités du département
Pour la période 2008-2012, 363 ACL sont co-signés par au moins deux unités du département EA, ce qui
représente 17 % du corpus, la même part que pour la période 2003-2006. La cartographie des co-signatures
indique un réseau dense de collaborations entre les unités du département (Figure 4.7). Ainsi 39 des 42 unités
du département ont écrit au moins 1 article ave c une autre unité, la moyenne par unité étant d’environ 14
articles co-signés avec une autre unité. Respectivement 34 et 20 unités publient des articles co-signés avec 2 ou 3
unités. En revanche les articles co-signés par plus de 5 unités sont exceptionnels.
[112]
Figure 4.7. Cartographie des co-signatures entre unités - Gephi : Algorithme Fruchterman-Reingold (l’épaisseur des liens et
la grosseur des nœuds sont proportionnels au nombre de co-signatures.)
Collaborations avec d’autres départements de l’Inra
Les co-signatures avec un chercheur d’un autre département de recherche de l’Inra représentent 613 ACL, soit
29 % du corpus : cette donnée, en augmentation par rapport à la période précédente (17 %), révèle
l’investissement des équipes du département dans des recherches pluridisciplinaires. Les collaborations les plus
importantes se font en particulier avec les départements SPE, BAP, EFPA et SAD qui ont des thématiques de
recherche connexes de celles du département EA (Tableau 4.5). Les départements SPE et BAP ave c lesquels les
collaborations sont les plus importantes, correspondent à ceux pour lesquels la stratégie d’association en unités
pluri-départementale a été la plus marquée.
Inra research Division
SPE Plant Health and Environment
BAP Plant Biology and Breeding
EFPA Forest, Grassland and Freshwater Ecology
SAD Science for Action and Sustainable Development
MIA Applied Mathematics and Informatics
CEPIA Science and Process Engineering of Agricultural Products
MICA Microbiology and the Food Chain
PHASE Animal Physiology and Livestock Systems
Other Divisions (each <1%)
No .ACL
% of corpus
Reminder 2003-2006
213
143
111
69
68
37
27
26
23
10 %
7%
5%
3%
3%
2%
1%
1%
<1%
2,6 %
5,5 %
3,0 %
2,6 %
1,9 %
1,2 %
< 1%
< 1%
Tableau 4.5. Nombre de publications co-signées avec un autre département de recherche de l’Inra
Collaborations françaises
Les collaborations françaises, hors Inra, représentent 1133 AC L sur la période 2008-2012, soit 54 % de la
production académique qui est réalisée avec des partenaires non Inra. Les partenaires les plus importants sont
les universités (32 % des ACL) et les établissements d’enseignement supérieur agronomique (20 %). A elles
seules, les co-publi cations avec les universités et le CNRS représentent désormais 37 % du total de la production
du département, alors que cela ne représentait que 18 % pour la période précédente. Il s’agit là d’une réussite du
rapporchement du département avec les disciplines portées par les universités, en particulier grâce à la stratégie
[113]
d’association en UMR. Les autres partenaires majoritaires sont les organismes de recherche pro ches de l’Inra,
tels que le Cirad, l’IRD, mais aussi divers autres établissements publics comme l’Irstea, l’Inria, le CEA, le BRGM,
l’Ademe…
Collaborations internationales
Pour la période 2008-2012, 789 ACL sont co-signés avec un autre pays, ce qui représente un taux de
collaboration internationale de 37 %, sensiblement équivalent à celui observé pour la période précédemment
évaluée (39 % avec 580 ACL). L’Europe reste le premier partenaire de recherche pour le département EA, avec
en priorité l’Allemagne, le Royaume Uni, l’Italie, l’Espagne, les Pays bas et la Suisse (Figure 4.8). L’augmentation
des publications avec ces pays est de 62 %, alors que l’augmentation totale n’est que 36 %. Ceci témoigne de
l’effort consenti par les équipes de recherche pour développer leur stratégie européenne.
Figure 4.8. Représentation des co-publications du département EA pour la période 2008-2012 à l’échelle de l’Europe
A l’échelle mondiale, nos partenaires majeurs sont les Etats Unis, l’Australie et la Chine (Figure 4.9), ave c un
nombre de co-publications qui est resté stable par rapport à la période précédente. En revanche les publi cations
avec le Canada, le Brésil et surtout l’Inde ont connu une augmentation de l’ordre de 40 à 50 %. Avec les pays du
Maghreb, partenaires historiques du département, on observe une baisse de près de 50 % des co-publications.
Les principaux organismes européens partenaires du département sont, par ordre décroissant : le WUR (PaysBas), le NERC (Royaume Uni), l’Université Catholique de Louvain (Belgique), le Max Planck (Allemagne), qui
représentent à eux seuls plus de 20 % des publications avec des partenaires internationaux.
[114]
Figure 4.9. Représentation des co-publications du département EA pour la période 2008-2012 à l’échelle Monde
4.1.5. ANALYSE THÉMATIQUE DE LA PRODUCTION (corpus cœur)
Production par champ thématique
L’analyse des « wordle » établis sur les mots-clés des publi cations par champ thématique (Figure 4.10) illustre
bien l’ancrage thématique de chacun d’entre eux :
−
−
−
−
pour le CT1, les systèmes de culture et la protection intégrée des cultures,
pour le CT2, les processus de croissance et les conditions environnementales, étudiés tant sur des
cultures à valeur agronomique que sur des espèces modèle,
pour le CT3, les processus de biodégradation, les composantes physiques et biologiques du sol,
pour le CT4, la télédétection, l’eau et le sol, sur des cultures annuelles et pérennes.
Le mot clé « Modélisation » se révèle majeur pour les quatre champs thématiques, ce qui atteste que l’effort mis
sur l’activité de modélisation depuis plus d’une dizaine d’années se traduit ainsi par une réelle appropriation
dans toutes les disciplines.
Si cette analyse indique bien que la production scientifique de chacun des champs thématiques est au cœur des
disciplines qu’il représente, elle révèle aussi que peu de mots clés à caractère « englobant », touchant les grands
enjeux auxquels se trouve confrontée l’agri culture dans un environnement changeant, figurent parmi la
production par champ thématique.
Par ailleurs, les publications inter-champs thématiques sont restées à un niveau faible pour la période 20082012, avec seulement 9% du corpus comportant au moins deux champs thématiques.
Cette difficulté à s’afficher sur de grands enjeux autour desquels les différentes disciplines portées par le
département viendraient s’agréger, a conduit le département à structurer son animation scientifique autour de
quatre enjeux structurants (voir Chapitre 3).
[115]
CT1. Agronomie systémique et ingénierie agroécologique
CT2. Ecophysiologie végétale
CT3. Biogéochimie, physique et écologie des sols
CT4. Physique et écologie des paysages
Figure 4.10. Représentations des mots-clés auteurs des ACL EA par champs thématiques - Tagxedo
[116]
ES1. Adaptation des cultures aux nouveaux
contextes agricoles
ES2. Intensification écologique
ES3. Gestion, protection et restauration des milieux
ES4. Bouclage des cycles N et P, et stockage du carbone
Figure 4.11. Représentations des mots-clés auteurs des ACL EA par enjeux structurants - Tagxedo
[117]
Production d’articles par enjeu structurant (2011-2012)
Depuis 2010 le schéma stratégique du département comporte quatre enjeux structurants pour mieux structurer
l’animation scientifique. Leur mise en place étant récente, il est encore difficile d’analyser les résultats de cette
nouvelle structuration scientifique au regard des objectifs fixés. Cependant nous avons analysé les « wordle » par
enjeu structurant des mots-clés des publications de 2011 et 2012 (Figure 4.11) afin d’identifier de nouvelles
tendances.
Si la modélisation trouve toujours sa place au cœur de la production, des mots-clés portant sur des sujets
importants apparaissent ici de manière significative : changement climatique, contamination, gaz à effet de
serre. L’analyse de chacun des enjeux indique les faits suivants :
−
−
−
−
Pour l’enjeu structurant 1 « Adaptation des cultures aux nouveaux co ntextes agricoles », outre le mot
clé fort du changement climatique, une place importante est donnée à l’analyse du cycle de vie. Par
ailleurs on retrouve ici des mots-clés présents essentiellement dans le CT1 (système de culture) et le
CT2 (croissance, co ntraintes environnementales dont température et eau). Le blé reste la principale
culture étudiée (écophysiologie, conduite de culture) et le facteur azote reste central dans les travaux
(fertilisation azotée, réponse à la carence, évaluation des pertes).
Pour l’enjeu structurant 2 « Intensification éco logique », les interactions biotiques, en particulier les
symbioses rhizobienne et mycorhizienne, la fixation symbiotique, sont au cœur de l’ES2, et co ncernent
conjointement les CT2 et CT3. Les systèmes de culture et la protection intégrée des cultures, centrales
dans le CT1, sont aussi fortement présents dans cet enjeu structurant. Enfin, la prairie, système sur
lequel les approches écologiques ont été fortement développées de longue date, s’avère être un support
de recherche dans le domaine de l’intensification écologique.
Pour l’enjeu structurant 3 « Gestion, prote ction et restauration des milieux », le sol trouve une place
importante avec des questions de pollution et de biodégradation, et on voit apparaître le mot-clé
« usage des sols ». On y trouve essentiellement des mots-clés des CT3 et 4.
Pour l’enjeu structurant 4 « Bouclage des cycles N et P, et stockage du carbone », les mots-clés des
cycles de l’azote et du phosphore apparaissent très nettement (nitrate, nitrogen, nitrous oxide,
greenhouse gas, phosphorus, decomposition). Comme pour l’ES3, ce sont essentiellement des motsclés des CT3 et 4 que l’on retrouve ici.
L’apparition de ces nouveaux mots-clés nous semble témoigner de la valeur ajoutée de cette nouvelle forme
d’animation transversale que sont les enjeux structurants, qui mobilisent plus nos travaux sur de grands enjeux
environnementaux et sociétaux.
Quelle utilisation des outils collectifs dans la production (2011-2012, Corpus coeur) ?
Dans le schéma stratégique l’accent a été mis sur la structuration des outi ls co llectifs mis à disposition des
recherches. Une analyse sur le corpus 2011-2012 permet de donner une première vision du recours que font les
unités de recherche aux outi ls co llectifs soutenus par le département. Ainsi 28 % des ACL de 2011-2012
signalent l’utilisation d’outils collectifs, en particulier les essais longue durée et les SOERE qui représentent plus
de 50 % de cette utilisation (Tableau 4.6). Ces données soulignent l’importance du dispositif expérimental
structuré porté par l’Inra (voir Zoom sur le SOERE ACBB).
Collective tools
Long-term experimental facilities
SOERE/ORE
Other experiments in INRA UE
Other
Phenotyping platform
LAS/USRAVE
ICOS
CIRAD experimental facilities
2011
38
32
22
17
16
5
1
2
2012
25
28
17
13
12
7
5
1
Total
63
60
39
30
28
12
6
3
Tableau 4.6. Nombre de publications mentionnant les outils collectifs portés par le département
[118]
Pour l’heure, seuls 15 % et 5 % des ACL de 2011-2012 signalent l’utilisation respectivement de bases de données
et de plateformes de modélisation. Ces valeurs sont encore faibles, résultat de leur récente mise en place, mais
leur évolution, si elle s’avère positive, sera un indicateur probant de la stratégie de mutualisation mise en place
depuis le milieu des années 2000.
ZOOM sur …
Le SOERE ACBB
et son utilisation par la communauté scientifique nationale et internationale
Le SOERE ACBB a été conçu pour analyser à pas de temps long (> 20 ans) les effets des modes
d’occupation du sol et des pratiques anthropiques qui leur sont liées sur le fonctionnement
biogéochimique des agroécosystèmes, les interactions avec la biodiversité et les impacts qui en
découlent sur les flux environnementaux vers l’atmosphère et l’hydrosphère. Il est devenu un outil
important pour les programmes de recherche nationaux (ANR, Ademe), européens et internationaux (GRA, NEON) et une composante des
grandes infrastructures de recherche en environnement tels que AnaEE-France et ICOS.
Dès 2007 les premières données issues du SOERE ACBB ont été publiées dans des revues internationales. Sur la période 2008-2012, 33 ACL ont
été publiés. Près de 60 % de ces publications proviennent de trois départements de l’Inra, majoritairement EA et E FPA, au travers d’une dizaine
d’unités de recherche. La contribution autre que l’Inra s’élève à 42 % avec une perspective d’augmentation pour les années à venir du fait de la
mise à disposition des données et de l’implication du dispositif ACBB dans les programmes et les réseaux internationaux. Les partenaires
nationaux hors Inra sont le CNRS, le CEA, des universités… Les partenaires étrangers sont aussi diversifiés : Max Planck Inst Jena, VTI
Braunschweig, TUM Munich, Univ Aberdeen, Univ Edinburg, UCD Irlande, ETH Zurich, ALTERA Wageningen, Univ. Milano, CSIC, Séville…
Les domaines disciplinaires sont très vastes, de l’analyse des processus à l’étude des cycles à des échelles globales. Quelques exemples de revues
dans les différentes catégories du WoS : soil science (Geoderma, Soil biology & Biochemistry…) ; agriculture (Agricultural Ecosystems &
Environment...), ecology (PlosOne, Basic Applied Ecology…), geoscience (Biogeosciences, Nature Geoscience…), environmental science (G lobal
Change Biology, Global Biogeochemical Cycle…).
Le pari initial du SOERE ACBB qui était non seulement de mettre en place des dispositifs expérimentaux de grande qualité sur le long terme, mais
aussi et surtout d’organiser une animation scientifique féconde autour de ces dispositifs, semble gagné.
4.2. Analyse de l’activité contractuelle des unités
L’activité contractuelle globale des unités est en nette augmentation. Comme indiqué dans le chapitre 2.1.3., les
ressources contractue lles des unités sous tutelle EA ont augmenté de plus de 50 % durant la période 2008-2012
pour atteindre près de 20 millions d’euros en 2012, dépassant ainsi largement les dotations de fonctionnement
provenant de l’Inra (environ 6 millions d’euros). Ces ressources ont des origines diverses (Figure 2.11),
traduisant les multiples formes de partenariat des unités avec le monde de la recherche, le monde économique,
les pouvoirs publics… et leur insertion régionale. Nous avons analysé plus particulièrement les contrats financés
par l’ANR (25 % des ressources contractuelles), par le programme national Investissements d’avenir (en
émergence) et par le 7e programme cadre européen (17 % des ressources contractuelles).
4.2.1. LES PROJETS ANR (hors Investissements d’Avenir)
L’Agence Nationale de financement de la Recherche française (ANR), organise chaque année divers appels à
proposition de recherche compétitifs sur des grands pro grammes, soit thématiques (changement global,
biodiversité…), soit sans priorité définie (programmes dits « blancs »). Un montant équivalent a été alloué ces
dernières années aux deux types d’appel d’offres. Chaque programme thématique nous concernant finance une
dizaine de projets par an d’un montant global par projet d’environ 500 000 euros (hors salaires des personnels
permanents).
[119]
Il y a eu en moyenne cinq nouveaux projets obtenus chaque année coordonnés par des chercheurs du
département EA sur la période 2008-2012. Ces projets sont d’une durée de trois années en général, ce qui fait
que chaque année une quinzaine de projets portés par des chercheurs EA contribuent au budget des unités du
département (Tableau 4.7). Si on totalise l’ensemble des projets obtenus par des unités sous tutelle du
département EA, ce sont près de 200 projets ANR (dont 75 nouveaux projets) qui ont contribué au budget des
unités du département EA sur la période 2008- 2012, pour un budget moyen de près de 100 000 euros par pro jet
pour les unités du département. Les chercheurs du département EA sont porteurs de 30 % des projets
coordonnés par leurs unités d’affectation, ce qui est en cohérence avec notre effectif moyen de chercheurs dans
les unités.
Nouveaux projets coordonnés par des chercheurs du
département EA
Nouveaux projets coordonnés par un chercheur d’une unité
sous tutelle EA
Total
23
2008
9
2009
4
2010
1
2011
4
2012
5
75
28
19
14
12
2
Tableau 4.7. Nombre de projets financés par l’ANR coordonnés par un chercheur du département ou par un chercheur
d’une unité sous tutelle du département EA
Amount of ANR grants obtained by unit (k€)
1 000
900
800
700
600
500
400
300
UR
200
US
100
-
0
5
10
15
20
25
30
Category A staff EA by unit
Figure 4.12. Montant des crédits ANR obtenus par unité (hors Investissements d’Avenir) en fonction de leur effectif
(UR = unités de recherche ; US = unités de service)
Deux enseignements sont à tirer de l’analyse des ressources ANR obtenues par chaque unité du département :
−
−
toutes les unités ont participé à au moins un contrat ANR sur la période 2008-2012 (avec de très faibles
montants pour certaines unités). Le mo ntant obtenu par unité est très variable (Figure 4.12) et il est en
partie à relier à l’effectif. I l y aurait une analyse à conduire pour identifier plus finement les facteurs de
variations entre unités (thématique, présence de chercheurs seniors...).
les 23 projets ANR portés par des chercheurs EA sur la période 2008-2012 concernent 13 unités de
recherche soit seulement le tiers des unités de recherche du département. Il y a sans doute ici une
marge de progrès, qui nécessitera d’analyser le nombre total de projets déposés et acceptés par chaque
unité pour tous les appels d’offres.
Il y a une grande diversité de programmes ANR finançant les projets portés par des chercheurs EA sur la
période 2008-2012 (Figure 4.13). Ceci est à relier à la diversité des thématiques des unités sous tutelle du
département.
Les programmes relatifs à la durabilité de l’agriculture dans un contexte de changement global et inclus dans le
thème « Environnement et ressources biologiques » représentent plus d’un tiers des projets obtenus. Les
Recherches exploratoires et émergentes ( blue sky project) ne représentent que 6 %, alors que ceux-ci se voient
[120]
allouer 50 % du mo ntant global des fonds de l’ANR. Ainsi les unités favorisent des projets dans le cadre d’appels
d’offres thématiques qui correspondent mieux aux finalités de nos re cherches. A titre d’exemple, pour l’appe l
d’offres SYSTERRA (Ecosystèmes, territoires, ressources vivantes et agricultures, thème « Environnement et
ressources biologiques ») qui a représenté plus de 20 % des financements ANR obtenus par les unités du
département, les unités sous tutelle EA étaient présentes dans la moitié des 36 projets financés. Les chercheurs
du département étaient porteurs de 11 % de ces 36 projets.
6%
Environment & biological
resources
11%
Sustainable energy
12%
Cross-disciplinary programmes
71%
Exploratory & emerging
research
Figure 4.13. Thèmes des programmes ANR qui ont financé les projets obtenus par les chercheurs du département EA
(en % du nombre total de projets obtenus)
4.2.2. LES PROJETS DU PROGRAMME NATIONAL INVESTISSEMENTS
D’AVENIR (PIA)
Depuis 2011, l’AN R est l’opérateur du grand programme national d’investissement « Investissements d’Avenir »
(Investments for the future). Chaque projet des programmes LabEx (Laboratoire d’Excellence) ou EquipEx
(Equipement d’excellence) bénéficie de crédits d’environ 10 millions d’euros. Compte tenu de l’importance du
programme PIA, une coordination institutionnelle a été mise en place à l’Inra, asso ciant la direction gé nérale et
les départements afin de s’organiser au mieux pour soutenir les initiatives des chercheurs et pour répondre aux
priorités de l’institut.
Trois projets d’infrastructures majeures pour le département EA ont été financés :
1.
2.
3.
PHENOME, réseau national de plateforme de phénotypage végétal et qui est porté par un chercheur du
département EA,
ANAEE-S, réseau national de dispositifs d’expérimentation sur les écosystèmes associant aussi des
plateformes d‘analyses biologiques et des systèmes d’information (bases de données et modèles) et qui
est porté conjointement par un chercheur du CNRS et un chercheur du département EA. Il représente
la contribution française au projet d’infrastructure européen sur les écosystèmes ANAEE, qui est luimême porté par un chercheur du département EA et par le CNRS,
CRITEX, réseau national de bassins versants d’observation du cycle hydrologique en milieux plus ou
moins anthropisés et qui est porté par un chercheur du CNRS.
Ces trois projets s’inscrivent pleinement dans la priorité du schéma stratégique du département de
développement des outils d’observation et d’expérimentation sur les plantes et les écosystèmes. Des propositions
d’infrastructure sur les flux de gaz à effet de serre (en lien avec l’infrastructure européenne ICOS) ou en chimie
environnementale n’ont malheureusement pas été retenues et sont en recherche de financement.
Les chercheurs du département EA participent également aux pro jets de l’appel d’offres « Biotechnologies et
Bioressources » dont l’objectif est, par l'utilisation de technologies à haut débit, de réaliser des avancées
significatives dans la sélection végétale en lien avec les grands enjeux environnementaux (dont réduction des
pesticides, changement climatique). Ces projets portés par des chercheurs du département BAP asso cient des
[121]
compétences en génétique, écophysiologie et agronomie pour les principales cultures (blé, maïs, tournesol,
colza, pois, betterave, production de biomasse). Là encore, ces projets nous permettent de développer des
travaux sur la conception d’idéotypes adaptés aux changements en cours, au cœur des questions posées dans
l’enjeu structurant 1 ( cf. Chapitres 3.1 et 5.2).
Nom
Année
Acronyme
Organisme leader
(Unité EA coord.)
Unité(s) EA
concernée(s)
Thèmes
GSE
SAS, Bioemco, LISAH,
EMMAH
LEPSE, GDEC, Agroécologie,
EMMAH, AGIR, UE Auzeville,
UE Epoisses
EMMAH, AgroImpact, Infosol,
PESSAC, EGC, P3F
TCEM, EPHYSE, EGFV
Spectrométrie
Bassins versants
hydrologiques
Phénotypage végétal
EquipEx
2010
2011
ASTER-CEREGE
CRITEX
PRES Aix-Marseille
INSU Paris
Infra
structure
2011
PHENOME
INRA Montpellier
(LEPSE)
2011
ANAEE Services
INEE+INRA
2010
COTE
INRA Bordeaux
2010
AGRO
RTRA Montpellier
2010
2010
2010
2010
2011
CEMEB
RESSOURCES21
VOLTAIRE
TULIP
BASC
Université Montpellier
Université Nancy
Université Orléans
PRES Univ. Toulouse
Université Versailles
2011
OTMed
Université Aix-Marseille
EMMAH, LEPSE, LISAH,
SYSTEM, Eco&Sols, PSH
Eco&Sols, CEFE
LSE
URSOLS
AGIR
Agronomie, EGC, Pessac,
Bioemco
GSE
2010
AMAIZING
INRA Versailles
LEPSE
Maïs
2010
BREEDWHEAT
INRA Clermont
Blé
2010
BIORARE
Irstea
GDEC, EGC, EMMAH,
Agronomie
LBE
2010
IDEALG
Univ Europ. Bretagne
LBE
Algues
2011
SUNRISE
INRA Toulouse
AGIR
Tournesol
2011
RAPSODYN
INRA Rennes
EVA, EGC, Agronomie
Colza
2011
AKER
DS ENV Paris
IRHS
Betterave
2011
BFF-Biomass
INRA – IJPB Versailles
LBE, Agronomie
Biomasse énergie
2011
PEAMUST
INRA Dijon (Agroécologie)
Pois
2010
PIVERT
Univ. Technologique
Compiègne
UEFE, UE Epoisses,
Agronomie
AgroImpact, Agronomie,
EGC
LabEx
Biotech
IEED
Expérimentation écosystème
Ecosystèmes terrestres et
marins
Agronomie
Biodiversité
Ressources minérales
Environnement terrestre
Biologie végétale
Agroécologie - climatologie
Ecosystèmes méditerranéens
Procédés bio-électro-chimiques
Tableau 4.8. Bilan de la contribution du département EA au programme national Investissements d’avenir.
Les fiches descriptives de chaque projet sont disponibles en annexe 2.
Enfin, les unités Inra des sites de Montpellier, Bordeaux, Grignon-Versailles, Orléans et Nancy participent à des
clusters d’excellence. Ces clusters sont le plus souvent portés par les établissements d’enseignement supérieur
auxquels nous sommes associés dans les UMR. Les clusters sont très pluridisciplinaires (sciences de la terre,
écologie, agronomie, sciences humaines et sociales). Leur intérêt est double pour le département EA :
−
−
consolider l’insertion locale d’unités de petite taille (Nancy ou Orléans),
développer de nouvelles opportunités d’asso ciations pour conduire des recherches en agro-écologie
(Montpellier), sur plusieurs écosystèmes continentaux et à leurs interfaces (Bordeaux), en lien ave c
l’écologie et la climatologie (Saclay).
Il est encore trop tôt pour tirer un bilan de ces grands projets structurants.
[122]
4.2.3. LES PROJETS DU 7e PCRD
L’implication des chercheurs du département EA, à l’image de l’ensemble de l’Inra, est montée en puissance
dans le 7e PCRD par rapport au 6 e PCRD. Le taux de succès des projets impliquant une unité sous tutelle du
département EA est en moyenne est de 36,1 % (pour 63 projets déposés). Il est légèrement supérieur à celui de
l’Inra (31,5 %) et largement supérieur à celui estimé au niveau français (26,1 %) et européen (21,1 %). Pour les
projets déposés par un chercheur du département EA, le taux de succès est de 64,3 % (14 projets déposés), taux
supérieur à celui estimé au niveau de l’Inra (41,5 %). Ces bons taux de succès sont à mettre en relation avec la
forte mobilisation de l’Institut pour soutenir les chercheurs Inra s’impliquant dans des projets européens. L’Inra
a créé la filiale Inra Transfert, qui appuie les chercheurs Inra souhaitant monter un projet européen qui s’inscrit
dans les priorités de son département. De son côté le département cherche à accompagner le plus en amont
possible les chercheurs dans leurs initiatives de participation ou de montage d’un projet européen, en synergie
avec Inra Transfert. Le département s’implique dans les remontées de sujets d’intérêt pour les unités du
département, dans le repérage des sujets d’intérêt après publication des appels, dans l’identification des
chercheurs susceptibles de monter un projet dans un appel et dans l’accompagnement de ces chercheurs pour le
montage des projets (consortium, outils collectifs…). Inra Transfert prend ensuite le relais pour appuyer le
chercheur dans l’organisation et la rédaction du projet.
Pour les unités sous tutelle EA, ce sont 30 projets qui ont été soutenus sur la période 2008- 2012, do nt 12 o nt été
obtenus par des chercheurs du département EA (Tableau 4.9), tous appels d’offres confondus.
Nombre de projets coordonnés par un chercheur
du département EA
Nombre de projets impliquant une unité sous
tutelle du département EA (simple participation)
Total
KBBE
ENV
INFRA
PEOPLE
ESPACE
PME
LIFE
12
4
1
3
4
-
-
-
18
4
4
2
3
1
3
1
Tableau 4.9. Nombre de projets européens obtenus par appel d’offres sur la période 2008-2012
La majorité des projets portés par des chercheurs du département EA concernent l’appel d’offres KBBE, un seul
projet concerne l’appel d’offres ENV. Ces chiffres correspondent à ceux estimés au niveau de l’Institut : environ
50 % des projets déposés concernent l’appel d’offres KBBE et 7 % l’appel d’offres EN V (données 2011).
L’implication du département EA dans les appels d’offres Infrastructure est à noter au travers des projets
ExpeER et ANAEE. Enfin, un quart de ces projets concerne l’appel d’offres PEOPLE. Le nombre de projets
obtenus est resté stable par rapport à la période 2003-2006. La montée en puissance de l’AN R pourrait expliquer
que les chercheurs EA n’ont pas cherché à fortement développer leur implication dans des projets européens.
•
LOGISTEC
KBBE.2012.1.2-01 Development of new or improved logistics for lignocellulosic biomass harvest, storage and transport
•
CANTOGETHER
KBBE.2011.1.4-06 Towards land management of tomorrow - Innovative forms of mixed farming for optimized use of energy and nutrients
•
PURE
KBBE-2010-1-2-05 Integrated pest management in farming systems of major importance for Europe
•
DROPS
KBBE-2009-1-2-05 Water stress tolerance and water use efficiency in food crops
•
EcoFINDERS
ENV.2010.2.1.4.4 Increasing the understanding of the role of soil biodiversity in ecosystem functioning
•
ExpeER
INFRA-2010-1.1.17 Sites and experimental platforms for long-term ecosystem research
•
ANAEE
INFRA-2007-2.1-01 Design studies for research infrastructures in all S&T fields
•
ANAEE-PP
INFRA-2012-2.2.6. ANAEE - Infrastructure for Analysis and Experimentation on Ecosystems
Tableau 4.10. Les projets FP KBBE, ENV et INFRA portés par des chercheurs EA dans le 7e PCRD
L’ensemble des fiches descriptives des projets est rassemblé dans l’annexe 2.
[123]
4.2.4. STRATÉGIE DU DÉPARTEMENT POUR SOUTENIR L’ACTIVITÉ
CONTRACTUELLE DES UNITÉS
Compte tenu de l’importance pour les unités d’accéder aux ressources contractuelles proposées dans les appels
d’offres (environ 70 % du budget des unités), le département EA cherche à soutenir les unités par :
−
−
−
la coordination en amont, par le département, des idées de projets proposées par les unités en réponse à
certains appels d’offres nationaux d’importance pour le département : cette stratégie récemment mise
en place a porté ses fruits pour l’ANR-Agrobiosphère sur l’agroécologie, Ademe-Reacctif sur les
émissions de gaz à effet de serre ;
le soutien de certains projets dans le cadre de sa politique incitative « Paris Scientifiques », qui se sont
révélés être de bonnes bases pour construire des projets plus ambitieux soumis ensuite aux
métaprogrammes à l’ANR ou à Horizon 2020 avec des consortiums élargis,
l’accompagnement de la préparation de projets de recherche-développement concernant la gestion de
l’eau dans le cadre de la convention Inra-Onema, qui permettent d’améliorer la visibilité des travaux du
département sur la thématique Eau.
C’est une ligne d’action qu’il nous faudra maintenir, voire développer dans un contexte de restriction budgétaire
au niveau institutionnel. Cependant, le temps passé à la recherche de contrats de recherche est de plus en plus
important, sans qu’il soit possible d’identifier à partir de quand ce temps passé devient non productif. Il faudrait
parvenir à développer une stratégie de ciblage d’appels d’offres en fonction du projet que l’on souhaite
construire et no n pas chercher à répondre aux multiples appels d’offres pour des raisons budgétaires. Il y a sans
conteste une marge de progrès qui nécessite d’avoir une visibilité sur tous les appels d’offres et une réflexion
stratégique au niveau de chaque unité qui serait à construire avec l’appui du département.
4.3. Analyse de l’évaluation des unités
Comme indiqué dans le chapitre 2.2.2, l’agence nationale Aéres (Agence d’évaluation de la recherche et de
l’enseignement supérieur), autorité administrative indépendante, conduit tous les quatre ans l’évaluation des
unités de recherche quels que soient leurs établissements de rattachement. Les quatre critères évalués ( cf.
Chapitre 2.2.2) sont notés selon une grille A+, A, B et C pour chaque équipe et pour l’unité dans son ensemble.
Les unités de service et les unités expérimentales sont évaluées en interne à l’Inra selon une procédure similaire
mais avec des critères adaptés aux missions qui leur sont demandées, et sans notation.
Toutes les unités de recherche du département ont été évaluées sur la période de 2008 à 2012. Sur la base des
notes globales d’unité, les unités sous tutelle du département EA ont été bien évaluées, avec moins de 7 % de
note B et aucune note C (Figure 4.14) sachant que le pourcentage de notes B et C est de 25% à l’éche lle de l’Inra
et de la France dans le domaine des sciences de la vie, et de 15 % de notes A+. Ces résultats témoignent de la
qualité du dispositif de recherche du département (avec cependant un pourcentage d’unités notées A+ plus
faible au niveau du département EA que de l’Inra).
Sur le plan des quatre critères de notation, le point de vigilance concerne le rayonnement et l’attractivité des
unités (Figure 4.15). Cela est vrai aussi à l’échelle de l’Inra pour qui l’internationalisation est un obje ctif
prioritaire. L’accueil de chercheurs étrangers reste insuffisant. Notre implication active dans les programmes
européens (implication dans les programmes Agreenskills et 7 e PC RD) et dans les initiatives internationales
(GRA, Global Soil Map, AgMIP…) est un élément de notre stratégie pour développer l’attractivité
[124]
internationale des unités du département. Un effort particulier serait à engager pour mieux mobiliser les unités
sur des outils européens comme les bourses ERC ou Marie-Curie.
0
5
10
15
20
25
0
A+
Scientific production quality
A
National and international impact
B
Quality of the unit's management
C
Strategy and new project
5
10
15
20
25
30
A+
A
B
Figure 4.14. Note globale des unités
Figure 4.15. Notes d'appréciation selon 4 catégories pour les 30
unités de recherche évaluées par l'Aéres entre 2008 et 2012
Au-delà de la notation, l’évaluation des unités par l’Aéres est un élément dont la direction du département se
saisit pour conduire des évolutions du dispositif :
−
−
−
fusion d’unités en vue de constituer des collectifs moins fragiles, et/ou avec un projet scientifique
ambitieux et renouvelé :
 unité BAP-EA-SPE d’Agroécolo gie à Dijon (UMR Agroécologie, 250 permanents) résultant de la
fusion d’équipes travaillant sur la génétique et l’écophysiologie des légumineuses, la microbiologie
des sols, et la gestion intégrée des adventices,
 unité EA-EFPA d’écologie fonctionnelle des écosystèmes agricoles et forestiers à Bordeaux (UMR
ISPA, 100 permanents) résultant de la fusion d’équipes travaillant sur les cycles d’éléments
minéraux, de carbone et d’eau à l’échelle de la parcelle et du territoire,
 unité BAP- EA-SPE d’horticulture à Angers (UMR IRHS, 200 permanents) résultant d’équipes
travaillant sur la génétique, l’écophysiologie et la pathologie de plantes ornementales (rosier) et
d’arbres fruitiers,
 unité EA-SPE sur la santé des plantes à Sophia (UMR ISA, 150 permanents) résultant d’équipes
travaillant sur les mécanismes de défense des plantes et sur la santé des plantes sous serres.
changement de statut pour mettre en adéquation le potentiel humain et les missions de l’unité (passage
d’une UR en UE en Corse) ;
accompagnement suite aux re commandations du comité d’évaluation (Guade loupe) pour préciser les
lignes directrices du projet d’unité et identifier des moyens à mobiliser pour le réaliser.
Toutes les unités de service ont aussi été évaluées durant la période 2008-2012 ave c des co nséquences
importantes : (1) création d’une unité de recherche à partir d’une unité de service avec association au
département BAP autour d’un projet sur la biomasse énergie (AgroImpact, Laon-Mons), (2) rapprochement des
deux laboratoires d’analyses LAS et USRAVE pour créer une plateforme nationale Inra d’analyses physicochimiques des compartiment « sol » et « plante » des écosystèmes, (3) construction par Infosol du système
d’information sur les systèmes de culture du plan national Ecophyto en synergie avec les systèmes d’information
sur les données relatives aux sols et aux SOERE, (4) création d’un conseil des utilisateurs Inra et non Inra des
bases de données d’Agro clim pour réfléchir aux indi cateurs agro climatiques à élaborer et à mettre à disposition
de la communauté scientifique et des gestionnaires de l’agriculture et de l’environnement (en partenariat ave c
Météo-France).
Mise en place à partir de 2006 à l’initiative du département EA, l’évaluation des unités expérimentales vient
compléter le suivi annuel de ces unités via un Comité Scientifique d’Utilisation (CSU) qui accompagne chaque
[125]
unité dans ses choix d’expérimentation et d’investissement. Les unités expérimentales du département EA, le
plus souvent en cotutelle avec le département BAP, gèrent une large gamme de dispositifs expérimentaux et des
infrastructures expérimentales lourdes (parc de serres par exemple). Leur évaluation permet de faire le point sur
l’utilisation de ces dispositifs et de développer une stratégie pour renforcer leur spécificité. Sur la période 20082012, seule l’unité expérimentale de Toulouse-Auzeville a été évaluée. Cette évaluation nous a conduits à y
développer l’utilisation d’outils de l’agriculture de précision (GPS et SIG).
Au final, les pro cédures d’évaluation des unités sont maintenant bien inscrites dans le fo nctionnement des
unités et du département. Le département EA s’en est pleinement saisi pour faire évoluer et consolider
l’ensemble de son dispositif au travers de fusion d’unités, de modifications des missions, de changement de
statut. L’évaluation est donc un élément essentiel pour le pilotage du dispositif du département. Le département
s’appuie sur une politique de suivi des unités adaptée à chaque situation. Elle serait encore à renforcer pour
mieux accompagner les demandes des différentes catégories de personnes lors de réorganisations importantes
comme les fusions d’unités.
[126]
5
Questions spécifiques
1.
Contribution aux métaprogrammes
2.
3.
Productivité et tolérance au stress
Intégration des facteurs biotiques et abiotiques
4.
5.
6.
Etudes sur l’agronomie globale
Intégration de technologies nouvelles
Observation, expérimentation, modélisation et bases de données
7.
8.
Outils d’aide à la décision
Expertise, transfert et innovation
5.1. Contribution aux métaprogrammes
Division contribution to INRA’s metaprograms
(MP) and impact of these meta-programs on
division organisation and activity, especially in
the field of climate change adaptation (ACCAF
MP) & sustainable management of crop health
(SMaCH MP)
La politique d’animation du département est co nstruite
autour de quatre enjeux structurants qui visent à faire
travailler ensemble plusieurs communautés disciplinaires
et en mobilisant plusieurs champs thématiques, pour
répondre aux grands enjeux finalisés actuels. La mise en
place des métaprogrammes par l’Inra est une opportunité do nt le département s’est saisie pour traduire sa
politique d’animation sous forme de projets co llaboratifs entre équipes du département EA, et entre équipes du
département EA et celles d’autres départements de l’Inra. Le département EA est concerné par six des huit
métaprogrammes ( cf. encart page 10 et annexe 1.5) sachant que EcoServ et GloFoodS seront lancés en 2014).
Bilan de l’implication des équipes du département EA dans les MP
Les assemblées de directeurs d’unité, les séminaires des enjeux structurants et les journées d’animation des
réseaux scientifiques du département ont été des occasions pour sensibiliser les chercheurs, susciter et
coordonner certaines initiatives de projets suite aux appels d’offres des métaprogrammes Depuis le lancement
des métaprogrammes en 2011, les équipes du département se sont fortement impliquées.
[129]
−
−
Chaque métaprogramme est animé par une cellule de coordination composée d’une dizaine de
chercheurs. Dix chercheurs EA sont présents dans les cellules de cinq métaprogrammes : ACCAF,
SMaCH, MEM, GloFoodS et EcoServ.
Les métaprogrammes ACCAF, SMaCH, MEM et SelGen ont lancé environ un appel à proposition de
recherche par an, permettant de financer des projets de 2 à 3 ans, d’un montant de 50 à 200 000 euros et
mobilisant 5 à 20 chercheurs. Ils financent aussi des bourses de thèse. Au final, les équipes du
département se sont investies dans les différents appels à projet avec un bon succès. Elles participent à
la moitié des projets soutenus, et près d’un cinquième des projets sont portés par des chercheurs du
département (tableau ci-dessous). Elles bénéficient de la moitié des financements de thèses par les
métaprogrammes. Seules deux unités de recherche du département participent aujourd’hui à aucun
métaprogramme.
ACCAF
SMaCH
MEM
SelGen
Total
Nombre de projets financés par métaprogramme
24
21
17
18
80
Projets avec participation d’unités sous tutelle EA
16
13
5
7
51%
Projets portés par des unités sous tutelle EA
7
10
4
6
34%
Projets portés par chercheurs EA (voir tableaux ci-après)
7
5
1
1
18%
Budget total cumulé du métaprogramme (en k€)
1 551,6
411,2
1 642,0
582,3
4 187,1
% du budget accordé aux unités sous tutelle EA
44,1%
48,4%
32,2%
34,2%
38%
−
Chaque année, des profils de chercheurs et d’ingénieurs proposés par les unités sont réservés aux
métaprogrammes (30 % des postes pour les concours externes 2014). Un poste de chargé de recherche a
été retenu en concours externe 2012 sur le métaprogramme ACCAF pour l’unité EMMAH d’Avigno n
(sur la dynamique d’usage des sols) parmi 17 postes affectés aux métaprogrammes. Cette procédure
représente une opportunité pour répondre aux besoins de nouvelles compétences ou de renforcement
de compétences.
Projets ACCAF
•
•
•
•
•
•
•
AGMIP =Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project
APICC=Adaptation of PlurIspecific systems to Climate Change
CAQ40=Climate change and Quality of fruit, grain and seeds in the next 40 years: adaptation to high temperature and water stresses at
the end of crop cycle
PERPHECLIM=Perennial fruit crops and forest phenology evolution facing to climatic change - Database, Modelling and Observatory
network
VIGIE-MED=Impact of Climate Change at Regional scale and adaptation through the spatial distribution of Water resource and crop
systems
CLIF=Climate change Impact on Fungal pathosystems: estimating disease variation using models and indicators, designing adaptation
strategies and mitigating several key knowledge gaps
FARMATCH=Farming systems adaptation to climate change
Projets SMaCH
•
•
•
•
•
GrapevineYieldLoss=Quantitative approach and modeling of grapevine yield loss due to pests and diseases
ModQuaL=Modeling quality losses caused by pests on temperate and tropical perennial fruit crops: a generic framework for theoretical
and applied issues
BIOLOGICS=Trajectoires de conversion à la viticulture biologique et analyse des verrous de conversion
COPACABANA=COmment décrire le PAysage pour CAractériser son effet sur les BioAgresseurs et ennemis NAturels?
HISTOPEST=Recueil, mise et mise à disposition de données historiques nationales sur les pressions biotiques en grande culture
[130]
Impact des MP sur la stratégie scientifique EA
Des lieux d’échange et de réflexion
Parmi les huit métaprogrammes, les équipes du département ont plus particulièrement investi les
métaprogrammes ACCAF et SMaCH, qui sont en phase avec les enjeux structurants 1 et 2 du département. Elles
contribuent aussi aux métaprogrammes SelGen et MEM sur des questions plus méthodologiques. Enfin
plusieurs chercheurs du département se so nt investis dans la construction des métaprogrammes EcoServ et
GloFoods qui représentent des enjeux importants notamment en termes d’élargissement des éche lles spatiales
(paysage, région, planète), de lien à l’agronomie globale (pour GloFoodS) et de partenariat avec les sciences
humaines. Ces deux derniers métaprogrammes sont trans-enjeux, et ils sont donc une véritable opportunité
pour engager des travaux à caractère systémique à l’échelle du département. Les actions portées par les
métaprogrammes et les projets des unités du département qui y parti cipent nourrissent une réflexion essentielle
sur l’ingénierie agroécologique bien en phase avec les priorités actuelles de l’Inra.
Des tremplins pour des projets de plus grande ampleur
Les métaprogrammes sont des lieux de structuration de communautés scientifiques pluridisciplinaires
nationales ou internationales. Il est donc très intéressant pour le département d’y investir, et de mobiliser les
unités et les réseaux du département. Certains des projets soutenus par les métaprogrammes sont ainsi à
l’origine de propositions de projets plus larges pour les programmes AN R ou H2020. Les métaprogrammes sont
aussi des lieux d’utilisation des outils collectifs soutenus par le département. L’US Agroclim et la plateforme
Record sont aujourd’hui très impliqués dans les métaprogrammes (participation à une dizaine de projets).
Enfin, des synergies se sont établies entre départements et métaprogrammes autour d’actions internationales.
C’est le cas du projet international AgMI P, du pro jet franco-indien AICHA ou encore de l’é cole-chercheur
franco-russe en modélisation de l’impact du changement climatique, un ensemble de projets soutenus à la fois
par le métaprogramme ACCAF et par le département EA.
Pour un renforcement d’approches intégrées
La mise en place des métaprogrammes conforte le renforcement d’approches intégrées et systémiques, la
construction de l’ingénierie agroécologique, les liens aux sciences humaines, l’utilisation des outils collectifs, la
mise en place d’actions internationales, donc tout un ensemble d’actions inscrites dans son schéma stratégique.
Le département EA mène donc une action volontariste pour que les équipes s’impliquent. Le développement de
certains de nos outils collectifs comme les plateformes de modélisation et d’expérimentation pourrait aussi être
favorisé (un poste d’ingénieur a été obtenu en 2014 pour la plateforme d’analyse multicritères Means dans le
cadre du métaprogramme EcoServ).
Des relations à renforcer
Cependant, les départements en tant que tels sont absents des instances de pilotage des métaprogrammes et
n’ont donc pas de visibilité sur leurs plans d’action. Ainsi il est diffici le aujourd’hui d’appuyer leur propre
stratégie sur les métaprogrammes. Nous devons nous attacher à renforcer la synergie entre les actions
d’animation des métaprogrammes et celles du département EA et éviter toute redondance. Il pourrait être
intéressant d’inscrire à l’agenda du département une rencontre annuelle avec les directeurs de métaprogrammes
ou avec les chercheurs du département membres des cellules de coordination des métaprogrammes.
[131]
5.2. Productivité et tolérance au stress
Strategy for developing crop productivity and
stress tolerance with the Plant Biology and
Breeding division (e.g. through the definition of
crop ideotypes)
Contexte
Pour de nombreuses grandes cultures en Europe, tout
comme au niveau mondial, on constate un ralentissement
de la progression des rendements, voire un plafonnement,
qui peut faire craindre pour la sécurité alimentaire, notamment dans un contexte de réduction des surfaces
agricoles (Ray et al., 2013). Une analyse des causes de ce ralentissement observé depuis 10-15 ans n’a été menée
de manière rigoureuse et complète que dans un petit nombre de cas ( e.g. pour le blé par Brisson et al., 2010 ).
Plusieurs facteurs ont alors été mis en avant pour expliquer ces tendances, en parti culier le changement
climatique (fréquence accrue de sécheresse et de hautes températures à certaines périodes sensibles et dans
certaines régions du globe) et la modification des pratiques culturales (« désintensification », raccourcissement
des rotations, recul de la part des légumineuses…).
Des questionnements scientifiques et opérationnels en évolution
Même si le progrès génétique a été ralenti dans certaines filières, il ne peut être mis en avant pour expliquer seul
cette évolution préoccupante. En revanche, il est souvent fait l’hypothèse qu’une meilleure adaptation des choix
variétaux aux conditions d’environnement pourrait être faite pour réorienter et relancer le progrès génétique.
Qu’il s’agisse du climat actuel ou futur, cela pose la question de la sélection de génotypes mieux adaptés à ces
nouveaux contextes de production et/ou d’une préconisation de variétés mieux ajustée aux co ntextes
pédoclimatiques et agronomiques actuels et futurs, et notamment à l’incertitude climatique.
Les contraintes abiotiques étudiées au sein du département EA (carence ou excès) sont thermiques, hydriques
ou nutritionnelles. Les contraintes biotiques quant à elles relèvent le plus souvent de dégâts causés par des
champignons phytopathogènes. Plusieurs évolutions du contexte agricole et environnemental orientent le choix
des facteurs étudiés :
− le contexte du changement climatique et de l’anticipation des stades phénolo giques impose de
considérer l’effet du gel sur les organes floraux et des hautes températures pendant les phases de
floraison et de remplissage du grain, mais aussi la concomitance des régimes thermiques et des
changements de concentration en CO2 ;
− la réduction d’usage des pesticides amène à considérer l’élaboration de la production en conditions
sub-optimales pour ce qui concerne l’exposition aux maladies.
La problématique des stress multiples, qui requiert l’étude de facteurs en interaction, est davantage mise en
avant aujourd’hui et mérite toujours l’attention du département EA, alors que les travaux réalisés par le passé
portaient dans des contextes plus stables, dominés par un ou deux facteurs. Il subsiste un besoin important
d’expérimentation pour l’acquisition de données multi-stress (en particulier biotique-abiotique) avant de réussir
la nécessaire intégration dans les modèles de culture. L’enjeu est de produire des données, y compris épidémiologiques, de façon orientée pour l’intégration dans les modèles avec une collaboration précoce entre les
disciplines.
[132]
Une option forte pour la modélisation
Pour répondre à cette question complexe, la modélisation apparaît plus que jamais comme une approche de
choix permettant de comprendre et simuler la réponse des plantes et des couverts aux contraintes
environnementales d’origine biotique et abiotique pour des échelles allant de l’organe à la parcelle cultivée. Ceci
est une tâche de fond des unités du département EA avec des compétences en agronomie systémique et/ou en
écophysiologie végétale. Elle co ncerne tant les grandes cultures à vocation alimentaire que non alimentaire, les
cultures fourragères que les cultures maraîchères (plein champ ou serres) et fruitières pour lesquelles les
problématiques de qualité sont prioritaires.
La modélisation du fonctionnement des cultures a atteint une certaine maturité et de nombreuses applications
pour prédire la productivité et les conditions d’élaboration du rendement ont été menées depuis 10-15 ans.
Récemment, des inter-comparaisons de modèles de culture notamment dans le cadre du programme AgMip
(Asseng et al., 2013 ; Bassu et al., 2014) ont bien montré les différences de formalismes et de performances entre
modèles.
La prise en compte de la variabilité génétique dans le paramétrage des modèles de culture a suscité l’intérêt des
généticiens, mais aussi des sélectionneurs et prescripteurs. Des applications pour l’évaluation du progrès
génétique, l’explicitation des interactions génétique x environnement, la conception d’idéotypes voire le
« Virtual breeding » ont été développées à partir de la mise en œuvre de ces modèles davantage à des fins
de « preuves de concept » que d’applications opérationnelles (Martre et al., 2014). Le paramétrage génétique
s’appuie sur du phénotypage au champ et en co nditions contrôlées, et sur de l’optimisation statistique des
paramètres, domaines dans lesquels la méthodologie a bien progressé ces dernières années (Araus et Cairns,
2014). Une des voies est la conception de modèles individu-centrés dans lesquels le département a acquis une
expertise reconnue au plan international (e.g. Barillot et al., 2012 ; Rey et al., 2008 ; Robert et al., 2008). Le
couplage de ces modèles architecturés ave c les modèles de prévision du rendement est rendu possible grâce à
l’interopérabilité des plateformes de modélisation supportant les outils de modélisation correspondants.
L’intégration de la composante biotique dans les modèles écophysiologiques à des fins de prévision des
interactions entre contraintes biotiques et abiotiques est encore ralentie par la complexité des processus à
décrire. De ce fait, seuls quelques pathosystèmes ont été étudiés ( e.g. pois-aschocytose, blé-rouille brune ou
septoriose, tournesol-phomopsis, pécher-moniliose). Les représentations qui ont été faites ne peuvent
facilement être étendues d’un pathosystème à l’autre. De ce fait, des approches plus globales et plus génériques
ont été proposées pour prédire les conséquences d’un profil de dégâts sur le rendement d’une culture (e.g.
modèles de la famille « Pest » développés pour le blé (Willocquet et al., 2008) ou le riz).
Acquis de la période 2008-2012
En cohérence avec ces orientations, nos actions ont porté sur le développement de la modélisation et la mise en
place de réseaux d’observation (phénotypage) en soutien à cette modélisation dans le cadre de projets de
recherche, mais aussi d’actions d’animation et de partenariats élargis dans le domaine agricole.
Investissement dans les GIS et filières
−
−
−
participations des chercheurs EA aux groupes d’experts CTPS dans différentes filières
montage et animation d’UMT filières (tournesol, blé dur)
animation méthodologique initiée, portée et soutenue par le département EA (réseau scientifique pluridépartement Interactions Génotype x Environnement x Conduite, é cole-chercheur « Conception
d’idéotypes ») au sein du GIS Grandes Cultures GC-HP2E.
[133]
Infrastructures et méthodes
−
mise en place de réseaux de phénotypage permettant d’évaluer la variabilité génétique des réponses de
centaines de génotypes aux contraintes environnementales liées au changement climatique (eau,
température, CO2) dans le cadre du projet Investissements d’Avenir PHENOME.
Résultats de recherche
−
−
−
−
développement de modèles de culture permettant l’introduction de paramètres génétiques
inter-comparaison internationale de modèles de culture, dont le modèle STICS
évaluation des impacts du changement climatique sur la productivité et la qualité (graines, fruits et
semences)
modélisation des effets des champignons pathogènes sur le rendement et la qualité.
Points forts (+) et points faibles (-)
+ Les projets Investissements d’Avenir ont été parti culièrement structurants pour organiser les interactions
entre généticiens et écophysiologistes sur les principales espèces et développer les méthodes de phénotypage ad
hoc (projet PHENOM E). L’obje ctif est d’augmenter et stabiliser le rendement et la qualité en optimisant
l’utilisation des intrants (eau, azote…) sous co ntraintes de bas intrants et de changement climatique. La
contribution des unités du département EA concerne le développement de méthodes nouvelles de phénotypage
en plateformes et au champ, la modélisation écophysiologique, et la co nception/évaluation d’idéotypes « à haute
performance économique et écologique pour des systèmes agrico les durables et adaptés aux changements
climatiques ».
+ Avec le soutien du métaprogramme ACCAF, des chercheurs du département EA se sont investis dans les
consortiums internationaux AgMip et Macsur qui, au-delà de la comparaison des modèles, visent à
l’amélioration des modèles pour mieux évaluer les impacts du changement climatique et s’y adapter. Des unités
du département EA sont très impliquées dans des projets portant sur la définition d’idéotypes et la sélection de
variétés fourragères (y compris blé) adaptées au changement climatique (projet Climagie du métaprogramme
ACCAF), ainsi que sur la modélisation des peuplements génétiquement hétérogènes (projet PRAISE de l’AN R
Bioadapt).
+ La thématique « Adaptation au changement climatique » est également prise en charge par des pro jets
nationaux (Projets Investissements d’Avenir pour 6 grandes cultures et pour la biomasse) et européens (Drops)
cherchant à optimiser les caractéristiques des génotypes dans le contexte des climats prévus pour 2050. Ceci
combine la modélisation, des expérimentations en réseau et en plateformes de phénotypage et des systèmes
d’information. Le département EA a investi dans le montage de deux plateformes de modélisation (RECORD,
OpenAlea) qui offrent les services nécessaires au développement, au couplage et au partage des modèles et sousmodèles d’élaboration de la production.
+ Le département EA s’est fortement investi dans le développement de modèles décrivant de manière explicite
et facilement paramétrable la variabilité génétique des traits morpho-physiologiques. Il s’agit de représenter les
génotypes soit par leurs caractéristiques propres soit par la simulation de ces caractéristiques via des
combinaisons d’allèles, puis de simuler leurs comportements dans des combinaisons de situations climatiques et
de pratiques. Le projet européen Drops piloté par le département développe des modèles (maïs, blé) compatibles
avec la prise en compte explicite de paramètres génétiques dans les simulations. Ceux-ci sont en cours
d’implémentation dans la plateforme de modélisation RECORD.
- La prise en compte des contraintes biotiques dans les modèles de culture en interaction avec les contraintes
abiotiques est souvent limitée à un pathosystème d’étude. Par ailleurs, quand un profil de dégâts est pris en
compte, les interactions entre bioagresseurs d’une part et les interactions « plantes-bioagresseurs » d’autre part
[134]
sont encore trop schématiquement représentées. De ce fait, il est difficile d’évaluer les conséquences d’une
réduction significative de la protection chimique sur le re ndement et la qualité pour une gamme
d’environnements et de conduites ( cf. Chapitre 5.3).
Perspectives : stratégie du département
Les projets Investissements d’Avenir
Les projets Investissement d’Avenir constituent des lieux d’interaction entre les départements BAP, EA et MIA,
en partenariat étroit avec les instituts techniques et les sociétés privées pour les années à venir d’ici 2020. Notre
analyse est qu’il faudrait renforcer l’animation scientifique transversale à cet ensemble de projets pour
décloisonner les approches par filière, ce qui est déjà engagé avec le département BAP sur deux chantiers
méthodologiques : la caractérisation environnementale des lieux d’essais et des réseaux d’évaluation variétale
(projet CAREX, Chapitre 2.2) et les outils de phénotypage (architecture, réponse aux contraintes….) : projet
PHENOM E et activités de l’UMT Capte d’Avignon. Une animation serait à initier ou à poursuivre dans deux
autres domaines :
−
−
L’approfondissement de la modélisation pour la simulation des comportements de génotypes dans des
combinaisons « environnement-pratiques ». Beaucoup de questions restent à résoudre tant sur le plan
scientifique que méthodologique. Une animation spécifique inter-départements (BAP, EA, MIA, SPE)
pourrait être organisée dans le cadre du chantier « Biologie prédictive » de l’Inra ;
La conception d’idéotypes (dans la suite de l’école chercheurs organisée par les départements EA, BAP
et SPE en octobre 2012 sur cette même question) : il s’agirait ici de développer et de comparer
différentes méthodes de conception d’idéotypes, depuis les méthodes participatives jusqu’aux
méthodes d’optimisation de génotypes puis de les appliquer à la recherche de bouquets variétaux
adaptés aux environnements et systèmes ciblés (changement climatique, réduction des pesticides…).
L’appel d’offres européen 2020
L’appel d’offres “Food security, sustainable agriculture and forestry, marine and maritime and inland water
research and the bioeconomy”, en particulier le topic « Crop productivity, stability and quality » (2015)
permettrait au département EA de porter un projet valorisant l’ensemble des partenariats établis (GIS RA, GIS
GC-HP2E, UMT, RMT) en mettant l’accent sur les méthodologies d’évaluation variétale associant phénotypage,
diagnostic des Interactions Génotype-Environnement-Conduite, co nception d’idéotypes, le tout assisté par
modèles. Des approches innovantes sont à produire dans ce domaine et des preuves de concept sont à mener
avec les partenaires ad hoc aux échelles où s’exerce leur activité.
[135]
5.3. Intégration des facteurs biotiques et abiotiques
What has been the progress towards an
integrated understanding of the role of abiotic
and biotic factors in cropping systems, in
collaboration with the Crop Health and
Environment division?
Positionnement du département EA
Il n’y a pas de manière unique d’aborder cette question
complexe, les facteurs biotiques d’un agroécosystème
étant nombreux et organisés en réseaux d’interactions écologiques (Bohan et al. , 2013). Les travaux du
département EA mettent souvent au centre les plantes cultivées mais abordent aussi toutes sortes d’organismes
en interaction avec ces plantes et qui sont ainsi impliqués, de façon positive ou négative, dans l’élaboration de la
production agrico le : bioagresseurs, auxiliaires, microbes du sol… A partir de cette vision, il y a trois facettes à la
question. Les deux premières sont centrées sur la plante cultivée et co ncernent respectivement l’influence des
facteurs abiotiques et biotiques sur son fonctionnement propre. La troisième, centrée sur les autres organismes
de l’agroécosystème, concerne l’influence des facteurs abiotiques sur ces organismes, qui s’exerce parfois via la
médiation de la plante. Nous avons choisi de privilégier la troisième facette de cette question en considérant que
les deux autres facettes relevaient des bilans d’enjeux structurant 1 et 2, et de la question spécifique n°2.
La distribution de ces organismes dans l’espace agricole et leur organisation en communautés est cruciale pour
le fonctionnement de cet espace agrico le et pour les servi ces écosystémiques qu’il délivre. Or, les pro cessus
relatifs à la ni che écolo gique et à la dispersion 1 sont reconnus de longue date comme des facteurs clé de cette
distribution et de cette organisation (Cottenie, 2005). C’est pourquoi nous traitons la question en termes (1) de
niche dans ses composantes physiques, chimiques et trophiques, et (2) de dispersion d’organismes via des
facteurs abiotiques. Le choix des génotypes des plantes cultivées et les opérations culturales, au cœur de la
conception des systèmes de culture, ont un rôle majeur de modification des facteurs abiotiques impliqués : par
exemple le travail du sol modifie l’état structural du sol et donc l’habitat microbien, ou bien le génotype de la
plante et des pratiques comme la taille modifient le phyllo climat. Pour la niche ou la dispersion nous
considérons une échelle locale (infra-parcellaire) et une échelle plus globale (supra-parcellaire). Il est à noter que
deux objectifs majeurs jouent un rôle très structurant pour les travaux conduits : l’adaptation des
agroécosystèmes au changement climatique et la
réduction nécessaire de l’utilisation des pesticides.
C’est pourquoi les efforts ont porté particulièrement
sur la dimension microclimatique de la niche et sur les
bioagresseurs comme organismes cibles, avec la
collaboration
du
département
SPE.
Cette
collaboration est très active et se réalise au travers du
partage d’unités (4), de réseaux (ici le réseau
« Epidémiologie et Architecture » voir infra), de
projets (ANR, projets des métaprogrammes SMaCH et
ACCAF) et de thèses et post-doc.
Niche écologique : toutes les conditions environnementales et les ressources nécessaires pour le maintien d’une population
viable d’une espèce donnée. Dispersion : notion relative, pour une population d’une espèce donnée, à la colonisation d’une
part, au maintien dans un environnement changeant, d’autre part (Begon, M., Harper, J. L., Townsend, C.R., 1996. Ecology.
Third Edition, Blackwell Science, Oxford).
1
[136]
Des acquis originaux
La niche
A l’échelle infra-parcellaire
La structure (du sol, de tissus végétaux, du couvert…) est un élément physique de la niche important. Par
exemple la diversité des communautés microbiennes impliquées dans la dégradation et l’activité des matières
organiques des sols, varie selon la taille des pores du sol (Ruamps et al., 2011). Le modèle FlorSys d’émergence
des communautés d’adventices inclut l’effet de la proportion de mottes dans les horizons supérieurs de sol, ellemême modulée par le travail du sol (Gardarin et al., 2012). En termes de caractères physiques des plantes, des
travaux combinant expérimentation et modélisation ont démontré que les variables d’architecture liées à la
dynamique de développement des plantes influencent fortement les épidémies (Baccar et al., 2011). En
particulier beaucoup d’efforts ont été faits sur le rôle du microclimat des organes végétaux au sein du réseau
« Epidémiologie et Architecture » 2. L’importance pour les bioagresseurs du phylloclimat, très différent du
mésoclimat en termes de valeur moyenne et surtout de fluctuations, a été attestée par des travaux sur les
pathogènes foliaires en grandes cultures (Bernard et al., 2013; Desanlis et al., 2013) et viticulture (Valdes-Gomez
et al., 2008) ou sur les acariens phytophages en arboriculture (Saudreau et al., 2013). L’impact sur ce
microclimat de pratiques agissant sur la structure du couvert est avéré. La combinaison entre l’expérimentation
et une modélisation centrée sur les variables physiques pilotant la dynamique et le développement de
bioagresseurs (Leca et al., 2011 ; Saudreau et al., 2011 ; Guyader et al., 2013) permet de faire le lien entre
pratiques agricoles, structure du couvert et épidémies.
La dimension chimique de la niche a fait l’objet de travaux originaux, en particulier concernant la phytochimie
de la plante (tomate essentiellement) en réponse à des facteurs abiotiques. L’azote induit, par sa limitation, une
augmentation de la concentration en composés secondaires de défense - polyphénols, glycoalcaloïdes (Benard et
al., 2009 ; Benard et al., 2011 ; Larbat et al., 2012), et module également le compromis entre la croissance et la
synthèse de composés primaires et secondaires (Le Bot et al., 2009). Sur ces bases les travaux en cours visent à
déterminer les réponses métaboliques à des agresseurs.
La dimension trophique de la niche a été creusée dans le cadre des interactions plante-bioagresseur par l’étude
de l’effet de l’état des tissus sur le développement d’épidémies ou de ravageurs. Ces états de tissus dépendent
fortement des opérations de fertilisation ( e.g. Botrytis cinerea sur tomate (Abro et al. , 2013)) et de gestion des
relations sources/puits dans les plantes ( e.g. de Puccinia triticina sur blé (Bancal et al., 2012)).
Sur un plan méthodologique, différents systèmes de mesure et de description du microclimat pouvant
influencer le développement d’organismes divers, notamment pathogènes ou ravageurs, ont été développés.
D’une part, des ensembles de capteurs de petite dimension permettent de mesurer directement le rayonnement
reçu, la température et ou l’humidité au niveau des organes ou du sol (Bernard et al., 2013). D’autre part, des
capteurs de proxidétection fournissent une description de la structure du couvert ou de son état hydrique, voire
certains composés biochimiques 3.
A l’échelle supra-parcellaire
A l’échelle du paysage, le département EA a largement progressé dans la caractérisation des dimensions
abiotiques de la niche d’organismes divers, pour des questions liées à la vulnérabilité au vent et au
fonctionnement des agroécosystèmes (effets de la turbulence sur les échanges canopée-atmosphère (Dupont and
Patton, 2012) ; températures des surfaces végétales (Lagouarde et al., 2013)). Cela a nécessité le développement
de moyens numériques pour simuler l'écoulement dans la basse atmosphère et les interactions vent-plante en
condition de tempête (Dupont et al., 2010 et 2011).
2
3
Réseau qui réunit des chercheurs des départements EA, SPE, GAP, MIA
Ces approches sont développées en particulier dans le cadre des projets de phénotypage haut-débit (PHENOME).
[137]
A une échelle de grande région, celle de la France en l’occurrence, l’échanti llonnage des sols français du Réseau
de Mesure de la Qualité des Sols (RMQS) et leur analyse molé culaire 4 ont permis d’aborder la niche des
communautés microbiennes des so ls, montrant qu’à l’inverse des macroorganismes, les paramètres lo caux ou
l’usage du sol ont une plus grande influence sur la distribution des communautés microbiennes telluriques que
des paramètres globaux comme le climat ou la géomorphologie (Dequiedt et al., 2011; Ranjard et al., 2013).
Sur le plan méthodologique, le département EA dispose d’observations satellitaires d’accès libre (LANDSAT,
Sentinel2) complétée par une offre commerciale (Rapid-eye, DMC…) et a développé les outils nécessaires à
l’interprétation des images des satellites (Verger et al., 2011). Le département participe aussi au développement
de systèmes d’observations à base de drones pour la description fine du paysage (lidars ou de camera RGB
associée à une reconstruction 3D). De tels systèmes et les chaînes d’interprétation associées, pourraient être
utilisés pour des études de niche mais aussi de dispersion à grande échelle 5.
La dispersion
La dispersion des particules biotiques a fait l’objet d’études à différentes échelles. Le transport aérien dans les
serres des spores de Botrytis cinerea a été modélisé avec une approche de mécanique des fluides (Boulard et al.,
2010). La dispersion des spores de septoriose par la pluie dans un mélange de variétés de blé a fait l’objet d’une
modélisation (Saint-Jean et al., 2008). Des travaux expérimentaux et de modélisation ont montré que la
dynamique de l’émission de pollen de maïs dépendait de l’humidité relative de l’air, de la température et du
vent, modifiant ainsi la distance de dispersion potentielle (Marceau et al., 2011 et 2012). Dans le cadre d’études
sur les OGM, l’introduction d’équations de conservation du pollen dans un modèle atmosphérique et la
mobilisation d’outils de télédétection ont permis la reproduction de cette dispersion à longue distance et révélé
l’existence de niveaux de dépôt de fo nd à large distance des sources (Brunet et al., 2012). A l’échelle du paysage,
les échanges de chaleur et d’humidité entre la canopée et l’atmosphère sont primordiaux dans tous les
phénomènes de dispersion abiotique et biotique. Un modèle de micrométéorologie, couplant le modèle
météorologique ARPS 6 et le modèle d’échanges SVAT MuSICA 7, est en cours de développement.
Analyse et perspectives
Des avancées importantes ont été faites sur les composantes physique et trophique de la niche d’organismes en
interaction directe ou indirecte ave c les plantes cultivées, grâce au partenariat étroit avec le département SPE.
Elles concernent aussi bien les connaissances que la modélisation et la mesure. Les dimensions de la niche liées à
l’architecture des plantes, portées par le réseau « Epidémiologie et Architecture » qui a une position originale à
l’international, sont un point fort. La dimension chimique de la ni che doit être développée après de premiers
résultats prometteurs notamment sur la phytochimie de la plante en réponse à des facteurs abiotiques, par un
partenariat plus étroit avec le département SPE. On peut également constater que les différentes dimensions de
la niche sont abordées indépendamment pour un organisme donné. Il nous faut engager des projets de
recherche visant à accéder à une vision intégrée de la niche, qui sera largement utile à la gestion intégrée de la
santé des plantes.
La dispersion des particules biotiques par les facteurs abiotiques a été moins étudiée que la niche, mais avec
l’originalité dans ce domaine thématique de faire appel à des compétences en physique des transferts. Ces
dernières seront de plus en plus utiles avec la prise en compte d’une véritable architecture de paysage pour des
http://www2.dijon.inra.fr/plateforme_genosol/
Les applications actuelles concernent le phénotypage haut-débit ou l’agriculture de précision
6
Xue M., Droegemeier K.K., Wong V., 2000. The Advanced Regional Prediction System (ARPS). A multi-scale nonhydrostatic
atmospheric simulation and prediction model. Part I: Model dynamics and verification. Meteorol. Atmos. Phys. 75, 161-193.
7
Ogee J., Brunet Y., Loustau D., Berbigier P., Delzon S., 2003. MuSICA, a CO2, water and energy multilayer, multileaf pine
forest model: evaluation from hourly to yearly time scales and sensitivity analysis. Global Change Biology 9, 697-717.
4
5
[138]
objectifs de co nnaissance et d’application (conception d’architectures paysagères résistantes aux bioagresseurs
par exemple). Des projets en cours soutenus par le métaprogramme SMaCH entre des unités EA, SPE et EFPA
visent à développer cet axe, avec l’utilisation d’outils de mi crométéorologie pour aborder la dispersion aérienne
de pathogènes et de bactéries. Un nouveau projet débute sur l’écohydrologie et le lien entre les flux d’eau et la
dispersion d’espèces végétales dans les réseaux de fossés agricoles.
Il est à noter que les organismes considérés ont été majoritairement des bioagresseurs. Il est souhaitable que
cette cible s’élargisse, en phase avec le positionnement des unités sur l’intensification écolo gique de l’agriculture,
en prenant en compte notamment les plantes des milieux semi-naturels, et les auxiliaires des cultures.
En lien avec cette nécessité d’élargissement des cibles, et de considération conjointe des organismes impliqués
dans le fonctionnement de l’agroé cosystème, le besoin de généricité des études de niche ou de dispersion
s’accentue. Dans les travaux ré cents du département EA en collaboration avec le département SPE, on peut
noter le recours grandissant à une modélisation générique pour représenter les interactions plante cultivéeclimat-bioagresseurs (Caubel et al., 2012) ou la dispersion des bioagresseurs dans une plante architecturée
(Casadebaig et al., 2012) ou un paysage (Tixier et al. , 2013), en mobilisant la théorie des graphes. Certains
auteurs font le pari qu’une modélisation qualitative permettra d’accéder à cette généricité, et proposent une
preuve du concept ave c le modèle Ipsim qui vise à prédire l’effet de facteurs biotiques, abiotiques (sol, climat) et
de pratiques culturales sur un large ensemble de bioagresseurs (Aubertot and Robin, 2013). Il nous paraît
souhaitable d’encourager les projets de modélisation de la niche et de la dispersion qui soient équilibrés entre
généricité et réalisme.
5.4. Etudes sur l’agronomie globale
Strategy for the development of global
agronomy studies
Contexte
L'agronomie globale traite de questions relatives au
fonctionnement des agroécosystèmes qui s'expriment
à des échelles spatiales larges (pays, continent,
planète). Ces questions concernent les ressources
nécessaires à la production (sols, eau, é léments
minéraux), les services rendus (production
alimentaire ou non alimentaire, séquestration de carbone, préservation de la biodiversité) et les nuisances sur
l'environnement (émissions de polluants et gaz à effet de serre) (Makowski et al., 2014). L'agronomie globale se
développe depuis les années 2000, avec la montée en puissance des interrogations relatives à la sécurité
alimentaire mondiale, à l'impact du changement climatique ou à son atténuation, à la dégradation des sols, aux
transferts de pollution à l’échelle mondiale.
Dans son contrat d'obje ctif 2012-2016, l'INRA affiche plusieurs priorités stratégiques dans ce domaine (sécurité
alimentaire mondiale et changements globaux, atténuation de l'effet de serre et adaptation de l'agriculture et de
la forêt au changement climatique). Un métaprogramme est lancé sur l'étude des transitions pour la sécurité
alimentaire mondiale (Glofoods). Le département EA a vocation à contribuer à ce nouveau questionnement ( cf.
Annexe 1, Recommandations de la pré cédente évaluation de 2008), voire à y jouer un rôle structurant, car
beaucoup de questions concernant les agrosystèmes se posent désormais à des échelles larges.
[139]
Acquis de la période 2008-2012
Plusieurs projets de recherche traitant d’agronomie globale à des échelles nationales, européennes et mondiales
se sont développés récemment et sont en cours dans le département :
−
−
−
l'analyse de l'évolution comparée des rendements dans plusieurs pays du monde (Michel et Makowski,
2013),
l'analyse des émissions de N2O en réponse aux quantités d'azote apportées, à l'échelle mondiale
(Philibert et al., 2013),
l'étude des cycles biogéochimiques N et P aux échelles nationales (exemple sur P, Senthilkumar et al. ,
2012) et continentales (exemple sur N, projet NitroEurope).
Les équipes du département participent également à plusieurs projets internationaux traitant des conséquences
du changement climatique sur la production des cultures (AGMIP "Agricultural Model Intercomparison and
Improvement Project"; MACSUR " Modelling European Agriculture with C limate Change for Food Security")
(Wilcox et Makowski, 2014) ; sur les émissions de gaz à effet de serre par les écosystèmes (GRA "Global Research
Alliance on Agricultural Greenhouse gases", réseau ICOS "Integrated Carbon Observation System") et sur la
cartographie mondiale des sols (projet Global Soil Map).
Benchmarking international
Les équipes en pointe au niveau international sont les universités nord-américaines : université du Minnesota,
de Virginie, de Stanford, de Mc Gill. En Europe l'IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis) a
développé le modèle GLOBIOM (Global Biosphere Management Model; http://www.globiom.org/) (Valin et al. ,
2013). L'intérêt de ce type de modèle d'équilibre global, à forte composante économique, est qu'il permet de
simuler les conséquences de scénarios (démographiques par exemple) sur l'évolution de la demande, les prix des
produits, l'usage des sols et les impacts environnementaux associés (par exemple les émissions de gaz à effet de
serre). Le WUR (Wageningen University and Research Center) est en situation de leadership sur les approches
de type "yield gap analysis" (http://www.yieldgap.org/). L'obje ctif de ce type d'approche est d'évaluer les é carts
entre les rendements réalisés et les rendements potentiels selon les régions du monde et d'identifier les facteurs
limitants. Le CEH d'Edinburgh (Centre for Ecolo gy and Hydro logy), associé au WUR, a acquis une notoriété
forte sur le cycle global de l'azote, grâce à la coordination de plusieurs initiatives (Nitroeurope, European
Nitrogen Assessment…) auxquelles des unités du département ont contribué. Le WU R a également entrepris
des recherches sur le cycle du phosphore à l'échelle globale (Sattari et al., 2012). La maîtrise de modèles
d'équilibre global et/ou de bases de données à l'échelle mondiale (par exemple sur les rendements) par ces
équipes a fortement contribué à leur prise de leadership.
Les atouts du département pour développer et renforcer sa position dans le domaine de l'agronomie globale
sont :
- des compétences reconnues sur les pro cessus (fonctionnement et conduite des couverts végétaux, cycles
biogéochimiques…) et les méthodes d'analyse mobilisables en agronomie globale (méta-analyse…),
- la maîtrise de modèles de culture ayant une visibilité internationale (exemple du modèle STICS),
- la capacité à alimenter des bases de données grâce à son dispositif expérimental et ses réseaux de
mesure, et donc une légitimité à en revendiquer pour partie la maîtrise et l'exploitation,
- le lancement par l’Inra du métaprogramme Glofoods qui constitue un cadre s’inscrivant dans la durée
pour des travaux portant sur la sécurité alimentaire mondiale
- une implication déjà importante dans des programmes internationaux (NitroEurope, InGOS, GRA,
ICOS, AGMIP), voire une position de leadership (Global Soil Map, projet de cartographie mondiale
des sols dont le référent scientifique est un chercheur du département).
[140]
Stratégie du département
La stratégie du département pour les années à venir est de privilégier deux axes.
Analyse multicritères des performances des systèmes de culture
L'objectif est d'élaborer puis de mettre en œuvre des méthodes appropriées pour évaluer des systèmes de
cultures ( e.g. avec ou sans légumineuses, incluant ou non des cultures énergétiques ou des prairies temporaires,
avec différentes modalités de travail du sol,…) sur un ensemble de critères (rendement, stockage de carbone
dans le sol, lixiviation de nitrate, émissions de N2O, usage de pesticides,…) pour une gamme large de conditions
agro-éco-pédo-climatiques, représentatives d'un pays, d'un continent ou de la planète. Il s’agit d'aller au-delà des
seules analyses de rendement, déjà largement mises en œuvre au niveau international, en élargissant l'évaluation
à d'autres critères d'intérêt. L'effort sera particulièrement important sur la création de bases de données incluant
les résultats d’essais expérimentaux réalisés dans diverses régions du monde et sur les aspects méthodologiques
liés au traitement de l’information (méta-analyse, méta-modélisation, modèles statistiques, intelligence
artificielle, méthodes d'analyse d'incertitude). Parmi les difficultés à surmonter, on peut mentionner, par
exemple, l’analyse de données d’origine diverse (expérimentation, simulation, publication, avis d’expert), ainsi
que la gestion des risques de confusion d’effet entre variables explicatives. Ce positionnement est original au
niveau international, et valorise les compétences du département en agro nomie systémique et analyse de
données. Une équipe du département a pris l'initiative de constituer une base de données, nationale puis
internationale, sur les systèmes de culture, afin d'assurer son leadership dans le domaine (Hossard et al., 2014).
Les sorties attendues sont d'accroitre nos connaissances sur les performances des systèmes de culture et de
produire des relations ou paramètres qui pourront être inclus dans des modèles d'équilibre global traitant des
relations entre agriculture, production et impacts environnementaux à l'échelle globale. Sur un plan plus
opérationnel l'obje ctif sera d'alimenter le débat sur l'usage des sols et la conduite des agrosystèmes, et de fournir
un appui aux pouvoirs publics pour l'élaboration des politiques agri-environnementales.
Analyse et modélisation des cycles biogéochimiques
L'objectif est d'identifier les outils théoriques appropriés (analyse des flux de matière, empreinte écologique,
écologie industrielle) pour (1) quantifier et modéliser les flux d'éléments minéraux à différentes échelles spatiotemporelles emboitées, allant jusqu'à l’échelle planétaire, (2) identifier leurs déterminants (drivers) à chacune
des échelles (régimes alimentaires, usage des sols, systèmes agricoles, mode de gestion des déchets,…). Cette
étape d'analyse doit ensuite permettre d'aller vers une modélisation dynamique des cycles biogéochimiques sous
scénario (d'usage des sols, d'évolution de l'offre ou de la demande en fertilisants, de politique de gestion des
déchets) et d'en évaluer les conséquences en termes d'évolution de la fertilité des sols, de production agricole et
d'émissions vers l'environnement à des é chelles larges. Cette étape de modélisation dynamique est pour l'instant
encore peu abordée au niveau international.
Ce projet valorise les compétences du département sur les cycles biogéochimiques. Un effort particulier sera fait
sur les échelles spatiales intermédiaires (région, pays) et sur la modélisation dynamique des cycles. Les
recherches porteront e n priorité sur les cycles fortement impactés par l'activité agri cole (N, P), sur lesquels le
département peut revendiquer un leadership. Un projet de réseau européen COST portant sur le cycle du P aux
échelles larges vient d'être déposé, coordonné par un chercheur du département ("Innovation for efficient
resource management: the example of phosphorus"). Le département organise en août 2014 le 4e "Sustainable
Phosphorus Summit" à Montpellier.
Les travaux sur le cycle global du carbone ou de l'eau viendront plutôt en appui à des projets coordonnés par
d'autres organismes (CNRS, IRSTEA), pour lesquels les unités du département contribuent à analyser la partie
du cycle impactée par l'activité agricole.
[141]
Au final, les sorties attendues de ces recherches sont d'accroitre nos connaissances sur les cycles globaux et
d'élaborer des modèles simulant ces cycles pouvant être couplés avec des modèles d'équilibre global afin de
pouvoir étudier les relations entre demande alimentaire mondiale, usage des sols, usage des fertilisants, fertilité
des sols, production agrico le et émissions vers l'environnement. D'un point de vue opérationnel il s'agit de
fournir des bases pour une gestion durable des grands cycles impactés par l'activité agricole.
5.5. Intégration de technologies nouvelles
Strategy for integrating novel technologies (e.g.
remote sensing, precision agriculture, ITCs,
robotics…) into cropping system design and
operation
Contexte
Les nouvelles technologies (NT), issues notamment du
domaine spatial, utilisables dans les domaines agro nomiques et
environnementaux font l’objet de développements très
importants. Le département EA a eu très tôt le souci de
s’approprier les NT pour des objectifs agronomiques et de gestion durable des ressources. C’est ainsi qu’il s’est
investi dès la disponibilité des premiers satellites d’observation de la terre, dans l’utilisation de la télédétection
pour caractériser le fonctionnement des cultures. Tous les domaines de longueur d’onde ont été explorés avec
des objectifs de monitoring et de prévision, de l’échelle de la parcelle à celle du territoire. Des travaux pionniers
ont été développés sur l’’interprétation du signal et son utilisation dans des modèles de fonctionnement des
couverts. Le département a animé au début des années 2000 un programme sur l’agriculture de précision,
prolongé en partenariat avec l’Irstea. Ces programmes ont rassemblé des équipes Inra des départements EA (sol,
climat, agronomie), SPE (adventices, pathogènes) et des équipes Irstea. Les thématiques concernaient la
caractérisation à très grande résolution des propriétés des sols, la reconnaissance des adventi ces et des maladies,
la mise au point et le test de capteurs pour l’aide à la décision en matière de travail du sol, l’élaboration d’outils
de pilotage d’une fertilisation spatialement variable. Une communauté a commencé à se créer, et a produit des
résultats originaux (Guerif et King, 2007). Malgré l’arrêt des programmes, les équipes ont maintenu et
développé leurs compétences spécifiques.
Plus ré cemment, le département a investi, d’une part, dans le pro jet d’Investissement d’Avenir PHENOME pour
le développement de technologies et méthodes de caractérisation haut débit, haute-fréquence et haute résolution
du comportement des organes végétaux et, d’autre part, dans la création de l’UMT C APTE qui permet de
mutualiser les efforts de recherche sur le développement et l’application des NT en agriculture entre l’Inra et un
institut technique (Arvalis-institut du végétal).
Les NT concernées et les contributions du département
Parmi les nouvelles technologies nous distinguons :
−
−
les systèmes de géolocalisation (grande précision de cartographie et de guidage de vecteurs robots)
les vecteurs au sol (robots automatisés), aérien (drone, satellites)
[142]
−
−
−
−
−
les capteurs ( e.g. sondes de teneur en eau du sol, systèmes actifs comme les lidars)
les systèmes de transmission (téléphonie mobile, WIFI et variantes…)
les moyens de stockage/traitement des observations (clouds, calculateurs...)
les algorithmes d’interprétation (modélisation, fouilles de données…)
les moyens de dissémination (internet mobile ou non).
Les apports potentiels de ces NT dans un contexte agronomique se situent principalement à trois niveaux :
−
−
−
Décrire en temps réel l’état du couvert/sol/environnement. Ceci correspond aux développements de
capteurs embarqués pour la modulation des pratiques agricoles et aux réseaux de capteurs de
surveillance de l’environnement (climat, pression de pathogènes, état de l’eau dans le sol) ;
Caractériser les propriétés « permanentes » de l’environnement. I l s’agit des propriétés du so l mais
aussi de l’environnement « spatial » de la parcelle (parcelles voisines, espaces interstitiels,
infrastructures agroécologiques…) et « temporel » (cultures précédentes, inter-cultures, résidus…) ;
Caractériser le comportement des cultures. Il s’agit de décrire la réaction des plantes à leur
environnement en fonction de sa génétique.
Les acquis et actions en cours pour l’intégration des NT
L’utilisation des NT déclinées ci-dessus repose sur i) l’interprétation des mesures physiques en variables
caractéristiques des couverts végétaux et des sols, ii) l’utilisation de ces variables per se comme indi cateurs de
fonctionnement des variétés et couverts végétaux, et iii) leur incorporation dans des modèles qui reproduisent le
fonctionnement des agrosystèmes et/ou le raisonnement agronomique. De ce fait, l’utilisation des NT est envisagée
sur différents segments de la démarche de conception et de conduite des systèmes de culture (Figure 5.1).
Figure 5.1. Schéma sur la contribution des NT à la conception des systèmes de culture (CS) et au pilotage au travers des
outils d’aide à la décision (DST). Dans une première phase (panneau de gauche), les NT sont principalement exploitées pour
réaliser un ensemble de mesures permettant de décrire le fonctionnement du couvert. Les modèles de cultures sont alors
confrontés à ces mesures, au travers de leur calibration et leur validation, remettant éventuellement en cause leur
formalisme. Les modèles de fonctionnement ainsi améliorés sont utilisés pour réaliser des expérimentations in-silico
couvrant une large gamme de conditions à partir desquelles des systèmes de cultures peuvent être définis, incluant
éventuellement une composante ‘adaptative’ dans l’espace et le temps au travers des DST (panneau de droite). Les NT
contribuent directement au développement des DSTs par l’accès à des mesures plus nombreuses, fréquentes et pertinentes,
qui sont ensuite traduites en indicateurs. Les algorithmes utilisés pour passer de la mesure aux indicateurs s’appuient en
grande partie sur les expérimentations détaillées réalisées dans le cadre du phénotypage ou des essais agronomiques
(panneau de gauche)
[143]
Caractérisation des milieux, des pratiques et des peuplements
Les propriétés des sols comme les teneurs en eau ou en matière organique sont caractérisées à grande échelle par
résistivité électrique (Michot et al., 2003, Besson et al., 2010) ou télédétection hyperspectrale (Lagacherie et al. ,
2012 ; Vaudour et al., 2013). La faisabilité d’approches inverses utilisant la télédétection combinée à la
modélisation des cultures pour accéder à la capacité de rétention en eau des sols a été montrée (Varella et al. ,
2010 ; Sreelash et al., 2012). On accède également à des indicateurs agroécologiques à partir de caractéristiques
paysagères telles que la densité de haies ou la présence de bandes enherbées (Benoit et al., 2006). Certaines
pratiques agricoles ( e.g. dates de fauche des prairies) peuvent être caractérisées (Courault et al., 2008).
Les activités de phénotypage donnent lieu au développement de capteurs, vecteurs, système d’acquisition, de
transmission et d’interprétation en milieu contrôlé et au champ (Tardieu et al., 2010 ; Salon, 2012 ; Comar et al. ,
2012) . La masse très importante de do nnées disponibles a né cessité de développer des techniques de « filtrage »
automatique des données dynamiques en collaboration avec le département MIA.
Modélisation des cultures
La disponibilité en grand nombre de mesure des états des systèmes cultivés permet d’améliorer les formalismes,
de calibrer et valider les modèles de fonctionnement des cultures, utilisés pour définir des stratégies de conduite.
Par exemple, on a étudié par simulation l’opportunité de la modulation intra-parcellaire de la fertilisation azotée
du blé à partir d’un modèle de culture et de la connaissance spatialisée des états du couvert. On a ainsi montré
son intérêt environnemental pour les cas d’étude envisagés (Guerif et al., 2007). Une limite actuelle à la pleine
utilisation des modèles dans une démarche de conception de systèmes de culture adaptés à leur environnement
est leur capacité encore partielle à tenir compte des caractéristiques variétales des cultures et à bien représenter
l’architecture du couvert qui constitue l’interface avec la mesure.
Pilotage des cultures
L’intégration des NT permet d’envisager une adaptation spatiale et temporelle fine des décisions culturales aux
caractéristiques variables et évolutives du milieu et de la culture. La prise de décision en temps réel (observationdécision-action) est favorisée par la multiplication des systèmes embarqués ou à faible différé avec le
développement des applications des drones et la mise en réseaux de capteurs (sol, plante, météorologie). La
contribution du département porte d’abord en amont sur la mise au point d’algorithmes qui transforment les
données acquises par les méthodes de télédétection (Verger et al., 2014 et 2011 ; C laverie et al., 2013) et proxidétection (Lelong et al., 2013) en variables biophysiques pertinentes utilisables pour le conseil agronomique et la
mise en œuvre d’outils d’aide à la décision. Ceci est actuellement réalisé dans le cadre de pro jets conduits par
l’UMT CAPTE sur le pilotage de la fertilisation par des drones et au travers de la mise au point de différents
systèmes de mesure de la végétation et du sol (Doussan et al. (2009), Baret et
al. (2010), brevet pour le système PIETON, appli cation SMARTPHON E).
Des travaux portent également sur le thème du désherbage chimique
localisé des adventices qui conjuguent le développement d’approches de
proxi-détection (sur drones et au sol) et de robots autonomes, permettant
d’identifier par des algorithmes informatiques (Jones et al., 2009) les zones
infestées puis de les traiter par pulvérisation. Ceci est mené pro parte avec la
société Airinnov.
Enfin, des évaluations de systèmes de proxi-détection développés par ailleurs ( e.g. Greenseeker, Trimble),
diffusés ou en cours de diffusion, sont menés dans le domaine viticole (Goutouly et al., 2006 ; Drissi et al. , 2009 ;
Cerovic et al., 2009) où elles sont envisagées pour la détection de la chlorose ferrique, la modulation de la
fertilisation et des traitements phytosanitaires et la qualification de la qualité du raisin.
[144]
Eléments de stratégie
Améliorer les connaissances et outils mobilisés dans la conception et le pilotage
La forte densité de capteurs et ve cteurs disponibles et la diminution de leur coût accroissent fortement les
moyens de caractérisation du fonctionnement des plantes et du so l, à la fois en fréquence spatiale et temporelle.
Des efforts importants restent à faire pour améliorer la fourniture de variables d’état du couvert avec une
résolution intra-parcellaire, à l’éche lle régionale, selon une temporalité compatible avec les besoins. Cela passe
notamment par la combinaison de capteurs au sol et de capteurs sate llitaires, et par une adaptation des
algorithmes d’estimation des variables biophysiques en fonction des paramétrages variétaux établis dans les
études de phénotypage. Il s’agit aussi d’organiser la collecte et le stockage pour en assurer l’accessibilité à la
communauté de recherche et développement. Cette disponibilité accrue d’observations dans une large gamme
de conditions permet d’envisager des progrès sur :
−
−
−
la co nnaissance du milieu. La cartographie de la réserve utile des sols à haute résolution reste par
exemple un enjeu fort, car déterminant les systèmes de culture et les itinéraires techniques pratiqués.
On attend des résultats améliorés de la combinaison d’approches de caractérisation spatiale des sols
(résistivité, réflectance…) et de modélisation inverse du fonctionnement des cultures. La détermination
des pressions de bioagresseurs est un autre enjeu nécessitant une collaboration entre spécialistes de la
télédétection et de santé des plantes ;
la compréhension des processus en jeu dans le fonctionnement des plantes en interaction ave c le milieu
et les pratiques et prenant en compte les spécificités variétales ;
les modèles qui les représentent et leur paramétrage, outils essentiels pour la conception et l’évaluation
des systèmes de culture.
Concevoir et évaluer des systèmes de culture en s’appuyant sur les NT
−
−
−
Passer de l’évaluation des performances variétales au sein des plateformes de phénotypage haut débit à
la création d’idéotypes adaptés aux systèmes de culture et aux conditions du milieu, grâce à
l’exploitation de très grands vo lumes de mesures obtenues pour un grand nombre de génotypes,
d’environnements et de conduites, par des approches statistiques ou par modélisation ;
Augmenter les performances de l’évaluation des systèmes de culture prototypes sur des parcelles
expérimentales ou réseaux de parcelles agriculteur grâce à la mobilisation des techniques de suivi des
états de croissance des cultures, des états du milieu, et à la possibilité d’associer les acteurs à la collecte
d’informations ;.
Développer des outils d’évaluation des systèmes de culture à l’échelle régionale combinant la
modélisation intégrée et l’ensemble des informations disponibles afin d’assurer le changement d’échelle
(parcelle à région) qui est essentiel pour la gestion des impacts des systèmes de culture sur
l’environnement, via la spécialisation spatiale des systèmes de culture et des itinéraires techniques par
exemple.
Piloter les techniques avec les NT
Des itinéraires techniques utilisant moins d’intrants sont rendus possibles par un meilleur pilotage à l’aide de
multiples mesures en cours de culture et spatialisées. Cela concerne notamment l’irrigation, la fertilisation et les
traitements phytosanitaires. La mise en œuvre dépend toutefois de nouveaux développements d’outils d’aide à la
décision, sur la base des modèles du fonctionnement des milieux et des couverts développés dans le
département. Par ailleurs, l’incorporation des NT dans le pilotage des itinéraires techniques permet d’assurer les
exigences de traçabilité qui vont être de plus en plus fortes en réponse aux évolutions de réglementation.
[145]
Conclusion
Le projet d’investissement d’avenir PHENOME et l’UMT CAPTE sont des composantes importantes de la
stratégie du département en matière d’intégration des NT dans la conception et la conduite des systèmes de
culture. Notre contribution est toutefois centrée aujourd’hui sur l’amélioration des capacités d’observation et de
caractérisation des milieux et des couverts et la traduction des mesures acquises en variables biophysiques. Les
enjeux évoqués ci-dessus vont au-delà. Pour y répondre, il nous semble prioritaire de renforcer la collaboration
entre physiciens environnementaux et agronomes dont les démarches restent encore insuffisamment intégrées.
A cet effet une première étape sera donc de faire une analyse croisée et partagée par les deux communautés des
avancées, forces et faiblesses dans les deux voies de recherche pour définir des objectifs et une démarche
communs. Il sera aussi né cessaire d’associer à cette réflexion des spécialistes de l’innovation afin de faire une
analyse du potentiel d’adoption de systèmes de culture à forte composante de NT en considérant à la fois leurs
performances agro-environnementales, socio-économiques et les enjeux de traçabilité.
5.6. Observation, expérimentation, modélisation et bases
de données
Strategy
for
integrating
observations,
experiments, data and models in research
undertaken by the division at a range of scales
Contexte
La question des outils co llectifs est au cœur de la stratégie du
département EA et plus généralement de l’Institut.
L’évolution ré cente des technologies de caractérisation des
milieux et des peuplements, tant dans leurs composantes
biologiques que physiques et chimiques, se traduit par une
accélération des débits d’acquisition des données et de leur diversité, ce qui ouvre de nouvelles perspectives de
recherche à tous les niveaux d’investigation (data-driven research).
Pour le département EA, la « stratégie d’intégration des observations, des expérimentations, des données et des
modèles dans les recherches », est centrée sur l’évaluation des changements globaux. Elle repose sur deux
éléments importants :
-
L’enjeu scientifique d’intégratio n des données, via la modélisation associée aux bases de données qui porte
sur deux défis majeurs : la « phénomique » végétale et l’étude des performances des agroécosystèmes ;
La mise à disposition, auprès des équipes de recherche travaillant de la plante à l’é cosystème, d’outils
d’expérimentation et d’observation susceptibles de répondre aux nouveaux enjeux de re cherche dans le
domaine de la biologie intégrative, de l’observation environnementale de long terme, de la construction
de scénarios…
La construction et le soutien de dispositifs d’envergure, mobilisant le plus souvent des technologies innovantes
d’acquisition automatique à haut débit, est couplée au développement des systèmes d’information adaptés pour
assurer le stockage, la traçabilité, la visibilité et la valorisation des données.
[146]
Un enjeu scientifique d’intégration pour deux défis majeurs
D’une part le département EA, en étroit partenariat avec le département BAP, est partie prenante du défi de la
biologie intégrative végétale, permettant d’analyser la réponse adaptative de la plante dans son environnement en
relation avec son génome. Les réseaux d’expérimentation permettent d’étudier les combinaisons « génotype x
conduite » les plus appropriés dans une large gamme de scénarios environnementaux. Cependant la multiplicité
des scénarios « génotype x environnement x conduite » (GxExC ) à explorer est inaccessible par la seule
expérimentation. Dans ce co ntexte, la modélisation est indispensable pour explorer des centaines de
combinaisons GxExC dans différentes régions sur de longues séries climatiques. Il s’agit d’intégrer dans la
modélisation des données de caractérisation de la réponse des plantes aux conditio ns environnementales à
l’échelle de l’organe, de la plante et du couvert. Pour ce la les équipes du département EA développent une
stratégie :
-
-
de mesures des paramètres de panels de génotypes. Cela nécessite de disposer de mesures sur des pas de
temps allant de la seconde au cycle de culture, de l’é chelle de l’organe au peuplement sur des
plateformes de phénotypage, et sur un grand nombre de génotypes et d’environnements ;
d’identification et d’analyse des principaux mé canismes écophysiologiques à prendre en compte pour la
modélisation ;
de développement de modèles pour simuler des variables à intégrer dans les modèles de culture ou
fournir des données environnementales interpolées ;
de développement et d’utilisation de modèles de culture capables de simuler les combinaisons GxExC.
Dans ce domaine les équipes du département EA concernées ont acquis un réel leadership aux niveaux national
et international (e.g. IA Phenome, EPPN, AgMip, MACSUR).
D’autre part, le département EA aborde des problématiques d’évaluation des performances des agroécosystèmes
cultivés tant dans leur dimension agronomique qu’environnementale. Selon l’échelle d’étude, elles peuvent
relever d’une imbrication complexe des pratiques à l’échelle de la parcelle et de l’usage des terres, les éléments des
paysages étant en interaction au travers d’échange d’énergie et de masse dont les vecteurs sont l’activité humaine,
l’atmosphère ou l’eau. Les équipes du département EA développent une démarche qui repose sur des données
acquises sur des sites d’expérimentation et d’observation, ou par té lédétection, et des modèles de fonctionnement
des cultures et des écosystèmes. Les modèles à l’échelle de l’écosystème sont éventuellement couplés avec des
modèles hydrologiques distribués ou atmosphériques. Cette approche, principalement développée à des échelles
subrégionales, pose des questions d’intégration dans l’espace et dans les temps de connaissances sur les
agroécosystèmes acquises par des sources multiples. Sur le plan spatial, la stratégie, que ce so it pour l'observation
ou la modélisation, est d'intégrer les différentes échelles d'espace : i) l'échelle de la parcelle, de l'exploitatio n
agricole et de l'infrastructure agro-écologique (quelques ha) où se décident et s'opèrent les opérations qui vont
avoir une influence sur les ressources naturelles, ii) la première échelle d'espace (quelques km2) à laquelle on peut
observer et modéliser l'ensemble des flux biologiques ou de matière générale les ressources naturelles concernées
(eau, sol, biodiversité), iii) l'éche lle des territoires (quelques centaines de km2), é chelle à laquelle les ressources
naturelles (sol, eau) sont gérées. Pour le temps, la stratégie est également d'intégrer des échelles clés à ces
différentes échelles d’espace : i) l’échelle des processus rapides (quelques heures), ii) la saisonnalité des pratiques
culturales, iii) l’é chelle des processus de transfert lents, et iv) la décennie et la pluri dé cennie nécessaire pour
observer, comprendre et modéliser l'évolution des ressources sous changements globaux (évolution des systèmes
de culture, changement et variabilité climatique...).
A des échelles plus larges les équipes du département collaborent avec les équipes spécialistes de la modélisation
à de larges échelles atmosphériques pour implémenter des approches descendantes fondées par exemple sur
l’inversio n de modèle. Les groupes modélisateurs du département sont impliqués sur de la modélisation couplée
végétation-hydrologie à des échelles régionales, ave c des applications sur l’optimisation de l’usage des terres dans
des grands bassins.
[147]
Des infrastructures de recherche adaptées
Pour soutenir les enjeux scientifiques d’intégration à différentes échelles, le département s’est inscrit dans le
mouvement de la recherche scientifique mondiale d’acquisitio n de données massives liées à l’augmentation des
capacités analytiques. La stratégie du département a bien été d’investir conjo intement tous les éléments du cycle
de vie des données. De manière à disposer d’observations aux différentes échelles de temps et d’espace
nécessaires aux recherches du département, il s’est agi de se doter d’infrastructures d’acquisition de données
instrumentées, mais aussi de faire face au « déluge de données », en développant une capacité de
stockage/diffusion des données ainsi qu’une capacité à modéliser pour intégrer ces données.
Collecter des données à différentes échelles d’espace et de temps
Le département EA est porteur, avec d’autres départements et organismes, d’une grande diversité d’outils
d’expérimentation et d’observation développés ou renforcés au cours de la période, soutenus au moyen de crédits
incitatifs et d’affectation de moyens humains. Les différents dispositifs rappelés dans le tableau ci-dessous sont
décrits dans le Chapitre 2.1. En appui à ces dispositifs, le département EA soutient des laboratoires d’analyses
centralisés sur les végétaux (USRAVE), les sols (US LAS), l’ADN du sol (Genosol – UMR Agroécologie), qui
assurent pour une bonne partie les analyses chimiques et biochimiques de ces dispositifs. Le réseau
agroclimatique porté par le département et le SI associé, en partenariat avec Météo-France, fournit des données
climatiques sur des séries pluridécennales et futures.
Objet d’étude
Echelle espace
Echelle temps
Fréquence /durée
Dispositif
BDD
Modélisation des
interactions GxExC
Organe, plante,
peuplement
De la seconde au
cycle de culture
Expé Analytiques UE
Plateformes
phénotypage
EPHESIS
BDD Phenome
Conception de
systèmes de
culture
De la parcelle au
système
De l’heure à la
décennie
A connecter à
Agrosyst
Modélisation des
cycles
biogéochimiques,
biologiques,
hydrologiques
Du processus à la
parcelle
De la minute à la
pluridécennie
Essais systèmes
Toulouse, Dijon,
Grignon, Gotheron
(SPE)
SOERE ACCB (3 sites)
SOERE PRO (3 sites)
Mesures spatialisées à
l’échelle du paysage
De la parcelle au bassin
versant élémentaire
De la journée à la
décennie
De l’heure à la
pluridécennie
Mesures ponctuelles
sur large échelle
De l’heure à la
pluridécennie
Monitoring
national
Zone atelier
SEBIOPAG
SOERE RBV :
Agrhys
OMERE
ICOS
RMQS
Réseau
agroclimatique
Ecoinformatique
SOERE Inra,
Genosol
HYSAE
Modélisation
Structuration
Plateformes : OpenAlea,
RECORD
Principaux modèles :
STICS, Sunflo, Sirius, …
Plateformes : RECORD,
MEANS
Principaux outils : MASC,
FlorSys, Persyst
Plateforme : Sol Virtuel,
RECORD
IA Phenome
Réseau PAYOTE
SEBIOPAG
IA ANAEEFrance
Plateforme :
OpenFLUID , RECORD
Modèles : Mydhas, TNT2
ICOS
Donesol
Climatik
ICOS
GIS SOL
Mettre en place des Systèmes d’Information : bases de données et modélisation
Pour favoriser l’intégration, la stratégie du département EA a été de promouvoir des plateformes informatiques
et le couplage de ces plateformes avec les bases de données associées aux dispositifs. Ainsi le département EA a
fortement investi sur les systèmes d’information associés aux dispositifs d’expérimentation, d’observation. Cet
investissement s’est fait selon des modalités diverses (voir tableau) :
−
−
La construction de SI permettant de stocker et mettre à disposition ces données,
L’intégration dans des réseaux nationaux ou internationaux
[148]
Ces modalités ne s’excluent pas les unes des autres. En particulier les SI dont le département a assuré le
déploiement en interne, avec le soutien du C ATI SIOEA, ont vo cation à rejo indre des réseaux nationaux ou
internationaux lorsque ceux-ci se constituent.
Le département EA a développé ou s’est associé au développement de plusieurs plateformes de modélisation
couvrant l’ensemble de ses champs d’investigatio n, d’espace et de temps, avec une stratégie engagée de
promotion du partage et de réutilisation des modèles. En effet le département est le département de l’Inra
comptant le plus grand nombre d’informaticiens, dont une grande partie voit son activité dédiée à la
modélisation. Ces plateformes, soutenues aussi par l’activité du CATI IUMA, constituent des actifs stratégiques
pour l’Inra et leur utilisation dépasse largement le cadre du département.
L’interopérabilité entre les différents SI, les bases de données entre elles, et avec les plateformes, soutenue par
l’activité des CATI mais aussi les projets IA ANAEE-France, Phenome, est un axe de travail important.
Pour l’avenir, un fort enjeu de coordination et de visibilité
Depuis de nombreuses années, les équipes soutenues par la stratégie engagée du département EA sur la mise en
place d’outils colle ctifs, se sont investies dans des activités d’acquisition instrumentées de données et de
modélisation au service de questions scientifiques au cœur des thématiques du département EA, à toutes les
échelles. Autour de ces outils et de ces compétences scientifiques et techniques, les enjeux majeurs sont
désormais :
−
−
−
la visibilité des données : identification des jeux de do nnées à travers des portails ( Portail ANAEE-F,
Phenome, ICOS, DoneSol, …), politique ouverte de diffusion de données pour le monde académique,
interfaçage avec les plateformes de modélisation pour une utilisation directe des données par les
modèles ;
la mise à disposition des modèles : ’intégration des modèles dans les plateformes de modélisation ;
la coordination des dispositifs : la structuration des dispositifs au travers de grandes actions nationales
(SOERE, Investissement d’avenir) ou internationale (ICOS, Global Soil Map) est un facteur d’efficacité
et d’attractivité. Le département doit poursuivre cet effort de mise en réseaux d’acquisition de données
à différents niveaux d’organisation de l’agroécosystème.
La double stratégie scientifique qui repose sur de l’acquisition de données à haut débit et la modélisation à plus
large échelle, est indispensable tant pour concevo ir de nouveaux génotypes adaptés à de nouveaux systèmes de
culture que pour évaluer l’impact de l’occupation des sols par divers couverts et leur conduite à différentes
échelles. Le département EA est déjà inscrit dans la dynamique de la recherche mondiale de re cueil de données à
différentes niveaux d’échelles : cela concerne tant les données de suivi, que des données spatialement interpolées
et les résultats de simulation. L'enjeu est de rassembler sur des territoires d'étude variés les données spatialisées
sur les sols, l’eau, l’usage des surfaces (répartition et conduite) et le climat, en développant des interfaces
génériques positionnées sur les plateformes de modélisation, permettant de lier les données stockées dans les
bases, et les modèles.
[149]
5.7. Outils d’aide à la décision
Advancement in decision support tools for crops
and in cropping systems evaluation and design;
contributions to farming system design
Définition et champ des outils d’aide à
la décision
L'aide à la décision vise à donner des éléments de réponses
aux questions que se pose un acteur dans un processus de
décision. Elle peut s’appliquer à toute une gamme de
situations dans les domaines de la gestion de l’agriculture et de l’environnement. Elle se fonde sur des outils de
diagnostic et d’aide à la dé cision (OAD) qui s’appuient sur des modèles, des indicateurs et des bases de
références, en les inscrivant dans l’opérationnalité pour aider les décideurs à prendre une ou plusieurs décisions.
Plus qu’à chercher à proposer une solution unique, elle cherche d'abord à é clairer les décideurs et à les guider
vers des décisions qu'ils auront la responsabilité de prendre, mais elle peut aussi proposer un jeu de décisions
alternatives. Elle est aussi utilisée pour stimuler un processus d'apprentissage, engageant le décideur dans une
analyse de ses propres règles de comportements de gestion.
Quelles approches et quels acquis au sein du département EA ?
Par son activité importante sur la modélisation des cultures, des cycles biogéochimiques et des micropolluants,
ainsi que sur la conception de systèmes agrico les, le département EA dispose d’un arsenal méthodologique
avancé pour la production d’outils de diagnostic, d’outi ls d’évaluation et d’indicateurs (voir Tableau ci-dessous).
Ces outils permettent de calculer directement une option technique optimisée par rapport à une situation
donnée et d’aider les acteurs à prévoir les conséquences de nouveaux scénarios de gestion. Historiquement ces
outils étaient, pour la quasi-totalité d’entre eux, fondés sur la valorisation des connaissances sur le
fonctionnement biophysique et agronomique des systèmes étudiés, souvent sous la forme de modèles plus ou
moins mécanistes utilisés pour une application à une question opérationnelle. Le modèle servait d’abord à tester
la cohérence des co nnaissances acquises sur différents processus, puis il permettait de proposer des actions
techniques permettant d’atteindre un objectif donné dans un cadre de contraintes donné. Généralement, ces
outils concernaient davantage une technique isolée qu’un ensemble de techniques. La difficulté de relier les
connaissances sur les pro cessus aux pratiques agricoles ou à celles des acteurs mais également la né cessaire
contrainte d’un paramétrage spé cifique du modèle aux conditions lo cales d’utilisation, ont motivé, depuis une
dizaine d’années, le développement de nouveaux outils, fondés sur des informations structurées dans des
modèles qui ne sont pas forcément mécanistes ou autour de bases de données de référence. Un renforcement les
liens avec le département SAD de l’Inra a été opéré sur les modalités et les objectifs de la mobilisation des
acteurs dans le processus de conception des outils.
Une enquête conduite en 2012 au niveau du département a recensé une soixantaine d’outils présentant une
grande diversité dont une synthèse est présentée dans le tableau ci-dessous.
En termes d’échelle, les outils se positionnent de manière privilégiée à l’échelle de la parcelle et de la saison de
culture, mais les développements récents tendent à aller vers les échelles du territoire, pour des problématiques à
la fois agronomiques et environnementales, et des échelles temporelles allant vers la succession de cultures.
[150]
Principe
Nombre d’outils
Basé sur un modèle
Base de connaissances
21
14
Méthodes d’évaluation ou de
diagnostic
8
Modèle de recherche directement
utilisé par le partenaire
4
Exemples d’outils
Azofert, Syst’N,
Sunflo/Collecto/VarietoPhyt’Eau,
Genesys Casimod’N
EFI,
AgroPeps
eFlorasys
VAC
Decid’Herb
Masc
Co-Click’Eau
TNT
Volt’Air
Mhydas/Open Fluid
Références
Machet et al. (2007) ; Cannavo et al. (2008)
Casadebaig et al. (2011)
Colbach (2009)
Moreau et al. (2013)
Plenet et al. (2009)
Soulignac (2012)
Plantureux et al. (2010)
http://w3.avignon.inra.fr/veille_agroclimatique/Home
Massé et al. (2007)
Sadok et al. (2009)
Beaujouan et al. (2002)
Bedos et al. (2009)
Fabre et al. (2010)
Un partenariat essentiel
Le partenariat est un élément essentiel dans la conception et l’utilisation des OAD. La stratégie du département
EA s’est largement appuyée sur un partenariat large et structuré, s’inscrivant dans des collaborations de longue
durée, avec des objectifs bien identifiés et des interactions fréquentes. La structuration de ce partenariat s’est
renforcée avec le secteur agri cole par le biais des UMT et RMT dans lesquels nous sommes fortement investis
depuis 5-10 ans, et par les projets sur lesquels les actions de ces structures se sont appuyées (en particulier les
projets CASDAR). D’autres structures telles que les GIS (notamment GC-HP2E, Relance Agro nomique, Sol,
PicLeg, Fruits) sont intervenues au cœur de la réflexion. Enfin, dans le domaine de l’environnement, ces travaux
sur les OAD se sont notamment construits avec des acteurs institutionnels que sont l’Ademe et l’Onema ou
d’autres acteurs de l’eau (agences de l’eau, gestionnaires de captages).
Certains de ces partenaires sont des destinataires des travaux conduits dans ce domaine, mais le panel des
utilisateurs finaux est plus large. Si les OAD sont souvent destinés à produire des éléments de décision à l’échelle
de la parcelle, l’utilisateur direct est rarement l’agriculteur. Ce sont plutôt des intermédiaires tels que des
techniciens ou ingénieurs du développement agri cole (instituts techniques, secteur coopératif, laboratoires
d’analyse, réseaux d’expérimentations…), de l’aménagement ou de la gestion de l’eau, voire même des
entreprises gestionnaires des outils ( e.g. Envilys, Scheme). Certains OAD ont aussi été utilisés, sur des
opérations pilotes, par des colle ctifs d’agriculteurs ou d’acteurs de l’environnement pour analyser,
individuellement ou co llectivement, différentes pistes d’action ou de modifications de leurs pratiques ou de
leurs systèmes de production. Quel que soit le niveau, les opérations de développement, de transfert et
d’animation se font sur le moyen et long terme.
Positionnement actuel
Compte tenu de ce contexte et de son évolution, ainsi que des partenariats impliqués, le département, dans son
schéma stratégique, a choisi de se positionner principalement sur l’assemblage de connaissances pour la
construction de prototypes d’outils d’aide à la décision. A cette fin, le département a récemment accentué son
investissement i) sur des méthodes pour l’aménagement de l’espace et l’ingénierie du paysage en lien avec les
utilisateurs pressentis (collectivités territoriales, entreprises…) ( e.g. Phyt’Eau, TNT2,), ii) sur la conception
d’indicateurs et d’OAD pour la gestion des milieux et de leurs ressources naturelles (e.g. Collecto, AgroPeps,
MASC), ainsi que iii) pour la gestion de la fertilisation ( e.g. Azofert) et plus généralement des cycles
biogéochimiques (outil Syst’N co-construit avec les partenaires).
Dans certains cas toutefois, l’investissement du département sur la partie ingénierie est allé jusqu’à la prise en
charge informatique pour faire la démonstration de « l'opérationnalité du co ncept » ( e.g. Syst’N qui n’aurait pas
[151]
vu le jour sans l’investissement fort de l’Inra sur le plan informatique), voire dans certains cas stratégiques
jusqu’à la production d’un OAD opérationnel ( e.g. Azofert pour le conseil en fertilisation azotée). Cette
démarche doit être accompagnée d’une réflexion sur la prise en charge ultérieure de ces outils par des
partenaires ad hoc.
Structures d’appui
Pour accompagner le développement informatique de ces projets, le département EA a mis en place, entre
autres, des plates-formes de modélisation couvrant l’ensemble de ses champs d’investigation, d’espace et de
temps, ceci dans un esprit de mise en commun des forces de développement et de valorisation de modèles. Deux
de ces plates-formes sont au cœur de la question de l’aide à la décision.
−
−
RECORD qui est dédiée à l'étude des agroécosystèmes et permet de faire de l'expérimentation virtuelle
et ainsi d'analyser rapidement un grand nombre de possibilités dans une diversité de situations ;
MEANS qui est une plate-forme d’analyse multicritère de la durabilité des systèmes de production et de
transformation des produits agricoles. MEANS met à disposition des outils de calcul et des bases de
données nécessaires à la réalisation d’analyses multicritères.
RECORD et M EANS fournissent des outils pour la simulation et l’analyse des systèmes de production. Ces
plateformes constituent ainsi de véritables lieux de mutualisation d’approches et de données pour l’aide à la
décision, l’évaluation et la conception. Ces plateformes bénéficient également de la mobilisation des colle ctifs
d’informaticiens et gestionnaires de bases de données des CATI IUMA et SIOEA. Une partie importante des
développements des outils reste toutefois encore conduite au sein des unités de recherche.
Futures orientations
Trois grandes pistes d’action sont à mettre en place :
1- Renforcer le soutien à la création et mise en œuvre d’OAD :
−
−
−
Faire le lien avec les systèmes de gestion de bases de données (interopérabilités avec les systèmes
d’information et les plateformes ; mobilisation des CATI) ;
Mener une réflexion sur l’éventuelle création d’une cellule d’appui à la création d’OAD, au niveau
pertinent, incluant une aide à la conceptualisation de la démarche, aux développements informatiques
valorisant les plateformes de modélisation, et au dialogue avec les acteurs ;
Organiser une école-chercheur sur l’ingénierie réverse pour bien transmettre et partager les concepts et
l’importance de ce type de produits dans nos activités de recherche.
2- Mener une réflexion amont sur l’organisation du partenariat pour trouver des modes de fonctionnement
efficaces pour des attentes diverses dans les domaines de l’agriculture et de l’environnement. On intègrera en
particulier les travaux sur les OAD dans la réflexion menée par le département sur l’exploitation agricole en vue
de mieux y prendre en compte cette dimension.
3- Explorer d’autres champs dans ce domaine :
−
−
Mener une réflexion dans le domaine des OAD technologiques, fondés sur l’acquisition directe de
données sur le terrain ou en télédétection où un déficit est observé ;
Plus s’orienter vers des outils permettant d’évaluer des scénarios prenant en compte les changements
globaux à différentes échelles.
[152]
5.8. Expertise, transfert et innovation
Contribution of the EA division to knowledge
transfer and innovation
5.8.1. Innovation
L’évolution des métiers de la recherche est marquée par une
interaction croissante avec les entreprises et de fortes
incitations politiques ont amené l’innovation au premier
plan des préoccupations du monde académique. L’Inra
possède une longue expérience de l’innovation qu’elle place
désormais dans les priorités de sa stratégie, au même plan
que l’action internationale.
Le processus d’innovation au sein du département EA
Facteurs d’innovation dans les unités du département EA
L’innovation au sein du département EA durant la période écoulée s’est traduite par des logiciels destinés au
monde agricole, à plusieurs brevets et à la création de six start-up. Le bilan (voir Chapitre 2.2.5 « Partenariat »)
fait apparaître l’importance du partenariat avec le monde agricole, au travers de produits pour le diagnostic, le
conseil et l’expertise. La place des autres domaines ( e.g. environnement, santé, matériaux, énergie, procédés)
reste encore modeste, mais les perspectives identifiées au-delà du champ de l’agronomie sont déjà nombreuses
(e.g. capteurs, remédiation des sols, molé cules d’intérêt). Il faut d’ailleurs rappeler que six entreprises ont été
créées à partir de travaux du département, dont cinq dans le domaine de l’environnement.
Les réussites des unités constituent une base solide pour renforcer la dynamique de l’innovation. L’innovation se
réalise si le « substrat est favorable » ( there is appropri ate conditions), si l’unité possède une culture de
l’innovation, qui dé coule d’un travail interne et/ou d’interactions ave c un environnement propice. La réussite
tient à l’équilibre entre production co gnitive et valorisation, et aux relations durables établies avec les industriels
qui conduisent à des productions innovantes et à de nouvelles questions scientifiques. L’innovation ne peut
aussi aboutir que si le collectif de l’unité se l’approprie.
Le département soutient les unités, notamment par le biais d’un adjoint au partenariat qui assiste les chercheurs
dans les processus de valorisation de leurs travaux (licences, brevets…) et l’établissement de liens formalisés
avec des partenaires économiques, en lien avec les structures nationales de l’Inra (UCPI, Inra-Transfert,
délégation aux entreprises).
Au plan des structures de soutien, l’existence d’un dispositif interne à l’unité dédié à l’innovation permet la
détection de ce qui peut être valorisé et, aux partenaires du milieu socio-professionnel, de reconnaître l’unité.
Certaines unités ont mis en place une business unit qui est une structure indépendante en interaction avec les
industriels pour des prestations ou des projets de plus grande envergure. La localisation de l’unité sur un site à
forte dynamique vers l'innovation est un atout primordial. Les avantages sont liés à l’interdisciplinarité (Inria,
CNRS), aux appuis par les Pôles de compétitivité, Technopoles, Clusters d’entreprises, et aux soutiens des
colle ctivités qui tendent à privilégier les partenariats recherche-industrie. L’implication dans des UMT, RMT et
GIS ou toute autre structure analogue favorise aussi l’innovation.
Verrous identifiés
Au sein de l’unité, l’absence de politique d’innovation et l’absence de prise de risque sont les raisons principales
d’une innovation inexistante ou balbutiante. Les unités peuvent aussi manquer de vision hors de notre domaine
[153]
de prédilection, le monde agrico le. Le défaut de détection du potentiel d’innovation et de porteurs de pro jets, ou
la simple surchauffe des scientifiques porteurs potentiels, conduit au b locage à un stade précoce du pro cessus.
Enfin, l’innovation est trop souvent considérée comme accessoire et source de frustrations par le déficit de
reconnaissance dont souffrent les porteurs, tant au sein de leur structure que des instances d’évaluation. A une
échelle plus large, la gamme large d’interlocuteurs académiques est tantôt vue comme un réservoir de
compétences, tantôt comme une source de difficultés. En effet, le projet d’innovation est souvent face à un
système compliqué avec plusieurs tutelles aux points de vue et procédures différentes, qui se concurrencent.
L’absence de politique de site tend à exacerber ces difficultés. Comme les compétences requises ne sont pas
nécessairement présentes dans les unités, ces dernières dépendent des dispositifs existants.
Politique et stratégie du département en matière d’innovation
Le département EA s’appuie sur une analyse du pro cessus d’innovation dans les unités pour construire une
politique d’innovation performante mais aussi réaliste. Cette politique répond à la stratégie générale de l’Institut
et aux évolutions sensibles des métiers de la re cherche, qui incitent les chercheurs à é largir le champ de leurs
impacts. L’objectif est d’accroître et co ncrétiser les performances des unités, en s’appuyant sur les éléments
stratégiques suivants :
−
−
−
−
−
Intégration explicite de l’innovation dans les objectifs du département et des unités ;
Développement de la culture de l’innovation au sein des unités ;
Incitation à l’innovation par soutien de projets spécifiques ;
Accompagnement des unités et des chercheurs dans le pro cessus d’innovation par le département et les
structures d’appui nationales ;
Etablissement d’indicateurs de réussite de la politique d’innovation.
Les nouvelles formes d’agriculture, l’agri culture de précision, l’adaptation aux changements globaux, la gestion
des paysages en termes de services écosystémiques, la préservation des ressources naturelles sont des
thématiques à privilégier par le département EA.
Actions vers les unités
Le directeur d’unité est le garant de la mise en œuvre de la politique d’innovation au sein de sa structure. Il peut
s’appuyer pour cela sur les moyens de l’Inra mais aussi sur l’ensemble des instruments dont il peut disposer
localement (universités, pôles de compétitivité, collectivités, incubateur, SATT, autres instituts partenaires). Le
département contribue à faciliter les relations avec les autres partenaires, à orienter (repérage des structures
locales) et à accompagner (réflexion sur les projets d’innovation). Sans se substituer aux unités, le département
doit donner la ligne directri ce et prendre en compte les actions d’innovation lors des évaluations. Les assemblées
des directeurs d’unité peuvent être mises à profit pour expliciter la po litique du département en matière
d’innovation. A l’avenir, celle-ci s’appuiera sur une journée d’animation articulée autour de témoignages
d’unités et d’ateliers centrés sur les verrous à lever et les démarches à engager. U n bilan de l’avancement sera
réalisé annuellement sur la base des réalisations des unités pour ajuster la politique du département. Une « lettre
du département » permettra aux unités de communiquer sur leurs succès d’innovation et de co ntribuer à la
diffusion de la culture de l’innovation dans toutes les unités du département.
Moyens dédiés à l’innovation attribués par le département
Le département soutiendra sa politique d’innovation avec les propositions suivantes :
−
−
−
Nomination d’un chargé de mission spécifique ;
Soutien à des projets dédiés à l’innovation selon une démarche au fil de l’eau de co- construction avec le
département et d’expertises extérieures. La création de démonstrateurs, vitrine des réussites des unités
fera l’objet d’une attention particulière ;
Co-financement de doctorats : soutien à des sujets de thèse centrés sur l’innovation, selon un cahier des
charges spécifique, incluant notamment le profil des doctorants attendus ( e.g. formation) et les
[154]
caractéristiques du projet de thèse ( e.g. associant des écoles de commerce). Le département cherchera
aussi à aider les unités à construire des sujets de thèse finançables par le système CIFRE.
Les indicateurs de réussite de cette politique sont à élaborer. Ils devraient combiner des indicateurs quantitatifs
(dépôt de brevets et licences, création de start-up et business units, création d’emplois découlant des produits du
département), et des indicateurs qualificatifs (état de la culture de l’innovation, notoriété dans le domaine,
nouveaux partenariats).
5.8.2. Expertise
Les activités d’expertise présentent des facettes très
diverses et une part no n négligeable des activités des
agents du département EA y est consacrée dans le cadre
des relations avec nos partenaires du développement
agricole, de l’environnement et les acteurs de la
décision publique. L’activité d’expertise des agents du
département peut se classer en sept grandes catégories,
correspondant à différents niveaux (international,
national, régional), vocations (scientifique, technique),
commanditaires (international, Ministères, collectivités…) et types de collectifs (comités scientifiques,
groupes d’experts) :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Expertise scientifique collective ou étude coordonnée par la Délégation à l’expertise, à la prospective et
aux études de l’Inra (DEPE)
Synthèse ou étude technique commanditées par un organisme officiel (Ademe, MEDDE, MAAF…) ou
un partenaire semi-public ou privé
Comités scientifiques de programmes, organismes de recherche ou d’agences (ANR, CNRS/Insu,
Ademe…)
Comités scientifiques d’organismes agricoles comme les instituts techniques
Groupes d’experts internationaux (IPCC, IPBES, UNECE, Bureau européen des sols…)
Groupes d’experts nationaux (Anses, comité Ecophyto, Ademe, Citepa…)
Groupes d’experts régionaux (Parcs Naturels Régionaux…)
Analyse générale des réponses
L’analyse d’une enquête menée en 2013 au sein du département EA montre que cette activité suscite un intérêt
fort auprès des agents. Les 67 réponses reçues représentent environ 20 % des chercheurs et ingénieurs. On peut
estimer que le nombre d’agents qui ont répondu représente environ la moitié des agents concernés par une
activité significative d’expertise. Elles se répartissent assez bien entre chercheurs et ingénieurs ave c
respectivement 60 et 40 % de réponses. Cette enquête montre que l’activité d’expertise dans le département est
très significative en termes de temps consacré (>1300 h.j par an, soit 6-7 ETP pour les 67 agents qui ont
répondu) et présente une grande variabilité, avec une moyenne de 15 et 20 jours par an d’activité d’expertise par
agent et des maximales à plus de 70 jours par an. Le temps passé varie fortement selon les catégories d’expertise,
les plus gourmandes en temps étant les expertises collectives et études organisées par la DEPE, alors que la
participation à des groupes d’experts nationaux ou régionaux se limite généralement à quelques jours ou
semaines par an (Figure 5.2). La répartition est assez équilibrée selon les catégories d’expertise, allant de 18
(Comités scientifiques « Recherche ») à 38 (Groupes d’experts nationaux). La majorité des agents contribue à
plus d’une catégorie d’expertises : 25 agents n’ont participé qu’à une seule catégorie d’expertise, 30 à 2 ou 3 et 12
[155]
à 4 et plus. Logiquement, les chercheurs sont très présents dans les comités scientifiques des organismes et
programmes de recherche, des organismes agricoles et dans les groupes d’experts internationaux.
20
18
16
14
12
less than 5 days
10
from 5 to 10 days
8
from 10 to 20 days
6
form 20 to 40 days
more than 40 days
4
2
0
Collective scientific
Technical
Scientific Advisory Scientific Advisory International
National expert
expertise/studies syntheses/studies
Boards (18) Boards of technical expert groups (24) groups (38)
DEPE (28)
(30)
institutes (21)
Regional expert
groups (19)
Figure 5.2. Temps passé par les agents pour chaque catégorie d'expertise. Les chiffres entre parenthèses représentent le
nombre de réponse pour chaque catégorie d’expertise
Cette activité mobilise l’ensemble des domaines d’expertise du département et les différentes échelles du
régional à l’international.
−
−
−
−
−
−
−
Les expertises collectives et les études se partagent assez largement entre les domaines de l’agriculture et
de l’environnement, les deux étant souvent abordés de manière conjointe ;
Les synthèses techniques relèvent plutôt du domaine agricole mais l’environnement y a une place très
significative,
Pour les Conseils Scientifiques du domaine de la recherche, l’expertise est logiquement plus générale
mais, concernant les domaines privilégiés du département, c’est l’environnement qui y est le plus
présent ;
A l’inverse, pour les Conseils Scientifiques du domaine Recherche et Développement, c’est le domaine
agricole qui prédomine nettement ;
Les groupes d’experts internationaux sont plutôt dans le domaine de l’environnement ;
Les groupes d’experts nationaux se partagent largement dans les deux domaines, avec également
d’autres domaines tels que la recherche ( e.g. Aeres) ou la métrologie et la normalisation ;
Pour les groupes d’experts régionaux, l’émergence réce nte des Gren en a renforcé le volet agricole, mais
il faut noter ici une certaine importance dans la gestion des territoires (participation à des Conseils de
Parcs Régionaux, par exemple).
De manière générale, l’activité d’expertise conduite par les agents du département EA se partage largement entre
agriculture et environnement. Les organismes (environ une cinquantaine) qui ont sollicité l’expertise du
département se positionnent sur un large spectre : une vingtaine dans le domaine de l’agriculture, une quinzaine
dans celui de l’environnement, une dizaine d’institutionnels (ministères, organismes de recherche, organismes
gouvernementaux) et trois dans le domaine de la normalisation en métrologie. Cela témoigne d’une très bonne
insertion et reconnaissance du département EA au niveau national.
[156]
Bénéfices pour l’Inra à différents niveaux
Les bénéfices retirés de l’activité d’expertise sont importants et multiformes : co nnaissance et développement du
partenariat, diffusion des acquis de l’Inra et potentiel pour les stratégies scientifiques et partenariales des
chercheurs, des unités et du département. Cependant ce potentiel n’est pas pleinement valorisé, tant en termes
de publication, qu’en termes de stratégie scientifique et partenariale. De même, l’enquête souligne que ces
activités gagneraient à être mieux coordonnées. Certains cas mettent en évidence quelques difficultés de
positionnement entre aspects politiques et techniques, pour lesquelles les experts pourraient bénéficier d’un
appui de la hiérarchie de l’Inra (Départements, Directions scientifiques, Direction générale). Enfin cette activité
devrait être mieux reconnue et valorisée dans la carrière des agents concernés.
Perspectives
Le moment semble donc propice pour mieux positionner, organiser et valoriser l’ensemble des activités
d’expertises conduites par les agents rattachés au département EA. Cela supposera d’organiser une remontée des
informations, leur analyse et traduction en terme de stratégies scientifique et partenariale et un retour
périodique vers l’ensemble du Département. Le conseil scientifique du département pourrait être mobilisé pour
organiser un suivi annuel et une analyse afin de dégager des éléments d’intérêt d’ordre stratégique pour la
direction du département.
[157]
6
Conclusion
Perspectives
6.1. Bilan de l’action du département EA
6.2. Priorités scientifiques à venir
6.1. Bilan de l’action du département
Le schéma stratégique du département, élaboré en 2010, traduit la volonté d’inscrire les unités du département
dans les grands enjeux actuels des recherches en agronomie et environnement. Il définit des priorités
scientifiques et un plan d’actions incluant une animation scientifique au niveau du département, des évo lutions
du dispositif et des compétences, le développement d’outils à caractère collectif, des impulsions aux unités par
des soutiens financiers ciblés, des actions vo lontaristes pour conforter et renouveler des partenariats. Les
réalisations combinent des actions « top-down » vers les unités à l’initiative de la direction du département et le
soutien du département à des propositions venant des unités, accordé sur la base de critères scientifiques et
stratégiques.
Depuis 2008, le contexte de recherche national a été marqué par plusieurs évolutions majeures :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
la mise en place d’une agence unique d’évaluation des unités de recherche (Aéres),
la montée en puissance de l’agence nationale de la recherche (ANR),
l’augmentation de la proportion des ressources des unités issues d’appels d’offres compétitifs,
le lancement en 2010 du programme national Investissements d’Avenir doté d’importants moyens
financiers,
la mise en place progressive à l’Inra depuis 2011 de huit métaprogrammes à caractère interdisciplinaire qui
s’inscrivent dans la durée (7 à 10 ans) et qui devraient mobiliser à terme 30 % des moyens de l’institut,
la réduction des budgets alloués aux départements.
Ces évolutions ont eu plusieurs conséquences sur le fonctionnement des unités et la stratégie du département.
En premier lieu, les unités sont devenues plus autonomes sur le plan budgétaire, mais elles ont à se positionner
sur des appels d’offres de plus en plus compétitifs (ANR et Europe en particulier) pour assurer leur
fonctionnement. En second lieu, la multipli cité des dispositifs dans lesquels les unités sont insérées a rendu plus
difficile la coordination de leurs actions et la recherche de synergies pour contribuer aux orientations du
[161]
département EA et de l’Inra. Enfin, ces évolutions ont souvent mis les unités dans des situations où la vision à
court terme a tendance à primer. Finalement, ces évolutions renforcent le rôle stratégique d’un département en
termes de vision prospective et de coordination, de gestion des compétences et de portage des grandes
infrastructures de recherche qui s’inscrivent dans le long terme.
Dans ce contexte, les principales actions menées durant la période 2008-2012 ont ainsi porté sur :
−
−
−
−
−
−
le renouvellement de l’animation scientifique sur la base des quatre enjeux structurants définis dans le
schéma stratégique 2011-2015, de nature à favoriser l’interdisciplinarité,
le renforcement des compétences en écologie et en mathématiques au sens large,
l’organisation des outils collectifs et leur ouverture à la communauté scientifique,
le soutien à la participation des unités aux programmes européens et internationaux,
l’appui aux politiques publiques,
le renforcement du partenariat avec la profession agricole.
Ces grands axes de l’action du département répondent par ailleurs aux principales recommandations suite à
l’évaluation de 2008 ( cf. Annexe 1.3), comme le montre le tableau 6.1.
Recommandations de la commission 2008
Prospective scientifique en cinq thèmes
1. Changements environnementaux : Impact sur l’agriculture,
atténuation par l’agriculture et adaptation de l’agriculture
2. Demande alimentaire : évolution des capacités de production
mondiale, conception de systèmes durables pour réduire le yield gap,
qualité des matières premières (organoleptique, technologique,
sanitaire)
3. Crise énergétique
Quelle production de bioénergie ? dans quel système ?
Quelle réduction d’énergie fossile en agriculture ?
4. Biodiversité
Effet de l’agriculture sur la biodiversité ordinaire, effet de la
biodiversité sur la production agricole, lien aux écologues
5. Environnement et santé
Impact des polluants sur la santé des écosystèmes et humaine
Rôle de l’agriculture sur la dispersion et la transformation des polluants
Conception de systèmes durables minimisant la dispersion des
polluants
Structuration interne
Animation transversale aux quatre champs thématiques
Un ou deux projets pour chacun des cinq thèmes, avec animation
spécifique, évaluation internationale et accompagnement de
chercheurs étrangers
Lien à l’enseignement supérieur : augmenter le nombre d’UMR,
le nombre de thésards étrangers, le nombre de post-doc.
Principales réalisations du département depuis 2008
Coordination du projet ANR Climator
Coordination des projets FP7 DROPS et CANTOGETHER
Contribution à la GRA
Coordination des réponses aux appels d’offres ANR et ADEME
Pilotage de plusieurs études et expertises collectives (azote et élevage, matières
fertilisantes d’origine résiduaire, cultures intermédiaires, émissions de GES)
Investissement dans le métaprogramme ACCAF
Lancement de la plateforme d’analyse multicritères Means
Développement de l’agronomie globale et des méta-analyses et compétences
associées
Contribution à la construction du métaprogramme GloFoodS
Contribution aux réflexions du GIS Relance Agronomique sur la stagnation des
rendements
Renforcement des moyens de l’unité travaillant sur la biomasse, avec
association avec le département BAP
Journée d’animation Biomasse avec position paper collectif
Coordination du projet européen FP7 LOGISTEC
Soutien aux projets nationaux et internationaux sur les légumineuses (ANR
Legitimes, FP7 Legato)
Association avec l’UMR CEFE à Montpellier
Investissement dans le métaprogramme ACCAF
Construction du métaprogramme EcoServ
Coordination des projets FP7 EcoFinders, PURE
Lancement du projet d’université virtuelle d’agroécologie
Soutien au réseau inter-département en Ecotoxicologie
Lancement de la plateforme Biochem-Env (ANAEE-France)
Atlas de l’état des sols à partir des données RMQS
Action Algues Vertes en Bretagne
Contribution au Plan National d’Action Chlordécone
Création de quatre enjeux structurants et animation spécifique
Soutien à l’implication dans les métaprogrammes et dans des programmes
nationaux
Maintien du nombre d’UMR
Augmentation du nombre de doctorants et post-doctorants accueillis et de la
proportion d’étrangers
[162]
Collaborations européennes et internationales
Faire du département un partenaire incontournable
Augmenter le nombre de projets et de bourses Marie Curie
Clarifier l’investissement réel avec Brésil, Chine et Inde
Partenariat et valorisation
Définir la politique de valorisation, les cibles, les OAD,
poursuivre UMT et RMT
Modélisation
Effet du changement climatique et global, sols cultivés : stratégie et
partenariat
Constitution d’équipes d’informaticiens
Suivi RH
Poursuite de l’accompagnement RH
Extension aux doctorants et post-docs
Contribution à l’accord-cadre INRA-WUR
Signature d’un memorandum of understanding avec l’université de Canton en
Chine et projet de laboratoire international
Soutien au projet AICHA sur l’eau avec l’Inde
Implication dans les grands programmes AgMIP, GRA, GSBI, GSM
Soutien aux coordinations de projets dans le cadre FP7 et JPI-FACCE
Participation à la coordination du programme national inter-organismes
MISTRALS sur la Méditerranée
Journée de réflexion stratégique sur les OAD
Renforcement de l’investissement des unités dans les UMT et RMT
Organisation d’une concertation avec les trois Pôles de compétitivité sur l’eau
Forte implication dans GRA (projet JPI), AgMIP
Développement des plateformes de modélisation
Projet national ANAEE-S, projets européens EXPEER et ANAEE
Développement d’actions sur l’agronomie globale
Maintien de la politique de gestion des ressources humaines
Pas d’accompagnement spécifique doctorants (qui relève des écoles doctorales)
et post-doctorants
Tableau 6.1. Principales réalisations du département depuis 2008 en regard des recommandations de la commission
d’évaluation 2008
Les éléments quantitatifs présentés ci-après permettent d’illustrer concrètement la diversité des leviers utilisés
par le département dans quatre domaines majeurs d’action.
Animation et pilotage scientifique
L’animation scientifique, principalement fondée sur l’organisation de séminaires et de journées scientifiques à
l’initiative soit du département, soit des réseaux scientifiques, s’est notamment traduite par :
−
−
−
−
−
des publications colle ctives de type Opinion ou Position Paper sur différents sujets (biomasse, Gabrielle
et al. 2014 ; légumineuses, Voisin et al., 2014 ; associations végétales, Gaba et al. Soumis ; paysage,
Vinatier et al. Soumis ; services écosystémiques, Lescourret et al. soumis) ou méta-analyse (émission
N2O, Philibert et al., 2012 ; performances de systèmes de culture, Hossard et al., 2014), initiatives
novatrices dans le département ;
des appuis pour la construction coordonnée de projets en réponse à des appels d’offres internes
(métaprogrammes) nationaux (ANR, ADEME, ONEMA) ou européens (7° PCRD), appuis ayant
contribué à un bon taux de succès,
la création de nouveaux réseaux scientifiques (Systèmes agricoles, Sols, Eau, Paysage),
le lancement de chantiers sur des fronts de science (rhizosphère)
le soutien à de nouveaux outils collectifs (base de données des essais Système portés par les unités du
département ; projet CAREX de caractérisation des co nditions environnementales des unités
expérimentales, expérimentation Système sur les systèmes fourragers innovants).
Ces animations accompagnent les évolutions souhaitées des thématiques de recherche des unités. Le
département appuie aussi ces évolutions en participant au financement annuel d’une dizaine de bourses de thèse
et autant de projets scientifiques déposés par les unités (parmi environ une cinquantaine de propositions chaque
année). Il sélectionne les dossiers sur les critères de qualité scientifique et de concordance avec les priorités
scientifiques qu’il soutient.
L’évolution des thématiques abordées dans le département peut être appréhendée et qualifiée en analysant soit
les titres des thèses et des projets proposés annuellement par les unités du département pour financement
(Tableau 6.2), soit les publications d’articles à comité de lecture (Tableau 6.3).
[163]
Mot
modélisation
sol
impact
azote
système
plante
organique
génétique
évaluation
paysage
Nombre de fois où le mot est cité
2008-2009
2011-2012
32
29
28
21
7
9
4
9
10
9
8
8
5
8
5
7
9
7
5
5
Tableau 6.2. Nombre de fois où le mot est cité dans les titres de sujets de thèse et de projets scientifiques déposés lors des
instructions budgétaires EA de 2008-2009 (88 titres) ou 2011-2012 (82 titres) (mots cités au moins 5 fois en 2011-2012)
Mots-clés auteurs
Modelling
Anaerobic_digestion
Phosphorus
Nitrogen
Climate_change
Integrated_pest_management
Life_cycle
Cropping_system
Soil
Soil_water
2008-2009
106
14
13
17
4
1
4
12
21
9
2011-2012
141
30
19
16
14
12
13
12
16
12
Tableau 6.3. Nombre de fois où les mots-clés sont mentionnés par les auteurs des publications ACL 2008-2009 ou 2011-2012
(environ 400 publications/année, seuls les mots-clés les plus cités sont représentés)
Les mots les plus utilisés dans les titres des thèses et des projets correspondent bien aux thématiques les plus
partagées dans le département (modélisation, sol, impact, azote...). Par contre, on ne décèle pas encore d’évolution majeure entre les périodes 2008-2009 et 2011-2012. Il faudra suivre cet indicateur dans les années à venir.
Au niveau des publications, on note une évolution des mots-clés (Tableau 6.3), avec par exemple une
augmentation notable de « climate_change », « integrated_pest_management » et « life_cycle ».
De plus, comme cela a été analysé dans le chapitre 4.1, il y a une évolution des revues, avec notamment une forte
augmentation de publications dans les revues de la thématique Ecology, et une augmentation de la proposition
d’articles inter-départements, en lien avec le renforcement de la pluri-disciplinarité de nos travaux.
Outils collectifs
Le département a conduit une action volontariste de développement des outils collectifs, en phase ave c des
priorités scientifiques qui nécessitent de combiner observations, expérimentations et modélisations multiéchelles et multi-systèmes, dans un cadre dépassant l’échelle d’une unité. Les outils collectifs sont un levier de
mise en synergie des activités des unités. Cette action, souvent interdépartementale et inscrite dans les priorités
de l’institut, consiste principalement en :
−
−
un soutien financier direct pour le fonctionnement des plateformes, qui a représenté 20 % de notre
budget incitatif,
des moyens humains pour le lancement de nouveaux outils ( e.g. plateforme So l Virtuel) ou leur
renforcement ( e.g. unité de service LAS) qui a représenté la moitié des recrutements d’ingénieurs,
[164]
−
−
une évolution du dispositif des unités expérimentales (unité Ferlus à Lusignan avec le département
PHASE) et des unités de service (rapprochement LAS-USRAVE) en vue de constituer des plateformes
d’expérimentation ou d’analyse à vocation nationale, voire européenne,
un soutien financier aux dispositifs nationaux d’observation et d’expérimentation (SOERE) et à
certains dispositifs expérimentaux stratégiques (essais « Système ») ainsi qu’à leur mise en réseau
(projet CAREX entre les unités expérimentales).
Cette action est à renforcer dans le futur pour être en capacité de s’inscrire dans la politique internationale
d’ouverture des données (mouvement open data) et dans la politique d’internationalisation de l’institut en
favorisant l’utilisation et la valorisation de ces outils bien au-delà de la seule communauté des chercheurs de
l’Inra. L’identification des pub lications issues de travaux mobilisant ces outils colle ctifs a été initiée en 2011 afin
de disposer d’indicateurs de l’appropriation de ces outils par les chercheurs du département ( cf. Chapitre 4.1).
Gestion des compétences
Concernant l’effort d’anticipation en ressources humaines, do nt la nécessité a été rappelée en introduction, la
gestion prévisionnelle des compétences est primordiale. Le département a fondé sa politique sur trois
principaux axes :
−
−
−
le développement des compétences en é cologie, qui, associées aux compétences « historiques » en
agronomie, doit permettre une meilleure appréhension du fonctionnement biologique des
agroécosystèmes ;
le renforcement des compétences en mathématiques pour la modélisation et l’analyse des données dont
le volume, l’hétérogénéité et le rythme d’acquisition s’accroissent sans cesse ;
l’affectation de moyens humains au service du développement des outils collectifs.
Pour mettre en œuvre cette stratégie, l’ensemble des moyens « classiques » a été mobilisé : recrutements,
mobilités, accompagnements, formations et partenariats académiques. La mobilité thématique et son
accompagnement (avec ou sans mobilité géographique) a été jusqu’à présent insuffisamment utilisée, elle fait
l’objet d’une réflexion à l’échelle de l’institut.
En matière de formation, les nouvelles technologies de l'information et de la communication sont appelées à
jouer un rôle fondamental. Le département a été pionnier à l’Inra en lançant le projet d’Université Virtuelle en
Agroécologie (UVAE), en coordination étroite avec des établissements d’enseignement supérieur. L’enjeu est
d’offrir une formation à distance portant sur l’ensemble des thématiques de l’agroéco logie, suffisamment
attractive pour inciter la majorité des personnels (scientifiques puis techniciens) à s’approprier ce champ de
compétence. En parallèle, le département a également soutenu le montage d’écoles-chercheurs, moyens plus
classiques mais toujours efficaces de faire le point sur un sujet donné ave c un regard pluridisciplinaire et de faire
interagir des scientifiques, notamment les plus jeunes.
Le rapprochement avec d’autres communautés est aussi un levier d’action sur l’évolution des compétences. A cet
égard, le département EA a été à l’origine de reconfiguration d’unités (Agroécologie à Dijon, ISPA à Bordeaux,
ECOSYS à Grignon). Il a soutenu l’investissement des unités dans plusieurs LabEx (BASC à Saclay, AGRO à
Montpellier, COTE à Bordeaux) sans toutefois parvenir à ce jour à peser sur le montage des programmes qu’ils
portent.
Internationalisation
Avec 37 % de publications co-signées avec des partenaires étrangers, les unités Inra sont bien insérées dans
l’écosystème de la recherche internationale. Les chercheurs sont présents dans les comités éditoriaux de
nombreuses revues internationales, dans plusieurs groupes d’experts internationaux et sont invités dans de
nombreuses manifestations internationales. Le nombre de participations et de coordinations de projets
européens est du même ordre de grandeur que durant la période 2003-2006, alors qu’elles avaient fortement
[165]
augmenté au début des années 2000. Cette stagnation, visible également au niveau de l’Inra, est à relier à la forte
mobilisation des unités pour s’inscrire dans les programmes de l’ANR en France.
A noter deux points de vigilance pour la suite de notre action :
−
−
si 40 % des doctorants et 50 % des post-doctorants sont étrangers, la question de l’attractivité
internationale des unités du département au sens large se pose, notamment en termes d’accueil de
chercheurs étrangers, d’utilisation des outils européens comme les programmes Agreenskills ou
PEOPLE. Une réflexion est à conduire pour aider les unités à mobiliser ces outils d’accueil, le budget du
département ne permettant plus d’avoir une politique spécifique et autonome ;
si l’augmentation de la participation aux initiatives internationales est importante (AgMIP, GRA,
Global Soil Map…), le département manque encore de prise de leadership international. La question de
savoir comment aider les chercheurs et les unités à cette prise de leadership reste ouverte.
Productions
In fine, les productions du département sont diverses (publications internationales, nationales, brevets, modèles,
bases de données …) et leur utilisation est avérée. Cela témoigne de la qualité globale des recherches conduites
dans les unités du département. Il y a eu une amélioration significative des indicateurs relatifs aux articles à
comité de lecture (nombre, productivité, impact facteur des revues, nombre de citations). De même, les
scientifiques du département ont été fortement mobilisés par l’Institut dans de nombreuses études et expertises
au sens large ( cf. Chapitre 5.8), ce qui témoigne de leur reconnaissance dans leurs domaines de compétences.
6.2. Priorités scientifiques à venir
Les activités du département sont en phase avec les grands enjeux auxquels la recherche agronomique doit
répondre. Il s’agit de proposer des outils et des méthodes permettant de concevoir et d’évaluer des systèmes
agricoles, à différentes échelles (plante, parcelle, paysage) sur la base d’une connaissance fine du fonctionnement
des agroécosystèmes, pour atteindre (1) le meilleur compromis possible en matière de fourniture, dans la durée,
de services écosystémiques, (2) les meilleures performances des systèmes agri coles. Les attentes sont fortes de la
part des pouvoirs publics, des gestionnaires des espaces ruraux, des agriculteurs et des agents du développement
agricole, des instituts techniques, des entreprises du secteur, et des ruptures sont attendues.
La mise en place des enjeux structurants, la po litique incitative du département et la mobilisation dans les
métaprogrammes sont des outils essentiels pour accompagner les unités dans les évolutions souhaitées de leurs
thématiques de recherche afin de répondre au mieux à ces attentes.
L’analyse transversale des perspectives propres à chaque enjeu structurant (Chapitre 3.1) fait apparaître trois
grandes priorités scientifiques pour l’action à venir du département.
Priorité 1 : La poursuite de l’élargissement des échelles d’étude des agro-écosystèmes, dans leurs dimensions spatiales et
temporelles
En ce qui concerne l’é chelle supra-parcellaire, un effort important a été conduit ces dernières années pour
aborder l’échelle du paysage en ajoutant la composante éco logique à une description des flux et des structures
jusqu’alors essentiellement physique. Plus récemment, des échelles encore plus larges allant jusqu’à l’é chelle de
la planète ont été abordées. Cet effort doit être poursuivi. Sur certaines thématiques comme l’évaluation
multicritères des systèmes de culture, le cycle du phosphore à l’échelle globale, la cartographie mondiale des
sols, les travaux du département sont à présent bien positionnés à l’échelle internationale et justifieraient une
politique de soutien et d’accompagnement à une prise de leadership qui reste à définir.
[166]
Pour l’échelle temporelle, de nombreux travaux ont été conduits sur l’impact du changement climatique et sur
l’adaptation au changement climatique (projets soutenus notamment par le métaprogramme ACCAF). Ils
concernent toutefois principalement les plantes pérennes et ne posent pas de manière explicite la question de la
période de temps à considérer. Des programmes portant sur l’adaptation et la résilience des systèmes de grande
culture, envisagées sur le temps long sont à renforcer. Dans ce cadre, l’étude des systèmes comprenant des
peuplements complexes (pluri-variétés, pluri-espèces annuelles, espèces annuelles et pérennes) doit faire l’objet
d’une attention particulière en considérant à la fois les trois niveaux d’échelles : parcelle, exploitation et
territoire.
Aborder des analyses pluri-échelles nécessite l’analyse de données acquises dans la durée et à haut débit. Les
dispositifs d’observation et d’expérimentation sur les agro-écosystèmes (depuis les données de phénotypage à
haut débit de plantes jusqu’aux performances des systèmes de culture à l’échelle mondiale) et les bases de
données associées sont indispensables. Une réflexion est à organiser sur l’adéquation entre les dispositifs
existants et nos besoins, et sur l’extension de ces dispositifs et le développement de partenariats afférents. Par
exemple, l’étude à entreprendre des pratiques en agroforesterie peut s’appuyer dans un premier temps sur le
réseau de parcelles identifié par l’Association Française d’Agroforesterie, mais elle gagnera à prendre une
envergure européenne par l’intermédiaire de l’Association Européenne d’Agroforesterie nouvellement créée.
Nous devons également trouver les moyens de favoriser l’utilisation de dispositifs d’envergure comme le réseau
de paysages SEBIOPAG destiné à l’étude des services écosystémiques.
Les métaprogrammes, outils d’animation internes à l’Inra, sont également d’un grand intérêt pour aborder des
questions autour des emboîtements d‘échelles, notamment dans le cadre de ACCAF, SMaCH, Eco Serv et
GloFoodS, et nous devrons particulièrement les mobiliser.
Au-delà de l’accent qui doit être mis sur l’acquisition de données du fait de cette volonté d’élargir nos échelles,
c’est la réflexion autour ( 1) des nouveaux objets et processus, (2) des nouveaux modèles à élaborer, (3) des
nouvelles démarches d’analyse à mobiliser, qu’il faudra accompagner les équipes, par exemple :
1.
travailler à partir de cas concrets à une définition opérationnelle de la résilience écologique des agroécosystèmes (au sens de Holling) en regard de la variabilité interannuelle du climat et des événements
extrêmes, en creusant les réponses aux stress hydriques et thermiques et les mécanismes d’adaptation
afférents ;
2. identifier, avec nos collègues du département MIA, les sources de variabilité et d’incertitude pour les
prédictions de nos modèles sur des temps longs et de grands espaces ; réfléchir à des formes de
modélisation « hybrides » avec d’une part des niveaux de détail différents selon l’importance et/ou la
connaissance des pro cessus (fonctions d’une infrastructure agroéco logique par exemple) et d’autre part
la coexistence d’options méthodologiques différentes (discret/continu, aléatoire/déterministe) pour
permettre la combinaison d’informations à différentes échelles.
Des animations scientifiques ciblées seront pour cela à organiser, elles pourront être confiées à une unité
spécialiste du domaine en coopération avec d’autres départements.
Priorité 2 : Le couplage de processus, à différentes échelles (organe, plante, peuplement, parcelle, bassin versant), et
mobilisant plusieurs disciplines
Il s’agit ici d’analyser et de modéliser le fonctionnement des agro-écosystèmes pour être en capacité de (1)
prévoir les conséquences des changements globaux et de pratiques en fonction des conditions lo cales (co ntextes
socio-économiques, conditions pédo-climatiques), (2) concevoir des idéotypes de plantes, de systèmes de
culture ou de paysages. Ceci suppose d’être en capacité de décrire la complexité des agroécosystèmes ( cf. priorité
1) et d’intégrer des processus abiotiques et biotiques d’origine différente qui se déroulent à différentes échelles
de temps et d’espace.
Au-delà des questions qui restent d’actualité sur les relations structure-fonction ou biodiversité-fonction à
différentes échelles ( i.e. plante, pédon, parcelle, paysage), il nous faut aborder de nouveaux couplages entre
[167]
différents processus et compartiments des agro-écosystèmes répondant à de nouveaux besoins d’intégration. Il
s’agit notamment des couplages entre :
−
−
−
−
−
−
génétique, écophysiologie et écologie microbienne pour le fonctionnement de la rhizosphère dans un
dialogue à double sens entre la plante, la racine et son milieu ;
génétique, écophysiologie, écologie fonctionnelle et agronomie pour le fonctionnement de la plante (du
génotype au phénotype) et la conception d’idéotypes de plantes et de couverts complexes répondant à
un ensemble de critères toujours plus nombreux et souvent antagonistes ;
écologie et agronomie pour le fonctionnement des peuplements complexes, puis, en lien ave c la
génétique pour de nouveaux idéotypes d’associations d’espèces et de variétés ;
épidémiologie, écophysiologie et agronomie pour le fonctionnement de systèmes plantes-bioagresseurs
et l’analyse des interactions en jeu (jusqu’à l’estimation des pertes quantitatives ou qualitatives de
récolte) en fonction des pratiques culturales (dont la prote ction phytosanitaire), du génotype des
plantes et des pressions parasitaires ;
physique des sols et des paysages, écologie et agronomie, pour les interactions entre processus
biotiques, processus abiotiques et activités humaines dans les paysages agricoles ;
biogéochimie, hydrologie, biologie-écotoxicologie pour le fonctionnement couplé des cycles de l’eau,
du carbone, des éléments minéraux (N, P, S ou ETM) et des polluants organiques à différentes échelles
(résidu organique, pédon, bassin versant, planète).
Ces couplages supposent une coordination entre départements, notamment EFPA, BAP, SPE et MIA, pour
laquelle les métaprogrammes comme SMaCH ou EcoServ sont des instruments privilégiés. Les plateformes de
modélisation sont des outils adaptés pour cette approche (OpenAlea, Sol Virtuel, Record, OpenFluid). Elles
doivent encore s’enrichir de nouveaux services (modularité) et il faut chercher à amplifier leur appropriation
par les chercheurs et les ingénieurs.
Priorité 3 : Le lien aux acteurs et parties prenantes
D’un côté, travailler sur la conception d’idéotypes de plantes, de systèmes de culture ou de paysages né cessite
d’interagir avec l’ensemble des acteurs et parties prenantes concernés, au premier chef les agriculteurs et les
gestionnaires des espaces ruraux. Il existe aujourd’hui une diversité des formes d’agriculture en France :
agricultures de firme, familiale ou de subsistance si l’on prend la classification proposée par Hervieu et Purseigle
(2011) 1, agricultures bas intrants ou biologique, agroforesterie, agriculture de précision… que le système de
recherche et de développement n’intègre pas ou peu de manière explicite.
D’un autre côté, prendre en considération de nouveaux enjeux comme le changement climatique et élargir nos
échelles au territoire et à la planète ont pour corollaire de diversifier les destinataires (end-users) de nos
recherches au-delà de la sphère agricole (aménageurs du territoire, responsables de plans nationaux,
ministères…).
Un effort important a été accompli par les unités du département pour se rapprocher des différents acteurs et
parties prenantes. Mais répondre pleinement aux interrogations des acteurs et parties prenantes, formuler
éventuellement des questions de recherche ou construire des outils qui leur soient spécifiques, nécessite de nous
organiser, et ce, nécessairement au-delà du seul département EA, notamment avec les départements PHASE,
SAD et SAE2, pour faire ce lien entre les études de fonctions et de pro cessus à différentes échelles spatiales et
temporelles, les systèmes de gestion des différentes entités spatiales ou dé cisionnelles d’intérêt et les
gestionnaires de ces entités.
Un système d’observation à différentes échelles (parcelle -exploitation / paysage -territoire) de la diversité́ des
systèmes agricoles, de leurs performances et de leur organisation serait à mettre en place pour capter leur
diversité et les ressorts de leur évolution. Tous les acteurs des territoires ruraux et périurbains sont concernés,
1
Hervieu Bertrand et Purseigle François, 2011. « Des agricultures avec des agriculteurs, une nécessité pour l'Europe », Projet
2011/2 n° 321, p. 60-69. DOI : 10.3917/pro.321.0060
[168]
des agriculteurs aux gestionnaires d’espaces, aux collectivités locales jusqu’aux ministères. Il nous faut inventer
une méthode pour que le fruit de ces observations des systèmes réels alimente la réflexion sur les recherches plus
analytiques sur les processus, et vice-versa. Plusieurs outils sont à mobiliser, et notamment (1) la plateforme de
modélisation Record, susceptible de représenter et intégrer les logiques d’actions et de décisions propres à
chaque acteur, (2) plusieurs métaprogrammes, principalement ACCAF et EcoServ. C’est une priorité qui
dépasse le département EA mais dans laquelle le département EA doit avoir une place centrale au sein du
dispositif Inra.
Ces trois priorités scientifiques renforcent (pour les deux premières) et renouvellent (pour la troisième) celles
que nous avions formulées dans le schéma stratégique du département. Elles seront à la base du pilotage à long
terme du département par le biais des actions déjà mises en œuvre ces dernières années et soulignées dans la
première partie de cette conclusion. Cela passe par l’affirmation de l’animation interne interdisciplinaire au
travers des enjeux à caractère finalisé que sont les enjeux structurants et de la politique incitative qui co ntinuera
à soutenir ces enjeux mais aussi l’émergence d’idées nouvelles. Nous rechercherons de nouvelles synergies avec
d’autres départements et à l’échelle de l’institut par le biais des métaprogrammes. Ces priorités seront au cœur
de notre politique de partenariat, qu’il soit académique ou finalisé, national et international, notamment
européen. Elles justifient également plus que jamais notre soutien aux outils collectifs, qu’ils soient du domaine
des plateformes expérimentales et de modélisation ou du ressort de réseaux scientifiques que nous soutenons au
sein de l’Inra et ave c d’autres partenaires. Enfin e lles seront au cœur de la gestion des compétences et des
ressources humaines du département, tant au niveau des agents qu’à celui des unités, levier essentiel pour faire
évoluer notre dispositif selon ces perspectives.
[169]
7
Références citées
7. Références citées dans le document
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8
Glossaire
8. Glossaire
Sigle
ACBB
ACCAF
ACL
ACTA
ACV
ADAGE
ADD
ADEME
AERES
AgMIP
Agreenium
Signification
Agro-ecosystems, biogeochemical cycles and
biodiversity
Métaprogramme INRA
Publication dans revue A Comité de Lecture
Réseau des instituts des filières animales et végétales
Analyse du Cycle de Vie
ADaptation de l’AGriculture et des Ecosystèmes
anthropisés au changement climatique
Programme ANR Agriculture et Développement
Durable
Agence de l'Environnement et pour la Maîtrise de
l’Energie
Agence d’évaluation de la recherche et de
l’enseignement supérieur
AICHA
ALIMH
Consortium regroupant les principaux acteurs de la
recherche et de la formation supérieure
agronomiques et vétérinaires
Institut des sciences et industries du vivant et de
l'environnement
Projet de recherche avec l’Inde
Département Alimentation humaine
AllEnvi
Alliance pour l’Environnement
AgroParisTech
[191]
Long-term Observation and Experimentation Systems
for Environmental Research
Adaptation of agriculture and forests to climate change
Peer-reviewed article
Network for coordination of agricultural technical
institutes
Life cycle analysis (LCA)
Adaptation of Agriculture and Man-made Ecosystems
to Climate Change
ANR programme: Agriculture and Sustainable
Development
French Environment and Energy Management Agency
French evaluation agency for research and higher
education
Agricultural Modelling Intercomparison and
Improvement Project
French consortium of agronomic and veterinary
research and higher education bodies
Paris Institute of technology for life, food and
environmental sciences
Adaptation of Irrigated Agriculture to Climate Change
Nutrition, Chemical Food Safety and Consumer
Behaviour Division (INRA)
Alliance for the Environment
AlomySys
ANAEE
Modèle pour adventices
Infrastructure du 7e PCRD
ANCRE
Alliance Nationale de Coordination de la Recherche
pour l'Énergie
Agence Nationale de la Recherche
Agence nationale de sécurité sanitaire de
l'alimentation, de l'environnement et du travail
Assemblée Permanente des Chambres d’Agriculture
Modèle de culture
Institut technique des céréales et fourrages
Action de Recherche Programmée
ANR
ANSES
APCA
APSIM
Arvalis
ARP
ARS
ASIRPA
ASP
AVHRR
BAP
BAP
BDAT
BDETM
BDGSF
BRGM
BRIC
CAS
CASDAR
CASIMOD’N
CATI
CCNUCC
CDD
CEA
CEFE
CEPIA
CEREGE
CERES-EGC
CERFACS
Cetiom
Cifre
CIRAD
CITEPA
COFRAC
COMIFER
CORPEN
COST
CNOC
CNR
CNRS
Analyse Socio-économique des Impacts de la
Recherche Publique Agronomique
Analyse Stratégique de Partenariat
Radiomètre embarqué sur satellite
Biologie et Amélioration des Plantes
Branche d’Activité Professionnelle
Base de Données sur l’Analyse des Terres
Base de Données sur les ETM
Base de Données Géographique des Sols de France
Bureau de Recherche Géologique et Minière
Brésil, Russie, Inde, Chine
Compte d'Affectation Spécial pour le
Développement Agricole et Rural
Modèle de gestion de l’azote
Centre Automatisé de Traitement de l’Information
Convention Cadre des Nations Unies sur le
Changement Climatique
Contrat à Durée Déterminée
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies
alternatives
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CNRS)
Département Caractérisation et elaboration des
produits issus de l’agriculture
Centre Européen de Recherche et d’Enseignement
des Géosciences de l’Environnement
Modèle de culture
Centre Européen de Recherche et de Formation
Avancée en Calcul Scientifique
Centre technique interprofessionnel des oléagineux
et du chanvre
Convention Industrielle de Formation par la
Recherche
Centre de coopération internationale en recherche
agronomique pour le développement
Centre Interprofessionnel Technique d’Etude de la
Pollution Atmosphérique
COmité FRançais d’Accréditation
Comité Français d’Etude et Développement de la
Fertilisation Raisonnée
Comité d’ORientation pour des Pratiques agricoles
respectueuses de l’ENvironnement
Commission Nationale des Outils Collectifs (INRA)
Centre national de la recherche scientifique
[192]
Weed model
Analysis and Experimentation on Ecosystems (FP7
programme)
French National Alliance for Energy Research
Coordination
French National Research Agency
French Agency for Food, Environmental and
Occupational Health & Safety
Crop model
Technical institute for cereals and grass
Programmed Research Action
Agricultural Research Service of the US Department of
Agriculture
Socio-economic Analysis of the Impacts of Public
Agricultural Research
Strategic Partnership Analysis
Advanced Very High Resolution Radiometer
Plant Biology and Breeding Division (INRA)
Professionnal branches
Data base on soil analysis
Data base on ETM rate
Data base on French soil type
French Geological Survey
Brazil, Russia, India, China
Chinese Academy of Sciences
Special Allocation for Agricultural and Rural
Development
Model for nitrogen management
Automated Data Processing Centre
United National Framework Convention on Climate
Change (UNFCCC)
Non-permanent staff in the form of fixed term
contract
French alternative energies and atomic energy
commission
Centre for Functional and Evolutionary Ecology
Science and Process Engineering of Agricultural
Products Division (INRA)
European Centre for Research and Education in
Environmental Geosciences)
Crop model
The Technical Center for Oilseed Crops and Industrial
Hemp
Industrial convention of training by research
International cooperation Centre for agricultural
research in developing countries
Interprofessional Technical Centre for Studies on Air
Pollution
French accreditation committee
French Committee for the Study and Development of
Managed Fertilisation
Steering Committee for Environmentally Friendly
Agricultural Practices
European Cooperation in Science and Technology
National committee of collective tools of INRA
Consiglio Nazionale delle Ricerche
National centre for scientific research
CR
CREBI
CRHD
CRITEX
Cropsyst
CS
CSU
CSD
CSIC
CSIRO
CT
CTPS
DARESE
DB
DEPE
DEV
DEXI
DIFAG
DRH
DR
DSI
DST
DSSAT
EA
ECOPHYTO
EcoServ
EDF
EFPA
EFSA
EPPN
ERC
EREFIN
ES
ESA
ESE
ESI
ESFRI
ETI
ETM
ETP
EU
EXPEER
FAO
Florsys
FNPR
FPN
FP
FTE
GA
GC-HP2E
Chargé de recherche (INRA)
Centre de Ressources et d’Expertise en Bibliométrie
Chargé des Ressources Humaines de Département
Projet Investissement d’avenir sur les bassins
hydrologiques
Modèle de culture
Comité scientifique
Conseil Scientifique des Utilisateurs
Conseil Scientifique de Département
Champ Thématique
Comité Technique Permanent de la Sélection
Direction de l'Action régionale, de l'Enseignement
Supérieur et de l'Europe
Délégation à l’expertise scientifique collective, à la
prospective et aux études
Délégation à l’Evaluation
Outil d’évaluation de méthodes de protection
intégrée en grande culture
DIrection des Finances et de l’Administration
Générale
Direction des ressources Humaines
Directeur de Recherche (INRA)
Direction des Systèmes d’Information
Modèle de culture
Plan gouvernemental pour la réduction des pesticides
Métaprogramme INRA
Electricité de France
Département Ecologie des forêts, prairies et milieu
aquatiques
Autorité européenne de sécurité des aliments
Groupe de travail inter-établissements sur
l’évaluation de la recherche finalisée
Enjeu Structurant
Laboratoire d’Ecologie, Systématique et Evolution
Entreprise de Taille Intermédiaire
Eléments Traces Métalliques
Equivalent temps plein
Fédération Nationale des Parcs Naturels
Formation Permanente Nationale
Département Génétique Animale
Systèmes de production de Grande Culture à Hautes
Performances Economiques et Environnementales
[193]
Junior scientist
Divisional Human Resources Manager
Investing for the future project on hydrologic
catchment basin
Crop model
Scientific advisory board
Scientific Users Committee
Divisional Scientific Advisory Board
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Commonwealth Scientific and Industrial Research
Organisation
Thematic Area
Permanent Technical Committee for Breeding
Directorate for regional policy, higher education and
Europe (INRA)
Database
Program for Multi-Attribute Decision Making
INRA Delegation for the evaluation
Finance and general administration division (INRA)
Human resources department (INRA)
Research director (INRA)
Data system division (INRA)
Decision support tools
Crop model
Environment and Agronomy Division (INRA)
Gouvernemantal action to reduce pesticides use
Ecosystem Services, Agriculture and Forest
French company for electricity production and
distribution
Forest, Grassland and Freshwater Ecology Division
(INRA)
European Food Safety Authority
European Plant Phenotyping Network
European Research Council
Framework for the assessment of targeted research as
defined by an inter-institutional workgroup
structural challenge
European Society of Agriculture
Ecology, Systematics and Evolution Laboratory
Essential Science Indicators
European Strategy Forum on Research Infrastructures
Medium size company
Metal Trace Elements
Full-time equivalent
European Union
Distributed Infrastructure for EXPErimentation in
Ecosystem Research
Food and Agriculture Organisation
Weed model
National Federation of Regional Natural Parks
National Continuing Training structure
European Framework Programme (FP6 & FP7)
Full-time equivalent
Animal Genetics Division (INRA)
Arable Systems with High Economic and
Environmental Performance
Gx Ex C
GES
GHG
GIEC
GIS
GPEC
GPS
GSBI
GSM
GRA
GREN
H2020
HDR
IA
IAASTD
ICOS
ICP
ICS
IDM
IEED
IFN
IGCS
IGEC
INDIGO
INEE
INRIA
IPBES
IPCC
IRD
IRSTEA
ISIE
ISM
ISO
IT
ITA
ITE
ITN
IUMA
IUSS
J2M
JRC
JPI
KIC
LabEx
LandSoil
LCA
LIDAR
Génotype x Environnement x Conduite
Gaz à effet de serre
Genotype x Environment x Management
Green House Gas (GHG)
Green House Gas
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)
Groupe d'experts intergouvernemental sur
l'évolution du climat
Groupement d’Intérêt Scientifique
Gestion Prévisionnelle des Effectifs et des
Compétences
Scientific Interest Group
Provisional management of staffing and skills
Groupe Régional d’expertise nitrate
programme européen pour la recherche et
l'innovation
Habilitation à diriger les recherches (diplôme)
Investissements d’avenir (projet)
Ingénierie De la Modélisation (CATI)
Instituts d'Excellence dans le domaine des Energies
Décarbonées
Inventaire Forestier National
Inventaire Gestion et Conservation des Sols
Interactions Génotype x Environnement x Conduites
Indicateur agri-environnementaux
Institut Ecologie et Environnement – CNRS
Institut national de recherche en informatique et
automatique
Plateforme intergouvernementale scientifique et
politique sur la biodiversité et les services
écosystémiques
Institut de recherche pour le développement
Institut national de recherche en sciences et
technologies pour l'environnement et l'agriculture
CATI Ingénierie des Systèmes d’Information
Environnementaux
Institut de Sciences Moléculaires (UMR Bordeaux)
Information Technologies
Ingénieurs, Techniciens, Administratifs
Institut de Technologie de l’Environnement
Informatisation et utilisation des modèles
d’agroécosystèmes (CATI)
Journées INRA de la Mesure et de la Métrologie
Initiative de programmation conjointe
Laboratoire d’excellence
Modèle d’érosion des sols
[194]
Global Positioning System
Global Soil Biodiversity Initiative
Global Soil Map
Global Research Alliance
Regional expert groups on nitrate
European Union Framework program for research and
innovation (2014-2020)
Post-doctoral degree in France authorizing the holder
to supervise the research
Investing for the future programme
International Assessment of Agricultural Know-ledge,
Science and Technology for Development
Integrated Carbon Observation System
Integrated Crop Protection
Innovative Cropping System
engineering of modelling
Institutes of Excellence in the field of Low-carbon
Energies
National forest inventory
Inventory management and soil conservation
Genotype x Environment x Management Interactions
Institute for Ecology and the Environment
French national institute for research in computer
science and control
Intergovernmental Platform on Biodiversity &
Ecosystem Services
Intergovernmental Panel on Climate Change
French Research organisation for development
National research institute of science and technology
for environment and agriculture
Engineering of environmental information systems
Institute for Molecular Sciences
International Standard Organization
Engineers, Technicians, Administrative staff - INRA)
International Training Network
Computerisation and utilisation of agro-ecosystem
models
International Union of Soil Science
Joint Research Centre (Ispra, IT)
Joint Research Programming Initiative
Knowledge and Innovation Communities
Laboratory of excellence (Investing for the future
programme)
Soil erosion model
Life Cycle Assessment
LIght Detection And Ranging, a remote sensing
technology
LSCE
LTER
MAAF
MASC
MEA
MEANS
MEDDE
MELODIE
MEM
MIA
MICA
MISTRALS
MHYDAS
NASA
NitroScape
NPC
OAD
ONEMA
ONERC
OpenFLUID
ORE
OSU
PACA
PCRD
PHASE
Phenome
PIA
PIC
PICLég
PME
PRA
PRO
PURE
QA/QC
RBV
R&D
RECORD
RH
RMQS
RMT
ROSAA
SA
SAD
SAE2
Laboratoire des Sciences du Climat et de
l’Environnement (UMR)
Laboratory of Climatic and Environmental Sciences
Ministère de l’Agriculture, de l’Agro-alimentaire et
de la Forêt
Outil d’évaluation qualitative de la durabilité des
systèmes de culture
Plateforme informatique
Ministère de l’ Ecologie, du Développement Durable
et de l’Energie
Modèle décrivant le fonctionnement des
exploitations d’élevage
Métaprogramme INRA
Département Mathématiques et Informatique
Appliquées
Département MIcrobiologie et Chaine Alimentaire
méta-programme international de recherches et
d’observations interdisciplinaires dédié à la
compréhension du fonctionnement
environnemental du bassin Méditerranéen
Modèle de paysage
Modèle de transfert d’azote dans les paysages
Comité pour la gestion des éléments nutritifs (Azote)
Outil d’Aide à la Décision
Office National de l’Eau et des Milieux Aquatiques
Observatoire National sur les Effets du
Réchauffement Climatique
Modèle
Observatoire de Recherche en Environnement
Observatoire des Sciences de l’Univers (CNRS,
INSU)
Provence Alpes Côte d’Azur
Programme Cadre de Recherche et Développement
Département Physiologie Animale et Systèmes
d’Elevage
Projet d’investissements d’avenir, infrastructure
Programme Investissements d’Avenir
Protection Intégrée des Cultures
Production Intégrée en cultures légumières
Petites et Moyennes Entreprises
Article dans revue à comité de lecture
SOERE dédié aux expérimentations sur les produits
résiduaires
Projet européen
Démarche qualité, assurance et contrôle
SOERE dédié aux expérimentations sur des bassins
versants
Recherche & Développement
Plateforme de modélisation
Ressources Humaines
Réseau de Mesure de la Qualité des Sols
Réseau Mixte de Technologie
Modèle
Département Santé Animale
Département Sciences pour l’Action et le
Développement
Département Sciences sociales, agriculture et
alimentation, espace et environnement
[195]
Long Term Ecological Research Network
Ministry of agriculture, food and forestry
Multi-attribute assessment of the Sustainability of
Cropping systems
Millennium Ecosystem Assessment
MulticritEria AssessmeNt of Sustainability
Ministry of ecology, sustainable development and
energy
Model for cattle system
Meta-omics of microbial ecosystems
Applied Mathematics and Informatics Division
(INRA)
Microbiology and the Food Chain Division (INRA)
Mediterranean Integrated STudies at Regional And
Local Scales
Landscape model
National Aeronautics and Space Administration
Model for nitrogen transfer in the landscape
Decision support tool
French Agency for Water and Aquatic Environments
Environmental Research Observatory
Region of France
Framework programme, research and development
Animal Physiology and Livestock Systems Division
(INRA)
Investing for the future programme
Integrated Crop Protection network
Integrated Legume Crop Protection network
Small and Medium Enterprise (SME)
Peer-Reviewed Article
SOERE Organic Waste Products
Pesticide Use-and-risk Reduction in European farming
systems with Integrated Pest Management (FP7 project)
Quality Assurance, Quality Control
Catchment Networks
Research and Development
Computer modelling and simulation platform
Soil Quality Measurement Network
Joint Technology Network
Animal Health Division (INRA)
Science for Action and Sustainable Development
Division (INRA)
Social Sciences, Agriculture and Food, Rural
Development and Environment Division (INRA)
SCRI
SEAMLESS
SEBIOPAG
Selgen
SICMED
SIG
SIOEA
SMaCH
SME
SOERE
SPE
SPOT
STI
Septo3D
STICS
SYSU
SUNFLO
Syst’N
TA
Take-allsys
TERENO
TFEIP
TFRN
TGU
TNT
TPE
UCPI
UE
UMR
UNECE
UR
US
USC
UMT
UVAE
VOC
VegA
WoS
WUR
Modèle de systèmes agricoles
Dispositif Services Ecosystémiques assurés par la
BIOdiversité dans les Paysages Agricoles
Métaprogramme INRA
Surfaces et Interfaces Continentales en
MEDiterranée
Système d’Information Géographique
Systèmes d’information d’observation et
d’expérimentation sur les agroécosystèmes (CATI)
Métaprogramme INRA
Systèmes d’Observation et d’Expérimentation, sur le
long terme, pour la Recherche en Environnement
Département Santé des Plantes et Environnement
Satellite Pour l'Observation de la Terre
Modèle d’épidémiologie
Modèle de culture, Simulateur multidisciplinaire
pour les cultures standard
Modèle développé pour le tournesol
Outil de diagnostic environnemental pour l’azote
dans les systèmes de culture
TERrestrial ENvironmental Observatory
Très Grande Unité
Modèle de transfert hydrologique
Très Petite Entreprise
Unité Contrats et Propriété Intellectuelle (INRA)
Unité Expérimentale
Unité Mixte de Recherche
Unité de Recherche
Unité de Service
Unité sous Contrat
Unité Mixte de Technologie
Université virtuelle d’agroécologie
Végétaux et systèmes de production durables pour la
biomasse dans l’Avenir
[196]
Scottish Crop Research Institute
System for Environmental and Agricultural Modelling
(Association)
Network for Ecosystem Services assured by
Biodiversity in Agricultural Landscapes
Genomic selection
International programme on Continental Surfaces and
Interfaces in the Mediterranean Region
Information geographic system
Information systems for observation and
experimentation on agro-ecosystems
Sustainable Management of Crop Health
Small and Medium Enterprise
Long-term Observation and Experimentation Systems
for Environmental Research
Plant Health and Environment Division (INRA)
French satellite for earth observation
Scientific and Technical Information
Epidemiological model
Crop model
Sun Yat Sen University, Guangzhou, China
Sunflower crop model
Environmental diagnostic tool for nitrogen in
cropping systems
Thematic Area
Weed model
Task Force on Emission Inventories and Projections
Task Force on Reactive Nitrogen
Very Large Unit
Hydrological model
Unit for Contract and intellectual property (INRA)
Experimental Research Unit
Joint Research Unit
United Nations Economic Commission for Europe
Research Unit
Service Unit
Contract-based Research Unit
Joint Technology Unit
Virtual University in agroecology
Volatile Organic Compound
Which plants and sustainable production systems for
biomass in the future? Foresight Workshop
Web of Science
Wageningen University and Research Centre (NL)
9
Annexes
9. Annexes
Disponibles en quatre fichiers sur le site internet du département EA
http://www.ea.inra.fr/Les-recherches/Documents-cles/Evaluation-EA
Annexe 1 : Documents généraux relatifs au département et à l’Inra
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Terms of Reference of the Expert Panel Responsible for the Review of the INRA Division EA
Résumé du rapport de la commission de 2008
Lettre de mission adressée au Chef de département EA
Schéma stratégique du département EA 2011-2015
Presentation of the eight INRA metaprogrammes
Annexe 2 : Documents relatifs aux unités, aux outils collectifs et aux
contrats de recherche
−
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−
−
Fiches descriptives d’unités
Fiches descriptives des réseaux et UMT
Fiches descriptives des outils collectifs
Fiches décrivant les contrats de recherche PIA et FP7
[199]
Annexe 3 : Cas d’étude de l’impact des travaux, méthodologie ASIRPA
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Mise en place d’une politique publique de réduction des usages de pesticides : le plan Ecophyto
Outil d’évaluation de l’impact du changement climatique sur l’agriculture en France
Méta-cas – Impact des recherches de l’Inra sur la fertilisation minérale en France
Création de la start-up Naskéo Environnement sur les technologies de méthanisation de l’Inra
Gestion de la pollution d’origine agricole en Bretagne
Système d’information sur les sols de France
Changement climatique : élaboration de méthodes d’inventaires des émissions agricoles de N2O
Annexe 4 : Liste des productions
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Articles à comité de lecture (Corpus Cœur)
Articles sans comité de lecture
Ouvrages
Chapitres d’ouvrages
[200]
Centre de Recherche Val de Loire, Site d’Orléans
2163 avenue de la Pomme de Pin
CS 40001 Ardon
45075 Orléans cedex 2 - France
Tél. : +33(0)2 38 41 81 02
Fax : +33(0)2 38 41 78 69
Mél : [email protected]
www.ea.inra.fr

Rapport d`auto-évaluation 2008-2012

Transcription

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