LE CONCEPT DE DURABILITE DE L’AGRICULTURE
QUELS SYSTEMES IMPLIQUES DANS L’ACCROISSEMENT DE LA PRODUCTION AGRICOLE ?
L’agriculture hautement productive déployée dans les pays du Nord fortement industrialisés rencontre des limites importantes qui remettent en cause son modèle technologique (Griffon, 2014). En effet, très consommateur d’intrants chimiques (produits phytosanitaires, engrais minéraux), avec une forte mécanisation des moyens de production ; ce modèle de production s’est rapidement déconnecté des potentialités du milieu naturel (Zahm et al., 2015), bien qu’il ait conduit à augmenter considérablement la productivité par surface et par unité animale (Griffon, 2014). Après une augmentation des surfaces emblavées et des rendements agricoles, ceux-ci finissent par stagner (INRA et CIRAD, 2009 ; Soussana, 2012) et les terres agricoles sont en fortes concurrences avec les autres activités économiques (habitation, industrie, transport…). Ces modèles agricoles sont en cause dans des désordres environnementaux (perte de la biodiversité et de la qualité des eaux de surface, émissions de particules fines, recours aux pesticides, etc) et sanitaires (résistance aux antibiotiques, transmission et diffusion de pathogènes, etc (Celette et al., 2009 ; Thompson, 2010 ; Soussana, 2012). L’accroissement tendanciel et la variabilité du prix du pétrole brut participent à l’augmentation du prix des intrants dont ils sont dépendants (Ziesemer, 2007 ; Heinberg et Bomford, 2009 ; Kim, 2009 ; Griffon, 2014). Enfin ces modèles sont dépendants de ressources fossiles dont l’épuisement des réserves est prévisible (d’ici à 2100) (Tissot, 2001). Malgré des efforts d’économies d’énergie fossile, voire, leur substitution de plus en plus importante par des énergies renouvelables (Cascailh et al., 2012), il sera difficile de mettre à contribution ces systèmes agricoles intensifs pour accroitre la production alimentaire.
COMMENT RELEVER LE DEFI DE DURABILITE DU SECTEUR AGRICOLE ?
L’un des grands défis du XXIe siècle sera d’accroitre l’offre alimentaire en produits végétaux et animaux pour répondre aux besoins d’une population mondiale qui devrait dépasser les 9 milliards d’habitants en 2050 (Nations Unies, 2014), tout en développant un secteur agricole compatible avec les limites environnementales de la planète (réduction de l’usage des ressources en eau, énergie fossile, intrants, conversion des terres) (Tilman et al., 2002 ; Griffon 2014), et en faisant face aux contraintes économiques et sociales (Cassman, 1999 ; Garnett et al. 2013). Dans ce contexte, les nouveaux systèmes de production à concevoir devront s’inscrire dans la vision de l’agriculture durable. Pour réussir ce pari, ces nouveaux modes de production devront avoir en commun les principes fondamentaux suivants : favoriser la valorisation des énergies renouvelables, réduire l’usage des énergies non renouvelables et des intrants de synthèse sous leurs formes actuelles et s’appuyer sur une utilisation des fonctionnalités naturelles des écosystèmes (Altieri, 1986 ; Dufumier, 2009 ; Griffon, 2014). Plusieurs modèles et supports de production sont proposés passant des concepts de la révolution verte à l’agroécologie, de systèmes spécialisés à des systèmes mixtes mettant en oeuvre différentes pratiques telles que l’intégration agriculture-élevage (IAE), l’agroforesterie, l’aquaculture, etc (Conway, 2005). L’agroécologie est un concept développé visant à assurer une durabilité des exploitations agricoles. C’est un mode de production qui promeut le respect des grandes lois d’équilibre écologique (Altieri et al., 2012 ; Bonny, 2011 ; Doré et al., 2011 ; Tittonell, 2014).
UNE PRATIQUE AGROECOLOGIE QUI GAGNE DU TERRAIN :
L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE L’IAE est un ensemble de pratiques agricoles mettant en relation étroite les composantes agricole et d’élevage d’une exploitation de polyculture-élevage ou d’un territoire non spécialisé. Elle a été initialement introduite en Afrique subsaharienne dès les années 50 pour valoriser le recours à l’énergie animale, par le biais de la traction animale, afin d’améliorer la productivité de la terre et du travail. Puis, elle a évolué pour assurer un échange de matières entre les composantes agricole et d’élevage (Lhoste et al., 2010 ; Dugué et al., 2013) à travers la production et le stockage de fourrage et la production et l’épandage de fumure organique. Ces dernières années, elle est présentée comme une opportunité pouvant contribuer à la durabilité des systèmes agricoles. Elle assure une diversité d’activités sur l’exploitation (Rufino et al., 2009a) et, appelle à une mobilisation de processus écologiques tel le recyclage (Bonaudo et al., 2014 ; Stark, 2016 ; Powell et al., 1996). Elle joue un rôle dans la fertilité des sols, le recyclage et l’efficience d’utilisation de la matière (Van Keulen et Schiere, 2004). Elle permet aussi la valorisation d’énergies renouvelables (énergie brute et énergie du travail) (Vigne et al., 2014) contribuant à la réduction de l’utilisation des énergies fossiles (Ziesemer, 2007 ; Gerber et al., 2013 ; Vigne et al., 2013).
La pratique d’IAE peut être considérée à deux échelles : à l’échelle de l’exploitation mixte et à l’échelle du territoire (Powell et al., 1996 ; Lhoste, 2004a ; Dugué et al., 2013). Cette double échelle de lecture implique une diversité de mise en oeuvre offrant de multiples possibilités d’échanges de matière entre composantes et d’avec l’environnement. On observe donc une diversité de modalités de production de fumure organique (Berger, 1996a ; Blanchard, 2010), de pratiques de gestions de l’affouragement des animaux (Delma, 2016) et de mode de conduite des animaux au pâturage (Vall et Diallo, 2009). Cette diversité de mise en oeuvre des pratiques conduit à une diversité de performance des exploitations en matière de gestion de la fertilité des sols et d’affouragement des animaux (Vall et al., 2011). Bénagabou (2013) a caractérisé le degré d’intégration entre les composantes agricole et d’élevage pour une diversité d’exploitation mixte au Burkina Faso et a estimé leurs performances propres. Cette approche classique n’est pas la seule permettant de définir les propriétés acquises par l’exploitation agricole via la mise en oeuvre des pratiques d’IAE. Dans la quête d’une meilleure durabilité des exploitations agricoles, la performance peut être évaluée au moyen des interactions entre processus biochimiques au sein des agroécosystèmes (recyclage), de l’autonomie, et de l’efficience de la ressource utilisée, particulièrement intéressant sur les ressources limitées (Rufino et al., 2009a ; Dalsgaard et al., 1995 ; Stark, 2016). Enfin, l’étude de la durabilité des exploitations peut se baser également sur une analyse de la nature des énergies utilisées pour son fonctionnement, permettant de les positionner selon leurs effets sur les contributions à la réduction de l’usage des énergies fossiles, et l’usage raisonnée des énergies renouvelables. L’étude du fonctionnement énergétique et écologique des exploitations parait nécessaire pour compléter les connaissances sur la durabilité des exploitations agricoles mettant en oeuvre des pratiques d’intégration agriculture-élevage, afin de définir leurs contributions possibles au développement d’une agriculture durable.
Pour tester les trois hypothèses avancées, la thèse est structurée en six chapitres. A la suite de cette introduction générale, une synthèse bibliographique (CHAPITRE I) a été réalisée à partir de notes issues de la littérature scientifique pour comprendre le contexte actuel de la production agricole mondiale, la « durabilité des systèmes agricoles », l’émergence de nouveaux concepts comme « l’agroécologie », le regain d’intérêt pour certains types de systèmes de production agricole « familiaux », la promotion et l’attention accordée à certaines pratiques agricoles « d’intégration agriculture-élevage », et de l’intérêt d’emprunt de méthode conçue en écologie pour évaluer la durabilité des systèmes agricoles avec « l’analyse des réseaux ». Concernant le contexte régional, il s’agissait d’étudier l’historique de l’évolution des pratiques d’IAE en Afrique de l’ouest. Le CHAPITRE II présente les caractéristiques biophysiques et socioéconomiques de la zone d’étude ainsi que les différentes méthodes retenues pour ce travail. Les trois chapitres suivants constituent la partie « Résultats » des différentes activités réalisées et répondent successivement aux trois hypothèses présentées ci-dessus. Ils sont présentés sous le format d’articles scientifiques (à soumettre, publiés, et en préparation). La première partie des résultats (CHAPITRE III) porte sur l’analyse énergétique des exploitations agricoles et leur lien avec les pratiques d’intégration agriculture-élevage ; ce chapitre décrit le fonctionnement énergétique des exploitations en tenant compte uniquement des énergies brutes et fossiles.
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Table des matières
DEDICACE
REMERCIEMENTS
AVANT-PROPOS
RESUME
ABSTRACT
LISTE DES ABREVIATIONS
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE
LE CHANGEMENT CLIMATIQUE :UN ENJEU PRIORITAIRE
UNE CROISSANCE DE LA PRODUCTIONAGRICOLE ATTENDUE2
QUELS SYSTEMES IMPLIQUES DANS L’ACCROISSEMENT DE LAPRODUCTIONAGRICOLE ?
COMMENTRELEVER LE DEFI DE DURABILITE DU SECTEUR AGRICOLE ?
UNE PRATIQUE AGROECOLOGIE QUI GAGNE DU TERRAIN : L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE
CHAPITRE I. REVUE DE LITTERATURE
1.1. LE CONCEPT DE DURABILITE DE L’AGRICULTURE
1.1.1. Limites de l’agriculture conventionnelle issue de la révolution verte
1.1.2. Evolution des modes de production agricole après la révolution verte
1.2. L’AGROECOLOGIE
1.2.1. Histoire et évolution du concept d’agroécologie
1.2.1.2. AGROECOLOGIE COMME « MOUVEMENT SOCIAL ET POLITIQUE »
1.2.1.3. AGROECOLOGIE COMME « PRATIQUES AGRICOLES »
1.2.2. Les principes de l’agroécologie
1.2.3. Transition agroécologique
1.3. LES SYSTEMES MIXTES DE POLYCULTURE-ELEVAGE
1.3.1. Les systèmes mixtes de polyculture-élevage
1.3.2. Les systèmes intégrés culture-élevage et pisciculture
1.4. L’INTEGRATIONAGRICULTURE-ELEVAGE EN AFRIQUE DE L’OUEST
1.4.1. Histoire de l’intégration agriculture-élevage
1.4.2. Différents niveaux d’analyse de l’intégration agriculture-élevage
1.4.2.1. INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE A L’ECHELLE DE L’EXPLOITATION AGRICOLE
1.4.2.2. INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE A L’ECHELLE DU TERRITOIRE
1.4.3. Facteurs d’évolution des relations agriculture-élevage
1.5. ECOLOGICAL NETWORK ANALYSIS, UNE METHODE D’ANALYSE DE LA DURABILITE DES AGROECOSYSTEMES
1.5.1. Histoire de la méthode
1.5.2. Méthode Ecological Network Analysis et évolutions
1.5.2.1. QU’EST-CE QUE L’ANALYSE INPUT-OUTPUT INITIALE ?
1.5.2.2. ADAPTATION DE L’ANALYSE INPUT-OUTPUT A L’ETUDE DES ECOSYSTEMES
1.5.2.3. DIFFERENTES APPROCHES D’ECOLOGICAL NETWORK ANALYSIS
1.5.2.4. ENA POUR L’ANALYSE DE LA STRUCTURE DES ECOSYSTEMES
1.5.2.5. ENA POUR L’ANALYSE DU FONCTIONNEMENT DES ECOSYSTEMES
1.5.2.6. ENA POUR L’ANALYSE DES PROPRIETES EMERGENTES DES ECOSYSTEMES
1.5.3. Ecological Network Analysis appliquée aux agroécosystèmes
1.5.3.1. OPPORTUNITE D’ANALYSE DES AGROECOSYSTEMES GRACE A L’ECOLOGICAL NETWORK ANALYSIS
1.5.3.2. APPLICATION DE L’ENA A L’ETUDE DES AGROECOSYSTEMES ET LES DIMENSIONS ETUDIEES
1.6. CONCLUSIONPARTIELLE
CHAPITRE II. MATERIEL ET METHODES
2.1. ZONE D’ETUDE ET ECHANTILLONNAGE
2.1.1. CARACTERISTIQUE DU VILLAGE DE KOUMBIA
2.1.1.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE
2.1.1.2. CADRE BIOPHYSIQUE
2.1.1.3. MILIEU HUMAIN
2.1.1.4. PRODUCTIONS AGROPASTORALES
2.1.2. ECHANTILLONNAGE DES EXPLOITATIONS AGRICOLES
2.2. ANALYSE DU FONCTIONNEMENT ENERGETIQUE SELON UNE DIVERSITE DEMETHODES ADOPTEES
2.2.1. DEMARCHE GENERALE ADOPTEE
2.2.2. L’ANALYSE DES PRATIQUES D’IAE
2.2.3. L’ANALYSE DES RESEAUX ECOLOGIQUES OU ECOLOGICAL NETWORK ANALYSIS
2.2.3.1. CONCEPTUALISATION DU RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
2.2.3.2. MODELISATION DU RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
2.2.3.3. CALCUL DES INDICATEURS D’ENA
2.2.4. L’ANALYSE ENERGETIQUE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE AVEC L’OUTIL « PLANETE SAVANE »
2.2.4.1. CONCEPTUALISATION DE L’EXPLOITATION AGRICOLE
2.2.4.2. INVENTAIRE DES FLUX D’ENERGIE FOSSILE ENTRANT ET D’ENERGIE BRUTE SORTANT
2.2.4.3. COEFFICIENTS ENERGETIQUES BRUTE ET FOSSILE
2.2.4.4. CALCUL DES INDICATEURS D’EFFICIENCE ENERGETIQUE FOSSILE
2.2.5. L’ANALYSE PLURI ENERGIE
2.2.5.1. CONCEPTUALISATION DU SYSTEME AGRICOLE ETUDIE
2.2.5.1.1. COMPTABILISATION DE QUATRE FORMES D’ENERGIES
2.2.5.1.2. DIVISION DU SYSTEME EN COMPOSANTES
2.2.5.1.3. INVENTAIRE DES DIFFERENTS TYPES DE FLUX
2.2.5.2. APPLICATION DE L’ANALYSE PLURI-ENERGIE
2.3. COLLECTE DESDONNEES
2.3.1. PHASE D’ENQUETE DES EXPLOITATIONS
2.3.2. PHASE DE SUIVI DES EXPLOITATIO
2.3.2.1. PRINCIPES COMMUNS AU SUIVI ET A L’ENQUETE POUR LA COLLECTE DES DONNEES DES QUATRE FORMES D’ENERGIES
2.3.2.2. DISPOSITIF MIS EN PLACE POUR LA COLLECTE DE DONNEES PAR SUIVI DES QUATRE FORMES D’ENERGIES
2.3.2.3. PERIODE A CONSIDERER POUR L’EXPLOITATIONS DES DONNEES
2.4. ANALYSE ET TRAITEMENT DESDONNEES
CHAPITRE III. PERFORMANCE ENERGETIQUE FOSSILE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE DE L’OUEST DU BURKINA FASO : ROLE DES PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE
1.INTRODUCTION
2.MATERIEL ET METHODE
2.1. LA ZONE COTONNIERE OUEST DU BURKINA FASO
2.2. LES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE ETUDIEES
2.3. ANALYSE DES PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE
2.4. ANALYSE DES PROFILS ENERGETIQUES DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE ET DE LEUR EFFICIENCE ENERGETIQUE FOSSILE
3.RESULTATS
3.1. UNE DIVERSITE DES PRATIQUES D’IAE MISE EN OEUVRE DANS LES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE ET SELON LES TYPES D’EXPLOITATIONS
3.1.1. La traction animale
3.1.2. La production de fumure organique
3.1.3. Le stock fourrager
3.2. LES PROFILS ENERGETIQUES DE LA DIVERSITE D’EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
3.3. EFFET DU CHARGEMENT ANIMAL ET DES CHOIX D’ASSOLEMENT SUR L’EFFICIENCE ENERGETIQUE FOSSILE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
3.4. EFFET DES PRATIQUES D’IAE SUR L’EFFICIENCE ENERGETIQUE FOSSILE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
2.4.1. L’effet de la traction animale
2.4.2. L’effet de la production de fumure organique
2.4.3. L’effet de la production et / ou stockage de fourrage
4.DISCUSSION
4.1. RETOUR SUR LA METHODE ET LES INDICATEURS RETENUS
4.2. APPORT DES PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE SUR LA DURABILITE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTUREELEVAGE
4.3. QUELLES VOIES D’AMELIORATIONS DE LA DURABILITE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE DE L’OUEST DU BURKINA FASO ?
5.CONCLUSION
CHAPITRE IV. L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE AMELIORE-T-ELLE L’EFFICIENCE, LE RECYCLAGE ET L’AUTONOMIE ENERGETIQUE BRUTE DES EXPLOITATIONS FAMILIALES MIXTES AU BURKINA FASO ?
1.INTRODUCTION
2.MATERIEL ET METHODES
2.1. SITE D’ETUDE ET EXPLOITATIONS FAMILIALES MIXTES
2.2.METHODE D’ANALYSE DE RESEAU ECOLOGIQUE OU ECOLOGICAL NETWORK ANALYSIS (ENA)
2.3.MODELE CONCEPTUEL DES EXPLOITATIONS FAMILIALES MIXTES
2.4. LA COLLECTE DES DONNEES
2.5. INDICATEURS DE STRUCTURE, DE FONCTIONNEMENT ET DE PERFORMANCE DES RESEAUX DE FLUX D’ENERGIE BRUTE ISSU DE LA METHODE ENA
2.6. INDICATEURS DE STRUCTURE DES EXPLOITATIONS FAMILIALES MIXTES ET DE PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTUREELEVAGE
3.RESULTATS
3.1. DIVERSITE DE PRATIQUES D’IAE
3.1.1. STOCKAGE DE RESIDUS DE CULTURE SELON LES TYPES D’EXPLOITATION
3.1.2. PRODUCTION DE FUMURE ORGANIQUE SELON LES TYPES D’EXPLOITATION
3.2. EFFET DE LA STRUCTURE DES EXPLOITATIONS ET DES PRATIQUES D’IAE SUR LE RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
3.2.1. EFFET SUR LA STRUCTURE DU RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
3.2.2. EFFET SUR LE FONCTIONNEMENT DU RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
3.2.3. EFFET SUR LES PERFORMANCES DU RESEAU DE FLUX D’ENERGIE BRUTE
4.DISCUSSION
4.1. INDICATEURS D’ENA
4.2. LES PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE AMELIORENT LES PERFORMANCES DES EXPLOITATIONS FAMILIALES MIXTES
4.3. LES PRATIQUES D’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE RESTENT PERFECTIBLES
4.4. LES CHOIX D’APPLICATION DE LA METHODE ENA
5.CONCLUSION
CHAPITRE V: ROLE DE L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE DANS LA MOBILISATION DES DIFFERENTES FORMES D’ENERGIE : EVALUATION PLURI-ENERGIE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE ELEVAGE DE L’OUEST DU BURKINA FASO
1.INTRODUCTION
2.METHODOLOGIE
2.1. SITE D’ETUDE ET EXPLOITATIONS ETUDIEES
2.2. CARACTERISATION DE L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE
2.3. APPLICATION DE LA METHODE D’ANALYSE PLURI-ENERGETIQUE
2.3.1. PRINCIPES DE BASE
2.3.2. COLLECTE DE DONNEES
2.3.3. CALCUL DES COEFFICIENTS ENERGETIQUES
2.3.4. CALCUL DES INDICATEURS ENERGETIQUES
3.RESULTATS
3.1. FONCTIONNEMENT ENERGETIQUE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
3.1.1. PROFILS ENERGETIQUES A L’ECHELLE DE L’EXPLOITATION
3.1.2. PROFIL ENERGETIQUE A L’ECHELLE DU SYSTEME DE CULTURE
3.1.3. PROFIL ENERGETIQUE A L’ECHELLE DU SYSTEME D’ELEVAGE
3.2. EFFET DE L’INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE SUR LE FONCTIONNEMENT ENERGETIQUE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
3.2.1. EFFET DE LA TRACTION ANIMALE SUR LE PROFIL ENERGETIQUE DES EXPLOITATIONS
3.2.2. EFFET DE LA PRODUCTION DE FUMURE ORGANIQUE ET DU STOCK FOURRAGER SUR LE PROFIL ENERGETIQUE DES EXPLOITATIONS
4.DISCUSSION
4.1. IAE EST-ELLE UNE FORME D’INTENSIFICATION ECOLOGIQUE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE ?
4.2. ATOUTS ET LIMITES DE LA METHODE PLURI-ENERGIE UTILISEE
CONCLUSION
CHAPITRE VI. DISCUSSION GENERALE
1.RETOUR CRITIQUE SUR LA MULTIPLICITE DES METHODES ET APPROCHES ADOPTEES
1.1. APPROCHE PAR ETUDE DE CAS : ECHANTILLON ET CHOIX DES EXPLOITATIONS ETUDIEES REPRESENTATIVES DE LA DIVERSITE
1.2. METHODES ET APPROCHES UTILISEES : COMPLEMENTARITE, EQUIVALENCE OU PLUS-VALUE ?
2.INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE ET PERFORMANCES DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
2.1. DIVERSITE DE FORMES D’IAE ET STRATEGIES ADOPTEES DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
2.2. INTEGRATION AGRICULTURE-ELEVAGE ET PERFORMANCES ENERGETIQUES DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
2.3. FORMES D’IAE ET PERFORMANCES ENERGETIQUES DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE QUELLES SONT LES FORMES D’IAE LES PLUS DURABLES ?
3.1. EFFET DES PRATIQUES D’IAE SUR LA DURABILITE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
3.2. PROPOSITIONS POUR RELEVER LES FREINS A LA DURABILITE DES EXPLOITATIONS DE POLYCULTURE-ELEVAGE
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE
TABLE DES MATIERES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES ANNEXES
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