136
ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS ET DURABLES, DANS LE CONTEXTE DE LAGRICULTURE BRETONNE, A LAIDE DE LOUTIL MASC. Pauline Herpin APVE (Agronomie, Productions Végétales, et Environnement) 2009

EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

ENITA de Clermont-Ferrand

Mémoire de fin d’études d’ingénieur

EVALUATION MULTICRITERE DE

SYSTEMES DE CULTURE

INNOVANTS ET DURABLES , DANS LE

CONTEXTE DE L ’AGRICULTURE

BRETONNE, A L ’AIDE DE L ’OUTIL

MASC.

Pauline Herpin APVE (Agronomie, Productions Végétales, et

Environnement)

2009

Page 2: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 3: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur

EVALUATION MULTICRITERE DE

SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS ET

DURABLES, DANS LE CONTEXTE DE

L ’AGRICULTURE BRETONNE , A L ’AIDE DE

L ’OUTIL MASC. ESSAI SYSTEMES SUR LA STATION

EXPERIMENTALE DE KERGUEHENNEC (56)

Pauline Herpin APVE (Agronomie, Productions Végétales, et

Environnement)

2009

Maître de stage : Djilali Heddadj

Tuteur pédagogique : Mathieu Capitaine

Page 4: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 5: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Remerciements

Je tiens tout d’abord à remercier sincèrement Djilali Heddadj, mon maître de stage pour m’avoir fait confiance dans cette étude, pour son appui, ses conseils, et sa disponibilité, mais aussi pour l’autonomie qu’il me laissait dans mon travail.

Merci à tous les experts de mon comité de pilotage qui ont su me faire partager leurs expériences et leurs connaissances pour avancer sur mon étude : Nouraya Akkal, Marie-Madeleine Cabaret, Alain Cottais, Michel Falchier, Claire Marceau, Thierry Morvan, Gabriel Nédelec, Jean Raimbault, et Joël Thierry. Merci particulièrement à Jean-Luc Giteau, et Annie Guillermou qui ont su me consacrer un temps précieux pour discuter, et enrichir mes références agronomiques et méthodologiques. Merci pour votre gentillesse et votre disponibilité.

Je remercie les personnes qui se sont impliquées dans ce travail en me consacrant du temps et en me fournissant de précieuses données : Jean-Luc Audfray, Patrice Barbier, Christian Bockstaller, Bernard Boucher, Pierre Demeuré, Jérémy Goimard, Daniel Hanocq, Pierre Havard, Lionel Quéré, Michel Moquet, Chantal Rabolin, Raymond Reau, Sylvie Tico; et un grand merci à Slyvie Guiet et Hugo Papaïconomou pour leur aide précieuse et leur intérêt envers cette étude.

Je remercie également tous les membres de la station de Kerguéhennec ; Alain Cottais, Patrice Cotinet et David Méallet ; pour leur disponibilité, leur accueil, et leurs sorties terrain lucratives, ainsi que tous les petits bretons partageant le bureau. Merci pour l’animation et pour votre engouement à me faire découvrir votre magnifique région.

Merci à Héléne Hay pour toute la gestion administrative et ses services rendus.

Enfin je remercie Clémence Fisson, stagiaire à la chambre d’agriculture des Côtes d’Armor pour nos nombreuses collaborations sur l’outil d’évaluation.

« L’ENITA Clermont-Ferrand n’entend donner aucune approbation ni improbation aux opinions émises dans ce rapport ; ces opinions doivent être considérées comme propres à leur

auteur. »

Page 6: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 7: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Sigles et abréviations ACTA : Association de Coordination Technique Agricole ; ADAR : Association pour le Développement Agricole et Rural ; AS : Analyse de Sensibilité ; CEC : Capacité d’Echange Cationique ; CEE : Communauté Economique Européenne ; CETIOM : Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux Métropolitains ; CIPAN: Culture Piège A Nitrates; COMIFER : COMIté français d’étude et de développement de le FEtilisation Raisonnée ; CORPEN : Comité d'ORientation pour des Pratiques agricoles respectueuses de

l'Environnement ; CORPEP : Cellule d'Orientation Régionale pour la Protection des Eaux contre les Pesticides ; CSEB : Conseil Scientifique de l’Environnement en Bretagne ; DIREN : Direction REgionale de l’Environnement ; DJA : Dose Journalière Acceptable ; DT50 : durée de demi-vie ; ETA : Entreprise des Travaux Agricoles ; GUS : Ground water Ubiquity Score ; Ha : hectare ; IFT : Indice de Fréquence de Traitement. INRA : Institut National de Recherche Agronomique ; Itk : Itinéraire technique ; K : Potassium ; MAE : Mesures Agro-environnementales ; MASC : Multi-Attribute assessment of the Sustainability of Cropping system; MO: Matière Organique; MSA : Mutuelle Sociale Agricole ; N : Azote ; OILB : Office International de Lutte Biologique ; P : Phosphore (P2O5); Qx : quintaux ; RDD : Règles De Décisions ; RMT : Réseau Mixte Technologique ; SAU : Surface Agricole Utile ; SdC : Système de Culture ; STREAM : Sealing and Transfer by Runoff and Erosion related to Agricultural Management. TASC : Tracks And Soil Compaction ; U : Unité ; UTH : Unité de Travail Humain ; ZAC : Zone d’Actions Complémentaires ; ZES : Zones en Excédent Structurel.

Page 8: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 9: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Table des matières

Introduction......................................................................................................................... 1

1 Etat des connaissances sur les systèmes de culture ........................................................ 3

1.1 Les systèmes de cultures............................................................................................ 3 1.2 Exemples « d’essais systèmes » ................................................................................ 3

2 Méthodologie pour la conception et l’évaluation de systèmes de culture innovants... 7

2.1 Mise en place de l’essai systèmes sur la station de Kerguéhennec .......................... 7

2.2 Le prototypage des systèmes de culture .................................................................... 7

2.3 Construction des rotations des systèmes de culture à évaluer ................................... 8

2.4 Construction des itinéraires techniques ..................................................................... 9

2.4.1 Les itinéraires techniques des cultures en conduite raisonnée ......................... 9

2.4.2 Les itinéraires techniques des cultures en conduite intégrée............................ 9

2.5 Evaluation a priori à l’aide de l’outil MASC.......................................................... 17

2.5.1 Choix de l’outil d’évaluation.......................................................................... 17

2.5.2 MASC............................................................................................................. 19 2.6 Les critères de MASC.............................................................................................. 12

2.6.1 La durabilité économique............................................................................... 12

2.6.2 L’acceptabilité pour le travailleur .................................................................. 13

2.6.3 La durabilité environnementale...................................................................... 16

2.7 Choix des pondérations............................................................................................ 24 2.8 Choix des scénarii à tester ....................................................................................... 25

3 Résultats de l’évaluation................................................................................................. 26 3.1 Résultats globaux pour toutes les rotations ............................................................. 26

3.1.1 La durabilité économique............................................................................... 26

3.1.2 L’acceptabilité pour le travailleur .................................................................. 27

3.1.3 La durabilité environnementale...................................................................... 29

3.2 Résultats : les scénarii testés.................................................................................... 34 3.3 Analyse de sensibilité de l’outil............................................................................... 34

4 Discussion......................................................................................................................... 35

4.1 Analyse comparative des prototypes…................................................................... 35 4.1.1 … Au niveau de la durabilité économique..................................................... 35

4.1.2 … Au niveau de l’acceptabilité pour le travailleur ........................................ 35

4.1.3 … Au niveau de la durabilité environnementale............................................ 35

4.2 Discussion sur les prototypes retenus ...................................................................... 36 4.3 Implantation de l’essai sur le terrain........................................................................ 37

4.3.1 Choix de la parcelle consacrée à l’essai système ........................................... 37

4.3.2 Nécessité de réaliser un état initial de l’îlot de chaque système .................... 37

4.3.3 Le suivi de l’essai ........................................................................................... 38 4.4 Critiques de l’outil utilisé et de la méthode d’évaluation ........................................ 38

4.4.1 Discussion de l’outil employé ........................................................................ 38

4.4.2 Les limites de l’évaluation a priori en station expérimentale........................ 39

Conclusion ........................................................................................................................ 40

Bibliographie .................................................................................................................... 41

Page 10: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 3 : Cartes des teneurs médianes en matière

organique en‰ pour les périodes 1980-85 et 1990-95

(Walter et al., 1995).

Tableau 1 : Bilan simplifié de la teneur en azote au sol des exploitations professionnelles (Agreste, 2007).

Tableau 2 : Bilan simplifié de la teneur en phosphore au sol des exploitations professionnelles (Agreste, 2007).

Figure 1 : Répartition des concentrations en nitrates (DIREN, 2007).

Figure 2: Carte des Zones d'Excédent Structurel (ZES) et Zones d'Actions Complémentaires (ZAC) en Bretagne (DIREN, 2007)

Page 11: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

1

Introduction

L’agriculture bretonne est une agriculture intensive dominée par les productions animales. Sept exploitations sur dix ont une activité d’élevage (Agreste, 2008), ce qui génère des volumes considérables d’effluents d’élevage. Les rejets d'effluents d'élevage sont mis en cause dans le phénomène de dégradation de la qualité de l'eau en Bretagne. Les apports d’effluents d’élevage et d’engrais minéraux supérieurs aux besoins des plantes entraînent une migration d’éléments tels que l’azote, le phosphore et les microorganismes vers les milieux aquatiques (Fromange et al., 2006) et se traduisent par une pollution des eaux de surface.

Des quantités d’azote excédentaires sur les sols bretons

En 2004, les quantités d’azote apportées sur les sols bretons, par les exploitations professionnelles, excédent d’environ 72 000 tonnes (tableau n°1) celles qui sont prélevées par les cultures et les prairies (Agreste, 2007).

Ces excédents d’azote sont une menace de pollution des eaux superficielles : ils exposent les eaux destinées à la consommation humaine au risque de dépassement des normes de qualité. Par conséquent, la Bretagne est depuis 1994 entièrement classée en zone dite vulnérable. Les eaux brutes de ces zones présentent une teneur en nitrates dépassant ou approchant le seuil de 50 mg/L (figure n°1) et/ou ont tendance à l’eutrophisation. Cela signifie que toutes les exploitations agricoles bretonnes sont concernées par les mesures des programmes d’action Directive Nitrates (Novince & Ropert, 2006). De plus, l’important volume des effluents d’élevage en Bretagne, et les risques de pollution azoté des eaux superficielles associés, placent 104 cantons en zone dit d’excédent structurel d’azote (ZES) (figure n°2). Ces zones correspondent aux cantons dont la charge en azote d'origine animal est supérieure au plafond des 170 kg d'azote organique/ha/an épandable de la directive nitrates.

Des quantités de phosphore excédentaires sur les sols bretons

De façon similaire à l’azote, en 2004, les quantités de phosphore apportées sur les sols bretons, par les exploitations professionnelles, excédent d’environ 42 000 tonnes celles qui sont prélevées par les cultures et les prairies (Tableau n°2) (Agreste, 2007).

Les déjections animales sont la principale source de phosphore pour les sols dans la région. Les excédents de phosphore présents dans les écosystèmes agricoles se retrouvent dans le milieu aquatique. En Bretagne, les eaux superficielles sont en partie non conformes à la valeur guide de 0.7 mg P2O5/L (directive 75/400/CEE) dans les eaux brutes superficielles destinées à la consommation humaine (Panaget, 2005 cité par François, 2006). De plus, le phénomène d’eutrophisation responsable des « marées vertes », se produit lorsque la concentration en phosphore dans le milieu est supérieure à 0.035 mg/L (Fardeau, 2005 cité par François, 2006).

Une diminution du taux de matière organique dans les sols

De nombreuses études soulignent la tendance à la diminution des teneurs en matière organique (MO) des sols bretons depuis 30ans (Figure n°3), en moyenne, -0,6% de MO depuis 10 ans. La baisse des teneurs est d’autant plus importante que les teneurs initiales étaient fortes (CSEB, 2003). 2 facteurs explicatifs sont à considérer en Bretagne :

- Une évolution des pratiques culturales : le labour profond entraîne une dilution de la MO dans une plus grande profondeur du sol et ; la mise en culture de prairies permanentes favorise la minéralisation de la MO.

Page 12: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

- - Figure 4 : Carte de l'aléa érosif des sols annuel par canton (Le Bissonnais et al, 2002).

- Figure 5 : Fréquence de dépassement du plafond de 0, 1 µ/L de pesticides dans les eaux de surface,

réseau CORPEN (DIREN, 2007).

Figure 6 : Concentration maximale par molécule (DIREN, 2007).

Page 13: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

2

- Une modification des apports organiques : diminution des apports sous forme de fumier dû à la diminution du cheptel bovin ; et augmentation des apports sous forme de lisiers, (augmentation des cheptels porcins et avicoles), dont la minéralisation rapide n’entraîne pas une augmentation de la MO (faible rapport C/N).

La diminution de la teneur en MO des sols affecte l’activité biologique des sols, sa stabilité structurale, et ses capacités à stocker des nutriments, à absorber et à biodégrader des polluants (CSEB, 2003). Elle a donc des conséquences environnementales négatives notamment en ce qui concerne la question de la pollution des eaux.

Une partie de la Bretagne est affectée par une érosion principalement de printemps

Les cultures de printemps représentent 15 à 30% des terres cultivées, elles sont particulièrement sensibles à l'érosion lorsqu'une croûte de battance épaisse recouvre les sols à la fin de l'hiver (Cros-Cayot, 1996). L’érosion crée des « coulées de boues », ce phénomène est survenu dans toute la région. L’aléa érosif a été cartographié (figure n°4) (Le Bissonnais et al., 2002).

Dépassement du plafond de 0,1 µg/L de pesticides dans les eaux de surface

Une baisse des fréquences de détection (figure n°5) et du niveau des pointes de concentration des pesticides est observée (figure n°6), mais la diversité des molécules demeure élevée. 88 molécules ont été quantifiées en 2007 dont 43 à des teneurs supérieures à 0,1 µg/L (valeur réglementaire pour l’eau distribuée). La diversité des molécules retrouvées reste élevée ; généralement plusieurs molécules sont présentes simultanément dans le même échantillon (jusqu’à 22) (DIREN, 2007).

Le contexte régional breton présente des problèmes de pollutions environnementales. Des stratégies régionales sont mises en œuvre pour réduire les pollutions et reconquérir la qualité des eaux. Au niveau national, le Grenelle Environnement réglemente les stratégies de diminution des pollutions depuis octobre 2007 (Chambres d’Agriculture, 2009). Ce Grenelle se décline, entre autres, par le plan « Ecophyto 2018 » et les MAE (Mesures Agro-Environnementales). Le plan « Ecophyto 2018 » implique une interdiction des produits phytosanitaires les plus dangereux et une réduction de 50% des usages de pesticides dans un délai de 10 ans (Paillotin, 2008). Les MAE sont des mesures incitatives pour protéger l’environnement.

Des références bretonnes doivent être acquises pour répondre en enjeux actuels. Ce besoin de références est à l’origine de la commande professionnelle d’implantation d’un essai système sur la station expérimentale de Kerguéhennec, évaluant des systèmes de culture raisonnés et intégrés grâce à un outil d’évaluation multicritère de la durabilité globale. DANS

QUELLES CONDITIONS EST -IL POSSIBLE DE REDUIRE LES POLLUTIONS TOUT EN NE DEGRADANT PAS LA MARGE ECONOMIQUE ? Pour répondre à cette question il faut choisir des rotations appropriées, ainsi que leurs itinéraires techniques associés. La question dont ce mémoire traite peut se reformuler : QUELS SYSTEMES DE CULTURE ET QUELS ITINERAIRES

TECHNIQUES FAUT -IL APPLIQUER POUR ATTEINDRE L ’OBJECTIF DE DIMINUTION DES

POLLUTIONS , DANS LE CONTEXTE BRETON ?

La première partie de ce mémoire est consacrée à la présentation de l’état des connaissances, ensuite la méthodologie utilisée pour construire et évaluer les systèmes de culture sera abordée, puis les résultats obtenus. Enfin, ces résultats seront discutés et une proposition d’expérimentation sera faite.

Page 14: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 15: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

3

La première partie de ce mémoire permet de présenter le contexte de l’étude et de définir les grands principes et concepts sur lesquels elle repose.

1 Etat des connaissances sur les systèmes de culture

Une préoccupation nationale des Chambres d’Agriculture, des instituts techniques, des Agrotransferts et de l’INRA apparaît sur les SdC innovants. Les organismes agricoles ont besoin d’acquérir des références pour répondre aux enjeux de développement durable.

1.1 Les systèmes de cultures

De nouvelles références sur la diminution des pollutions sont recherchées pour répondre aux enjeux actuels de durabilité. Les changements de techniques sont insuffisants. L’amélioration des systèmes de production passe par le développement d’approches systémiques. L’étude des systèmes de cultures innovants permet d’anticiper les réglementations futures. L’échelle du système de culture est appropriée à ces études, elle offre une approche globale (Masse & al ., 1996).

Un système de culture (SdC) est l’ensemble des modalités techniques mises en œuvre sur des parcelles traitées de manière identique. Il se caractérise par : la nature des cultures et leur ordre de succession ; et ces itinéraires techniques, y compris le choix des variétés. (Sébillotte, 1990a). L’itinéraire technique est une combinaison logique et ordonnée de techniques culturales qui permettent de contrôler le milieu et d’en tirer une production donnée. Il est en rapport avec les enchainements de décisions et d’actions qui se traduisent par les opérations techniques de l’agriculteur dans ses parcelles. (Sébillotte, 1990b).

Les systèmes de culture innovants sont des systèmes de culture dont les résultats permettent de répondre aux enjeux émergents en agriculture et notamment aux objectifs de développement durable. En effet, il n'est pas évident que les systèmes de culture actuels répondent aux enjeux globaux du développement durable; ils pourraient aussi devoir être diversifiés pour répondre à ses enjeux locaux. Les systèmes de culture sont en constante évolution.

Les SdC durables sont des systèmes qui satisfont les besoins des générations actuelles sans compromettre les générations futures à satisfaire les leurs ; l’agriculture durable doit maintenir sa productivité et son utilité pour la société dans le long terme. La protection intégrée s’inscrit dans la durabilité. Ce concept est souvent étudié dans l’acquisition de nouvelles références respectant l’environnement. La protection intégrée des cultures est définie par l’OILB en 1973, puis reprise par P. Viaux en 1995 : c’est « une approche globale de l’utilisation du sol pour la production agricole, qui cherche à réduire l’utilisation d’intrants extérieurs à l’exploitation en valorisant au mieux les ressources naturelles et en mettant à profit des processus naturels de régulation» (Viaux, 1995). Les systèmes intégrés sont à l’interface entre les systèmes conventionnels (une seule contrainte = la réglementation) et les systèmes bio (aucun intrant chimique) ; ils correspondent à la « 3ème voie » en agriculture (Viaux, 1999).

1.2 Exemples « d’essais systèmes »

Les « essais systèmes » permettent de « concevoir et évaluer des systèmes de production innovants » (Bonin, 1998) ; ce sont des expérimentations à l’échelle du système de culture. Ils font face à l’évolution réglementaire et économique, et la volonté de réduction des impacts

Page 16: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 17: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

4

environnementaux. Globalement, ces systèmes misent sur la compensation d’une baisse de rendement par une diminution des charges opérationnelles pour maintenir les marges. C’est le cas des essais présentés ci-dessous.

Une approche systèmes permet de trouver le meilleur compromis entre les objectifs des producteurs et les contraintes de la production tout en gardant le meilleur résultat économique. Le but est d’acquérir des références et d’identifier les points techniques causant des problèmes (Arvalis & al ., 2009).

Essai de Versailles

L’expérimentation « Systèmes de culture durable » à Versailles (Bertrand, 2005) s’inscrit dans le cadre de la conception et de l’évaluation de systèmes de culture économiquement viables tout en préservant l’environnement. Elle se base sur des objectifs de durabilité agronomique, économique et environnementale à la demande des acteurs du milieu agricole. Quatre systèmes de culture sont expérimentés : productif, intégré, sous couvert végétal (semis direct et couverture du sol permanente) et biologique.

Les objectifs de rendement sont atteints, mais ils décroissent avec l’extensification des systèmes. Economiquement, et pour le cas du blé, c’est le système biologique qui obtient les meilleurs résultats de marges semi-nettes. Viennent ensuite les systèmes productif, intégré et sous couvert végétal. Pour ce qui concerne l’environnement, et plus précisément les pertes d’azote, le système sous couvert végétal est le plus satisfaisant ; les autres systèmes présentent des risques. Toujours sur le plan environnemental, la pollution par les produits phytosanitaires est inexistante pour le système biologique. Les systèmes intégré et sous couvert végétal sont satisfaisants ; seul le système productif est insatisfaisant.

Essais dans plusieurs départements français

Les instituts techniques (Arvalis et CETIOM) ont expérimenté des systèmes de culture dans différents départements français de 1995 à 1998 (Massé et Lemaître, 1998). L’objectif de l’étude est d’élaborer et de tester la faisabilité de différents systèmes répondant à des jeux de contraintes et d’objectifs distincts. Les profondes modifications des contextes économique et réglementaire de la production agricole ont motivé cette étude. Chaque site accueille plusieurs systèmes de culture qui sont centrés sur le niveau d’observation des cultures ou l’utilisation d’outils de pilotage, le respect de contraintes environnementales fortes, la réduction d’intrants et/ou la simplification du travail du sol.

L’étude conclut que lorsque l’on diminue le temps passé au champ, la prise de risques est assez élevée et pourrait donner lieu à un salissement à long terme. Les résultats économiques sont bons. Les systèmes visant une réduction d’intrants présentent un bon niveau général de maîtrise des risques par l’utilisation de méthodes alternatives de protection des cultures.

Des difficultés de suivi de l’essai ont été mises en évidence. Elles résident dans le recueil exhaustif de données nécessaires à l’évaluation a posteriori des systèmes.

Essai en Toscane

Trois différents systèmes de cultures (conventionnel, intégré et biologique) ont été évalués aux plans économique et environnemental, à deux échelles spatiales (parcelle et exploitation) (Pacini et al., 2003).

Il en ressort qu’en système biologique, les charges totales ainsi que les impacts environnementaux sont les plus faibles, et les marges sont les meilleures. Les raisons qui en sont données sont les prix de vente des produits plus élevés, les primes accordées aux fermes biologiques et des charges moindres dues à une faible consommation d’intrants, qui

Page 18: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 19: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

5

compensent des rendements bas. En considérant des indicateurs d’azote et de produits phytosanitaires les systèmes conventionnel et intégré présentent le même impact sur l’environnement.

L’étude conclut que les facteurs pédoclimatiques régionaux ont une influence considérable sur les critères environnementaux considérés (érosion, risque phytosanitaire, biodiversité floristique).

Essai d’Auzeville

Dans cet essai, la thématique de l’irrigation a été abordée de 1995 à 2001 (Nolot, 2002). Le système « productif propre » vise un rendement potentiel et satisfait donc le besoin en eau de la culture ; le système « extensif technique », par le choix de cultures moins gourmandes en eau, permet d’irriguer moins et de réduire les charges opérationnelles (l’objectif de rendement est alors plus faible que celui du système productif propre) ; enfin, le système « rustique simple » vise un rendement encore plus faible, limite l’irrigation et met en place des cultures tolérantes à des besoins insatisfaits.

Les meilleures marges brutes sont obtenues par les deux premiers systèmes (productif et extensif). Sur le système productif, l’irrigation cause une dégradation du sol et des problèmes de maladies sur soja.

Essai de Boigneville

L’essai systèmes mis en place sur le site de Boigneville en 1989 (Arvalis & al ., 2009) se compose de 4 micro-fermes conduites différemment :

- Le système raisonné dont l’objectif est une meilleure marge par hectare, les pratiques des agriculteurs de la région sont reproduites ;

- Le système intégré qui privilégie l’environnement ; - Le système Mach II dont l’objectif est une meilleure marge par UTH ; - Le système Mono Blé dont l’objectif est aussi une meilleure marge par UTH ; - Le système bio (mis en place en 2007) dont l’objectif est de vendre plus cher.

Les systèmes induisent des taux de perte à la levée qui avaient été sous-estimés en systèmes Mach II et intégré (50% contre 30% prévus). Un salissement important est constaté pour le système intégré, ce qui a nécessité des interventions coûteuses. Les objectifs de rendements du système intégré sont inférieurs d’environ 20%. La maîtrise insuffisante des techniques utilisées en est la cause (Massé & al ., 1996).

Discussion

Au vu des résultats, les disparités entre essais sont évidentes : selon les sites d’expérimentation, les systèmes visant une réduction d’intrants peuvent présenter un bon niveau général de maîtrise des risques (Massé et Lemaître, 1998) ou, au contraire, donner lieu à un salissement important (Massé & al ., 1996). De même, les systèmes en rupture (biologique, intégré), présentent soit de bons résultats économiques (Bertrand, 2005), soit des résultats plus décevants (Massé & al ., 1996). Le contexte local et les objectifs sont importants dans le choix des pratiques à mettre en place, c’est une étape primordiale dans la conception de systèmes de cultures à expérimenter.

En 2005-2006, une 1ère étude financée par le programme ADAR, « Faisabilité de la mise en œuvre de systèmes de culture innovants : vers une nouvelle génération de réseaux expérimentaux au service d’une agriculture en mutation », est faite sur la faisabilité de mise en œuvre de systèmes de culture innovants (Reau & Landé, 2006). Elle a révélé que les propriétés de durabilités des SdC sont longues à estimer faute d’un outil adapté. Des tests

Page 20: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 7: Objectifs du RMT systèmes de culture innovants pour 2011 http://agronomie.free.fr/colloque/RMTSystCultInn.pdf

Page 21: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

6

expérimentaux existent mais ils sont difficiles à valoriser. Une volonté commune des organismes techniques agricoles s’est développée pour obtenir des synergies sur la thématique SdC innovants. C’est dans ce contexte qu’un réseau national sr les SdC innovants s’est créé.

Le RMT Systèmes de culture innovants, un réseau commun

Les actions des Chambres d’Agriculture, des instituts techniques, et de l’INRA sur la thématique SdC sont regroupées en un réseau national en avril 2007, le RMT (Réseau Mixte Technologique) systèmes de cultures innovants. Les « essais systèmes » français sont regroupés dans le but de mutualiser la méthodologie et les résultats. Leurs objectifs sont de mettre en place un réseau de compétences, de proposer des démarches opérationnelles pour la conception et l’évaluation des systèmes innovants, et d’organiser un réseau d’expérimentations multi local et pluriannuel pour tester les plus prometteurs. Les objectifs sont recensés dans la figure n°7. Il est enrichi par les connaissances et savoir-faire des acteurs nationaux et régionaux. Ce réseau RMT permet la mise au point de SdC innovants qui répondent aux enjeux actuels du développement durable. L’essai de Kerguéhennec est maintenant rattaché à ce réseau national.

La diminution des pollutions agricoles demandent des références qui sont particulières selon le contexte agricole régional et les conditions pédoclimatiques locales. La méthodologie de conception et d’évaluation des systèmes de culture innovants bretons doit être précisée pour, ensuite, pouvoir obtenir des références.

En résumé…

Les « essais systèmes » répondent aux orientations agricoles actuelles, à savoir comment est-il possible de réduire les pollutions tout en ne dégradant pas la marge économique ? Pour mutualiser les références nationales, tous les essais sont rassemblés dans un réseau, le Réseau technologique Mixte Systèmes de Culture Innovants.

Le contexte local (orientation agricole et conditions pédoclimatiques) et les objectifs visés sont primordiaux dans la conception de systèmes de culture à expérimenter.

Page 22: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 8 : Le réseau de 6 stations de la recherche appliquée des Chambres d’Agriculture de Bretagne.

(Chambre régionale d’Agriculture de Bretagne)

Figure 9: Photo aérienne de la station de Kerguéhennec.

Figure 10 : Données météorologiques de la station de Kerguéhennec (Météo France, 1993 à 2006).

Argile 17%Limon fin 24%

Limon grossier 19%Sable fin 25%

Sable grossier 15%Matière organique 3,9 à 4,3%

pH 6,1 à 6,4P2O5 350 à 450 mg/kgK2O 250 à 300 mg/kg

Tableau 3 : Granulométrie moyenne des sols de la station de Kerguéhennec.

Parcelle de l’« essai

systèmes» : Champ de

l’Etang

Château de Kerguéhennec (centre d’art)

Centre de formation

Station expérimentale et

antenne ARVALIS

Page 23: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

7

2 Méthodologie pour la conception et l’évaluation de systèmes de culture innovants

L’essai de Kerguéhennec est mis en place pour prendre en charge la problématique de réduction d’intrant et acquérir des références régionales.

2.1 Mise en place de l’essai systèmes sur la station de Kerguéhennec

La station expérimentale de Kerguéhennec, située dans le Morbihan (figure n°8), fait partie du dispositif de recherche appliquée des Chambres d’agriculture de Bretagne. Elle est spécialisée dans la recherche de références agronomiques et environnementales.

Contexte physique de la station La station se situe en zone de climat océanique (doux et humide). La pluviométrie

annuelle moyenne sur 30 ans (figure n°10) est de 890 mm avec 171 jours de pluies. La température moyenne est de 10,8°C.

Le contexte pédologique Les sols sont de texture limono-sablo-argileuse (la granulométrie du sol donnée dans le

tableau n°3), et riches en matières organiques (4%). La structure est grumuleuse. La profondeur du sol est variable (30-100 cm, 90 cm pour la parcelle « champ de l’étang) et le pH varie de 6,1 à 6,4.

Localisation des parcelles expérimentales consacrées à « l’essai systèmes »

La photo aérienne (figure n°9) indique où sera implanté l’essai système. Les parcelles consacrées à l’essai sont côte à côte pour avoir des caractéristiques de sol communes et faciliter la comparaison, ainsi que les observations.

2.2 Le prototypage des systèmes de culture

La démarche pour concevoir un système de culture est le prototypage (Lançon & al ., 2008). Le prototypage se déroule en trois étapes : (Reau & Doré, 2008)

- Description du contexte local avec les contraintes associées, et les objectifs hiérarchisés. Il s’agit d’élaborer le cahier des charges, qui servira de référence tout au long du projet pour se repositionner si besoin et répondre correctement aux objectifs ;

- Elaboration des prototypes de SdC par la mise en commun des connaissances de chacun des experts. La création de prototypes implique un choix de rotation, les itinéraires techniques associés, les règles de décision de ces itinéraires….

- Evaluation a priori des prototypes grâce à un outil d’évaluation multicritère de durabilité, les critères de l’évaluation sont choisis en concordance avec le cahier des charges.

Ces étapes permettent de créer des prototypes de SdC, qui sont amenés à évoluer à la suite de l’évaluation pour améliorer les critères qui ont une mauvaise appréciation. Il s’agit de la boucle d’amélioration. La figure n°11 récapitule cette démarche d’élaboration des prototypes. Une fois l’évaluation a priori et les successives boucles d’amélioration terminées, les prototypes sélectionnés seront mis en expérimentation à la station de Kerguéhennec. Plusieurs experts (mentionnés dans l’annexe n°1) sont intervenus à chaque étape du projet.

Page 24: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 11 : Les trois étapes d’élaboration des prototypes à dire d’experts (Lançon et al, 2008).

c

Page 25: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

8

Le contexte local a été détaillé, la 2ème étape du prototypage est abordée : l’élaboration des prototypes.

2.3 Construction des rotations des systèmes de culture à évaluer

Des prototypes de SdC sont créés dans le but de les évaluer un à un. L’élaboration se fait par la mise en commun des connaissances de chacun des experts. Elle implique un choix de rotation, les itinéraires techniques associés, les règles de décision de ces itinéraires….

La construction des prototypes implique en premier lieu le choix de rotations. Ce choix a été réalisé à dire d’expert et validé lors d’un précédent travail (Bors, 2008). La rotation raisonnée retenue est basé sur les cultures dominantes en Bretagne : Maïs grain – blé tendre d’hiver – triticale – CIPAN . C’est une rotation courte représentant la référence régionale des pratiques des agriculteurs. Ce choix de rotation est expliqué dans l’annexe n°2.

Les rotations des SdC intégrés ont été créées grâce à des règles de bases : (Viaux, 1999) - Lister les espèces adaptées au milieu.

- Introduire le maximum d’espèces et de familles différentes.

- Introduire au moins une légumineuse dans la rotation (apport d’azote donc diminution de la dépendance énergétique ; et plante riche en protéine : augmentation de l’autonomie alimentaire des élevages ; apport d’humus avec les résidus de culture).

- Avoir au moins un tiers de céréale à paille pour maintenir le taux de matière organique du sol (ne pas brûler, ni exporter les pailles)� condition non remplie à cause de la dépendance en paille des exploitations d’élevage.

- Introduire au moins tous les 3 ans d’une interculture longue en alternant les cultures d’hiver et de printemps : rupture des cycles des adventices, maladies et ravageurs.

- Faire suivre les légumineuses annuelles par des cultures d’hiver exigeantes en azote (ou à défaut par une culture intermédiaire) pour pièger l’azote laissé dans le sol.

- Alterner les cultures exigeantes en PK avec des cultures peu exigeantes.

Par ailleurs, il est de plus en plus difficile de prévoir le prix à la récolte en début de campagne et donc la rentabilité de la culture. La meilleure stratégie consiste à répartir les risques sur les différentes cultures. L’optimum économique est une rotation diversifiée et longue (>3 ans). Les rotations retenues par les experts, en fonction de ces règles, sont :

Les rotations intégrées : Prototype 1 : Maïs grain – triticale – CIPAN – pois protéagineux de printemps –

blé tendre d’hiver – orge d’hiver – CIPAN Prototype 2 : Maïs grain - triticale – CIPAN – chanvre – CIPAN –

pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver – orge d’hiver - CIPAN Prototype 3 : Maïs grain – blé tendre d’hiver - triticale - colza – blé tendre d’hiver -

CIPAN Prototype 4 : Maïs grain - blé tendre d’hiver - lupin d’hiver - blé tendre d’hiver - colza –

triticale CIPAN Prototype 5 : Maïs grain – blé tendre d’hiver - lupin d’hiver– triticale – colza – CIPAN Prototype 6 : Maïs grain - blé tendre d’hiver – CIPAN – féverole de printemps –

blé tendre d’hiver - colza – triticale - CIPAN

L’annexe n°3 fournit le cahier des charges des itinéraires intégrés. Les rotations intégrées retenues doivent être discriminées pour choisir la plus durable et l’expérimenter sur la terrain.

Page 26: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 4 : Grandes stratégies pour écrire les itinéraires techniques des cultures conduites en intégrée.

Ada

ptat

ion

dans

les

itiné

raire

s te

chni

ques

Util

isat

ion

d’ef

fluen

ts o

rgan

ique

s po

ur l

a fe

rtili

sa

tion

plut

ôt q

ue d

u m

iné

ral.

« M

ixité

» i

nter

-exp

loita

tion

dans

not

re c

as d

’étu

de

(intr

a-ex

ploi

tatio

n po

ur la

maj

orité

des

exp

loita

tio

ns b

reto

nnes

).

Alte

rnan

ce

de

cultu

re

d’hi

ver

et

de

prin

tem

ps

pour

ro

mpr

e le

s cy

cles

de

s m

alad

ies,

ra

vag

eurs

, et

ad

ven

tices

. C

réat

ion

d’in

terc

ultu

re l

ongu

e � C

IAP

N �

pié

gea

ge d

es N

itrat

es.

Div

ers

ité d

es c

ultu

res.

Avo

ir d

es r

otat

ions

aus

si l

ongu

es q

ue

poss

ible

(a

u m

oins

> 3

ans

). S

ucce

ssio

n ad

apté

e au

pré

céd

ent

cul

tura

l.

Ne

pas

avoi

r d

es p

arce

lles

trop

gra

ndes

. F

avo

riser

un

e b

onne

ges

tion

des

bord

s de

cha

mps

(ha

bita

t po

ur l

a fa

une

aux

iliai

re).

E

ntre

teni

r le

s zo

nes

non

cul

tivée

s :

haie

s, b

and

es

enhe

rbé

es… :

pré

serv

atio

n de

la f

aun

e sa

uvag

e et

des

pay

sag

es,

effe

t ta

mp

on e

n bo

rdur

e de

rui

ssea

u.

Tec

hniq

ues

de

trav

ail

du

sol

sim

plifi

é po

ur a

ugm

ent

er l

a t

eneu

r en

mat

ière

org

aniq

ue e

t l’a

ctiv

ité b

iolo

giqu

e de

s so

ls.

Mai

s at

tent

ion

au d

ével

oppe

men

t des

adv

entic

es !

La f

ertil

isat

ion

azot

ée

est

dim

inué

e de

30

unité

/ha

/an

ce q

ui c

orre

spon

d à

une

dim

inut

ion

de l

’obj

ecti

f de

ren

dem

ent

d’e

nvi

ron

10%

.

Var

iété

s ru

stiq

ues,

tol

éran

tes

aux

prin

cipa

les

mal

adi

es d

e l

a ré

gion

. R

eta

rd d

’env

iron

15

jour

s de

s da

tes

de s

emis

po

ur l

es

céré

ales

. Den

sité

de

sem

is d

imin

uée

d’en

viro

n 25

%.

La f

ertil

isat

ion

azot

ée

est

dim

inué

e de

30

unité

/ha

/an.

La

fert

ilisa

tion

phos

pho-

pota

ssiq

ue e

st a

ppor

tée

par

les

efflu

ents

d’é

leva

ge,

appo

rt s

uppl

émen

tair

e si

les

anal

yses

de

sol m

ontr

ent

une

car

ence

. In

trod

uctio

n de

pro

téag

ineu

x po

ur

fa

ire

l’im

pass

e a

zoté

e un

an

et d

imin

uer

la d

ose

d’az

ote

appo

rtée

sur

la c

ultu

re s

uiva

nte

(cul

ture

exi

gean

te e

n az

ote

com

me

les

cér

éale

s d’

hive

r).

Fer

tilis

atio

n aj

usté

e au

plu

s ju

ste

par

le b

ilan

prév

isio

nnel

azo

tée

de B

reta

gne

(ré

actu

alis

é en

200

7). (

Gra

ll &

al.

, 20

07).

Les

pest

icid

es s

ont

dim

inué

s (s

uppr

essi

on d

e pa

ssa

ges

et d

imin

utio

n de

dos

es).

Lut

te b

iolo

giqu

e fa

vor

isée

. In

terv

entio

ns à

par

tir d

e

seui

ls d

’att

aque

pré

défin

is. N

éces

site

des

obs

erva

tio

ns v

isue

lles

dans

la p

arce

lle e

t des

pié

geag

es.

Bon

ne g

estio

n à

l’int

ercu

lture

du

sol p

our

limite

r le

s ad

vent

ices

(ex

: fa

ux-s

emis

) et

dét

ruire

les

rava

geur

s (b

roya

ge d

es c

anne

s de

m

aïs �

des

truc

tion

des

larv

es d

e py

rale

) et

leur

hab

itat

(ex

: m

otte

s de

ter

re p

our

les

limac

es).

Evi

ter

le

désh

erb

age

prél

evé

e.

Les

prod

uits

phy

tosa

nita

ires

sont

con

sidé

rés

com

me

un r

ecou

rs s

eule

men

t ; i

ls n

e so

nt p

as u

tilis

és e

n pr

éven

tif.

Util

isat

ion

de

tech

niqu

es a

ltern

ativ

es p

our

le d

éshe

rbag

e (b

inag

e m

ixte

sur

lup

in,

colz

a, f

éver

ole

; ho

ue r

otat

ive

sur

céré

ales

). L

’ann

exe

n° 7

fo

urni

e de

s ré

sulta

ts s

ur la

hou

e ro

tativ

e ut

ilisé

e e

n ta

nt q

u’ou

til d

e dé

sher

bag

e su

r cé

réal

es.

Pas

d’ir

rigat

ion

sur

les

cultu

res

de n

otre

ess

ai.

Les

9 p

rinci

pes

de l

a pr

oduc

tion

in

tégr

ée

La «

mix

ité »

La

rota

tion

et

l’ass

olem

ent

Les

zone

s no

n

culti

vées

Le t

rava

il du

sol

sa

ns

reto

urne

men

t

Le

choi

x de

l’o

bjec

tif

de

rend

emen

t

Le

choi

x de

la

va

riété

, d

es

date

s et

den

sité

de

sem

is

La

cond

uite

de

la

fum

ure

La

prot

ectio

n

inté

grée

d

es

cultu

res

L’irr

igat

ion

Page 27: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

10

Pour ce faire, la conduite de chaque culture est renseignée par des itinéraires culturaux. Ceux-ci sont indispensables pour renseigner les indicateurs de l’évaluation multicritère. Les itinéraires associés à chaque culture de la rotation sont décrits, puis leurs règles de décision (annexe n°4).

2.4 Construction des itinéraires techniques

2.4.1 Les itinéraires techniques des cultures en conduite raisonnée

Pour les cultures ayant une conduite raisonnée, les pratiques renseignées dans les itinéraires techniques sont celles pratiquées habituellement par la station expérimentale, et issues du référentiel servant de base aux conseils de la chambre d’agriculture et des instituts techniques (Arvalis, Cetiom…). Les itinéraires, détaillés en annexe n°5, concernent la rotation maïs grain – blé- triticale – CIPAN.

Les objectifs de rendements : Ils sont calculés en prenant la moyenne régionale des 3 valeurs médianes sur les 5

dernières années. Certains sont revus à la hausse du fait des connaissances des potentialités de la parcelle réservée à l’essai.

Le travail du sol : La technique du labour est employée ainsi que le non labour occasionnel.

La fertilisation : La quantité de fertilisants à apporter est calculée par la méthode des bilans (Grall & al .,

2007). La réglementation des Directives Nitrates (<170 kg d’N organique/ha) est respectée. Le choix des effluents épandus est fait selon les disponibilités de la station qui importe des effluents d’exploitations voisines.

La protection des cultures : La protection fongicide des céréales est une stratégie à 2 passages de produits

phytosanitaires. Le recours aux produits phytosanitaires est exclusif pour le désherbage.

2.4.2 Les itinéraires techniques des cultures en conduite intégrée

La réalisation des itinéraires techniques en production intégrée se fait au cas par cas, il n’existe pas de formule nationale. Ils sont évolutifs et adaptables (Girardin, 1993). La production est fortement dépendante du contexte pédoclimatique et les changements de pratiques agricoles ont des réponses différentes en fonction de cette zone pédoclimatique. Cependant il existe de « grandes stratégies » à adapter et à expérimenter avant vulgarisation auprès des agriculteurs. Le tableau n°4 donne ces grandes stratégies en reprenant les 9 grands principes de la production intégrée (Viaux, 1999). Les itk ne sont pas figés, ils sont calés sur le milieu, et intègrent les risques potentiels de celui-ci. Les itinéraires intégrés du maïs et blé sont fournis dans l’annexe n°6.

Les objectifs de rendements : Ils sont diminués de 10% environ par rapport aux objectifs de rendements en conduite

raisonnée (à cause de la diminution de l’apport azoté).

Le travail du sol : Les techniques simplifiées sont retenues, mais le non labour n’est pas exclusif.

Page 28: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 29: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

10

La fertilisation : Les apports azotés sont diminués de 30 unités par hectare par rapport à la dose

recommandée par la méthode du bilan. Cette baisse induit une diminution de la densité de semis (environ -25%) pour ne pas que l’azote soit limitant.

La protection des cultures : La diminution de la densité de semis permet une pression maladie plus faible. La date de

semis des céréales est retardée d’environ 15jours pour diminuer le risque d’attaque des ravageurs et maladies. La protection fongicide des céréales est une stratégie à 1 passage de produits phytosanitaires. La lutte biologique est employée. Des techniques alternatives sont utilisées pour le désherbage : houe rotative sur les céréales, bineuse mixte sur maïs, colza, lupin, et féverole. Les cultures binées sont semées grâce à un semoir monograine à écartement 75 cm pour le maïs et 50 cm pour le colza, lupin, et féverole. Cette démarche s’inspire du réseau national « itk blé » (Rolland & al ., 2003 ; Bouchard & al ., 2008), et du projet « Picoblé » pour l’itk innovant du colza (CETIOM, 2009).

2.5 Evaluation a priori à l’aide de l’outil MASC

2.5.1 Choix de l’outil d’évaluation

L’évaluation multicritère est préférée à une évaluation analytique. En effet cette dernière risque de déplacer les problèmes au lieu de les résoudre. Par exemple, si nous nous intéressons à la problématique eau, la pollution de l’air, la protection de la biodiversité, etc. risquent d’être oubliées. Pour choisir l’outil une réflexion sur l’échelle d’étude est nécessaire.

L’échelle d’étude

La définition des échelles de temps et d’espace est indispensable pour cadrer le mode d’évaluation des systèmes.

L’échelle de temps de l’étude est la rotation. Cependant, pour valoriser au mieux le suivi de l’essai, il est préférable d’avoir des résultats sur plusieurs rotations complètes.

L’échelle spatiale est l’îlot de parcelles. Elle permet de prendre en compte les bords de champs, éléments essentiels en production intégrée. L’échelle de l’îlot de parcelles permet aussi de prendre en compte les transferts de polluants hors du champ cultivés et de se placer dans des conditions réelles de pratiques agricoles.

Les échelles de temps et d’espace sont les limites pour réaliser l’évaluation a priori.

Justification de l’évaluation a priori

Les prototypes étant construits, la 3ème étape du prototypage est à réaliser : l’évaluation a priori des prototypes.

L’étude des SdC est de longue durée car, les modifications du milieu sont très lentes. La stabilité des systèmes doit être atteinte pour tirer des conclusions (Bonin, 1998). Les systèmes intégrés ont des rotations rallongées. Face à la durée des expérimentations le choix s’oriente vers une évaluation a priori pour éliminer les systèmes qui ne répondent pas aux critères de la durabilité et ne retenir que ceux qui ont des bonnes performances et donc potentiellement intéressants. Cette évaluation est une étude de prototypes préalable, faite de façon virtuelle (Sadok & al ., 2007). Elle s’oppose à l’évaluation au champ qui, elle, ne peut intervenir qu’a posteriori.

Page 30: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

1

Durabilité totale

Rentabilité

Indépendance éco

Efficience éco

Besoins matériel

Durabilité économiqueAutonomie

Contribution emploi

Pénibilité

Nb de culture différentes

Nb d’interventions spécifiques

Toxicité phytosanitair e

Complexité de mise en oeuvreDifficulté opérationnelles Acceptabilité sociale

Pollution des eaux

Qualité du sol

Eaux superficielles

Eaux profondes

Pertes NO3

Pertes P

Émissions NH3

Émissions N2O

Émissions pesticides

Structure du sol

Aléa érosif

Matière organique

Fertilité phosphorique

Conso eau en période critique

Demande en eau des cultures

Autonomie de la ressource

Consommation d’énergie

Bilan ou efficience énergétique

Pression phosphore

Diversité des cultures

Proportion traitée

Insecticides

Fongicides

Herbicides

Durabilité environnementale

Impact sur le milieu

Pression sur les ressources

Conservation de la biodiversité

Émissions dans l’air

Consommation d’eau

Pression énergie

Pression traitements

Pesticides dans les eaux

Qualité physique

Qualité chimique

Dépendance ressource en eau

Nb doses homologuées

20

10

10

10

/

10

X

X

20

10

10

10

10

/

30

10

25

10

33

33

X

X

XX

10

1033

10

/

X

X

X10

X

X

X

20

20

20

15

15

1520

2010

20

20

20

10

33

33

33

33

40

4033

33

33

33

30

33

40

30

35

45

6060

40

20

40

40

40

25

40

60

50

50

60

50

50

40

60

30

40

30

33

33

60

40

40

50

50

67

20

20

50

50

40

33

60

40

40

Pondération par défaut de MASC

Pondération déjà au minimm

Non modifi able

33

/

X

Figure 12 : arbre hiérarchique initiale de MASC avec ces pondérations automatiques.

Page 31: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

11

La mise en place d’essai au sein d’une station expérimentale nécessite de l’organisation pour son implantation et son suivi, mais aussi des ressources financières. Le fait d’évaluer a priori permet une réflexion plus poussée qui orientera l’essai de façon à répondre au mieux aux objectifs en permettant un gain financier. Les rotations ne correspondant pas au cahier des charges sont éliminées sans qu’il y ait eu de dépenses pour leur implantation. C’est aussi un gain de place pour insérer d’autres expérimentations sur le terrain.

En évaluant a priori les prototypes il est assuré d’expérimenter des systèmes effectivement appropriés aux problématiques posées. Notre évaluation utilise deux méthodes : à dire d’experts, et un outil d’évaluation. L’expertise a permis d’élaborer les prototypes.

Utilisation d’un outil d’évaluation

L’évaluation a priori des systèmes se fait grâce à un outil d’évaluation de durabilité renseigné par des indicateurs. Les indicateurs sont « des outils de suivi, d'évaluation, de prévision et d'aide à la décision pour une action donnée. […] Il faut s'assurer que leur simplicité apparente ne conduise pas à des erreurs d'interprétation. Il faut notamment éviter de se focaliser sur la valeur finale prise par un indicateur, et bien considérer les résultats de l’action dans son ensemble » (CORPEN). Un indicateur doit être objectif et pertinent par rapport à la problématique étudiée ; il doit également être sensible, facilement accessible, et compréhensible. (Girardin & al ., 1999).

Le choix de l’outil d’évaluation nécessite de nombreuses interrogations : objectifs ? Qui réalise le diagnostic ? Pour qui ? Limites?... Il doit être adapté à l’échelle considérée. Ce choix est primordial car l’outil constitue une aide à la décision avant l’implantation des cultures. Il existe de multiples méthodes d’évaluation qui se différencient par la dimension de durabilité et l’échelle d‘application…Actuellement peu d’outils s’appliquent à l’échelle du SdC. L’évaluation retenue est une évaluation multicritère car le SdC est une combinaison de multiples facteurs qui interagissent entre eux ; ils doivent être étudiés ensemble pour voir si le système est durable sur toutes les dimensions.

L’échelle d’étude (SdC) et les objectifs de durabilité à la fois aux plans économique, social, et environnemental nécessitent une approche globale du système de culture. Le choix s’est porté sur l’outil MASC qui semble, parmi les outils disponibles, le mieux adapté.

2.5.2 MASC

L’outil d’évaluation MASC (Multi-Attribute Assessment of the Sustainability of Cropping systems) a été retenu. C’est un outil d’évaluation multicritère de la durabilité globale des SdC. Il a été conçu par l’INRA dans le cadre de l’Unité Mixte de Recherche Agriculture Durable (Sadok, 2009 ; Sadok & al ., 2008).

MASC s’utilise grâce au logiciel d’aide à la décision DEXi (Bohanec & al ., 2004). Il permet de développer des modèles multicritères qualitatifs dans tous les domaines ; une des applications est l’évaluation et l’analyse de scénarii (Bohanec , 2008). Ici les scénarii sont les SdC. L’annexe n°8 explique le fonctionnement de DEXi.

Le modèle se présente sous la forme d’un arbre de critères (figure n°12), qui est en fait une structure hiérarchique représentant la décomposition de chaque problème décisionnel en sous-problèmes moins complexes. Les branches principales de la problématique se ramifient jusqu’aux constituants de base : les critères. Chaque critère est une variable qualitative. Puis des règles de décisions définissant l’agrégation des critères sont crées grâce à des fonctions d’agrégation de type « si…alors…».

Page 32: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 33: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

12

L’arbre de décision finalisé possède des pondérations automatiques (figure n°12) pour attribuer un poids à chaque critère. Les pondérations peuvent être choisies manuellement. Une fois que l’utilisateur a inséré les classes relatives de chaque critère de base, l’outil MASC offre une visualisation de l’évaluation des différents systèmes de culture testés sous forme de diagrammes ou de radars.

MASC possède 31 critères de base et 21 critères agrégés. Pour l’agrégation des critères des règles de décisions doivent être établies par l’utilisateur. L’utilisateur se réfère à des experts pour établir ces règles et la classification. Cette technique suppose une intelligence collective plus efficace et plus rapide que des démarches individuelles (Reau & Doré, 2008).

La mixité des acteurs issus de la recherche (fondamentale et appliquée) et du développement agricole permet de créer des complémentarités. Pour notre cas d’étude une adaptation des critères au contexte breton est nécessaire. Les critères de MASC sont renseignés par des indicateurs pour une parcelle et une année donnée. Ensuite, il y a une intégration pluriannuelle pour caractériser le système de culture et ses éventuels effets cumulatifs. Certains indicateurs sont à créer par l’utilisateur et certains sont issus d’INDIGO, notamment pour les critères environnementaux. INDIGO est un outil d’évaluation des pratiques agricoles sur l’environnement, il fournit des indicateurs agro-environnementaux (Bockstaller & Girardin, 2005 ; 2008). Ses indicateurs sont explicités dans l’annexe n°9. Plusieurs réunions d’experts ont eu lieu pour créer les indicateurs ou les réviser.

MASC organise les critères d’évaluation et les agrège en utilisant une pondération qui tient compte de la hiérarchie des enjeux.

2.6 Les critères de MASC

Une agriculture durable est une agriculture économiquement viable, environnementalement responsable, et socialement équitable ; c’est pourquoi ces 3 branches sont étudiées. Les critères de MASC (INRA, 2008) vont être repris pour expliquer leur utilité, leur mode de calcul, leurs valeurs seuils, et l’adaptation de l’arborescence. L’arborescence modifiée des deux piliers, social et environnemental, est présentée dans la figure n°13. Les modifications seront expliquées au fil de la description des critères.

2.6.1 La durabilité économique

Le système doit être rentable pour être durable économiquement. Ce pilier est évalué par trois critères : la rentabilité, l’autonomie économique, et le besoin en matériel. La figure n°14 donne l’arbre hiérarchique de la durabilité économique.

La rentabilité :

Le critère rentabilité mesure la rentabilité à court terme du SdC. Plus elle est élevée, plus le SdC est attractif. Ce critère de base est renseigné par la marge semi-nette annuelle moyenne sur la rotation (€/ha/an).

Marge Semi-Nette = [Σi=1-n (PBi + ADi - COi)] / n

PB = Produit Brut (en €/ha) = Quantité récoltée x Prix de vente AD = Aides directes annuelles de la PAC (en €/ha) reçues, hors DPU CO = Charges opérationnelles (en €/ha) liées à :

- l'achat de semences, phytosanitaires, fertilisants (données de centres de gestion) ; - le carburant consommé dans la parcelle (données Agriénergie) ; - la main d’œuvre occasionnelle dédiée aux cultures du système de culture.

n = Durée de la rotation en années; i = année

Données de centres de gestion

Page 34: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 13 : Arbre hiérarchique de la durabilité économique.

.

Tableau 5: Valeurs seuils du critère « rentabilité ». Tableau 6 : Valeurs seuils du critère

« indépendance économique ».

1. tres faible <= 140 €/ha2. faible ]140 - 230] €/ha3. moyenne ]230 - 420[ €/ha4. elevee >= 420 €/ha

1. faible <0%2. moyenne [0-50] %3. elevee >50%

Tableau 7 : Valeurs seuils du critère Tableau 8 : Valeurs seuils du

« efficience économique ». « besoin en matériel ».

1. faible <= 38 %2. moyenne ]38 - 57[ %3. elevee >= 57 %

1. tres eleve >= 50 %2. eleve [25 - 50[ %3. moyen ]10 - 25[ %4. faible <= 10 %

Temps de travail

ETA

UTH extérieur

Pénibilité physique Pénibilité du travail

Contribution à l’emploi

Nb de décisions

Nb d’interventions

Complexité de mise en œuvre

Difficultés opérationnelles

Acceptabilité pour le

travailleur

Toxicité phytos

Figure 14: Arborescence modifiée de l'acceptabilité pour le travailleur.

Rentabilité

Indépendance éco

Efficience éco

Besoin en matériel

Autonomie éco Durabilité

économique

Page 35: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

13

Ce calcul est fait pour chacune des cultures, puis tous les résultats sont ramenés à la rotation. Pour chacun des prototypes une marge semi-nette moyenne annuelle est obtenue.

Les valeurs seuils de la rentabilité sont obtenues d’après des données de centres de gestion de marges du quart supérieur, du quart inférieur, et de la moyenne des exploitations morbihannaise. Une moyenne sur les 3 dernières années est faite pour obtenir les valeurs seuils du tableau n° 5.

L’autonomie économique :

Ce critère agrégé reflète l’autonomie du SdC, il prend en compte l’indépendance économique et l’efficience économique. Il traduit la tolérance du SdC à des perturbations externes sur le coût des intrants et dans le régime des aides PAC. Une autonomie élevée traduit une faible importance des charges opérationnelles par rapport à la somme du produit brut et des aides. Elle est évaluée par l’indépendance et l’efficience économique.

L’indépendance économique :

Ce critère de base reflète le niveau d’indépendance économique du système vis-à-vis des aides directes. Il est estimé par le calcul du rapport moyen des aides directes sur la marge semi-nette, à l’échelle du système de culture.

Indépendence éco = [Σi=1-n [1- (ADi / MSNi)] × 100] / n

AD = Somme des Aides Directes de la PAC (en €/ha) annuelles reçues, hors DPU MSN = Marge Semi-Nette (en €/ha), n = Durée de la rotation en années ; i = année

Les valeurs seuils proposées dans MASC (tableau n°6) sont conservées car ce critère n’est pas discriminant dans les SdC comme nous le justifierons par la suite.

L’efficience économique :

Ce critère de base reflète l’importance du retour économique associé au SdC, sa « capacité à faire de la marge ». Plus l’efficience est élevée, plus le système est durable. Ce critère est le rapport des charges opérationnelles sur les aides directes et le produit brut.

Efficience éco = [Σi=1-n [{ 1 - (COi / (ADi + PBi)) }× 100] / n PB : Produit Brut ; AD : Aides directes annuelles de la PAC reçues, CO : Charges opérationnelles, n : Durée de la rotation en années; i = année

Les valeurs seuils de l’efficience économique, calculées grâce à des données régionales de centres de gestion (suivant la même méthode que la rentabilité), sont dans tableau n°7.

Le besoin en matériel spécifique :

Ce critère de base reflète les surcoûts en charges de structure liés au matériel supplémentaire spécifique au SdC (introduction d’une nouvelle culture ou nouvelle technique nécessitant du matériel en plus, au sein de l’exploitation). Il est exprimé en pourcentage. Les valeurs seuils fournies par MASC (tableau n°8) sont conservées.

Besoin en matériel= investissement de référence/ investissement en matériel spécifique

� Tous ces critères caractérisent la durabilité économique. Les 2 autres piliers sont également à renseigner.

Page 36: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 9 : Valeurs seuils du critère « nombre d’UTH extérieurs employés ».

1. tres faible = 02. faible a moyen ]0-0.5]3. moyen a eleve ]0.5-1]4. tres eleve > 1

Tableau 10 : Valeurs seuils du critère « intervention par une ETA ».

Page 37: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

14

2.6.2 L’acceptabilité pour le travailleur

Initialement ce pilier se nommait « acceptabilité sociale ». La formulation a été revue en égard aux critères à renseigner. Ce pilier évalue l’impact du SdC sur l’insertion sociale, la qualité de vie, et la santé de l’agriculteur. La figure n°15 rappelle l’arborescence de ce pilier.

Contribution à l’emploi :

Ce critère indique la contribution du SdC à l’insertion sociale et au développement local via la participation à la création et au maintient d’emplois. Plus ce critère est élevé, plus le système est jugé acceptable socialement. Il est évalué à partir du nombre d’UTH extérieurs employés et des interventions par une entreprise agricole.

Nombre d’UTH extérieurs employés :

Ce critère de base correspond au nombre d’UTH extérieurs à l’exploitation que le SdC innovant nécessite d’embaucher. Les valeurs seuils sont présentées dans le tableau n°9.

Nb d’UTH extérieurs = [Σi=1-n Nb d’UTH extérieurs employés i ]/ n n = Durée de la rotation en années ; i = année

Intervention par une ETA :

Ce critère de base initialement absent est inséré car la majorité des exploitations font appel à un tiers pour les travaux de récolte, voire de semis. Ce critère de base traduit la contribution indirecte à l’emploi du SdC innovant dans une Entreprise de Travaux Agricoles. Il est important de caractériser cette contribution à l’emploi indirect dans le contexte breton.

Intervention par une ETA = [Σi=1-n Nb d’heure de travail par une ETA par hectare i ]/ n n = Durée de la rotation en années ; i = année

Les valeurs seuils sont fournies par le tableau n°10, elles ont été déterminées grâce à différentes situations (ex : 0 intervention ou toutes les interventions réalisées par l’ETA).

Difficultés opérationnelles :

Ce critère agrégé évalue les difficultés de mise en œuvre et de conduite du SdC considéré. Plus ce critère est faible, plus le système sera durable. Il est renseigné par la pénibilité du travail et la complexité de mise en œuvre.

Pénibilité du travail :

Initialement dans MASC, la pénibilité du travail des agriculteurs se résumait à la pénibilité physique. Après discussion auprès d’agriculteurs il a été mis en évidence que la pénibilité de leur travail ne se limite pas à ce critère. Un autre facteur de pénibilité est la charge de travail. Le temps de travail passé sur chaque rotation et sa répartition sont à prendre en compte. Dans aucune branche de MASC, ce critère « temps de travail et sa répartition » n’est pris en compte. Il a été décidé de l’inclure au sein du pilier acceptabilité pour le travailleur, au niveau de la pénibilité du travail.

Pénibilité physique :

Ce critère de base fournit une indication de la pénibilité physique des opérations de conduite du système. Plus ce critère est élevé, moins le système est durable.

Ce critère est à construire car, il est basé sur une appréciation qualitative par expertise de la pénibilité physique perçue par le travailleur. Une ébauche d’indicateur a été réalisée pour la mesurer en s’intéressant aux travaux avec vibrations, bruyants, et de manutention manuelle de charges lourdes. Ce critère ne discrimine pas les prototypes car il n’y a pas de travaux

Page 38: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 11 : Valeurs seuils du critère « temps de travail et sa répartition ».

Tableau 12 : Valeurs seuils du critère « nombre de RDD à prendre ».

1. eleve >= 10 RDD/an2. moyen ]3-10[ RDD/an3. faible <= 3 RDD/an

Tableau 13 : Valeurs seuils du critère « nombre d’opérations culturales totales ».

1. eleve >= 12 interventions2. moyen ]9-12[ interventions3. faible <= 9 interventions

Page 39: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

15

d’astreintes quotidiennes et les SdC comportent les mêmes types de cultures (grandes cultures et protéagineux). Les travaux bruyants et à vibrations pour tous les systèmes sont le tracteur et la moissonneuse. L’annexe n°10 explique nos réflexions et détaille l’ébauche qui a été réalisée. Aucune valeur seuil n’a été définie pour ce critère.

Temps de travail et sa répartition :

Le temps de travail peut être un frein à certains SdC. Cet indicateur est créé grâce au boitier enregistreur du tracteur de la station, il fournit les débits de chantier (h/ha) des engins. Ce sont les temps de travaux durant les périodes de pointes (semis, fertilisation, traitements) qui sont renseignés

Temps de travail = Σi=1-j (débit de chantieri) / n i = nombre d’opérations culturales; n = nombre d’années de la rotation

Les valeurs seuils sont définies par rapport à une référence. Si le prototype nécessite plus ou autant de temps de travail sur les périodes de pointes que la référence (ratio >=1) alors ce prototype est considéré comme « élevé à très élevé » ; si le prototype nécessite moitié moins de temps de travail sur les périodes de pointes que la référence (ratio <= 0,5) il est considéré comme « faible à très faible ». Le tableau n°11 récapitule ces valeurs seuils.

Complexité de mise en œuvre :

Ce critère agrégé donne une appréciation de l’effort d’apprentissage vis-à-vis des choix de rotations/cultures/techniques innovantes. Plus ce critère est important, plus il y aura de difficultés pour la mise en place du système. Initialement ce critère était composé du "nombre de cultures différentes dans la rotation" et du "nombre d’interventions culturales spécifiques" au SdC. Ces critères sont jugés peu pertinents pour évaluer la complexité. Ils sont revus et modifiés en : nombre « de décisions à prendre » et « d’interventions culturales totale ».

Nombre de RDD (règles de décisions à prendre) :

Initialement ce critère était le nombre de cultures différentes dans la rotation. La complexité augmente avec le nombre de cultures car elle augmente les difficultés de conduite du SdC et diminue donc l’acceptabilité par l’agriculteur. Cependant, ce n’est pas le nombre de cultures différentes dans le système qui fait sa complexité mais plutôt la réflexion que demande la conduite des cultures de la rotation, c'est-à-dire le nombre de questions que l’agriculteur doit se poser pour conduire sa culture. Par exemple, le fait d’implanter une culture ne nécessitant aucun traitement phytosanitaire rajoute une culture de plus dans la rotation mais n’est pas complexe à mettre en œuvre comparativement à une culture où la réflexion de dosage, du nombre de passages, et des techniques à utiliser est problématique. Ce critère est renseigné par le nombre de décisions à prendre pour chacune des cultures.

Nombre de décisions = Σi=1-j (décisionsi) / n

i = décisions à prendre; n = nombre d’années de la rotation

Les valeurs seuils de ce critère sont fournies par des cultures reconnues comme demandant peu d’intervention (chanvre), et au contraire comme demandant beaucoup d’interventions (colza raisonné). Le tableau n°12 fournit ces valeurs seuils.

Nombre d’interventions culturales totales :

Initialement ce critère calculait le nombre d’interventions culturales spécifiques associées au SdC. Selon MASC, ces interventions augmentent la complexité de mise en œuvre du système. Une opération spécifique requiert une maîtrise technique plus importante et demande des connaissances et des moyens techniques particuliers supplémentaires, un savoir faire. Ces

Page 40: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 14 : Valeurs seuils du critère « toxicité phytosanitaire pour les travailleurs ».

1. eleve > 22. moyen ]1-2]3. faible ]0 -1]4. nul 0

Eaux superficielles

Eaux profondes

Dose utilisée

Pertes de N03

Pertes de phosphore

Pesticides dans les eaux

Pollution des eaux

Figure 15 : Arbre hiérarchique modifié de la pollution des eaux.

Page 41: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

16

opérations spécifiques sont opposées aux opérations de base. Le reproche fait à ce critère est qu’une opération spécifique est complexe au début de son utilisation mais le devient de moins en moins avec le temps. De plus, certaines opérations sont considérées de base d’après la définition, alors qu’elles sont complexes à mettre en œuvre. Le choix a été fait de comptabiliser toutes les interventions culturales ; c’est ce nombre total d’interventions qui est un frein à la mise en œuvre du système. Le nombre d’opérations culturales calculé est une valeur moyenne annuelle. Les valeurs seuils de ce critère sont présentées dans le tableau n°13.

Nb d’interventions totales = [Σi=1-n Nb d’interventions i ]/ n

n = Durée de la rotation en années ; i = année

Plus ces deux derniers critères sont élevés, plus le système sera complexe à mettre en œuvre. Ces critères sont jugés plus pertinents pour mesurer la complexité de mise en œuvre.

Toxicité phytosanitaire pour le travailleur :

Ce critère de base permet d’évaluer le risque de toxicité phytosanitaire pour les travailleurs lié spécifiquement à la conduite du SdC. L’utilisation de produits moins dangereux (éviter les produits classés Xn, T, et T+) et en quantité moindre diminue les dangers pour la santé de l’homme. A cette liste de MASC ont été ajoutés les produits CMR car, en pratique, des agriculteurs les utilisent encore. MASC propose de renseigner ce critère en calculant les IFT des SdC limités aux produits Xn, T, et T+. Les études de la MSA (MSA, 2008) prouvent que le risque pour les travailleurs se situe également à un autre niveau :

- lors de l’épandage au champ des produits phytosanitaires ; ce risque correspond à 1/3 du risque global ;

- lors de la préparation des bouillies qui sont mises dans le pulvérisateur ; ce risque correspond à 2/3 du risque global.

Il a été retenu de prendre en compte le nombre de préparations de bouillie car l’épandage au champ est la suite logique et obligée de la préparation. Le tableau n°14 présente les valeurs seuils retenues à dire d’experts. Le guide ACTA est la référence utilisée pour le classement des produits (ACTA, 2009).

TOX = Σi=1-j (bouilliei) / n

i : nombre de préparations de bouillie pour chacune des cultures ; n : années de la rotation �Ces critères, ainsi modifiés, permettent de caractériser « l’acceptabilité pour le

travailleur ». Ils sont nécessaires pour évaluer la durabilité totale du système.

2.6.3 La durabilité environnementale

Ce pilier synthétise qualitativement les impacts du SdC sur le milieu, sur les ressources abiotiques non renouvelables et sur la biodiversité. C’est le pilier qui possède le plus de critères à renseigner.

Impact sur le milieu Ce critère évalue l’impact du SdC sur la qualité du milieu : pollution des eaux, de l’air, et

du sol. Un SdC qui dégrade la qualité de son milieu n’est pas durable.

Pollution des eaux Ce critère évalue le risque de pollution des eaux induit par le SdC. Il est lui aussi agrégé,

et concerne la pollution par les pesticides (lixiviation, ruissellement, dérive), les nitrates (lixiviation…), et le phosphore (ruissellement). La figure n°16 expose son arbre hiérarchique modifié. Cette pollution constitue un risque pour la santé humaine et pour les écosystèmes

Page 42: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 15: Variables entrant dans le calcul du risque pour chaque module.

Figure 16 : RDD pour le module « eaux superficielles » d’I-PHY.

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Position Position

10 0

DT50DT50

9 8 4 4

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Max (Aquatox, DJA)

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Position Position

10 0

DT50DT50

9 8 4 4

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentiel ruissell.

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Potentieldérive

Position Position

10 0

DT50DT50

9 8 4 4

Tableau 16: Valeurs seuils du critère « eaux superficielles ».

Cas favorable

Cas défavorable

Les cases en clair représentent les cas où la variable est favorable et les

cases en sombre les cas où la variable

est défavorable. Les notes sont celles attribuées par

INDIGO.

Page 43: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

17

aquatiques. Ce critère est très important en Bretagne pour la reconquête de la qualité des eaux de surface. Plus un système induit une pollution des eaux, moins il est durable.

Pesticides dans les eaux

Ce critère agrégé évalue le risque de pollution des eaux induit par le système de culture via la perte de pesticides dans les eaux profondes et de surface.

Le mode de calcul de ce critère prend en compte le risque induit par le ou les matières actives qui composent les produits phytosanitaires utilisés. La dose employée n’intervient pas dans le calcul proposé par MASC. Or, des études montrent que plus les produits phytosanitaires sont utilisés en grande quantité, plus les quantités de matières actives se retrouvant dans les eaux sont élevées. De ce fait, les doses d’application ont été prises en compte en parallèle du risque induit par les matières actives.

Les indicateurs « eaux superficielles » et « eaux profondes » proviennent des sorties d’INDIGO. Ils résultent de l’indicateur agro-environnemental phytosanitaire IPHY. Le détail du calcul d’IPHY donne un indicateur pour chacun des modules : « eaux superficielles », « eaux profondes », « air », et un indicateur « dose ». Ce sont les deux premiers modules d’IPHY qui sont reportés pour renseigner MASC sur ces critères. L’indicateur IPHY (Van der Werf & Zimmer, 1999) est un outil de raisonnement sur le choix des matières et des programmes de traitements. Il permet d’évaluer les risques environnementaux de l’application de chaque substance active et de comparer des programmes de traitements. Une partie du produit appliqué ne touche pas la cible et va se dissiper dans l’environnement, d’où cet indicateur qui calcule les risques pour l’environnement par module et pour chaque application. Les variables entrant dans le calcul des risques sont données par le tableau n°15. Elles sont renseignées par la base de données française du Comité de Liaison, AGRITOX de l’INRA.

La méthode de calcul de cet indicateur est basée sur un système expert utilisant la logique floue. Elle permet de traiter des variables de nature hétérogène et de précision limitée. Elle repose sur des RDD nécessitant la construction de 3 classes pour chaque variable :

- les deux premières sont les classes extrêmes (« favorable », « défavorable ») ; - la troisième est une classe de transition ni totalement favorable, ni totalement

défavorable.

Cet indicateur possède des limites : les effets dus à la formulation et aux produits de dégradation ne sont pas pris en compte ; l’indicateur n’estime pas un risque direct pour le manipulateur ni pour les auxiliaires ; et le risque de pertes de produits durant les manipulations ne sont pas pris en compte.

Eaux superficielles

Ce critère de base évalue le risque de pollution des eaux induit par le SdC via la perte de pesticides par ruissellement et par dérive dans les eaux superficielles. D’après le tableau précédent n°15 et la figure n°17 donnant les RDD pour ce module, il apparaît que le module eaux superficielles d’INDIGO est fonction :

- du potentiel de dérive, fonction de la distance au cours d’eau et de méthode d’application, - du potentiel de ruissellement, fonction de la pente et de la texture du sol, - de la date du traitement, qui représente le taux d’interception par le couvert du produit

pulvérisé, - de la durée de demi-vie de la substance active (DT50), - de sa toxicité (Aquatox) pour la faune (poissons, daphnies) et flore aquatique (algues), - de la Dose Journalière Admissible (DJA) de la substance, reflétant sa toxicité pour

l’homme.

Page 44: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 17 : RDD pour le module « eaux souterraines » d’I-PHY

GUS GUS

Position Position

DJA DJA

4 0

DJA DJA

Potentielde lessivage

410 9 8

Potentielde lessivage

Cas favorable

Cas défavorable

Tableau 17: Valeurs seuils du critère « eaux profondes ».

Tableau 18 : Valeurs seuils du critère « dose utilisée ».

Classe Diminution de dose Valeurs seuils

Très élevé 0% >= 1,56

Elevé 35-0% [1,01-1,56 [

Moyen 35-50% ]0,78-1,01 [

faible >= 50% <= 0,78

Page 45: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

18

L’indicateur IPHY eaux superficielles, somme annuelle moyenne des risques par substance active, est calculé a l’échelle de la rotation.

Les valeurs seuils sont fournies par MASC selon un tableau croisé (tableau n°16). Les classes de ce critère prennent en compte la somme des risques par substance active sur la rotation et aussi la matière active qui est la plus néfaste pour les eaux superficielles.

Eaux profondes

Ce critère de base évalue le risque de pollution des eaux induit par le SdC via la perte de pesticides dans les eaux souterraines (dans les nappes phréatiques). De la même manière que précédemment, nous voyons (d’après le tableau précédent n°15 et la figure n°18) que le module d’INDIGO eaux superficielles est fonction :

- de la date du traitement (relié au pourcentage de couverture du sol), - du potentiel de lessivage du sol (teneur en MO, texture et profondeur), - du Ground water Ubiquity Score (GUS), indice reflétant le potentiel de lessivage de la

substance, - de la Dose Journalière Admissible (DJA) de la substance.

L’indicateur I-PHY eaux profondes, somme annuelle moyenne des risques par substance active, est calculé a l’échelle de la rotation.

Les valeurs seuils sont fournies par MASC selon le même tableau croisé que pour le critère eaux superficielles (tableau n°17).

Dose utilisée

Ce critère de base est rajouté pour prendre en compte la quantité de matière active que l’agriculteur met dans sa parcelle.

L’indicateur IPHY d’INDIGO possède un module « dose » qui donne une note en fonction des doses de produits que l’agriculteur applique dans son champ. La diminution de dose est bien prise en compte mais la suppression de traitement ne l’est pas. Un indicateur prenant en compte ces 2 facteurs, a été crée.

Dose = dose appliquée / dose homologuée

Cette formule est appliquée pour les pesticides, les régulateurs, et aussi les molluscicides. Tous les traitements réalisés en conduite raisonnée sont comptabilisés. Cet indicateur prend en compte la réduction de dose et l’impasse de produit phytosanitaire.

Les valeurs seuils sont définies grâce aux MAE (Mesures Agro-environnementales), mesures incitatives pour protéger l’environnement (CORPEP, 2009). Respecter ces MAE signifie réaliser une diminution progressive de l’IFT moyen sur son exploitation. Les valeurs seuils de ce critère sont présentées dans le tableau n°18, elles sont calculées d’un IFT initial de 1,56, calculé à partir des données des chambres d’agriculture de Bretagne.

Perte de NO3

Ce critère de base évalue le risque de pollution des eaux induit par le SdC via la lixiviation du nitrate NO3. Une forte concentration en nitrates dans les eaux crée des problèmes de qualité. Les réglementations décrites dans la première partie imposent des normes sur les quantités d’azote épandues pour limiter la pollution des eaux.

MASC préconise de calculer ce critère grâce à l’indicateur azote d’INDIGO, (module INO3). Un paramétrage avec des références régionales est nécessaire (Savin, 2002). Le critère

Page 46: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 19 : Valeurs seuils du critère « pertes en NO3 ».

Figure 18 : Arborescence construite du critère « perte en phosphore ».

Tableau 20 : Valeurs seuils du critère « volatilisation de NH3 » et « émission de N20 ». 1. tres elevee < 42. elevee [4-7[3. moyenne [7-9[4. faible >= 9

Volatilisation NH3

Emissions N2O

Pesticides dans l’air

Dose utilisée

Pollution de l’air

Pesticides dans l’air

Figure 19 : Arborescence modifiée du critère "pollution de l'air".

Page 47: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

19

pertes de NO3 est une estimation du risque de lessivage à l'aide du modèle de Burns1 (Bockstaller & Girardin, 2008). Les pertes de NO3 se produisent essentiellement en hiver, le lessivage de printemps est considéré comme nul. Le lessivage hivernal (LH) est calculé suivant la formule :

LH = RF(n) + Vp*Jn – Rf(n+1) + Effet(rés) – Effet (couvert)

Rf(n) = profil de N minéral mesuré à "l'ouverture" du bilan hiver (1/10 si culture de l'année n est une culture de printemps, 1/08 si la culture de l'année n est une culture d'hiver).

Rf(n+1) : profil de N minéral mesuré à la "fermeture" du bilan hiver (1/03). Vp : vitesse potentielle de minéralisation de la MO du sol (T ref = 15°C). Jn : nombre de jours normalisés entre ouverture et fermeture du bilan. Effet(res) : effet de l'incorporation d'un résidu de culture sur le lessivage (terme positif si la

décomposition du résidu conduit à une minéralisation nette de l'azote sur la période, négatif si elle conduit à de l'organisation nette).

Effet(couvert) : effet des repousses ou d'un CIPAN sur le lessivage.

L’explication précise des calculs est fournie dans l’annexe n°11. Ensuite, les pertes d’azote par hectare sont transformées en concentration (mg/L).

Les valeurs seuils ont été définies selon la réglementation en vigueur : la norme seuil des 50 mg/L, et la norme guide européenne (25 mg/L). Le seuil de la classe élevée est 75mg/L par symétrie avec les autres seuils. Le tableau n°19 expose ces valeurs seuils.

Perte de phosphore

Ce critère reflète le risque de transfert de phosphore contenu dans les engrais minéraux et les effluents d’élevage depuis les sols vers les eaux. Le phosphore en excès en interaction avec les nitrates est la cause principale de l'eutrophisation des eaux. Ce critère est entièrement à construire.

Ces pertes sont évaluées par 2 facteurs principaux : le risque d’entrainement par ruissellement et le transfert du phosphore (teneur du sol, quantité apportée, et modalité d’apport). Le risque d’entrainement est lui-même conditionné par des facteurs liés au sol (sensibilité à la dégradation, couverture du sol, topographie) et aux états de surface (rugosité et pourcentage d’empreintes de roues). La figure n°19 présente l’arborescence établie pour ce critère. Le détail de la construction du critère « pertes en phosphore » est donné en annexe n°12, ainsi que les valeurs seuils établies par expertise.

Pollution de l’air

Ce critère évalue le risque de pollution de l’air du au SdC. La pollution peut être induite par des pertes de pesticides, de NH3, ou de N2O. Les pesticides dans l’atmosphère sont une source de risques pour la santé humaine. NH3 et N2O entraînent respectivement des impacts sur les écosystèmes terrestres (acidification, eutrophisation terrestre) et sur le climat (effet de serre). Plus un système provoque d’émissions, moins il sera considéré comme durable. L’arborescence est reprise dans la figure n°20.

Emission de NH3

L’ammoniac est un polluant de l’air issu majoritairement des effluents d’élevage. Plus un système induit une volatilisation d’ammoniac dans l’air, moins il sera considéré comme durable. Ce critère est évalué à l’aide de l’indicateur azote d’INDIGO, du module INH3. Dans INDIGO, l’indicateur INH3 est très simplifié et ne reflète probablement pas la réalité du

1 Le modèle de Burns permet de mesurer le lessivage, il repose sur l’effet piston : apport d’eau en surface sur sol saturé. (Burns, 1974).

Page 48: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 20: RDD pour le module « eaux souterraines » d’I-PHY.

KH KH

Position Position

DJA DJA

4 0

DJA DJA

DT50 DT50

410 9 8

Tableau 21 : RDD pour le module « air » d’I-PHY.

Tassement

Aléa érosif

Qualité physique

Matière organique

Fertilité phosphorique

Qualité chimique

Qualité du sol

Cas favorable

Cas défavorable

Figure 21 : Arborescence du critère « Tassement ».

Les cases en clair représentent les cas où la variable est favorable et les cases en sombre les cas où la variable est défavorable. Les notes sont celles attribuées par INDIGO.

Page 49: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

20

contexte breton. De nouvelles références doivent être créées à partir de constats et d’expérimentations pour obtenir une valeur pertinente. Par défaut, il a été décidé de conserver INH3 calculé par INDIGO.

INH3 = Σi=1-n [ X i × Cvi ] X i : dose d'azote de l'engrais pour l’apport i (quantité d’azote sous forme NH3 pour les fertilisants

organiques) Cvi : Coefficient de volatilisation de l’engrais lors de l’apport i, fonction du type de fertilisant, de

la période d’apport, de son enfouissement, et de la teneur en calcaire du sol.

INDIGO a été conçu de telle sorte que toutes les notes des indicateurs soient comprises entre 0 et 10 (10 étant la meilleure note). La note 7 est la note acceptable pour tous les indicateurs. 9 est une note très bonne. En dessous de 7, le système est déficient, et en dessous de 4 c’est que le système est très mauvais. Ces valeurs sont valables pour toutes les notes d’INDIGO. Le tableau n°20 récapitule ces valeurs seuils.

Emission de N2O

Ce critère évalue le risque de pollution atmosphérique via l'émission de protoxyde d’azote. N2O est un des gaz à effet de serre les plus dangereux. Son impact sur le réchauffement est 300 fois supérieur à celui du CO2.

Son mode de calcul est le même que le critère émission de NH3 (module IN20 d’INDIGO). Ce module est estimé annuellement en prenant en compte le type de sol, le travail du sol, l’effet éventuel de l’irrigation, le mode d’apport des engrais, la dose totale d’azote appliquée sur la parcelle, et la contribution des légumineuses. Faute de références régionales, l’évaluation des pertes est réalisée par INDIGO. Les valeurs seuils proviennent d’INDIGO (tableau n°20).

Emission de pesticides

Initialement MASC proposait de s’intéresser exclusivement aux pertes de pesticides dans l’air qu’induisait la matière active. La dose utilisée a été rajouté. Ce critère étudie le risque de pollution dans l’air qu’entrainent les matières actives utilisées et les doses employées.

Pesticides dans l’air

Ce critère de base évalue le risque de pollution atmosphérique induit par le SdC via la perte de pesticides. Pendant l’application de pesticides, suivant les conditions météorologiques et les modes d’applications, de 25 % à 75 % des produits phytosanitaires ne se déposent pas sur les plantes traitées. Les pesticides peuvent également être introduits dans l’atmosphère après leur application en se volatilisant.

De la même manière que les critères « eaux souterraines et profondes », ce critère est renseigné par le module « air » d’IPHY. D’après le tableau précédent n°15 et la figure n°21 donnant les RDD pour ce module, le module eaux superficielles est fonction :

- de la date du traitement, - de la durée de demi-vie de la substance active (DT50), - de la Dose Journalière Admissible (DJA) de la substance, - de la Constante de Henry, déterminant le risque de volatilisation de la substance.

L’indicateur I-PHYair, somme annuelle moyenne des risques par substance active, est calculé a l’échelle de la rotation.

Les valeurs seuils sont fournies par MASC selon le même tableau croisé que pour les critères eaux superficielles et profondes (tableau n°21).

Page 50: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tassement du solPourcentage d’empreinte de roues

Pression de contact

40

60

Tableau 22 : Valeurs seuils du critère Tableau 23 : Valeurs seuils du critère

« pourcentage d’empreintes de roues ». « pression de contact ».

% d'empreinte de roues

très défavorable >= 40%

défavorable 40% < X < 20%

acceptable <= 20%

Tableau 24 : Valeurs seuils du critère « matière organique ».

1. tres defavorable <42. defavorable [4-7[3. acceptable >=7

Tableau 25 : Valeurs seuils du critère « fertilité phosphorique ». 1. tres defavorable >= 30 kg P2O5/an2. defavorable ]0 -30[ kg P2O5/an3. acceptable <= 0 kg P2O5/an

Topographie

Rugosité du sol

Sensibilité à la dégradation

Couverture du sol

Dégradation du sol

Ruissellement érosif

Aléa érosif

Figure 23 : Arbre hiérarchique du critère agrégé aléa érosif.

Figure 22 : Arborescence du critère «qualité du sol ».

Page 51: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

21

Dose utilisée

Ce critère est le même que celui détaillé plus haut.

Qualité du sol

La qualité du sol évalue l’impact d’un SdC sur la qualité chimique et physique du sol. L’arborescence de ce critère est récapitulée dans la figure n°22.

Qualité physique

Elle est renseignée par le tassement et l’aléa érosif des sols.

Tassement

Ce critère a été entièrement construit. Il évalue l'impact du SdC sur l'évolution des qualités physiques du sol via l'effet sur l'état structural. Il est décomposé en : pression de contact au sol infligé par les outils (logiciel TASC2) et pourcentage d’empreintes de roues laissé au sol sur la période à risque considérée (juillet et août exclus). L’arborescence de ce critère est présentée dans la figure n°23. Son mode de calcul est détaillé dans l’annexe n°13.

Les valeurs seuils sont données par le tableau n°22 et 23 ; elles ont été définies à dire d’experts et par le logiciel TASC respectivement.

Aléa érosif

Ce critère évalue l'impact du mode d’occupation du sol et des pratiques culturales sur les risques d’érosion du sol. Il a été entièrement construit. C’est un critère agrégé renseigné grâce au ruissellement érosif, lui-même conditionné par la rugosité et la topographie ; et à la dégradation du sol, elle-même conditionnée par la sensibilité à la dégradation et la couverture du sol. L’arborescence de ce critère est décrite dans la figure n°24. La rugosité est évaluée par la nature du précédent, le travail du sol, et le sens de travail. La topographie prend en compte la pente et la longueur du versant. La sensibilité à la dégradation est fonction de la texture et de la teneur en carbone organique (Colmar, 2006). La couverture du sol est déterminée par décade pour chaque culture à dire d’experts, le pourcentage de couverture est calculé sur une période à risque : de la dernière décade d’octobre à la dernière décade de juin. Chacun des critères possède des valeurs seuils qui sont données et expliquées dans l’annexe n°14.

Qualité chimique

Elle est renseignée par la matière organique et la fertilité phosphorique, c'est-à-dire qu’elle s’intéresse aux statuts organique et phosphaté du sol.

Matière organique

Ce critère évalue l'impact du SdC sur la teneur en matière organique (MO) du sol. La MO favorise les échanges chimiques dans le sol ; augmente la CEC (Capacité d’échange Cationique), la stabilité structurale des sols et dans certains cas la capacité de rétention en eau; c’est un stockage de carbone ; qui a une forte diversité microbienne.

La méthodologie de MASC préconise de calculer cet indicateur grâce à INDIGO. Le bilan humique d’INDIGO est bien adapté à la région Bretagne. Les apports de MO sur 4ans sont pris en compte (effluents et résidus), ils sont calculés d’après le modèle Henin-Dupuis (Boiffin & al ., 1986).Puis, ils sont comparés aux apports nécessaires pour la culture auxquels s’ajoutent des facteurs de pondérations. Les valeurs seuils retenues sont celles d’INDIGO. Elles sont récapitulées dans le tableau n°24.

2 Tracks And Soil Compaction permet d’évaluer les charges infligées au sol par les pneumatiques et les

chenilles, suivant les paramètres du train de roulement et les propriétés du sol (Diserens, 2004).

Page 52: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 26 : Valeurs seuils du critère « consommation d’énergie ».

1. elevee <42. moyenne [4-7[3. faible >=7

Tableau 27 : Valeurs seuils du critère « efficience énergétique ». 1. faible < 4,52. moyen 4,5 <= X <= 9 3. eleve > 9

Proportion traitée

Diversité des cultures

Succession

Herbicides

Hors herbicides

Nb de doses homologuées

Conservation de la biodiversité

Rotation

Pression traitements

Conso énergie

Efficience énergétique

Pression énergie

Pression sur les ressources

Conso en eau d’irrigation

Demande en eau

Autonomie

Dépendance en eau

Pression eau

Pression phosphore

Figure 24 : Arborescence du critère "pression sur les ressources".

Figure 25 : Arborescence du critère "conservation de la biodiversité".

Page 53: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

22

Fertilité phosphorique

INDIGO est préconisé par MASC pour mesurer la fertilité phosphorique. Le calcul d’INDIGO de la dose recommandée de P2O5 est basé sur l’outil Regifert3. Or, en Bretagne, la méthode Comifer4 est retenue (Regifert ne fait pas de distinction entre les sols bretons, ils ont tous une fertilité phosphorique élevée à cause des effluents). Ce critère est calculé à partir d’un bilan cultural, total des apports-exportations des récoltes, grâce aux données Chambres (CRAB, 1997 ; Chambre d’Agriculture Morbihan & ITCF, 1997). Les valeurs seuils définies sont récapitulées dans le tableau n°25.

Fertilité phosphorique = [Σi=1-n Apports i – Exportations i ]/n

Pression sur les ressources Ce critère qualifie la pression exercée par un SdC sur les ressources non renouvelables en

eau, en énergie fossile et en phosphore. L’arborescence est donnée par la figure n°25.

Pression eau

Ce critère évalue l’impact de la consommation en eau d’irrigation par le SdC sur la disponibilité locale d'eau douce et la dépendance vis-à-vis de la ressource eau (demande et autonomie en eau). Ce critère n’est pas détaillé car, aucun des SdC fait intervenir l’irrigation. Ces systèmes n’ont pas de pression eau.

Pression énergie

Ce critère reflète la pression exercée par le SdC sur les ressources en énergies fossiles (non renouvelables), mais aussi sa capacité à produire de l’énergie. Une consommation élevée associée à une efficience faible correspond à la situation la plus défavorable.

Consommation d’énergie

Cet indicateur évalue l’impact de la consommation de ressources en énergies fossiles sur l’environnement due aux pratiques agricoles. L’évaluation des consommations d’énergie directe prend en compte les machines (Donaldson & al ., 1994) et l’irrigation. L’énergie indirecte concerne la production d’intrants de synthèse, elle est évaluée en prenant en compte les engrais (Mudahar & Hignett, 1987 ; Bonny 1993) et les phytosanitaires épandus sur l’exploitation (Green, 1989 ; Lambert, 1996). Des notes INDIGO sont obtenues, les valeurs seuils retenues sont celles d’INDIGO. Elles sont récapitulées dans le tableau n°26.

Efficience énergétique

C’est le rapport entre l’énergie produite et consommée par le SdC (bilan énergétique). En général les SdC produisent plus d’énergie grâce à la capture de l’énergie solaire qu’ils en consomment. Les coefficients énergétiques sont fournis par l’ADEME (ADEME & ENESAD, 2002).

Efficience énergétique = [ Σi=1-n (EPi / ETi ) ] / n EPi : énergie produite l’année i en MJ/ha/an. ETi : énergie consommée l’année i en MJ/ha/an. n : nombre d’année de la rotation

Les valeurs seuils de l’efficience énergétique sont fournies dans le tableau n°27. Ce sont des valeurs seuils objectives d’efficience d’après des études SOLAGRO mais elles ne

3 Regifert est un logiciel de diagnostic de la fertilisation des cultures annuelles à partir des analyses de terre

et tenant compte de facteurs pédoclimatiques (INRA, 2003). 4 Le Comifer est une association offrant des références pour une fertilisation raisonnée (Comifer, 2007).

Page 54: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 28 : Valeurs seuils du critère « succession ».

1. tres faible <= 42. faible a moyenne ]4-7[3. moyenne a elevee [7-9[4. tres elevee >= 9

Tableau 29 : Valeurs seuils du critère « diversité des cultures ».

1. tres faible < 2.72. faible a moyenne [2.7-4[3. moyenne a elevee [4-6.7[4. tres elevee >= 6.7

Tableau 30 : Valeurs seuils du critère « proportion traitée ».

1. tres elevee 100%2. elevee [66-100[ %3. moyenne [33-66[ %4. faible [0-33[ %5. tres faible = 0%

Page 55: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

23

correspondent pas à notre mode de calcul ; elles sont inadaptées à cette étude. Faute d’autres références existantes, les valeurs fournies par MASC sont conservées.

Pression phosphore

Ce critère qualifie la pression exercée par un SdC sur les ressources biogéochimiques non renouvelables en phosphore. Le contexte agronomique breton fait que l’on a des ressources en phosphore organique ; le recours au phosphore minéral est injustifié. Aucun des SdC n’a de pression phosphore.

Conservation de la biodiversité Ce critère indique l’impact du SdC sur la biodiversité, via la diversité des cultures et des

pratiques phytosanitaires appliquées. Son arborescence est donnée par la figure n°26.

Rotation

Initialement ce critère agrégé n’était pas présent dans la branche biodiversité. MASC propose d’évaluer la contribution à la biodiversité en s’intéressant exclusivement à la diversité des cultures de la succession. La pertinence de la succession est également importante à considérer : un bon précédent cultural favorise la biodiversité. Le critère « succession », étudiant la succession culturale, a été rajouté.

Succession

Ce critère évalue les successions culturales pour établir un diagnostic de la cohérence des SdC. Il est renseigné par l’indicateur succession culturale d’INDIGO. Les effets de la culture précédente (pression phytosanitaires, structure du sol, nutrition azotée), du temps de retour de la culture, et la diversité des cultures sont pris en compte.

Des notes INDIGO sont obtenues, les valeurs seuils retenues sont celles fournies par INDIGO. Elles sont récapitulées dans le tableau n°28.

Diversité des cultures

Ce critère permet d’évaluer la contribution du SdC à la biodiversité via la diversité des cultures de la succession. Une diversité de cultures élevée est favorable au maintien de la biodiversité. Ce critère est évalué par la proportion de chaque culture dans la rotation. Les valeurs seuils proposées par MASC et retenues sont données dans le tableau n°29.

Diversité = 1 / [Σj=1- NC Pc2]

NC = nombre de cultures ; une culture intermédiaire est comptée 0.5 point. Pc = proportion de la culture dans la rotation = nombre d’occurrence d’une culture / nombre total

d’occurrences de toutes les cultures de la rotation.

Pression des traitements

Ce critère reflète la pression de traitements par les produits phytosanitaires dans le SdC, en fonction de leur intensité et de leur fréquence d’utilisation. Plus l’intensité de recours aux traitements et leur fréquence d’utilisation sont élevées et moins le système est jugé durable.

Proportion traitée

Ce critère prend en compte la proportion des cultures de la succession qui reçoit des traitements phytosanitaires. Les valeurs seuils établies à dire d’experts (tableau n°30).

Proportion traitée = [ [NT] / [NC] ] × 100

NT = nombre de cycles culturaux (y compris cycles des CIPAN) avec traitements. NC = nombre de cycles culturaux dans la succession.

Page 56: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 31 : Valeurs seuils du critère « herbicides ».

Tableau 32 : Valeurs seuils du critère « hors herbicides ».

Page 57: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

24

Nombre de doses homologuées

Ce critère évalue l’intensité de traitements phytosanitaires à laquelle est soumis le SdC. Plus celle-ci est élevée et moins le système est durable.

Initialement MASC préconisait de distinguer le nombre de doses homologuées pour les herbicides, les fongicides, et les insecticides. Le calcul pour renseigner ces critères est un calcul d’IFT (Indice de Fréquence de Traitement). Il a été décidé de regrouper les fongicides et les insecticides dans un même critère : « nombre de doses homologuées hors herbicides » car le ministère de l’agriculture et de la pêche publie des IFT moyen par région résultant d’enquêtes de pratiques agricoles, il y a deux IFT fournis : l’IFT herbicides, et l’IFT hors herbicides.

IFT = Σi=1-n [(DA×ST)/(DH×SP)]/n

DA = Dose appliquée, DH = Dose homologuée, ST = surface traitée, SP = surface parcellaire.

Herbicides

Ce critère évalue l’intensité d’utilisation des herbicides dans le SdC considéré. Il est renseigné en calculant l’IFT herbicides de chacun des prototypes.

Les valeurs seuils sont établies à partir d’IFT (calculé pour des itk types) par culture, puis moyenné en pondérant par leur surface respective (Agreste, 2007) dans l’assolement breton. Elles sont données dans le tableau n°31.

Hors herbicides

Ce critère permet d’évaluer l’intensité d’utilisation des insecticides et fongicides dans le SdC considéré, reflétant la « pression phytosanitaire » exercée sur la parcelle, en l’occurrence, la pression exercée sur l’entomofaune et les populations de champignons. Il est calculé par l’IFT hors herbicides. Les valeurs seuils données dans le tableau n°32 ont été définies de la même manière que celles du critère « herbicides ».

� Tous les critères caractérisant l’économie, le social, et l’environnement ont été renseignés. Maintenant ces critères doivent être agrégés pour une évaluation globale. L’agrégation est permise grâce à des pondérations.

2.7 Choix des pondérations

MASC possède des pondérations automatiques pour chaque critère mais l’utilisateur peut les modifier selon le contexte local. Des pondérations minimum ont été établies pour éviter une surpondération excessive d’un des critères et garantir une analyse cohérente de la durabilité globale. Les pondérations retenues à dire d’experts sont celles de la figure n°13.

Les pondérations pour les piliers économique et social sont choisies à dire d’experts selon les problématiques bretonnes.

L’impact sur la qualité du milieu (50%) a une pondération plus importante que la pression sur les ressources (20%) et la conservation de la biodiversité (30%) car la qualité du milieu a un impact fort en Bretagne, c’est un des grands enjeux. Dans cette qualité du milieu les qualités des eaux et des sols (40% chacun) sont prépondérants. La pondération minimum (20%) est affectée au risque de pollution de l’air car il n’y a pas de pollution de l’air reconnue en Bretagne. Les calculs des indicateurs NH3 et N2O n’étant pas pertinent (car il n’existe que très peu de références sur les pertes de ces gaz), leur pondérations est faible. N20 (30%) est encore moins fiable que NH3 (40%) d’où sa plus faible pondération. Lors d’une étude de la

Page 58: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 26 : RDD du critère "tassement" d'après les pondérations choisies dans "use weights" (40% empreintes de roues et 60% pression de contact). DEXi répertorie toutes les combinaisons possibles entre

les classes des 2 critères de base.

Page 59: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

25

qualité de l’eau en Bretagne, l’indicateur le premier étudié est les Nitrates, puis les phytosanitaires, et maintenant le phosphore est étudié. Ces clés d’entrée de la pollution de l’eau en Bretagne induisent les pondérations choisies pour les critères. Les qualités physique et chimique du sol sont liés, ils sont aussi important l’un que l’autre, c’est pourquoi les mêmes pondérations leur sont affectées. Un poids plus important est attribué à la matière organique dans la qualité chimique du sol car c’est le seul critère qui prend en compte la matière organique dans l’évaluation alors que le phosphore est repris dans plusieurs critères. Dans le critère « pression sur les ressources » ; les pressions eau et phosphore sont à la pondération minimum (respectivement 10% et 25%) car ces pressions sont très faibles en Bretagne et non discriminant pour les SdC. Dans la branche biodiversité, le critère « hors herbicides » a une pondération plus importante que le critère « herbicides » car les insecticides sont les pesticides les plus dangereux pour la biodiversité. La plupart des autres pondérations sur les critères environnementaux ne sont pas modifiables.

Ces pondérations permettent l’agrégation des critères de base selon des RDD. Les RDD sont établies automatiquement par le logiciel DEXi grâce au poids de chaque critère agrégé. La figure n°27 est un exemple, elle présente les RDD du critère « tassement ». Les pondérations des critères de la durabilité sont fixées. Mais le poids de chacune des branches de la durabilité est modifiable, ce sont des scénarii. Nous allons voir comment une variation des pondérations entre les 3 dimensions fait évoluer les résultats.

2.8 Choix des scénarii à tester

4 scénarii différents ont été réalisés. Chacun des piliers est extrêmisé pour étudier les réactions des SdC face à ces priorités. Ces 4 scénarii correspondent à 4 points de vue différents : - Scénario équilibré : 33% économie - 33% social - 33% environnement. Chaque pilier

possède la même importance. - Scénario économique : 60% économie - 20% social - 20% environnement. Le pilier

économique est prépondérant (même si le scénario social n’est que très peu probable). - Scénario social : 20% économie - 60% social - 20% environnement. Le pilier social

est prépondérant. - Scénario environnemental : 20% économie - 20% social - 60% environnement. Le

pilier environnemental est prépondérant.

Tous les critères peuvent être renseignés grâce à la méthodologie citée précédemment, puis agréger pour qualifier de manière globale la durabilité suivant 4 scénarii. Selon le pilier sur lequel l’accent est mis les résultats de durabilité globale peuvent être différents.

En résumé… Le prototypage de SdC passe par la conception de rotations avec les itinéraires

techniques précis associés à chaque culture. Ces itinéraires, la connaissance des caractéristiques physico-chimiques de la parcelle de l’« essai système », et du climat, vont permettre de renseigner les critères de base de MASC en suivant le mode de calcul retenu.

Les informations quantitatives sont transformées en qualitatives grâce aux valeurs seuils établies. Les pondérations choisies permettent l’agrégation des critères pour évaluer chacune des branches de la durabilité. 4 scénarii (correspondant à des poids différents de chaque branche) sont évalués.

Page 60: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 27 : Récapitulatif des prototypes qui seront évalués par la suite.

Figure 28 : Valeurs obtenues pour la rentabilité de nos systèmes.

Tableau 33 : Ecart de rentabilité des différents prototypes.

Prototype Ecart de rentabilité par rapport

au prototype raisonné

intégrée 1 - 77 €/ha

intégrée 2 - 44 €/ha

intégrée 3 - 44 €/ha

intégrée 4 - 117 €/ha

intégrée 5 - 155 €/ha

intégrée 6 - 111 €/ha

Récapitulatif des prototypes à évaluer :

Rotation raisonnée : Prototype 0 : Maïs grain – blé tendre d’hiver – triticale – CIPAN

Rotations intégrées : Prototype 1 : Maïs grain – triticale – CIPAN – pois protéagineux de printemps –

blé tendre d’hiver - orge - CIPAN Prototype 2 : Maïs grain - triticale – CIPAN – chanvre – CIPAN –

pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver - orge - CIPAN Prototype 3 : Maïs grain – blé - triticale - colza – blé tendre d’hiver - CIPAN Prototype 4 : Maïs grain - blé tendre d’hiver - lupin d’hiver - blé tendre d’hiver - colza –

triticale CIPAN Prototype 5 : Maïs grain – blé tendre d’hiver - lupin d’hiver– triticale – colza – CIPAN Prototype 6 : Maïs grain - blé tendre d’hiver – CIPAN – féverole de printemps –

blé tendre d’hiver - colza – triticale - CIPAN

Figure 29 : Efficience économique et besoin en matériel des SdC.

Page 61: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

26

3 Résultats de l’évaluation

Après avoir renseigné tous les critères, leur agrégation a été faite, jusqu’à obtenir une qualification de la durabilité globale. Les résultats sont présentés succinctement pour chacun des piliers de la durabilité puis les scénarii. La figure n°28 rappelle les prototypes évalués.

3.1 Résultats globaux pour toutes les rotations

3.1.1 La durabilité économique

Grâce aux pondérations établies par expertise, une qualification est obtenue pour tous les critères de base et agrégés économiques.

La rentabilité : La figure n°29 présente les résultats de calcul des marges semi-nettes. Les charges

opérationnelles, le produit brut, et la marge semi-nette sont les plus élevés pour le prototype raisonné. Les charges opérationnelles sont toutes plus faibles pour les prototypes intégrés (de -90 à –230 €/ha). Cela s’explique par la diminution des quantités d’intrants et des semences utilisées. Le produit brut est toujours plus faible pour les prototypes intégrés (de -40 à -84€/ha) : cela s’explique par la baisse de rendement. La diminution des charges opérationnelles ne compensent pas celle des rendements ; les marges semi nettes des systèmes intégrés sont inférieures à celles du système raisonné.

D’après les valeurs seuils calculées, les SdC sont tous classés en rentabilité« élevée » (meilleure classe).

L’analyse des résultats de la rentabilité montre qu’aucune distinction ne peut être réalisée sur ces critères au niveau qualitatif. Ceci s’explique par les valeurs seuils. Pourtant des différences non négligeables apparaissent entre les prototypes, deux groupes se distinguent : le groupe des rentabilités élevées avec les prototypes 1, 2, et 3 ; et l’autre groupe avec les prototypes 4, 5, et 6. Les écarts sont dus au lupin et à la féverole, ces cultures ont de faibles marges sans aides. Les écarts de marges sont donnés dans le tableau n°33.

Les protéagineux ont de faibles marges, ce qui baisse les valeurs seuils (obtenues en faisant la moyenne des marges semi-nette de toutes les cultures). Les valeurs seuils sont faibles, c’est pourquoi tous les SdC ont une rentabilité élevée, alors qu’il existe des écarts.

L’autonomie économique :

L’indépendance économique :

En considérant à terme la suppression des aides couplées, les systèmes proposés seront totalement autonomes, comme le montre la figure n°30.

L’efficience économique :

L’efficience économique fait appel aux mêmes données que la rentabilité ; les remarques sur les produits bruts et les charges opérationnelles restent valables pour ce critère. Les résultats sont donnés par la figure n°30. Ces valeurs inscrivent tous les prototypes dans la classe « élevée ».

Le besoin en matériel spécifique :

Les résultats obtenus sont présentés dans les tableaux n°34 et n°35. La rotation raisonnée est basée sur des pratiques courantes dans la région et ne nécessite donc pas de matériel supplémentaire. Les autres prototypes en demandent (houe rotative et bineuse mixte) ; la

Page 62: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 34 : Résultats du « besoin spécifique en matériel » pour chacune des rotations.

besoin en matériel pour nos SdC sans récupérateur de

menues pailles avec récupérateur de

menues pailles

rotation raisonnée faible faible rotation intégrée 1 moyen élevé rotation intégrée 2 moyen élevé rotation intégrée 3 moyen élevé rotation intégrée 4 moyen élevé rotation intégrée 5 moyen élevé

rotation intégrée 6 moyen élevé

Tableau 35 : Résultats qualitatifs pour chacun des systèmes.

Travaux par entreprise qualification du critère raisonnée 0,20 faible à moyen intégrée 1 0,18 faible à moyen intégrée 2 0,15 faible à moyen intégrée 3 0,18 faible à moyen intégrée 4 0,15 faible à moyen intégrée 5 0,12 faible à moyen intégrée 6 0,15 faible à moyen

Tableau 36 : Résultats du critère « intervention par une ETA ».

surcoût par rapport à l'investissement de référence, sans récupérateur de menues pailles

surcoût par rapport à l'investissement de

référence, avec récupérateur de menues

pailles

besoin en matériel pour nos SdC

en € en % en € en % rotation raisonnée 0 0 0 0 rotation intégrée 1 16500 13.52 45500 37.30 rotation intégrée 2 16500 13.52 45500 37.30 rotation intégrée 3 27500 22.54 56500 46.31 rotation intégrée 4 27500 22.54 56500 46.31 rotation intégrée 5 27500 22.54 56500 46.31 rotation intégrée 6 27500 22.54 56500 46.31

dans la rotation raisonnée le récupérateur de menues pailles n'est pas ajouté

Page 63: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

27

différence entre les prototypes intégrés est due à l’acquisition ou non d’un semoir monograine à écartement de 50 cm pour le colza, la féverole, et le lupin.

Deux situations sont étudiées : avec et sans intégration du récupérateur de menues pailles. Ce récupérateur est un outil de conception artisanale (établissements Thierart) servant à récupérer la menue paille en sortie de moissonneuse batteuse. Utiliser cet outil permet de récolter de façon efficace les grains de la récolte perdus, les graines d’adventices, et les champignons pathogènes (Thierart. 2006). Les graines récoltées permettent de ne pas augmenter le stock du sol ; moins d’adventices et de repousses vont germer. Cependant les résultats sont très variables donc à nuancer et les effets de ce récupérateur ne sont pas visibles en une seule campagne. Un essai analytique sur cet outil peut être mis en œuvre en parallèle de l’essai systèmes pour obtenir des références bretonnes, et établir les préconisations pour une utilisation optimale.

En conclusion, pour le besoin en matériel la rotation raisonnée est « faible » et celles intégrées « moyen ».

� L’analyse des résultats économiques met en évidence des différences de classes pour un seul critère de base (besoin en matériel spécifique). Par agrégation des résultats de tous les critères aucune différence qualitative au niveau du pilier économique n’est obtenue. Tous les prototypes ont une durabilité économique « très élevée ». Les SdC ne se discriminent pas au niveau de la durabilité économique.

3.1.2 L’acceptabilité pour le travailleur

Ce paragraphe permet d’étudier les résultats de chacun des critères de la branche sociale.

Contribution à l’emploi :

Nombre d’UTH extérieurs employés :

Dans tous les systèmes à évaluer le critère « contribution à l’emploi d’UTH extérieur à l’exploitation » est nul car les systèmes envisagés ne demandent pas une main d’œuvre permanente supplémentaire par rapport aux systèmes conventionnels. Ce critère est classé « très faible »: aucune discrimination n’est faite par ce critère.

Intervention par une ETA :

Par contre les SdC font appel à des entreprises de travaux agricoles pour réaliser le pressage des pailles. Le tableau n°36 expose les résultats (h/ha/an) pour le critère contribution à l’emploi de manière indirecte. Les différences quantitatives sont dues à la fréquence de retour des céréales à paille ; plus elle est grande plus il est fait appel à l’entreprise. Comme les calculs sont ramenés à la rotation, il n’y a peu de différences entre les systèmes sur ce critère ; au niveau qualitatif, aucune discrimination ne peut se faire.

Difficultés opérationnelles :

Pénibilité du travail :

- Pénibilité physique :

Les systèmes sont tous exclusivement en productions végétales et les cultures les composant ne sont pas différentes du point de vue de la pénibilité physique des interventions. C’est pourquoi tous les SdC sont classés par expertise « faible à très faible », comparativement à des systèmes avec élevage.

Page 64: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

1er période de pointe 2ème période de pointe total h/ha ratio h/ha ratio h/ha ratio

Qualification du critère

rotation raisonnée 2,00 =1 3,43 =1 5,43 1,00 élevé à très élevé rotation intégrée 1 1,30 0,65 2,85 0,83 4,15 0,76 moyen rotation intégrée 2 1,16 0,58 2,86 0,83 4,02 0,74 moyen rotation intégrée 3 1,43 0,72 2,59 0,75 4,02 0,74 moyen rotation intégrée 4 1,19 0,60 2,19 0,64 3,39 0,62 moyen rotation intégrée 5 1,13 0,57 2,37 0,69 3,51 0,65 moyen rotation intégrée 6 1,27 0,64 2,53 0,74 3,80 0,70 moyen

Tableau 37 : Débit de chantier moyen annuel de chacune des rotations.

Prototypes Valeur quantitative Valeur qualitative rotation raisonnée 3 faible rotation intégrée 1 6,6 moyen rotation intégrée 2 5,67 moyen rotation intégrée 3 7,00 moyen rotation intégrée 4 6,67 moyen rotation intégrée 5 6,4 moyen rotation intégrée 6 6,67 moyen

Tableau 38 : « nombre de décisions à prendre pour chacun des SdC.

Prototypes nombre d'interventions moyen par an classe rotation raisonnée 10 moyen rotation intégrée 1 8,40 moyen rotation intégrée 2 8,33 moyen rotation intégrée 3 8,40 moyen rotation intégrée 4 8,17 moyen rotation intégrée 5 8,40 moyen rotation intégrée 6 8,67 moyen

Tableau 39 : « nombre d’interventions culturales totales » de chacun de nos SdC.

Figure 30 : Résultats du critère agrégé Figure 31 : Sortie MASC-DEXi du critère « Difficultés opérationnelles ». « toxicité phytoqanitaire ».

Page 65: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

28

- Temps de travail et sa répartition :

Le temps de travail sur les périodes de pointes est évalué par un débit de chantier en h/ha pour chaque culture, puis il est ramené à la rotation (tableau n°37).

Sur la 1ère période de pointe (fin octobre-mi novembre), c’est le prototype raisonné qui demande le plus de temps de travail. Ceci est dû au semis des 2 céréales et à la récolte du maïs grain qui ont lieus à la même période, lorsque les fenêtres d’intervention sont courtes. Les rotations 4 et 5 ont 4 ou 5 cultures d’hiver successives mais elles ont les temps de travaux par hectare les plus faibles car le lupin et colza sont semés avant la période considérée. La bonne note de la rotation 2 se justifie bien par cette alternance de cultures d’hiver et de printemps qui étale les semis (faible ratio sur la 1ère période).

Sur la 2ème période de pointe (mi février-fin mai), c’est encore le prototype raisonné qui demande le plus de temps de travail. Le maïs est une culture fortement impactante sur la répartition du temps de travail sur les périodes de pointe. Toutes les interventions que cette culture nécessite sont regroupées au mois d’avril sur 2 périodes (1ère quinzaine et 2ème quinzaine) : la fertilisation et la préparation du sol. La fréquence de retour du maïs est la principale cause de la différence sur la 2ème période (dans la rotation raisonnée il revient une fois tous les 3 ans, alors que c’est une fois tous les 4 ou 5 ans dans les autres rotations).

Complexité de mise en œuvre :

- Nombre de règles de décisions (RDD) à prendre :

Le calcul du « nombre de RDD » est donné dans le tableau n°38. Les rotations intégrées demandent plus de décisions à prendre que le prototype raisonné. Ceci s’explique par le fait que la conduite intégrée nécessite plus d’observations de terrain, de piégeages, et demande des « prises de risques » plus importantes. L’agriculteur doit revenir à ses fondamentaux sur l’agronomie pour faire des choix d’interventions seuil d’intervention et choix de solutions). Le prototype 2 possède le nombre de décisions le plus faible car la culture de chanvre est une culture qui se conduit facilement.

- Nombre d’interventions culturales totales :

Le calcul du « nombre d’interventions totales » est donné dans le tableau n°39. Le prototype raisonné demande plus d’interventions que les autres prototypes à cause des régulateurs sur céréales. Certains passages de phytosanitaires sont supprimés en intégré mais ils sont « remplacés » par du désherbage mécanique. Il n’y a pas de différences significatives entre les prototypes car les cultures les composant suivent à peu près la même conduite.

� L’agrégation de la « pénibilité du travail » et de la « complexité de mise en œuvre » est faite par le critère « difficultés opérationnelles ». La figure n°31 montre les résultats.

Le prototype raisonné ressort avec des difficultés opérationnelles « très faible » alors que le temps de travail est élevé, mais le nombre de décisions est faible et c’est ce critère de base qui influe le plus sur le critère agrégé « difficultés opérationnelles ». Le fait que le « temps de travail » soit « élevé à très élevé » ne ressort pas lors de l’agrégation, l’information est diluée. L’écrasement de l’information se comprend car l’évaluation est globale et non analytique.

Toxicité phytosanitaire pour le travailleur :

La figure n°32 présente les résultats. Les valeurs seuils correspondantes à ces résultats sont données par la figure n°33, qui est une sortie MASC-DEXi.

Les prototypes 1, 2, 3, 4, 5, et 6 ont un risque de toxicité phytosanitaire pour le travailleur plus faible que le prototype raisonné. Ceci s’explique simplement par le fait que ce sont des

Page 66: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 32 : Résultats quantitatif du critère « risque de toxicité »

Figure 33 : Histogramme des résultats des critères « eaux superficielles » et « eaux profondes ».

dose appliquée/dose homologuée classe "dose"

Prototype raisonnée 0,45 faible

Prototype intégrée 1 0,31 faible

Prototype intégrée 2 0,26 faible

Prototype intégrée 3 0,32 faible

Prototype intégrée 4 0,34 faible

Prototype intégrée 5 0,32 faible

Prototype intégrée 6 0,38 faible

58.00

36.00

31.00

42.0039.00

45.00

28.00

raisonnée intégrée 1 intégrée 2 intégrée 3 intégrée 4 intégrée 5 intégrée 6

Pertes NO3 (en mg/L)

Tableau 40 : Résultats du critère

« dose utilisée ».

Figure 34 : Sorties MASC-DEXi du critère « pertes de NO3 ».

Figure 35 : Résultats du critère « Pertes

de NO3 ».

Perte de NO3tres faiblefaible a moyenmoyen a elevetres e leve

raisonnée

intégrée 1

intégrée 2

intégrée 3

intégrée 4

intégrée 5

intégrée 6

Page 67: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

29

prototypes à moindres niveau d’intrants phytosanitaires. Des interventions phytosanitaires sont supprimées, d’où un nombre de préparations de bouillie plus faible et les produits utilisés dans les prototypes intégrés sont moins dangereux (au niveau de leur classification nationale) pour l’homme et l’environnement.

����L’agrégation des critères de la branche sociale par les pondérations fixées ne fournit pas de différences entre les systèmes ; ils sont classées « faible à moyenne ». Ainsi los prototypes ne sont pas discriminés qualitativement au niveau de la durabilité sociale.

3.1.3 La durabilité environnementale

Cette partie termine notre analyse de chacun des piliers de la durabilité globale.

Impact sur le milieu

Pollution des eaux

Pesticides dans les eaux

Les résultats obtenus pour les pesticides dans les eaux profondes et superficielles (figure n°34) et les valeurs seuils décrites précedemment, classent tous les SdC comme « moyen » sur ces deux critères de base. L’explication se fait exclusivement par les caractéristiques physico-chimiques des substances actives composant les produits utilisés.

Ne disposant pas des bases de données des substances actives d’INDIGO, il est difficille d’expliquer les différenecs de notes d’impact sur le milieu. Cela présenterait l’intérêt d’orienter les choix des matières actives vers des molécules à moindre risque. Cependant les programmes retenus n’ont pas un risque élevé pour la qualité des eaux.

Dose utilisée

Les résultats de ce critère (tableau n°40) indiquent que tous les prototypes respectent les objectifs des MAE, de diminuer de 50% des doses phytosanitaires. Cependant le prototype raisonné est le plus élevé, ce qui est logique car les autres prototypes sont conduits à bas niveau d’intrants. Ensuite, c’est le prototype intégré 6 qui possède la dose utilisée la plus haute. Ceci s’explique par le désherbant utilisé sur féverole qui est presque mis à dose pleine et son insecticide est utilisé à pleine dose. Le prototype intégré 2 est plus faible que l’ensemble des prototypes grâce à la culture du chanvre qui nécessite pas de pesticides.

Tous les prototypes induisent un risque de « pollution des eaux par les pesticides » « faible à moyen ». Aucun des critères de base ne diffère, rendant ainsi ce critère non discriminant pour les SdC.

Perte de NO3

Les pertes de nitrates induis par les différents prototypes sont données dans la figure n°35, ainsi que la classe à laquelle correspond ces pertes (figure n°36). Les pertes s’étendent de 58 à 28 mg/L. Les prototypes ayant le moins de pertes sont ceux qui reçoivent le moins d’effluents organiques et qui ont 2 ou 3 CIPAN dans leur rotation. Ces résultats sont à nuancer car les valeurs ont été obtenues pour les céréales, maïs, et colza ; les protéagineux sont renseignés à dire d’expert de l’INRA. Pour plus de précision, les calculs de lessivage hivernal doivent être faits pour toutes les cultures.

Page 68: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 36 : Sorties MASC-DEXi du critère « pertes en phosphore ».

Figure 38 : Sorties MASC-DEXi : résultats de la Figure 39 : Sorties MASC-DEXi : résultats

« qualité du sol ». de la « qualité physique ».

Tableau 41 : Résultats des critères « pourcentage d’empreintes de roues » et « pression de contact ».

Prototypes % d'empreinte de roues moyen total pour la rotation

pression contact moyenne au sol total pour une intervention de la rotation

raisonnée 50 % Très défavorable 2,37 bar Très défavorable intégrée 1 16 % Acceptable 2,00 bar Défavorable intégrée 2 18 % Acceptable 1,95 bar Défavorable intégrée 3 25 % Défavorable 1,94 bar Défavorable intégrée 4 22 % Défavorable 1,92 bar Défavorable intégrée 5 20 % Acceptable 1,90 bar Défavorable intégrée 6 28 % Défavorable 1,95 bar Défavorable

Valeur acceptable : 7

Figure 37 : Résultats des critères « volatilisation de

NH3 » et « émission de N20 » d’après les sorties

d’INDIGO.

Page 69: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

30

Perte de phosphore

Ces pertes sont évaluées quantitativement comme décrit dans l’annexe n°12 ; les résultats sont présentés dans la figure n°37. Pour aucun des prototypes, ces pertes ne sont minimales. Le prototype raisonné a un risque « pertes en phosphore » plus important que les autres prototypes, à cause de la quantité de phosphore annuelle apportée ; en effet, ce prototype reçoit tous les ans des effluents d’élevage. Aucune discrimination n’apparaît dans les autres prototypes car les caractéristiques du milieu sont les mêmes et les apports d’effluents ont lieu en moyenne 1 année sur 2.

Emission dans l’air

Ce risque est « faible à moyen » pour tous les prototypes. En effet, aucune discrimination des critères de base n’apparaît sauf pour les volatilisations de NH3 mais l’agrégation ne conserve pas cette information.

Volatilisation de NH3

Les résultats de ce critère sont des sorties INDIGO, présentées par la figure n°38. Tous les prototypes possèdent des notes « moyenne » pour ce critère, autour de la valeur acceptable de 7. Tous les prototypes ont des notes de volatilisation correctes car le fumier apporté est enfoui dans les 24h conformément à la réglementation, et les quantités de lisier apportées sur végétation sont ajustées. Le prototype 1 se détache (9,76), car il possède un apport unique de lisier sans enfouissement ; tous les autres prototypes reçoivent 2 apports minimum de lisier sans enfouissement (volatilisation forte).

Emission de N2O

La figure n°38 présente également les résultats des « émissions de N20 ». Il n’y a pas de discrimination entre les prototypes sur ce critère. Les notes obtenues s’étendent de 7,33 et 8,18 les classant tous comme ayant des émissions « moyenne ».

Emission de pesticides

Pour le critère de base « pesticides dans l’air », les résultats classent tous les prototypes dans « moyen ». Les mêmes conclusions concernant l’amélioration de ce critère sont faites que pour les critères « eaux profondes et superficielles ».

L’analyse des résultats du critère « dose » a déjà été réalisée plus haut (« faible »). L’agrégation classe les prototypes dans « faible » pour ce critère.

Qualité du sol

Les résultats de la « qualité du sol » présentés en figure n°39 montrent une plus mauvaise qualité du sol pour le prototype raisonné que les prototypes intégrés L’analyse de l’arborescence permet d’identifier les raisons de cette discrémination.

Qualité physique

Les prototypes intégrés ont une qualité physique du sol meilleure que le prototype raisonné (figure n°40). Cette meilleure qualité physique est due à des meilleurs résultats pour les indicateurs « tassement » et « aléa érosif ».

Tassement

Le « tassement » est « très défavorable » pour la rotation raisonnée, alors qu’il est seulement « défavorable » pour les rotations intégrées. Ce critère est issus de l’agrégation des critères « pourcentage d’empreintes de roues » et « pression de contact ». Les résultats de ces deux critères de base sont présentés dans le tableau n°41.

Page 70: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 40 : Sorties MASC-DEXi : résultats de l’ « aléa érosif ».

Figure 41 : Sorties MASC-DEXi : Figure 42 : Sorties MASC-DEXi : résultats

résultats de la « rugosité ». de la « qualité chimique ».

Prototypes IMO moyen sur la rotation Prototype raisonnée 7,47 Prototype intégré 1 9.28 Prototype intégré 2 8.98 Prototype intégré 3 9.56 Prototype intégré 4 9.42 Prototype intégré 5 9.68 Prototype intégré 6 9,42

Tableau 42 : Résultats du logiciel INDIGO sur Figure 43 : Sorties MASC-DEXi : résultats l’indicateur matière organique. de la « fertilité phosphorique ».

Figure 44 : Résultats qualitatifs du critère « fertilité phosphorique ».

Rais Inté 1 Inté 2 Inté 3 Inté 4 Inté 5 Inté 6

Page 71: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

31

Le pourcentage d’empreintes de roues est plus faible pour les prototypes intégrés à cause de l’utilisation de nombreux outils effaceurs de traces (houe rotative, bineuse…). Les plus faibles pourcentages de roues sont obtenus pour les SdC 1 et 2, ces SdC n’utilisent qu’une fois le semoir monograine décomposé alors que les autres SdC intégrés l’utilisent plusieurs fois. Cette information explique aussi pourquoi le SdC 6 a le plus fort pourcentage d’empreinte de roues : il utilise 3 fois le semoir monograine décomposé (maïs, colza, féverole).

La pression de contact est la plus élevée pour le prototype raisonné car la culture impactante pour ce critère (le maïs) revient une fois tous les 3ans. Le maïs est une culture impactante pour le tassement car c’est une culture qui nécessite beaucoup d’interventions (avec des engins lourds) et le passage de la moissonneuse est comptabilisé. Cette fréquence de retour du maïs est la plus grande pour la rotation raisonnée. C’est cette fréquence de retour d’une culture impactante qui justifie la différence de pression de contact. La récolte des céréales à paille a lieue en juillet-août, période à laquelle il a été considéré qu’aucun engin n’induit un tassement.

Aléa érosif

Les résultats de l’aléa érosif sont présentés dans la figure n°41. Tous les critères renseignés exclusivement par les caractéristiques du milieu ont la même note, étant donné que les données d’entrées sont les mêmes. C’est pourquoi, aucune discrimination ne se fait sur la « topographie », et la « sensibilité à la dégradation » (matière organique et texture de sol). La « couverture du sol » ne discrimine pas non plus les prototypes car les cultures implantées sont majoritairement des céréales à paille d’hiver pour toutes les rotations avec du maïs. Le prototype raisonné a une note de couverture du sol plus faible car il possède un seul CIPAN et ne possède pas de colza (culture à fort taux de couverture sur la période considérée).

La rugosité est le seul critère discriminant l’aléa érosif. Les résultats de la rugosité sont présentés par la figure n°42. La rotation raisonnée possède une rugosité qualifiée de « faible » car les résidus de culture sont enfouis par le labour, il y a exportation des résidus 2 années sur 3, et le labour est la technique de travail du sol. Les prototypes intégrés ont un protéagineux dans leur rotation (sauf le prototype 3) et le travail du sol est un travail réduit (non labour).

Qualité chimique

Les résultats de l’agrégation de « qualité chimique » sont fournis par la figure n°43. La qualité chimique est favorable pour les rotations 1 et 2, et elle est faible pour toutes les autres.

Matière organique

La qualification de tous les prototypes est la même « acceptable ». Le tableau n°42 donne les sorties quantitatives du logiciel INDIGO. Ceci signifie que le taux de matière organique stable du sol est acceptable malgré l’exportation des pailles de céréales. Le prototype raisonné a la note la plus faible car, les pailles sont exportées 2 années sur 3, il y a un labour tous les ans, et les apports réalisés pour les cultures sont inférieurs aux apports recommandés. Dans les prototypes intégrés : les pailles sont moins fréquentes dans la rotation, le travail superficiel favorise la minéralisation de l’humus, les effluents apportent plus de matière organique que la dose recommandée, les résidus de culture des protéagineux apportent de l’humus stable au système, et certains prototypes ont 2 ou 3 couverts. Le prototype intégré 2 est plus faible que les autres prototypes intégrés car il possède 4 céréales à paille ; il y a donc exportation des résidus de culture 4 années sur 6.

Fertilité phosphorique

Les figures n°44 et n°45 expose les résultats, qualitatifs et quantitatifs respectivement de la fertilité phosphorique. Des discriminations entre les systèmes existent. Le prototype

Page 72: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 45 : Résultats du critère « consommation d’énergie », sorties d’INDIGO.

Figure 46 : Résultats du critère « efficience énergétique ».

Figure 47 : Sorties MASC-DEXi : résultats du critère «conservation de la biodiversité ».

Figure 48 : Sorties MASC-DEXi ? résultats du critère "rotation

Page 73: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

32

intégré 5 possède le plus mauvais bilan phosphore (+20.7kg de P2O5/an) à cause de l’apport excédentaire en phosphore (mais raisonné pour l’azote) sur la culture de colza (fumier de volaille avant semis). Dans ce prototype, 3 cultures sur 4 nécessitant des apports azotés, reçoivent de l’azote sous forme de déjections animales ; les besoins en phosphore sont couvert et le bilan phosphore à la rotation est excédentaire. Les autres prototypes possédant plus de cultures dont les besoins en azote sont couvert par de l’ammonitrate, il s’établit un équilibre entre les cultures recevant des déjections et celles n’en recevant pas. Les prototypes 1 et 2 ont mêmes des bilans déficitaires. Ceci est favorable car tout enrichissement du sol en phosphore en Bretagne est impactant pour l’environnement.

Pression des ressources Pour tous les prototypes la pression sur les ressources est « très faible ».

Pression eau

N’utilisant pas d’irrigation, les SdC sont tous dans la meilleure classe. La consommation en eau en période critique et la demande en eau d’irrigation sont

toujours nulles. Les systèmes sont toujours 100% autonomes vis-à-vis de la ressource eau.

Pression énergie : la « pression énergie » est « faible » pour tous les prototypes.

Consommation d’énergie

Les résultats d’INDIGO de l’indicateur consommation d’énergie sont donnés par la figure n°46. Ces valeurs permettent de classer tous les prototypes comme ayant une consommation d’énergie « faible ». Les notes obtenues sont toutes correctes (de 8,9 à 9,6), la différence entre les systèmes est due au poste phytosanitaire : les prototypes à bas niveau d’intrants ont une consommation d’énergie sur ce poste plus faible. Les postes fertilisants et machinisme varient aussi d’un système à l’autre mais l’écart des notes n’est pas considéré significatif.

Efficience énergétique

Les résultats « efficience énergétique » (figure n°47) permettent de classer tous les prototypes comme étant « élevée ». La comparaison des systèmes entre eux est pertinente. Les valeurs obtenues d’efficience énergétique ne sont pas significativement différentes. Les écarts proviennent de la consommation en énergie de chacun des SdC. Cet indicateur ne prend pas en compte intégralement l’énergie consommée en amont du système. Ce critère ne permet pas de discriminer les systèmes.

Pression phosphore

Le phosphore utilisé provient des déjections animales. La « pression phosphore » inorganique est donc logiquement « faible » pour tous les prototypes.

Conservation de la biodiversité Les résultats montrent une différenciation sur ce critère comme le montre la figure n°48.

En effet, le prototype 2 est dans la classe « moyenne à élevée » sur le critère « conservation de la biodiversité », alors que les autres prototypes sont classés « faible à moyenne ». Cette différenciation s’explique par l’analyse des critères.

Rotation

Une discrimination se retrouve dans ce critère mais ce n’est pas celle de l’agrégation. Le prototype raisonné est une classe plus faible que les prototypes intégrés (figure n°49).

Page 74: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 51 : Sorties MASC-DEXi : résultats Figure 52 : Sorties MASC-DEXi : résultats qualitatif du critère qualitatif du critère "diversité des cultures". "pression des traitements phytosanitaires".

Figure 53 : Résultats du critère "proportion traitée". Figure 54 : Résultats du critère "nombre de doses

homologuées" (herbicides et hors herbicides).

7

Moyenne à

Faible à

Moyenne

Figure 50 : Résultats du critère "diversité

des cultures".

Figure 49 : Résultats du critère

"succession" d'après INDIGO.

Page 75: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

33

Succession

Les résultats du critère sont présentés dans la figure n°50. La note la plus faible est obtenue pour le prototype raisonné car les temps de retour du blé et du triticale ne sont pas respectés, et le couple « précédent/suivant » blé/triticale n’est pas judicieux pour la pression maladie et ravageur. Ces facteurs induisent une note faible. Ensuite ce sont les rotations 3, 4, et 5 qui sont les plus faibles. Ceci s’explique car les rotations possèdent 3 à 4 cultures d’hiver successives, ce qui entraine des mauvais couples « précédent/suivant ». De plus, dans les rotations 4 et 5 le temps de retour du blé n’est pas respecté. Et, dans la rotation 5 le précédent du maïs est le colza ; celui-ci est un mauvais précédent pour cette culture de printemps.

Diversité des cultures

Les résultats quantitatifs de ce critère sont donnés par la figure n°51. Après transformation grâce aux valeurs seuils, les résultats qualitatifs sont obtenus (figure n°52). La rotation intégrée 2 est la meilleure car elle possède 6 cultures principales différentes et 3 CIPAN. La rotation raisonnée possède une diversité des cultures la plus faible car elle n’a que 3 cultures différentes sur la rotation et un CIPAN, les autres rotations intégrées ont au moins 5 cultures principales (sauf la rotation 3 qui en a que 4, c’est pour cela qu’elle est à la limite de la classe « faible à moyenne ») et un CIPAN.

Pression des traitements

Les résultats de l’agrégation « pression des traitements » sont donnés par la figure n°53. Il est à noter que tous les prototypes se trouvent dans la classe « moyenne à élevée » sauf le prototype intégré 2 qui est dans la classe « faible à moyenne ». L’analyse des résultats des critères de base va expliquer cette discrimination.

Proportion traitée

Les résultats du critère « proportion traitée » sont présentés dans la figure n°54. Le prototype intégré 2 est qualifié de « moyenne », et tous les autres prototypes sont qualifiés d’« élevée ». Les CIPAN sont comptabilisés comme ½ culture ; ils ne reçoivent pas de traitements (destruction mécanique) ; c’est pourquoi aucun des prototypes n’atteint 100%. Le prototype 2 ne traite les cultures qu’à 55% car 3 CIPAN sont implantés dans cette rotation (c’est la seule rotation ayant autant de CIPAN) et elle contient du chanvre, culture nécessitant 0 pesticide. Les prototypes supérieurs à 80% de proportion traités sont ceux ne possédant qu’un seul CIPAN dans leur succession.

Nombre de doses homologuées

Les résultats de la figure n°55 classent tous les prototypes dans la classe « moyen ».

Herbicides

Tous les prototypes sont classés « faible » pour ce critère : aucune discrimination qualitative ne peut être faite. Cependant, quantitativement des écarts apparaissent entre les prototypes. Le prototype raisonné possède un IFT herbicides plus élevé. Ces derniers ont logiquement un IFT plus bas car ils sont conduits à bas niveau d’intrants.

Hors herbicides

Les résultats qualitatifs de ce critère sont présentés dans la figure n°56. Les prototypes 2, 3, et 5 sont qualifiés par un IFT hors herbicides de « moyen » ; les autres prototypes ont un IFT classé « élevé ». Cette classification est due au choix qui a été fait pour établir les valeurs seuils. En effet elles ont été définies à partir des cultures les plus représentées dans la sole bretonne : la prairie représente 43% et ne nécessite pas de pesticides hors herbicides. Du coup la moyenne (pondérée par les surfaces) de toutes les cultures retenues est abaissée par la

Page 76: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 55 : Sorties MASC-DEXi : résultats qualitatif Figure 56 : Sorties MASC-DEXi : du critère "hors herbicides". résultats du pilier environnement.

Prototypes Durabilité

globale 33%-33%-33%

Durabilité globale

60%-20%-20%

Durabilité globale

20%-60%-20%

Durabilité globale

20%-20%-60% Raisonnée Intégrée 1 Intégrée 2 Intégrée 3 Intégrée 4 Intégrée 5 Intégrée 6

Tableau 43 : Résultats des scénarii. En résumé… L’analyse des résultats de chacune des branches de la durabilité a permis de mettre en évidence une discrimination. Le pilier économique est classé « très élevé » pour tous les prototypes ; le pilier social est « faible à moyenne » pour tous les prototypes. Les prototypes intégrés impliquent une amélioration du pilier environnemental ; ces prototypes sont classés « moyenne à élevée », alors que le prototype raisonné est classé « faible à moyenne ». Selon le point de vue duquel on se place (scénarii) l’évaluation globale ne sera pas la même. Si l’on considère que le pilier environnemental est prépondérant, le prototype raisonné décroche. L’agrégation dilue l’information ce qui ne permet pas de discriminer les prototypes intégrés entre eux au niveau global. Un retour aux critères de base est nécessaire pour discuter des atouts et faiblesses de chacun d’eux.

Classe élevée Classe moyenne

Page 77: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

34

culture prairie. C’est pourquoi certains prototypes ont un IFT hors herbicides qualifié d’« élevé ». Les légumes sont aussi comptabilisés pour définir les valeurs seuils ; ils ont un IFT hors herbicides élevé, mais cette valeur ne compense pas celle de l’IFT prairie, car les légumes ne représentent que 4% de la sole bretonne.

� La conduite intégrée permet un meilleur respect de l’environnement comme le montre la figure n°57. Maintenant la pondération de chacun des piliers va être étudiée pour voir si elle a son importance dans le résultat de l’évaluation.

3.2 Résultats : les scénarii testés

La valeur de l’évaluation globale est donnée grâce aux RDD établies suivant le poids que l’on attribue à chaque branche. Le tableau n°43 présente les résultats de l’évaluation globale des différents scénarii envisagés grâce à un code couleur.

Avec le scénario équilibré (33%-33%-33%), le prototype raisonné a une évaluation globale moins bonne (« moyenne ») que les prototypes intégrés (« élevée »).

Avec le scénario économique (60%-20%-20%), tous les scénarii sont « élevés ». Avec le scénario social (20%-60%-20%), tous les scénarii sont « moyens ».

Ces deux derniers scénarii ne permettent aucune discrimination des prototypes sur l’évaluation globale.

Avec le scénario environnemental (20%-20%-60%), les résultats de l’évaluation globale sont les mêmes que pour le scénario équilibré.

Ces résultats montrent que la pondération a son importance dans le résultat de l’évaluation globale. En fonction de ces propres priorités l’utilisateur choisira ces pondérations pour son aide à la décision, tout en respectant des valeurs limites pour respecter l’évaluation globale.

3.3 Analyse de sensibilité de l’outil

L’analyse de sensibilité de l’outil (AS) permet d’identifier les variables d’entrées qui ont besoin d’être mieux précisées et de définir les critères qui influent le plus les niveaux de sortie retenus. C’est une étape indispensable avant l’utilisation de l’outil. Le but est de vérifier la qualité du modèle. La réalisation de cette analyse peut se faire selon la méthode d’analyse à variation à pas fixe pour chaque attribut (« Analyse de Sensibilité des Gammes Nominales »). (Frey & al., 2002). Elle consiste à répéter l’analyse multicritère initiale en faisant varier les valeurs initiales des différentes variables. Cette méthode permet également de voir si la sensibilité des niveaux de sortie est dépendante des niveaux des valeurs initiales.

MASC étant un outil déjà crée, son AS a sans doute été faite avant sa diffusion et son utilisation. De nouveaux critères, pouvant plus ou moins influencer sur les niveaux de sortie, ont été insérés. Faute de temps, cette AS n’a pu être réalisée. Les conclusions de l’AS réalisée dans le cadre de la validation d’un modèle pour évaluer les SdC légumiers ont été reprises pour insérer les nouveaux critères retenus.

Les conclusions de l’étude sur les systèmes légumiers indiquent que des critères d’un même rang, proches du niveau final d’évaluation, doivent avoir le même nombre de classe afin d’avoir la même influence pour un poids identique sur le niveau terminal. S’il y a des différences, il est possible d’y remédier en réalisant une normalisation des résultats, sinon de la sensibilité est perdue et donc de l’information (Salles, 2007). En créant les nouveaux critères le nombre de classes des autres critères du même rang a été respecté. Une nouvelle AS est nécessaire pour valider le modèle.

Page 78: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 44 : Comparaison visuelle des prototypes intégrés avec le prototype raisonné sur les piliers économique et social.

intégrée 1 intégrée 2 intégrée 3 intégrée 4 intégrée 5 intégrée 6 Durabilite totale . Durabilite Economique = = = = = = . . Rentabilite = = = = = = . . Autonomie economique = = = = = = . . . Independance economique = = = = = = . . . Efficience economique = = = = = = . . Besoin en materiel specifique - - - - - - . Acceptabilite par le travailleur = = = = = = . . Contribution a l emploi = = = = = = . . . nb d'UTH employé = = = = = = . . . travaux par un tiers = = = = = = . . Difficultes operationnelles - - - - - - - - - - - - . . . Penibilite du travail = = = = = = . . . . pénibilité physique = = = = = = . . . . temps de travail et répartition + + + + + + . . . Complexite de mise en oeuvre - - - - - - . . . . Nb de décisions à prendre - - - - - - . . . . Nb operations culturales totales = = = = = = . . Toxicite phytosanitaire pour les travailleurs + + + + + + + +

Résultat meilleur d’une classe par rapport au résultat obtenu avec le prototype raisonné. Résultat meilleur de deux classes par rapport au résultat obtenu avec le prototype raisonné. Même résultat que le prototype raisonné. Résultat moins bon d’une classe par rapport au résultat obtenu avec le prototype raisonné.

+

+

=

-

Page 79: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

35

4 Discussion

4.1 Analyse comparative des prototypes…

Les résultats de l’évaluation des 6 prototypes des systèmes intégrés pour chacun des piliers de la durabilité sont présentés de manière synthétique par le tableau n°44 et 45 sous forme de niveau de performances, en référence au témoin raisonné. Le jeu de couleurs permet une compararison des prototypes par rapport à celui de référence.

4.1.1 … Au niveau de la durabilité économique

Les 6 prototypes intégrés ont des performances appartenant à la classe « élevée ». Néanmoins, l’examen des marges fait apparaître qu’elles sont inférieures au prototype raisonné. Les différences s’échelonnent de -44 €/ha/an à -155 €/ha/an. La dégradation peut paraître importante car, dans ces résultats, les primes protéagineuses devant se mettre en place en 2010 ne sont pas comptabilisées. (aide de 40 millions d’euros par an sur 3 ans pour relancer la culture des protéagineux). A titre indicatif, cela correspondrait environ à 150€/ha en 2010 ; 125€/ha en 2011 ; et 100€/ha en 2012 ; en plus de la prime couplée de 55.57€/ha. Le montant dépend des surfaces cultivées. Les rentabilités des prototypes intégrés 1, 2, 4, 5, et 6 auraient 150 à 200€/ha supplémentaire.

Avec ces aides les prototypes intégrés ont une légère dégradation de leur rentabilité, un seul prototype est disqualifié par la marge. La marge du prototype 5 reste faible (-110€/ha) avec les aide ; de plus, un investissement en matériel de 27 500€/ha est nécessaire, ce qui disqualifie ce prototype. Il convient toutefois de souligner que, pour la rotation 2, la commercialisation du chanvre a été considérée au prix du marché, dans un contexte où le débouché existe. Si ce n’est pas le cas ce prototype ne peut être retenu car la dégradation de la marge (-177€/ha/an si la récolte est vendue en paille) est significative.

4.1.2 … Au niveau de l’acceptabilité pour le travailleur

Les six prototypes présentent le même niveau de performance globale. L’examen des indicateurs fait ressortir des résultats améliorés pour le temps de travail et sa répartition et vis-à-vis de la toxicité des produits phytosanitaires. Néanmoins, les six rotations présentent des difficultés opérationnelles plus grandes, une plus grande complexité de mise en œuvre et un nombre de décisions à prendre plus élevée.

4.1.3 … Au niveau de la durabilité environnementale

Il apparaît globalement une amélioration de la durabilité environnementale pour les six prototypes. Néanmoins, certaines rotations ont permis d’améliorer globalement plus de critères que d’autres. Deux groupes de rotations se différencient :

- Le groupe composé des rotations 1 et 2 : ce sont les plus performants.

- Le groupe composé des rotations 3, 4, 5, et 6 : ces rotations améliorent les performances environnementales, mais de manière moins marquée que le groupe

Parmi les 4 rotations, il est à noter que 3 d’entre elles (3, 4, et 5) n’apportent pas d’amélioration sur le critère de la succession des cultures. En effet, ces rotations, en n’alternant pas les cultures d’hiver et de printemps, peuvent à terme poser des problèmes de maîtrise de mauvaises herbes et de ravageurs obligeant l’agriculteur à avoir un recours accru aux produits de traitements. Le choix de la rotation est la base de la construction des SdC. Si cette base n’est pas acceptable, alors c’est le système entier qui doit être rejeté car les

Page 80: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

intégrée 1 intégrée 2 intégrée 3 intégrée 4 intégrée 5 intégrée 6 . Durabilite Environnementale + + + + + + . . Impact sur la qualite du milieu + + + + + + . . . Risque de pollution des eaux = = = = = = . . . . Risque des pesticides dans les eaux + + + + + + . . . . . Eaux superficielles = = = = = = . . . . . Eaux profondes = = = = = = . . . . . Dose utilisée = = = = = = . . . . Pertes de NO3 + + + + + + . . . . Perte de P + + + + + + . . . . . risque d'entrainement + + + + + + . . . . . . risque de dégradation du sol = = = = = = . . . . . . . sensibilité à la dégradation = = = = = = . . . . . . . couverture du sol = = = = = = . . . . . . risque de ruissellement érosif + + + + + + . . . . . . . risque topographique = = = = = = . . . . . . . rugosité du sol + + + + + + . . . . . . . % d'empreintes de roues + + + + + + + + + . . . . . pression en phosphore = = = = = = . . . . . . teneur en phosphore = = = = = = . . . . . . quantité apportée = = = = = = . . . . . . modalité d'apport + + + + + + + + + + + . . . Risque de pollution de l'air = = = = = = . . . . Volatilisation de NH3 = + = = = = . . . . Emission de N2O = = = = = = . . . . Perte de pesticides dans l air = = = = = = . . . . . Pesticides dans l'air = = = = = = . . . . . Dose utilisée = = = = = = . . . Qualite du sol + + + + + + . . . . Qualite physique + + + + + + + + + + + + . . . . . Risque de tassement + + + + + + . . . . . . % d'empreintes de roues + + + + + + + + + . . . . . . pression de contact + + + + + + . . . . . Alea erosif + + + + + + . . . . . . risque de ruissellement érosif + + + + + + . . . . . . . risque topographique = = = = = = . . . . . . . rugosité du sol + + + + + + . . . . . . risque de dégradation du sol = = = = = = . . . . . . . sensibilité à la dégradation = = = = = = . . . . . . . couverture du sol = = = = = = . . . . Qualite chimique + + = = = = . . . . . Matiere organique = = = = = = . . . . . Fertilite phosphorique + + = = - = . . Pression sur les ressources = = = = = = . . . Pression Eau = = = = = = . . . . Conso. en eau d irrigation = = = = = = . . . . Dependance vis a vis de l’eau = = = = = = . . . . . Demande en eau des cultures = = = = = = . . . . . Autonomie de la ressource = = = = = = . . . Pression Energie = = = = = = . . . . Consommation en energie = = = = = = . . . . Efficience energetique = = = = = = . . . Pression Phosphore = = = = = = . . Conservation de la biodiversite = + = = = = . . . Rotation + + + + + + . . . .Succession + + = = = + . . . .Diversite des cultures + + + + + + + . . . Pression de traitements phytos = + = = = = . . . . Proportion traitee de la succession = + = = = = . . . . Nombre de Doses homologuees = = = = = = . . . . . herbicides = = = = = = . . . . . hors herbicides = + + = + = Tableau 45 : Comparaison visuelle des prototypes intégrés avec le prototype raisonné sur le pilier environnemental.

Page 81: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

36

conséquences agronomiques sont importantes et préjudiciables au système. C’est pourquoi les rotations 3, 4, et 5 sont disqualifiées.

Le critère « fertilité phosphorique » conforte aussi notre élimination du prototype 5. Ce système induit un excédent de phosphore dans le sol. Les problématiques bretonnes considèrent tout enrichissement du sol comme négatif pour l’environnement.

L’objectif du plan « Ecophyto 2018 » est une réduction de 50% des IFT régionaux. Ces IFT sont calculés par le ministère de l’Agriculture, d’après des enquêtes de pratiques agricoles régionales. Il a été calculé pour le blé tendre, colza, maïs, orge en Bretagne. Dans tous les prototypes intégrés, les cultures étudiées ont un IFT inférieur à plus de 50% de l’IFT régional calculé. L’objectif du plan « Ecophyto, 2018 » est atteint par les prototypes.

L’intégration de pendillards pour épandre le lisier sur végétation peut être étudiée pour limiter les émissions de protoxyde d’azote et d’ammonitrate. De plus, des études ont prouvé que cette technique permet un épandage plus homogène du lisier (Gérard, 2005). L’épandage par enfouissement est aussi envisageable pour réduire les émissions de gaz. Dans ce cas, le matériel devra être inséré dans le critère « besoin en matériel spécifique ». Ces techniques sont illustrées par la figure n°58.

- Prototype 1 : Maïs grain – triticale – CIPAN – pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver - orge – CIPAN ;

- Prototype 2 : Maïs grain - triticale – CIPAN – chanvre – CIPAN –pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver - orge – CIPAN ;

- Prototype 6 : Maïs grain - blé tendre d’hiver – CIPAN – féverole de printemps – blé tendre d’hiver - colza – triticale – CIPAN.

����3 prototypes ont été rejetés, il reste les prototypes 1, 2, et 6 qui répondent au cahier des charges de la durabilité. Sur les trois prototypes, l’un d’entre eux se distingue Ces prototypes vont être étudiés plus en détails pour connaître leurs atouts et limites.

4.2 Discussion sur les prototypes retenus

Le tableau n°46 permet de comparer les critères des prototypes un à un. Seuls les critères présentant des différences au niveau quantitatif sont présentés.

La comparaison entre les 3 prototypes montre globalement que pour les 3 piliers de la durabilité, le prototype 2 est celui se détache nettement des deux autres.

Si ce n’est le risque lié à la commercialisation du chanvre, c’est ce prototype qui est qualifié pour l’expérimentation. Implanter cette rotation implique une prise de risque non négligeable au niveau économique. De plus, même si les débouchés sont amenés à se développer à l’avenir, cette culture restera sans doute à l’échelle de niche pendant plusieurs années. Cette rotation ne pourra pas se transférer chez beaucoup d’agriculteurs faute de débouchés pour tous. Le but de l’essai est d’acquérir des références technico-économiques régionales, mais des références sur des cultures représentatives de la sole bretonne. C’est pourquoi ce prototype 2 n’est pas retenu.

Compte tenu de l’absence de garantie de débouchés une proposition alternative s’impose. La comparaison entre les prototypes 1 et 6 montre des performances similaire au niveau des 3 piliers. Le choix s’oriente vers la rotation 6 qui comprend du colza. La présence de cette culture dans une rotation permet une meilleure gestion des déjections à la fin de l’été, ce qui est avantageux pour les exploitations bretonnes. Cette culture peut permettre de ne pas sur fertiliser les autres cultures par apports organiques (pour éliminer le stock d’effluents de

Page 82: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Tableau 46 : Comparaison de chaque critère des prototypes retenus par l'évaluation à priori. (Seul les critères ayant une différence quantitative sont présentés dans ce tableau).

intégrée 1 intégrée 2 intégrée 6 Durabilite totale . Durabilite Economique . . Rentabilite -77 -177 -44 -111 . . . Efficience economique 74,8 64,2 74,7 72 . . Besoin en materiel specifique 13,52 13,52 22,54 . Acceptabilite par le travailleur . . . . temps de travail et répartition 0,76 0,74 0,7 . . . . Nb de décisions à prendre 6,6 5,67 6,67 . . Toxicite phytosanitaire pour les travailleurs 1,6 1,33 1,33 . Durabilite Environnementale . . Impact sur la qualite du milieu . . . Risque de pollution des eaux . . . . . Eaux superficielles 1,5 1,25 1,49 . . . . . Eaux profondes 0,39 0,32 0,41 . . . . . Dose utilisée 0,31 0,26 0,38 . . . . Perte de NO3 39 37 36 . . . . . . quantité apportée (phosphore) 208 240 360 . . . Risque de pollution de l'air . . . . Volatilisation de NH3 9,76 7,77 8,78 . . . . Emission de N2O 7,64 7,87 7,95 . . . . . Pesticides dans l'air 0,49 0,45 0,26 . . . Qualite du sol . . . . . . % d'empreintes de roues 16 18 28 . . . . . . pression de contact 2 1,95 1,95 . . . . . Matiere organique 9,28 8,98 9,42 . . . . . Fertilite phosphorique -12,6 -13,8 7,3 . . Pression sur les ressources . . . Pression Eau . . . . . Demande en eau des cultures de la succession 520,87 512,2 534,56 . . . Pression Energie . . . . Consommation en energie 9,21 9,41 9,36 . . . . Efficience energetique 23,6 25,35 23,19 . . . Pression Phosphore . . Conservation de la biodiversite . . . . Diversité des cultures 6,55 7,76 5,76 . . . . Succession 7,82 7,65 7,38 . . . . Proportion traitee de la succession 71,43 55,56 75 . . . . . herbicides 0,52 0,43 0,41 . . . . . hors herbicides 0,77 0,64 0,88

meilleur résultat résultat intermédiaire

légende du code couleur de la comparaison des résultats des 3 prototypes identifiés :

moins bon résultat (attention au code couleur : la couleur orange correspond à la note la plus basse d'entre les 3

mais elle n'est pas mauvaise, en effet les rotations retenues ont toutes des critères satisfaisants). L'écart entre les notes de chacune des rotations n'est pas forcément significativement différent,

par contre la couleur sera différente.

Page 83: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

37

l’exploitation). De plus cette culture a tendance à être de plus en plus implantée dans la région. Les données Agreste indiquent une augmentation d’environ 50% des surfaces cultivées en colza ces 5 dernières années (49 700 ha en 2007 en Bretagne).

� Le prototype que je retiens pour « l’essai systèmes » est le 6 : Maïs grain - blé d’hiver – CIPAN – féverole de printemps – blé d’hiver - colza – triticale – CIPAN.

4.3 Implantation de l’essai sur le terrain

Le comité de pilotage de cet essai doit conclure sur la rotation à retenir pour « l’essai système » au vu des résultats de l’évaluation multicritère.

4.3.1 Choix de la parcelle consacrée à l’essai système

Le choix de la parcelle de l’essai a été fait au préalable : la parcelle « Champ de l’étang » est retenue. Elle se situe en milieu fermé et boisé, avec une biodiversité importante pour répondre aux conditions de la protection intégrée des cultures. Les deux SdC sont regroupés sur un même site pour avoir les mêmes potentialités du milieu et la comparaison sera plus facile avec des caractéristiques de sol communes. Idéalement toutes les cultures de la rotation doivent être présentes chaque année, sur un îlot de parcelles. Chaque culture peut être suivie tous les ans et la variabilité climatique peut être intégrée. Cependant mettre en place toutes les cultures de la rotation chaque année entraîne des difficultés :

- La SAU de la station doit partager ces surfaces avec tous les autres essais. L’espace consacré à l’essai système est de ce fait limité. Partager cette surface en un nombre de parcelles égal au nombre de culture dans la rotation impliqueraient de travailler en micro-parcelles, ce qui ne correspond pas à l’objectif des « micro-fermes » qui est de représenter les situations d’une exploitation réelle (entre autres taille des parcelles représentative). De plus, les micro-parcelles ont des effets bordures très importants, et rendent les interventions culturales compliquées et longues :

- Le temps d’observation et de suivi est démultiplié par le nombre de parcelles. - Les micro-parcelles rendent l’extrapolation délicate.

La répétition des rotations ne peut pas se faire dans l’espace mais elle peut se faire dans le temps. La durée de l’essai sera au minimum égale à celle de la rotation la plus longue. Si 2 cultures sont présentes chaque année pour chaque SdC, la rotation sera répétée 2 fois.

4.3.2 Nécessité de réaliser un état initial de l’îlot de chaque système

Avant de débuter l’essai, il est primordial de réaliser un état initial de chacun des îlots. L’année 2009 sera consacrée à la caractérisation de l’état initial de la parcelle (point zéro) et à gommer l’effet précédent (Massé & al ., 1996). L’année 2008 a aussi contribué à gommer le passé : les 2 îlots étaient cultivés en blé intégrée. La caractérisation du point zéro implique :

- Une analyse de sol : analyse des propriétés physico-chimiques du sol,

- La description morphologique du sol (fosse, sondage) ;

- La caractérisation de l’hétérogénéité spatiale (méthode de la mesure de la résistivité) ;

- Des relevés faunistique et floristique (carabes, ver de terre, adventices…).

Ce point zéro permet d’étudier l’évolution de toutes ces caractéristiques au cours du temps en répétant cette opération plusieurs années après l’implantation.

Page 84: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Figure 57 : Rampes d’épandage à enfouisseurs à disques et enfouisseurs à pointe (http://www.gea-farmtechnologies.com/).

Rampe à enfouisseurs à pointe :

La rampe à enfouisseurs à disques permet un épandage rapide du purin tout en demandant moins de puissance au tracteur que les rampes avec enfouisseurs à pointe. Rampe à enfouisseurs à disques :

Rampe pressurisée pour maintenir une charge constante sur les disques et mieux suivre les dénivellations du sol. Travaille partiellement la couche supérieure du sol pour recouvrir le purin.

Page 85: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

38

4.3.3 Le suivi de l’essai

Un suivi de l’essai est nécessaire pour comparer les 2 systèmes entre eux et acquérir des références. Les observations à réaliser sont répertoriées par les documents officiels du RMT systèmes innovants (absence/présence de ravageurs/maladies, nombre de pieds levés, nombre d’épis, interventions, outils utilisés…). Les caractéristiques de l’état initial sont à refaire, les apports effectivement accomplis sont à noter sur une grille commune d’enregistrement, un suivi agronomique doit être réalisé, et les données climatiques doivent être conservées.

Il est important que les contraintes fixées soient respectées tout au long de l’essai. Les stratégies initialement établies et les itinéraires techniques prédéfinis ne doivent pas être modifiés. Les RDD et les seuils d’intervention imposés doivent être appliqués. S’il y a impossibilité de les réaliser, tout changement doit être justifié pour que l’essai ait du sens.

Ensuite une évaluation a postériori devra être réalisée pour évaluer les impacts des deux systèmes expérimentés. Elle aura des données réelles (mesurées et actuelles) en entrée. L’outil d’évaluation pourra aussi être amélioré pour une évaluation plus précise des SdC.

4.4 Critiques de l’outil utilisé et de la méthode d’évaluation

L’outil MASC qui a été utilisé n’est pas parfait ; des critères demandent plus de précisions et son adaptation au contexte breton doit se finaliser.

4.4.1 Discussion de l’outil employé

Les critères à perfectionner sont détaillés tout au long de ce mémoire. Par exemple les indicateurs renseignant les pertes azotées sont à améliorer, vu le fort enjeu breton de cette donnée. La construction du critère de la pénibilité physique est à achever.

La branche économique est aussi à revoir (les valeurs seuils des critères « rentabilité » et « efficience »). Il a été fait le choix de n’intégrer que les cultures présentes dans les rotations pour calculer des seuils. Toutes les cultures de la sole bretonne ne sont pas utilisées. A titre d’exemple, les prairies, qui représentent environ 45% de l’assolement breton (Agreste 2008), ne sont pas prises en compte. Pour le calcul des valeurs seuils de la « conservation de la biodiversité » toutes les cultures les plus représentées en Bretagne (ex : prairies, légumes) ont été prises en compte même si elles ne sont pas dans les rotations. Ces valeurs seuils ont été définies par un groupe d’experts biodiversité et validées suite à de nombreuses réflexions et améliorations. Il serait peut-être judicieux d’utiliser la même démarche pour établir les valeurs seuils de la branche économique, ce qui harmoniserait la méthode de raisonnement.

Un des gros points à améliorer dans l’outil MASC est la branche biodiversité. Celle-ci ne prend pas en compte : les prairies et leur composition ; les types de produits fertilisants ; le mode de travail du sol ; la faune du sol ; la profondeur de l’horizon travaillé ; le taux de matière organique ; et les bords de champs. Tous ces critères sont primordiaux dans la conservation de la biodiversité et pourtant la branche biodiversité, construite comme elle l’est dans cette étude, ne les prend pas en compte. Les bords de champs sont primordiaux à insérer dans cet outil, car ils font partie de l’approche intégrée. Des experts travaillent à l’amélioration de cette branche, mais elle n’est pas encore finalisée. Insérer ces critères demande de savoir comment les renseigner et les évaluer. De plus, il faut étudier les interactions avec les autres critères. Par exemple insérer le critère « bords de champ » dans la branche biodiversité implique de l’intégrer également au niveau économique et social car les ils entraînent un coût (semences) et du temps de travail pour l’entretenir.

Page 86: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 87: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

39

Le but est d’évaluer la durabilité de SdC, le facteur milieu ne doit intervenir dans la comparaison. Or, certains critères (aléa érosif, pertes en phosphore…) font intervenir des données du milieu (topographie, analyse de sol…). Dans cet outil des critères peuvent ne pas être durable, or ce n’est pas le SdC qui est en cause, c’est le milieu sur lequel il est implanté.

L’utilisation du logiciel INDIGO peut être un frein à l’interprétation des résultats. Toutes les notes en sortie sont ramenées entre 0 et 10, pour avoir les mêmes valeurs seuils nationales. Il est difficile de connaître le mode de calcul qui a permis d’obtenir les résultats. Une étude très approfondie du manuel utilisateur est nécessaire pour vérifier et analyser les résultats. Par exemple avec l’indicateur azote, ce n’est pas la note finale qui est la plus intéressante, mais bien les pertes en kg/ha ; or ce n’est pas cette information qui est fournie en sortie. De plus, ce logiciel (crée à Colmar) nécessite un reparamétrage pour une adaptation au contexte breton.

Aussi il peut être reproché à cet outil de s’alimenter de données précises qui sont transformées en fonction des classes de valeurs, puis agrégée. Au final, la précision initiale est perdue ; c’est pourquoi il faut obligatoirement revenir à la base des branches pour discuter des résultats. L’analyse de l’évaluation globale seule n’est pas suffisante.

L’outil est encore à améliorer malgré les changements déjà réalisés sur l’arborescence. Le mode de calcul de certains critères demande des révisions.

4.4.2 Les limites de l’évaluation a priori en station expérimentale

Le fait de réaliser une évaluation a priori entraine des difficultés. Les données d’entrée ne sont pas « réelles ». Certaines valeurs sont évaluées par expertise ou empruntées à d’autres cultures implantées les années précédentes ou sur d’autres parcelles. Ces données sont en interaction avec des phénomènes non maîtrisables et difficilement prévisibles (climat, prix…). L’évaluation a postériori fournit des résultats qui sont alimentés par des données brutes réelles. Cette évaluation est indispensable pour confirmer l’évaluation a priori.

L’évaluation en station permet d’acquérir des références et d’évaluer la faisabilité dans un contexte donné. Les stations peuvent se permettre de mettre en place des essais en rupture, ce qui est moins vrai chez les agriculteurs car il y a un risque économique à prendre. L’essai peut, par la suite, être mis en place dans un réseau d’agriculteurs pour intégrer la variabilité spatiale (Massé & al ., 1996). Cela permet d’élargir les résultats à des échelles plus globales. Mais les surfaces réduites des essais en station sont un frein à l’extrapolation des résultats. Les cultures ont une sensibilité à des variations de topographie et de composition de sol.

L’évaluation a priori en station expérimentale présente des limites à son extrapolation. Cependant cette méthode est bien adaptée à notre étude.

En résumé…

Les prototypes 1, 2, et 6 répondent au cahier des charges de la durabilité. Le prototype 2 possède les meilleurs résultats environnementaux, mais, faute de débouchés, sa viabilité économique est remise en question. Le prototype 6 ne possède pas de critères défavorables à son implantation, sa durabilité environnementale est améliorée par rapport au raisonné, et il possède du colza (culture à évolution croissante en Bretagne).

L’essai système sera implanté sur un site unique, chaque SdC aura 2 cultures présentes par an. Les îlots de parcelles de chaque SdC sont localisés côte à côte. L’essai débutera après réalisation de l’état initial. Un suivi de l’essai est à organiser pour obtenir des références et réaliser une évaluation a postériori.

L’évaluation a priori en station expérimentale possède des limites pour la diffusion des résultats.

Page 88: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

Page 89: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

40

Conclusion

Dans le cadre de la mise en place d’une expérimentation de systèmes de culture innovants, une étude a été conduite afin d’identifier la rotation et les itinéraires culturaux associés qui permettent d’améliorer les performances environnementales du système, tout en préservant les marges économiques.

L’expérimentation projetée est basée sur une étude comparative globale entre un système de culture raisonné, correspondant aux pratiques majoritaires, et un système de culture intégré visant à réduire le niveau des intrants tout en ne dégradant pas le revenu des agriculteurs.

L’étude a consisté à procéder à une évaluation globale, a priori, de la rotation du système raisonné d’une part, et de six prototypes du système intégré, d’autre part. Un outil d’évaluation multicritère adapté à l’échelle du système de culture, en l’occurrence MASC-DEXi a été utilisé pour cette étude. Cet outil, qui prend en compte une large gamme d’objectifs, permet de décomposer l’évaluation par critère. Un travail d’adaptation de cet outil, par le recours à des experts, a été entrepris afin de rendre l’évaluation plus pertinente sur un certains nombre d’indicateurs. Cette phase a nécessité la réorganisation de l’arborescence, l’établissement des classes et le choix des pondérations.

L’évaluation a priori a identifié 3 prototypes qui répondent au cahier des charges de la durabilité ; il s’agit des prototypes intégrés 1, 2, et 6 :

- Prototype 1 : Maïs grain – triticale – CIPAN – pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver - orge – CIPAN ;

- Prototype 2 : Maïs grain - triticale – CIPAN – chanvre – CIPAN –pois protéagineux de printemps – blé tendre d’hiver - orge – CIPAN ;

- Prototype 6 : Maïs grain - blé tendre d’hiver – CIPAN – féverole de printemps – blé tendre d’hiver - colza – triticale – CIPAN.

Sur les trois prototypes, l’un d’entre eux se distingue nettement par ses performances environnementales ; il s’agit du prototype 2. Le choix d’expérimenter ce prototype est conditionné par la possibilité de commercialiser le chanvre à un prix correspondant à celui appliqué dans d’autres régions de France où la filière est organisée.

Le prototype alternatif parmi les deux restants serait celui comportant du colza pour des raisons liées d’une part au développement de cette culture au niveau régional et d’autre part à l’intérêt qu’elle présente pour la gestion des effluents d’élevage.

La faiblesse principale de l’outil MASC-DEXi est que l’agrégation dilue l’information au fil des branches.

Cet essai viendra alimenter les références déjà disponibles sur les SdC durables. Ce genre d’essai est à multiplier à d’autres contextes géographiques et à des systèmes de production variés afin de se rendre compte de leur robustesse. Face aux orientations actuelles (Grenelle Environnement), les pratiques agricoles doivent être plus respectueuses de l’environnement. Cet essai est destiné à répondre aux besoins de l’agriculture dans un contexte socio-économique précis. Sa mise en place permettra de fournir aux agriculteurs des références innovantes. Il constituera aussi un lien d’échanges entre agriculteurs et techniciens pour faire évoluer les pratiques.

Page 90: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

41

Page 91: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

41

Bibliographie ACTA. (2009). Index phytosanitaire. ACTA

(Association de Coordination Technique Agricole, Paris, 805 p.

ADEME; ENESAD. (Février 2002). PLANETE : Référentiel pour l’analyse énergétique de l’exploitation agricole et son pouvoir de réchauffement global. 43p.

AGRESTE. (2007). Statistiques agricoles annuelle 2006. Agreste, n°22, 20 p.

AGRESTE. (2008). Mémento de la statistique agricole. Agreste Bretagne, Rennes, 15p.

AGRO-TRANSFERT. (2007). La houe rotative. Agro-Transfert, Estrees-Mons. 2 p.

ARVALIS, CHAMBRES D’A GRICULTURE, INRA, CETIOM, ITAB. (2009). RMT systèmes de culture innovants, Boigneville, 17 et 18 mars 2009.

BERTRAND, M. ; DORE T. (2008). Comment intégrer la maîtrise de la flore adventice dans le cadre général d'un système de production intégrée? Innovations Agronomiques, n°3, p 1-13.

BERTRAND, M.; GUICHARD, L.; MEYNARD, JM.; PICARD, D.; SAULAS, P. (2005). Conception de systèmes de culture durables et innovants en grande culture. Le cas de l'essai de longue durée de "La Cage" à Versailles. 10ème Colloque International du SIFEE, Angers, CD-Rom.

BRISSON, N. Juillet 2002.STICS (version 5.0). INRA, Grignon, 86p.

BOCKSTALLER, C. ; GIRARDIN, P. (2008). Mode de calcul des indicateurs agri-environnementaux de la méthode INDIGo (Version 1.8 du logiciel). INRA/ARAA, Colmar, 117 p.

BOCKSTALLER, C. ; GIRARDIN, P. (Janvier 2005). Manuel de l’utilisateur du logiciel INDIGo Grandes Cultures-Prairies. INRA/ARAA, Colmar, 33 p.

BOHANEC, M. (2008). DEXi : porgramm for Multi-Attribute Decision Making. User's Manual (Version 3.00). Institut "Jožef Stephan". Ljubljana, Slovenie. 55 p.

BOHANEC, M. ; DZEROSKI, S.; ŽNIDARSIC, M. (2004). Multi-attribute modelling of economic and ecological impacts of cropping systems. Ljubljana, Slovénie (28), p 387-392.

BODET, JM. (2001). Fertiliser avec les engrais de ferme. Institut de l'élevage. Paris, 104p.

BOIFFIN, J. ; KELI ZAGBAHI, J., SEBILLOTTE, M. (1986). Systèmes de culture et statut organique des sols dans le Noyonnais : application du modèle de Hénin-Dupuis. Agronomie, n°6, p 437-446.

BOIFFIN, J. ; PAPY, F. ; EIMBERCK, M. (1988). Influence des systèmes de cultures sur les risques d'érosion par ruisselemnt concentré. Analyse des conditions de déclanchement de l'érosion. Agronomie, n°8 , p 663 - 673.

BONIN, G. (1998). Systèmes intégrés en grandes cultures. Acta, Paris.

BONNY, S. (1993). Is agriculture using more and more energy? A French case study. Agricultural Systems, n°43, p 51-66.

BORS, V. (2008). Conception de systèmes de culture durables pour la mise en place d'une expérimentation en grandes cultures dans le contexte de l'agriculture bretonne. Mémoire de fin d’études d’ingénieur, AgroParisTech, Paris, 97 p.

BOUCHARD, C. ; BERNICOT, MH. ; FELIX, I. (2008). Associer des itinéraires techniques de niveau d'intrants variés à des variétés rustiques de blé tendre: évaluation économique, environnementale et énergétique. Le courrier de l'environnement de l'INRA, n°55, p 53-77.

BURNS, I-G. (1974). A model for predicting the redistribution of salts applied to fallow soils after excess rainfall or evaporation. Soil Science, n°25, p 165-178.

CAHIER FAO. (1979). Conservation des sols, aménagement des bassins versants, 134 p.

CASTILLON, P. (Présentation du 20 mars 2008). Evaluation de la contribution des pratiques agricoles. P index: outil d'évaluation de risques de transfert de phosphore à la parcelle. Arvalis-Institut du végétal, groupe PKMg du COMIFER.

CETIOM. (Janvier 2009). Appel à projet d'innovation et de partenariat 2008. Dossier finalisé PICOBLE. 22p.

CETIOM. (2009). COLZA GRAND OUEST. CETIOM, Ed. Thiverval-Grignon, 29 p.

CHAMBRES D’A GRICULTURE. (01/02/2009). Grenelle de l'environnement. Chambres d'agriculture, n°980, p. 41-44.

Page 92: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 93: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

42

CHAMBRE REGIONALE D’A GRICULTURE DE

BRETAGNE. Synagri.com, le portail de services des chambres d’agriculture de Bretagne [en ligne]. Mise à jour le 19/08/2009 [consulté le 19/08/2009]. Disponible sur :http://www.synagri.com/

CHAMBRE REGIONALE D’A GRICULTURE DE

BRETAGNE, CRAB. (juillet 1997). Recommandations d’apports aux cultures de P2O5 et K2O. Chambre d’agriculture Bretagne, Rennes, 1 p.

CHAMBRE D’A GRICULTURE DU MORBIHAN, ITCF. (Septembre 1997). Phosphore et potasse, ajuster vos apports. Chambre d'Agriculture du Morbihan, Vannes, 4 p.

CHAMBRE D’A GRICULTURE DU MORBIHAN. (2006). Classement des parcelles à risque phyto. Chambre d’Agriculture du Morbihan, Vannes, 39p.

COLMAR, A. (2006). Evaluation du risque érosif en Bretagne : analyse de sensibilité et validation du modèle IFEN - INRA. Mémoire de fin d'études, ENITA Bordeaux, 56 p + annexes.

COMIFER. (2007). Teneurs en P, K et Mg des organes végétaux récoltables. Méthode d’établissement et valeurs de références. Comifer, Paris, 40 p (11 p + annexes).

CORPEP. (55/03/2009). Mesures agroenvironnementales en faveur d’une réduction des produits phytosanitaires : évolutions 2009. CORPEP, Bretagne, 12 p.

CSEB (Conseil Scientifique de l’Environnement en Bretagne). (2003). Gestion des sols et apports de déchets organiques en Bretagne. In : Gestion des sols. Site du CSEB, [en ligne]. [Consulté le 13/02/2009]. Disponible sur : http://www.cseb-bretagne.fr/index.php/Gestion-des-sols.html

DIREN. (2007). L’eau en Bretagne, Bilan 2007. DIREN, Rennes. 20 p.

DISERENS, E. (2004). TASC : Tyres/Tracks Ans Soil Compaction. Agroscope. 71 p.

DONALDSON, JVG. ; HUTCHEON, JA. ; JORDAN, VWL. (1994). Evaluation of energy usage for machinery operations in the development of more environmentally benign farming system. Aspect of Applied Biology, n°40, p 87-90.

DUBREUIL, N.; LE BISSONNAIS, Y.; DAROUSSIN, J. (Juin 2003). Cartographie de l’aléa d’érosion des

sols dans le département de l’Aisne. Unité de Science du Sol de l’INRA d’Orléans – Chambre d’Agriculture de l’Aisne. 48 p.

FALCHIER, M. (Juin 2006). Produire et valoriser le colza en Bretagne. Chambre d’agriculture de Bretagne. 24 p.

FRANÇOIS, A. (2006). Influence des pratiques culturales et des aménagements sur les transferts de polluant d’origine agricole à l’échelle de la parcelle. Mémoire de fin d’études. ENSAT, Toulouse, 63p + annexes.

FREY, HC. ; PATIL , SR. (2002). Identification and review of Sensitivity Analysis Methods. Risk Analysis, vol 22, n°3, p 553-578.

FROMANGE, C. ; GUIHO, M. ; BRIENS, JC., ROPERT, AM. ; MARTINEZ, J.; POMMEPUY,M. (2006). Les pollutions agricoles. In: L’eau en Bretagne: l’Observatoire de l’eau en Bretagne. Site eau Breatgne.fr, [en ligne]. [Consulté le 26/06/2009]. Disponible sur : http://www.eaubretagne.fr/article/les-pollutions-agricoles

GASCUEL, C. ; AUROUSSEAU, P. (2006). Les indicateurs de risques de transfert. Actes de la journée AFES. Le phosphore dans l'environnement : bilan des connaissances sur les impacts, les transferts et la gestion environnementale du phosphore.

GERARD, C. (06-05-2005). Les rampes à pendillard assurent une meilleure répartition du lisier [en ligne]. Mise à jour le 24/08/2009 [consulté le 24/08/2009]. Réussir Porcs, n°112. Disponible sur http://www.reussir-porcs.com/

GIRARD, MC.; WALTER, C.; REMY, J.C.; BERTHELIN, J.; MOREL, J.L. (2005). Glossaire de l’ouvrage Sol et Environnement. Dunod. 71 p.

GIRARDIN, P. (1993). Agriculture intégrée : au-delà des mythes... un défi. Cahiers Agricultures, p. 141-145.

GRALL, J. ; CABARET, MM. ; MORVAN, T. ; BESNARD, A.; BAUDET, JJ. (Juin 2007). Réactualisation des grilles azote en Bretagne. CRAB ; ARVALIS ; INRA ; CETIOM. 29 p.

GREEN, MB. (1989). Energy in pesticide manufacture, distribution and use. In Z. R. Helsen

Page 94: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 95: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

43

(Ed), Energy in plant nutrition and pest control, 2, Elsevier Publisher, p 165-177.

GRUAU, G.; BIRGAND, F.; JARDE, E.; NOVINCE, E. (2004). Pollution des Captages d’Eau Brute de Bretagne par les Matières Organiques. UMR Géosciences du CAREN de Rennes, Cemagref de Rennes, G2R CNRS-Université de Nancy. 108 p.

HEDDADJ, D. ; LE ROUX, L. (Décembre 2008). Techniques culturales sans labour en Bretagne. Chambre d’agriculture de Bretagne. 43 p.

INRA. (Juillet 2003). Regifert, références REgionales et FERTilisation raisonnée. INRA, Evreux, 13 p.

INRA. (Novembre 2008). MASC (version 1.0) : un outil pour l’analyse de la durabilité des systèmes de culture. INRA, 20 p. + fiches MASC version 1.0 Nov.2008.zip.

JORDAN, L. ; TREVISAN, D. (2006). Transferts du phosphore dans les bassins versants agricoles: variabilité des mécanismes et des impacts. Actes de la journée AFES. Le phosphore dans l'environnement : bilan des connaissances sur les impacts, les transferts et la gestion environnementale du phosphore.

LAMBERT L. (1996). Application de l’analyse de cycle de vie en agriculture, cas des grandes cultures : rapport de recherché pour le DEA « Sciences et Techniques de l’Environnement » thesis, Université de Paris XII, Val de Marne, Paris, France.

LANÇON, J. ; REAU, R. ; CARIOLLE, M. ; MUNIER-JOLAIN , N. ; OMON, B. ; PETIT, MS. ; VIAUX , P. ; WERY, J. (2008). Elaboration à dire d’experts de systèmes de culture innovants, In : Reau, R. ; Doré, T. Systèmes de culture innovants et durables. Paris. Ed. Educagri. Dijon, p 129-147.

LE BISSONNAIS Y., THORETTE J., BARDET C., DAROUSSIN J. (Novembre 2002). L’érosion hydrique des sols en France. IFEN, INRA, Orléans. 106 p.

LE BISSONNAIS, Y. (1995). Soil Characteristics and aggregate stability. In : Soil Erosion Conservation and Rehabilitation. Emek-Hefer : Menachem Agassi, Soil Erosion Research Station - Soil Conservation and Drainage Division – Ministry of Agriculture, Vol.1, p 41-60.

LE BISSONNAIS, Y. (2000). Analyse expérimentale des mécanismes d’érosion : la

dégradation structurale superficielle et le détachement des particules de sols cultivés. Ingénieries – EAT. 22, p 27-36.

LE BISSONNAIS, Y.; CROS-CAYOT, S.; GASCUEL, C. (2002 a). Topographic dependence of ggregate stability, overland flow and sediment transport. Agronomie, n°22, p 489-501.

LE VILLIO , M.; ARROUAYS, D.; DESLAIS, W.; DAROUSSIN, J.; LE BISSONNAIS, Y.; CLERGEOT, D. (2001). Estimation des quantités de matière organique exogène pour restaurer et entretenir les sols limoneux français à un niveau organique donné. Etude et Gestion des Sols. 8 (1), p 47-63.

LOYCE, C.; FELIX, I.; BOUCHARD, C. (2008). Méthodes d'évaluation en réseau d'itinéraires techniques potentiellement innovants : nouveaux acquis opérationnels. In: Systèmes de culture innovants et durables: quelles méthodes pour les mettre au point et les évaluer. Educagri ed. Dijon p129-147.

MASSE, J. ; LEMAITRE, G. (1998). Elaboration et test de systèmes de culture adaptés aux contraintes et objectifs de l’agriculteur permettant de répondre aux exigences du marché, d’améliorer la marge et de respecter les contraintes d’environnement, Rapport final ITCF -CETIOM. p 71-79.

MASSE, J. ; VERJUX, N. ; , RETAUREAU, P. ; COTTET, C. (1996). Expérimentation au niveau de l'exploitation agricole: micro-fermes et fermes pilotes. Comité Potentialités-ACATA-DERF, Paris.

MEYNARD, JM. ; DORE, T. ; HABIB, R. (2001). L'évaluation et la conception de systèmes de culture pour une agriculture durable. Comptes rendus de l'Académie d'Agriculture de France. Vol 84 (4) p 223-236.

MINISTERE DE L’AGRICULTURE ET DE LA PECHE. (CSO du 8 janvier 2002). Le référentiel de l’agriculture raisonnée. [en ligne] 26 p [consulté le 15/06/2009]. Disponible sur : http://www.agrisalon.com/

MSA. (2003). Méthode et résultats généraux de l’enquête SUMER 2002-2003. 6 p.

MSA. (2006). Approche statistique des risques professionnels des non salariés agricoles : Synthèse nationale. Caisse Centrale de la MSA - Santé-Sécurité au Travail, 6 p.

Page 96: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 97: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC.

44

MSA. (2008). Conduite de matériels agricoles : les vibrations ont un effet néfaste pour la santé. 2p.

MSA. (2008). Passeport santé : le bruit.18 p.

MSA. (2008). Prévenir les risques professionnels: Produits phytosanitaires et grandes cultures. [en ligne]. 15 p. Mise à jour le 26/06/2008 [consulté le 10/05/2009]. Disponible sur : http://references-sante-securite.msa.fr/

MUDAHAR, MS.; HIGNETT, TP. (1987). Energy requirements, technology, and resources in the fertilizer sector. In: Helsel, Energy in plant nutrition and pest control, 2, Elsevier Publisher, p 26-61.

NOLOT, JM. (2002). Systèmes de grande culture intégrés. Principes et outils de conception, conduite et évaluation, Le courrier de l’environnement de l’INRA, n°47. p 15-26.

NOVINCE, E. ; ROPERT, AM. (2006). Les Nitrates-Quelles actions ?... In : L’eau en Bretagne: l’Observatoire de l’eau en Bretagne. Site eau Breatgne.fr, [en ligne]. [Consulté le 13/06/2009]. Disponible sur : http://www.eaubretagne.fr/article/les-nitrates-quelles-actions

PACINI , C.; WOSSINK, A.; GIESEN, G.; VAZZANA , C.; HUIRNE, R. (2003). Evaluation of sustainability of organic, integrated and conventional farming systems: a farm and field-scale analysis, Agriculture, Ecosystems and Environment, n°95: p 273-288.

PAILLOTIN , G. (2008). Rapport final du président du comité opérationnel « Ecophyto 2018 ». Paris: Ministère de l'agriculture et de la pêche. 142 p.

POLE AGRONOMIE PRODUCTIONS VEGETALES

DES CHAMBRES D’AGRICULTURE DE BRETAGNE. (Octobre 2008). Cap Agro, automne 2008. Chambre d’agriculture de Bretagne. Rennes, 42 p.

POLE AGRONOMIE PRODUCTIONS VEGETALES

DES CHAMBRE D’AGRICULTURE DE BRETAGNE. (Janvier 2009). Cap agro, printemps 2009. Chambre d’agriculture de Bretagne, Rennes. 42 p.

QUÉRÉ, L. ; LUCAS, JL. Plant protection: herbicides. Oilseed rape mechanical weed control as an alternative or a complement to chemical weed control. p 318-321.

REAU, R. ; DORE, T. (2008). Systèmes de

culture innovants et durables. Quelles méthodes pour les mettre au point et les évaluer? Educagri, Dijon, 175 p.

REAU, R. ; LANDE, N. (2006). Evaluation a priori de systèmes de cultures innovants conçus par des experts et adaptés à des contextes régionaux, rapport final de l’action 1, projet ADAR « systèmes de culture innovants », 27 p.

RESEAU ITK. (Janvier 2009). Compte-rendu de la réunion du réseau ITK varieties rustiques de blé tender et d’orge. 30p.

RMT systèmes de culture innovants. Site du RMT systèmes de culture innovants. [en ligne]. [consulté le 17/08/2009]. Disponible sur : http://195.101.239.116/rmtsci/moodle/

ROLLAND, B. ; BOUCHARD, C. ; LOYCE, C. (2003). Des itinéraires techniques à bas niveaux d'intrants pour des variétés rustiques de blé tendre: une alternative pour concilie économie et environnement. Le courrier de l'environnement de l'INRA, n°49 p 47-62.

SADOK, W. ; ANGEVIN, F. ; BERGEZ, JE. (2008). Ex ante assessment of the sustainability of alternative cropping systems : implications for using multi-criteria decision-aid methods. A review. Agron. Sustain. Dev. N°28, p 163-174.

SADOK, W. ; ANGEVIN, F. ; BERGEZ, JE. (2009). Masc, a qualitative multi-attribute decision model for ex ante assessment of the sustainability of cropping systems. Agron. Sustain. Dev. 15p.

SADOK, W. ; ANGEVIN, F. ; BERGEZ, JE.; BOCKSTALLER, C. ; COLOMB, B. ; GUICHARD, L. ; REAU, R. ; LANDÉ, N. ; COQUIL, X. ; MESSEAN, A. ; BOHANEC, M. ; DORÉ, T. (2007). « Indicator-base MCDA framework for ex ante assessment of the sustainability of cropping systems », in Donatelli M., Hatfield J., Rizzoli A., Int. symposium on methodologies for integrated analysis of farm production systems, Catania, 10-12 septembre 2007, p. 193-194.

SALLES, P. (2007). Conception d’un outil d’évaluation multicritère de la durabilité des successions en systèmes légumiers de plein champ : DEXi-Légumes. Mémoire de fin d’études d’ingénieur : Agrocampus Rennes. 59 p + annexes.

SAVIN , A. Construction de systèmes laitiers pour différents modes de production. Mémoire de fin d’études d’ingénieur : SupAgro Montpellier, 2002.102 p + annexes.

Page 98: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS
Page 99: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

45

SEBILLOTTE, M. (1990a). Systèmes de culture: un concept opératoire pour les agronomes. In : Combe L., et D. Picard D. Les systèmes de culture, INRA, Paris, p. 165-196.

SÉBILLOTTE, M. (1990b). Some concepts for analysis farming and cropping systems and for understanding their different effects. First congress European Society of Agronomy. A Scaife, Paris, 5th-7th December 1990, p 1-16.

SOUCHERE, V. ; SOREL, L. ; COUTURIER, A. ; LE

BISSONNAIS, Y. ; CERDAN, O. (2005). Application du modèle STREAM à l’échelle d’un bassin versant au cours d’un cycle hydrologique. INRA, Grignon, 32 p.

THIERART. (2006). Le récupérateur de menue paille. Le Chatelet-sur-Retourne [en ligne]. 39 p. [Consulté le 15/07/2009]. Disponible sur : www.thierart.com

THORETTE, J.; LE BISSONNAIS, Y. (2005). L’érosion des sols, un phénomène à surveiller, Le 4 pages – IFEN. 106, 4 p.

TERRAGRICOLES DE BRETAGNE. (12 septembre 2008). Variétés céréales. Supplément Terra, n°133, Rennes, 19 p.

TERRAGRICOLES DE BRETAGNE. (19 décembre 2009). Variétés maïs. Supplément Terra, n°147, Rennes. 26 p.

TICO, S ; HANOCQ, D ; LE ROUX, L. (2005). Gérer son capital sol. Chambre d’agriculture de Bretagne. 42 p.

VAN DER WERF, HMG. ; ZIMMER, C. (1999). Un indicateur d’impact environnemental de pesticides base sur un système expert à la logique floue. Courrier de l’environnement de l’INRA, n°34, p 47-66.

VIAUX P. (1995). Les systèmes intégrés, approche agronomique du développement agricole durable. In: Aménagement et nature: l'agriculture durable, p 31-44.

VIAUX P. (1999). Une 3ième voie en grandes cultures: environnement, qualité, rentabilité. Agridécisions, Paris, 211 p.

WALTER, C.; BOUEDO, T.; AUTROUSSEAU, P. (1995). Cartographie communale des teneurs en matière organique des sols Bretons et analyse de leur évaluation temporelle de 1980 à 1995. Rapport final de la convention d’étude entre le Conseil

Régional de Bretagne et l’Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Rennes. CORPEP de l’ENSAR. 30p.

Page 100: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

45

Page 101: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

Table des annexes

Annexe n°1 : Liste des experts sollicités ............................................................................ I

Annexe n°2 : Elaboration du système de référence ...........................................................II

Annexe n°3 : Elaboration du système de culture intégré................................................. III

Annexe n°4 : Règles de décision pour la réalisation des itinéraires techniques conduits en intégré .................................................................................................................................. IV

Annexe n°5 : Itinéraires techniques du maïs et du blé tendre d ‘hiver en conduite raisonnée................................................................................................................................... IX

Annexe n°6 : Itinéraires techniques du maïs et du blé tendre d’hiver en conduite intégrée.................................................................................................................................................XII

Annexe n°7 : La houe rotative, un outil de désherbage (Agro-Transfert, 2007) .......... XIV

Annexe n° 8 : Le logiciel DEXi.....................................................................................XV

Annexe n°9 : INDIGO et ses indicateurs agro-environnementaux....................... XVIII

Annexe n° 10 : Pénibilité physique perçue par le travailleur ....................................... XIX

Annexe n°11 : Pertes de NO3........................................................................................ XXI

Annexe n°12 : Perte en phosphore............................................................................. XXIV

Annexe n°13 : Tassement .......................................................................................... XXVI

Annexe n°14 : Aléa érosif..........................................................................................XXIX

Page 102: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

I

Annexe n°1 : Liste des experts sollicités

Nom Fonction Membre du

comité de pilotage

Organisme Domaines d’application

Heddadj Djilali Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne tous les domaines

Akkal Nouraya Ingénieur de recherche x INRA-Rennes explication DEXi légume,

méthodologie Cabaret Marie-

Madelaine Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne évaluation des systèmes de cultures

Cottais Alain Responsable de la station de

Kerguéhennec x Pôle agro, CA Bretagne élaboration des itk

Falchier Michel Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne produits phytos Giteau Jean-luc Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne biodiversité + itk

Guillermou Annie Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne colza, itk Marceau Claire Ingénieur d’étude x Pôle agro, CA Bretagne produits phytos Morvan Thierry Ingénieur de recherche x INRA Rennes azote Nédélec Gabriel Ingénieur x INRA Rennes azote Raimbault Jean Ingénieur régional x CETIOM colza

Thierry Joël Ingénieur régional x Arvalis maïs Audfray Jean-Luc Conseiller agronomique CA 56 énergie

Barbier Patrice Conseiller MSA 56 pénibilité physique du travail Cotinet Patrice Ingénieur d’étude Pôle agro, CA Bretagne itk, documentation, phytos Demeuré Pierre Ingénieur d’étude Pôle agro, CA Bretagne machinisme

Guiet Sylvie Chargé de mission Terrrit’eau Pôle agro, CA Bretagne pertes en phosphore, aléa érosif Goimard Jérémy Chargé de mission environnement Valorex chanvre Havard Pierre Responsable de la station des Cormiers Pôle agro, CA Bretagne tassement Méallet David Technicien station expérimentale Pôle agro, CA Bretagne itk, matériel Moquet Michel Ingénieur Arvalis protéagineux

Papaiconomou Hugo Chargé d’études économiques CA 56 indicateurs économiques Quéré Lionel Conseiller agronomique Pôle agro, CA Bretagne Prix des intrants

Reau Raymond Ingénieur d’étude INRA de Paris MASC Tico Sylvie Ingénieur d’étude Pôle agro, CA Bretagne Biodiversité, aléa érosif

Page 103: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

II

Annexe n°2 : Elaboration du système de référence

(Bors, 2008) Cahier des charges Objectifs : Le système de référence s’inscrit dans les pratiques agricoles dominantes en grandes cultures en Bretagne. Par conséquent, sa conduite est basée sur les conseils et recommandations des Chambres d’Agriculture et des instituts techniques (CETIOM, Arvalis…).

Contraintes : - Le choix d’une rotation courte (3 ans) a été fait, en incluant les cultures dominantes dans la région (maïs grain, blé tendre d’hiver). - Le labour étant pratiqué par la majorité des agriculteurs bretons (80% selon les chiffres Agreste de 2006), le labour est la technique principale de travail du sol pour ce système. - La fertilisation et la protection des cultures seront raisonnées sur la base du conseil agricole et de la réglementation en vigueur. - Les objectifs de rendement seront calculés à partir du conseil de la Chambre d'Agriculture.

Prototype retenu Le prototype retenu est basé sur les cultures dominantes en Bretagne. Les itinéraires techniques des principales cultures se trouvent dans l’annexe suivante. La rotation retenue pour le système de référence tel que défini précédemment est :

Maïs grain – blé – triticale – CIPAN

Règles de décision générales du prototype Une sécurisation des cultures est visée, c'est à-dire la minimisation des risques. La protection des cultures est optimale et l’utilisation de produits phytosanitaires se fait en conséquence. Le prototype de référence repose sur des traitements chimiques effectués à la suite d’avertissements agricoles et/ou d’observations au champ. Les objectifs de rendement pour chaque culture sont évalués à dire d’expert, et en concordance avec les moyennes régionales. Les variétés choisies sont les plus répandues chez les agriculteurs de la région. Pour atteindre les rendements escomptés, la fertilisation est elle aussi optimale, ainsi que les densités de semis. La fertilisation se fait sous forme organique et minérale, sauf pour le maïs, où l’on n’apporte que des engrais de ferme. Les doses d’azote sont calculées sur la base des grilles de calcul de la dose d’azote prévisionnelle pour la région Bretagne réactualisée en 2007. La pratique du labour avant chaque culture principale permet de lutter contre les adventices et ravageurs des cultures, de préparer le lit de semence, de faciliter le développement racinaire et d’incorporer les amendements et fertilisants au sol. Des couverts d’interculture pièges à nitrates (CIPAN) sont systématiquement implantés pour répondre à l’exigence de la directive nitrates en Bretagne. On ne laboure pas avant l’implantation de ces couverts.

Evaluation a priori à dire d’experts Ce système de référence présente une représentativité régionale et est adapté au contexte pédoclimatique de la station expérimentale. Les connaissances et l’expérience des chercheurs et conseillers du groupe de travail ont permis de retenir ce système. Les rencontres successives du groupe ont permis de remettre en question les prototypes initiaux pour assurer leur cohérence avec le cahier des charges. Au vu de la répartition des cultures en Bretagne, le triticale aurait pu être remplacé par de l’orge qui est aussi une céréale à paille et qui est plus répandue. Il a toutefois été conservé car sa valeur alimentaire est meilleure que celle de l’orge et il est moins sensible aux maladies.

Page 104: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

III

Annexe n°3 : Elaboration du système de culture intégré

Cahier des charges Objectifs :

Le système de culture intégré s’inscrit en rupture par rapport au système de référence. Il est basé sur des pratiques durables d’un point de vue économique, socio-territorial et agroécologique, dans une approche globale de la production agricole. Son objectif principal est une diminution des intrants (fertilisants, produits phytosanitaires, énergie) tout en maintenant le revenu de l’agriculteur.

Contraintes :

- Le maintien de la marge par rapport au système de référence constitue la contrainte principale du système de culture intégré.

- La diminution de l’utilisation des produits phytosanitaires induit la mise en place de méthodes alternatives de protection des cultures. Le système sera conçu sur la base de rotations longues (5 à 6 cultures différentes), d’entretien de la biodiversité dans et autour de la parcelle, du recours aux techniques alternatives de désherbage et aux variétés tolérantes aux maladies.

- Pour s’inscrire dans la tendance actuelle d’augmentation des surfaces en non labour il a été décidé d’adopter une technique de travail du sol sans retournement.

- Pour valoriser au maximum les effluents d’élevage, la fertilisation sera prioritairement organique, à des niveaux compatibles avec la protection intégrée.

- Les objectifs de rendement seront inférieurs à ceux du système de référence.

Prototypes proposés Conformément au cahier des charges, six prototypes sont proposés.

1) maïs grain – triticale – CIPAN – pois protéagineux de printemps – blé – orge – CIPAN

2) maïs grain – triticale – CIPAN – chanvre – CIPAN – pois protéagineux de printemps – blé – orge – CIPAN

3) maïs grain – blé – triticale – colza – blé – CIPAN

4) maïs grain – blé –lupin d’hiver – blé – colza – triticale – CIPAN

5) maïs grain – blé –lupin d’hiver – triticale – colza - CIPAN

6) maïs grain – blé – CIPAN – féverole de printemps – blé – colza – triticale – CIPAN

Bien que la représentativité régionale ne soit pas la priorité du système de culture intégré, beaucoup de cultures sont semblables à celles du système de référence (céréales à paille et maïs grain). Les rotations sont diversifiées et rallongées. Tous les prototypes contiennent une légumineuse sauf le prototype 3. Il est toutefois intéressant d’évaluer un tel système afin de comparer les résultats. Une culture de chanvre est introduite dans le prototype 2 : c’est une culture peu consommatrice d’intrants et potentiellement amenée à être de plus en plus implantée pour la valorisation de ses fibres. Le colza est une culture sur laquelle des propositions de conduites à bas niveau d’intrants sont disponibles. Par ailleurs, les surfaces cultivées en colza enregistrent une progression récente en Bretagne (chiffres Agreste 2006), notamment car elle permet de valoriser les effluents d’élevage à la fin de l’été, période où les épandages d’engrais organiques ne sont pas pratiqués sur les autres cultures.

Page 105: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

IV

Annexe n°4 : Règles de décision pour la réalisation des itinéraires techniques conduits en intégré

Il faut d’abord définir les objectifs de rendements ; en production intégrée ils sont toujours inférieurs au potentiel pédoclimatique. En moyenne les rendements en intégré sont d’environ -10% par rapport au rendement obtenus en production raisonnée (sauf pour le maïs). Cette diminution du rendement est due à la diminution de la dose d’azote apportée (le maïs ne subit pas de diminution d’apport azoté), cf paragraphe relatif à la fertilisation azotée.

4.5 Interculture, travail du sol avant semis

La production intégrée privilégie les techniques de travail du sol simplifiées. Elles consistent en une suppression du labour (car il favorise l’aération du sol et augmente la minéralisation). Elles ont l’avantage de limiter les charges de mécanisation, d’accélérer l’implantation des cultures, et de maintenir, voir d’améliorer la fertilité du sol. En effet elles permettent de diminuer le lessivage de l’azote, de freiner l’érosion, et de réduire les consommations de fuel d’environ 50%. Cependant elles ne sont pas généralisables sur tous les types de sol, ni à toutes les cultures.

Le travail du sol simplifié a des effets positifs sur l’environnement : l’absence de labour entraine une accumulation de matière organique en surface (les effets positifs apparaissent au bout de 3 à 4 ans). Ceci est du à une meilleure transformation des résidus de culture en matière organique stable (humus), et les résidus de culture restent en surface. Cette augmentation de la teneur en matière organique permet une augmentation de la portance du sol, une diminution du démarrage de l’érosion, et un ralentissement du ruissellement. Ces techniques permettent une augmentation du nombre et de la variété des organismes qui dégradent la matière organique fraîche. En augmentant l’activité biologique en surface, les techniques simplifiées augmentent la vitesse de dégradation des produits phytosanitaires. Attention, réaliser ces techniques implique des difficultés d’implantation :

- Les résidus (surtout céréales à pailles), - Développement de certaines populations de mauvaises herbes, - Risque d’augmentation des populations de limaces, de thrips, ou de sitones, - Risque de tassement ou de formation d’ornière (en conditions trop humides), - Mauvais nivellement du sol (surtout les premières années).

Le travail superficiel consiste en deux passages de covercrop (un juste après la récolte, et un autre un mois après) bien réglé, ils permettent de faire deux déchaumages sur 5 à 7 cm de profondeur. Ils réalisent une bonne préparation du sol sans ramener de cailloux en surface. Le premier déchaumage doit être réalisé le plus tôt possible après la récolte pour profiter de l’humidité encore présente, pour faire lever les repousses des adventices et de la culture précédente, pour détruire les limaces et taupins et pour favoriser une décomposition rapide des pailles. Le deuxième déchaumage va détruire ces repousses et levées d’adventices. L’important est que le sol soit propre au semis pour que la culture se développe facilement et que les rendements ne soient pas affectés. Puis le semis se réalise en combiné avec une herse rotative, et équipé de disques pour éviter le bourrage des pailles.

L’interculture doit être très bien gérée, pour maintenir un sol nivelé et propre pour le semis. Le problème c’est que les techniques de travail simplifié augmentent les risques de salissement des cultures. Les premières années, il faut être très attentif ; la maîtrise des adventices sera plus facile par la suite. Des intercultures longues sont nécessaires dans la rotation pour faire des faux-semis (déchaumage + roulage) ; ils favorisent la levée des repousses régulièrement réparties, ces repousses jouent le rôle de piège à nitrates (pas de coût de semence).

Il faut minimiser la minéralisation de la matière organique pendant l’interculture car elle s’ajoute au reliquat post récolte pour créer un stock d’azote minéral important qui risque d’être lessivé pendant l’hiver et donc de polluer les cours d’eau. Une bonne gestion de l’interculture permet de limiter la minéralisation et d’immobiliser les nitrates sous forme organique. Les cannes ou pailles doivent être broyées finement et dispersées derrière la moissonneuse. Le disperseur permet d’avoir une dispersion des menues pailles et des balles. Il faut ensuite les enfouir par un léger déchaumage pour favoriser le contact entre les microorganismes du sol et les pailles. Les pailles vont se décomposer en immobilisant l’azote minéral disponible de manière homogène dans la parcelle. Pour les pailles de colza et de pois (résidus riche en azote), leur répartition doit être la plus homogène possible sur la parcelle.

Les CIPAN (Culture Pièges A Nitrates) en interculture pompent les nitrates du sol en excédent (40 à 100 kg d’azote pompé par ha en fonction de l’azote disponible). Ils sont implantés juste après la récolte et détruit quand le couvert atteint environ 2t de MS ou plus tôt si la culture suivante doit être implantée précocement. Il ne faut pas dépasser les 2 t de MS par ha car, au delà il y a des risques de production de graines difficiles à détruire

Page 106: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

V

dans la culture suivante, et un assèchement important du sol entrainant une concurrence vis-à-vis de l’eau pour la culture suivante. Une fois détruites les cultures intermédiaires libèrent de l’azote (environ 20 kg par ha) pour l’année suivante. Le bilan prévisionnel prend en compte ce surplus d’azote. Les CIPAN sont difficiles à maîtriser ; leur implantation et leur développement sont très dépendant de la pluviométrie de l’été. Ces cultures compliquent la maîtrise du désherbage, favorisent des parasites (ex : limaces), et leur coût n’est pas négligeable (ex : la phacélie). Le tableau n°47 compare succinctement quelques CIPAN envisageable en Bretagne.

Espèces Dose de semis Remarques

Moutarde 10 kg/ha A éviter dans les rotations comportant du colza car les repousses ne peuvent pas être

détruites dans le colza. Phacélie 8 kg/ha Implantation souvent difficile.

Repousses de céréales

0 kg/ha Utiliser un éparpilleur de paille pour avoir une bonne répartition des repousses.

Tableau 47 : Comparaison de plusieurs CIPAN possibles.

4.6 Semis de la culture (technique, densité, dates, matériel)

Le choix variétal est important : il permet de réduire les coûts de production, et l’utilisation des produits phytosanitaires. Il faut choisir une variété adaptée au milieu pédoclimatique en considérant ses caractéristiques (précocité, résistance au froid, à la sécheresse, maladie, verse, qualité technologique…) et la potentiel de rendement. Ce choix se réalise en parallèle avec la date et la densité de semis. Ces facteurs ont, eux aussi, des conséquences sur les maladies, les parasites, et les adventices. Ces choix sont faits par rapport au contexte pédoclimatique, mais aussi par rapport au potentiel de rendement de la culture. Les densités des semis trop élevées favorisent le développement de maladies ; c’est pourquoi des densités de semis plus faibles sont préconisées en production intégrée. Par contre, pour les céréales à paille, la date de semis ne doit pas être trop précoce, ni tardive ; il faut trouver un compromis entre les deux. 15 jours après la date de semis de l’agriculture raisonnée semble donner les meilleurs résultats. En effet, pour ces céréales, des expériences ont montrées que les maladies de la tige sont favorisées par des semis précoces et des densités élevées. Ceci est aussi vrai pour les maladies du pied. Pour le pois, des semis trop denses favorisent l’anthracnose et le botrytis, les deux maladies les plus répandues sur cette culture. Pour des colzas des semis précoces, pas trop dense, augmentent la résistance au phoma et favorisent une meilleure valorisation de la minéralisation d’automne.

Parfois le mélange de variétés peut être préconisé pour améliorer le comportement d’une culture, sa qualité, et minimiser les risques de maladies, de verse. L’objectif du mélange est d’associer les caractéristiques complémentaires des variétés. Le problème est de trouver des variétés à cycle identique, et les coopératives préfèrent stocker des variétés pures.

Au cours des 30 dernières années, la résistance variétale envers de nombreuses maladies a progressé. Les variétés intègrent les progrès génétique de la science. Cette sélection a aussi permit l’amélioration des rendements (+1,2 q/ha/an pour le blé en 35ans). Par contre les progrès génétique ne sont pas important pour toutes les cultures (ex : tournesol).

4.7 Fertilisation azotée (organique, minérale)

La dose d’azote à apporter doit être calculée au plus juste par le bilan prévisionnel de Bretagne. Attention à la surfertilisation, surtout sur les céréales à pailles car elle entraine un surcoût économique dans les systèmes de production sans élevage (ce qui est notre cas), et cela les fait verser, et entrainent donc des baisses de rendements. Des doses trop élevées favorisent aussi des maladies comme la rouille brune. La Bretagne a réactualisé en 2007 les grilles de calcul du bilan prévisionnel azoté adaptées à la région ; elles évitent le gaspillage d’engrais azotés.

Le fractionnement de l’apport azoté est important, il permet de caler les apports suivant les besoins des cultures. Le fait de fractionner augmente l’efficacité de l’engrais et ; sur blé, augmente la teneur en protéines.

Pour savoir, au plus juste, la dose d’azote à apporter au cours du développement de la plante (surtout blé tendre d’hiver), plusieurs méthodes existent :

- La méthode JUBIL : basée sur une analyse de la teneur en nitrate du jus de tige ; - La méthode Hydro N-testeur : basée sur une mesure de la coloration de la feuille ; - La méthode Ramses : basée sur une analyse de la teneur en nitrate du jus de tige.

La fertilisation azotée par des engrais de ferme est à gérer correctement. Ils sont riches en gaz ammoniac, c’est un gaz polluant qui a de graves effets sur l’environnement (pluies acides). Les pertes par volatilisation sont importantes pendant les apports, c’est donc un gaspillage d’azote et un effet néfaste sur l’environnement. Pour réduire cette volatilisation il ne faut pas épandre lorsque les températures sont élevées, quand il y a du vent et en absence de pluie. Le meilleur moyen d’éviter ces pertes est d’enfouir rapidement l’engrais organique après

Page 107: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

VI

épandage (sur sol nu). La gestion de la fertilisation azotée est aussi un moyen d’éviter la pollution des eaux par les nitrates. L’azote restant après la récolte doit être en faible quantité sinon il est emporté par l’eau vers les eaux souterraines.

Ne pas réaliser d’apport d’engrais organique ou minéral sur les légumineuses (pois, lupin,..) car elles possèdent des bactéries fixatrices d’azote de l’air.

L’utilisation de l’agriculture de précision permet de faire des économies d’intrants car elle évite de traiter ou de sur fertiliser certaines parties de la parcelle (ce qui a un effet positif sur l’environnement). Le fait de corriger localement des carences permet une augmentation de rendement. Cette agriculture de précision résout le problème de la variabilité intra-parcellaire.

4.8 Fumure (P, K, S + oligo-éléments)

Le phosphore et la potasse sont indispensables au développement des cultures, ces apports doivent donc être gérés au niveau de la rotation. Le sol possède une réserve abondante en P et K mais la majorité de ces éléments minéraux sont retenues dans le sol sous des formes non immédiatement disponibles par les plantes. La gestion des engrais P et K se réalise suivant 4 critères : l’exigence des cultures, l’analyse de sol, le passé de fertilisation et, la restitution ou non des résidus à la récolte. Les résidus de la culture précédente non exportés offrent un apport d’engrais à la culture ; en se décomposant ils libèrent rapidement la potasse et le phosphore qu’ils contiennent. L’analyse de sol indique si le sol est faiblement ou fortement pourvu en phosphore. Les cultures ont des exigences différentes en phosphore. : le blé tendre, le maïs grain, et le triticale ont des exigences faibles ; le chanvre, le lupin, l’orge d’hiver, le pois ont des exigences moyennes ; et le colza a une exigence élevée. Les exigences en potasse sont également différentes selon la culture : le blé, le triticale, l’orge ont des exigences faibles ; et le maïs grain, le lupin, le colza, le pois ont des exigences moyennes. Sur les cultures moyennement exigeantes des impasses sont possibles à condition que les apports d’engrais aient été réalisés sur la culture précédente et que les résidus de la culture précédentes n’aient pas été exportés. Pour les cultures peu exigeantes des impasses sont possibles tant que la teneur du sol est supérieure à la teneur limite inférieure déterminée par l’analyse, et que les résidus de la culture précédente ne sont pas exportés.

Pour calculer les apports de fertilisants à amener, il faut équilibrer un bilan pour compenser en partie ou en totalité les exportations des cultures par des apports d’engrais. Il faut d’abord calculer les exportations des cultures (Comifer, 2007) ; puis le calcul des apports se fait à partir de ces exportations en corrigeant le chiffre des exportations en fonction de la richesse du sol. Sur les cultures exigeantes il suffit de compenser les exportations. S’il y a exportation des résidus de culture, il faut renforcer la fumure pour les cultures exigeantes sur sol pauvre.

La forme d’apport de la potasse n’a pas d’importance. En effet tous les engrais minéraux et les engrais de ferme mettent facilement à disposition la potasse pour les plantes. Pour le phosphore, la forme d’engrais a son importance. Les engrais ayant reçu un traitement chimique pour qu’ils soient plus solubles sont plus efficaces (superphosphates, phosphates d’ammonium, ou phosphates bicalciques). Dans les engrais de ferme, le phosphore est en majorité (environ 80%) sous forme de phosphate de calcium ou ammonium donc facilement utilisable par la plante ; l’autre partie est sous forme organique (dans ce cas il peut être mis à disposition que s’il est minéralisé par des microorganismes spéciaux).Pour la plupart des cultures la période d’apport se situe au moment du semis. S’ils sont apportés trop tôt l’efficacité des engrais est perdue et s’ils sont apportés trop tard la plante a des carences au moment de l’installation de son système racinaire.

Les autres éléments minéraux : soufre, calcium ou magnésium, et les oligo-éléments sont aussi important pour un bon développement de la plante. C’est pourquoi il fat surveiller les carences éventuelles en ces éléments lors des analyses de sol.

4.9 Les produits phytosanitaires

Il existe une large gamme de produits phytosanitaires très performants pour lutter contre les maladies, les ravageurs et les adventices. Ceux-ci sont fortement réglementés, cependant ils restent potentiellement dangereux pour la santé et l’environnement. Le choix de ces produits doit donc être bien réfléchi. Pour limiter les pollutions diffuses dans l’air il faut utiliser des buses anti-dérives qui produisent de grosses gouttelettes. Cette limitation de la dérive permet d’éviter la retombée des produits phytosanitaires sur des zones non ciblées.

Pour réduire encore l’impact des pesticides sur l’environnement il faut prendre en compte les caractéristiques des matières actives utilisées. Les caractéristiques toxicologiques des produits phytosanitaires sont :

Page 108: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

VII

- La dose létale (DL50) : dose qui entraine la mort de la moitié des animaux (souvent des souris) soumis au test. On préférera les produits avec une DL50 élevée.

- La dose journalière admissible (DJA) : dose qui, consommée pendant une longue période, est sans effet sur l’organisme. On préférera les produits avec une DJA élevée.

- La concentration létale pour les poissons (CL50) : concentration qui entraine la mort de 50% des poissons soumis au test. On préférera les produits avec une CL50 élevée.

Chaque produit phytosanitaire possède des caractéristiques environnementales : - La solubilité : capacité d’une matière active à être mise en solution. On préférera les produits peu

solubles pour limiter les risques d’entrainement vers les nappes ou cours d’eau. - La demi-vie (DT50) : durée nécessaire pour que la moitié de la matière active soit dégradée. On préférera

les produits avec une DT50 faible. - Le coefficient de partage carbone organique-eau (KOC) : mesure la mobilité des matières actives dans

le sol. Plus le KOC est élevé, moins la matière active est mobile. On préférera les produits à KOC élevé car ils sont peu entrainés dans les nappes.

Il faut faire attention aux produits de dégradation, car, dans certain cas, ils sont plus dangereux que la matière active elle-même.

En règle générale, les interventions ne sont pas préventives, elles sont curatives.

Pour diminuer les intrants mis à l’hectare, il est possible de réduire les quantités de matière actives utilisées à l’hectare pour lutter contre les parasites et les adventices. Par contre il est difficile de diminuer la dose pour les insecticides chimique sauf lors de la lutte biologique. Le désherbage mécanique et la lutte biologique sont des techniques pour diminuer les quantités de pesticides à l’hectare. Le bon réglage des appareils de traitement et l’utilisation correcte des fonds de cuve et bidons vides permet également une diminution de la consommation d’intrant.

Les semences utilisées sont traitées. Ce traitement n’est pas à négliger car il est nocif à l’activité biologique des sols.

Pour choisir le pesticide à utiliser il faut faire des priorités dans les choix de matières actives : - D’abord éliminer celles classées « toxique » ou « toxique+ » (T ou T+) ; - Hiérarchiser les priorités environnementales en fonction du milieu : eaux superficielles, souterraines, et

faune sauvage ; - Selon la hiérarchie des priorités environnementale, les critères n’ont pas la même importance. Pour la

Bretagne, les priorités ont été définies par le COREP ; ce comité donne les produits à proscrire selon le risque de la parcelle. Ce sont des conseils et non une réglementation ; les produits sont choisis en fonction de ces conseils car ce sont ceux diffusés par la chambre d’agriculture. Le tableau n°49 explique le classement des parcelles à risque et le tableau n°48 conseille sur les produits phytosanitaires à utiliser selon le classement de la parcelle.

Tableau 49 : Classement des parcelles à risques selon le CORPEP.

Puis les classements des parcelles et des produits phytosanitaires sont croisés pour préconiser des produits à pulvériser et ceux à éviter. Ceci sert de conseils envers les agriculteurs, ce n’est pas une réglementation obligatoire. Le croisement des deux tableaux précédent donne ce tableau ci-dessous (tableau n°50). Risque parcellaire

Faible Moyen Elevé

1 oui oui oui 2 oui oui non

Gro

up

e m

at

activ

es

3 oui non non

Tableau 48 : Produits phytosanitaires conseillés suivant le classement à risque de la parcelle.

Groupe 1 Groupe 2 Groupe 3 Dose <= 500 g/ha

Dose > 500 g/ha.

Dose > 500 g/ha

KOC > 1 000 cm3/g

KOC < 1 000 cm3/g

KOC < 1 000 cm3/g

DT50 < 8 j.

8 j < DT50 < 30 j.

DT50 > 30 j.

Tableau 50 : Croisement du risque parcellaire en fonction de la classe de la matière active (commission transfert de la CORPEP, 2004).

Parcelle non drainée

Protection Longueur

aval pente < 3% 3 à 5 % > 5% < 3% 3 à 5 % > 5% < 3% 3 à 5 % > 5%

Présence < 50 m 0 5 10 10 18 26 22 32 43

50 à 150m 2 8 14 15 23 32 29 40 51

> 150 m 4 11 18 20 30 39 37 49 61

Absence < 50 m 2 9 16 17 27 37 34* 46* 58

50 à 150m 4 12 20 23 33 43 42* 55 68

> 150 m 8 17 25 29 40 51 50 64 78

Distance

< 20 m20 à 200 m> 200 m

Pente Pente Pente

Page 109: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

VIII

La dilution du fond de cuve doit se réaliser au champ grâce à une réserve d’eau propre située sur le tracteur. Cette eau permettra de rincer le reste de la bouillie contenu dans le pulvérisateur. De plus, sur le siège de l’exploitation, une aire de rinçage et de lavage non bétonnée doit être installée.

4.9.1 Désherbage

Le poste herbicide est important pour les agriculteurs ; les dépenses pour ce poste ont une tendance à la hausse. Les quantités de matières actives herbicides utilisées à l’hectare sont importantes. Mais, les expériences montent qu’il est difficile de réduire le nombre de traitement et les quantités utilisées. La première règle pour pouvoir diminuer les herbicides est de bien choisir sa rotation. Il faut traiter sur des adventices au stade plantule car les produits peuvent circuler plus facilement dans la plante vu que la cuticule est encore mince. Les herbicides de prélevée sont à éviter, car ces produits sont persistants (pour pouvoir agir sur les adventices qui lèveront plus tard dans la culture). Les molécules de ces produits de prélevée se retrouvent souvent dans les eaux (atrazine, isoproturon, trifluraline,..). et, les applications se réalisent « en aveugle » car on ne connaît pas encore la flore adventice qui sera présente.

Le désherbage mécanique est intéressant sur le plan environnemental (diminution des matières actives utilisées) et économique (moins d’intrants achetés).

4.9.2 Insecticides et autres ravageurs (gestion chimique, biologique, mécanique)

Les insecticides sont des produits peu coûteux comparé aux fongicides. Les traitements raisonnés se font sur la base de comptage, ceux-ci sont difficiles à effectuer et long à réaliser. Il faut différencier les traitements qui protègent la culture au moment de son implantation et ceux qui protègent la végétation bien installée. Les premiers sont importants car il faut préserver le peuplement, surtout pour les cultures à faible densité de semis, ils permettent aussi d’éviter les maladies (ex : viroses) transmises par des insectes.si la culture est affaiblie dès le départ ou qu’elle n’a pas le peuplement souhaité, sa conduite sera très difficile !

Des diminutions d’insecticides peuvent être réalisées sur certaines cultures. Par exemple sur blé des semis trop précoces augmentent les risque d’attaque de jaunisse nanissante. A l’inverse, sur orge d’hiver les traitements sont quasi inévitables. Pour le colza les traitements insecticides en végétation sont souvent indispensables (ex : charançons des tiges). La date d’intervention est vraiment primordiale. Il faut utiliser des pièges (cuvette jaunes) pour déterminer ces périodes d’intervention. Beaucoup d’insectes ravageurs ont des ennemis naturels, c’est pourquoi la lutte biologique doit être utilisée, et il faut favoriser les habitats des auxiliaires.

Pour limiter le développement des ravageurs il faut connaître leur biologie. Prenons l’exemple des limaces : pour éviter qu’elles ne se multiplient durant l’année, il faut les affamer à certaines périodes. Ceci est possible par une interculture longue avec un sol nu. De plus les limaces n’aiment pas les périodes sèches ; durant ces périodes elles se cachent sous des mottes de terre ou sous des résidus de culture. A ce moment là il faut réaliser un ou deux passages de covercrop à quelques jours d’intervalle pour détruire les mottes, c'est-à-dire leurs abris. Ces passages de disques doivent se faire aux heures le plus chaudes de la journée. Cet exemple montre que la connaissance du mode de vie des ravageurs permet de détruire leurs habitats et donc de limiter leur présence.

4.9.3 Fongicides

Pour diminuer l’utilisation des fongicides il faut bien reconnaître les maladies qui causent le plus de dégâts, utiliser les moyens de prévention (variété, date de semis…), et retarder les traitements le plus possible (en intégrant les conditions météorologiques de l’année).

4.9.4 Irrigation

L’irrigation a des effets directs sur la qualité de l’eau et la qualité du sol. Elle augmente les risques de lessivage. Les SdC ne sont pas irrigués, cette pratique n’est pas développée.

Sources :

Bodet, 2001 ; Cetiom, 2009 ; Grall & al., 2008Heddadj & Le Roux, 2008 ; Falchier, 2006 ; Loyce & al., 2008 ; Meynard, 2001 ; Pole Agronomlie productions végétales des chambres d’agriculture de Bretagne, 2008 et 2009 ; Quéré & Lucas ; TerrAgricoles de Bretagne, 2008 ; TerrAgricoles de Bretagne, 2009 ; Tico & al., 2005 ;

Page 110: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

IX

Annexe n°5 : Itinéraires techniques du maïs et du blé tendre d ‘hiver en conduite raisonnée

Itk maïs grain raisonné rotation système raisonné: Maïs grain - blé - triticale - CIPAN

objectif de rendement: 85 qx/ha Intrants ou Récolte

Intervention date nature qtité / densité

unité Remarques

déchaumage mi août juste après l'exportation des pailles de triticale,

pulvérisateur à disques déchaumage fin août vibroculteur semis avoine début septembre à la volée

recouvrement du semis de CIPAN début septembre vibroculteur destruction du couvert mi février mécanique pulvérisateur à disques

labour fin avril charrue

Interculture Travail sol avant

semis

préparation du lit de semence fin avril vibroculteur

Semis culture semis maïs fin avril variété indice 280

ou 290 95 000 gr/ha semoir à maïs

épandage fertilisant organique mi février fumier de bovins 40 U d'N eff/ha

Juste avant la destruction de la CIPAN. Fertilisation

azotée épandage fertilisant organique Fin avril Fumier de volailles 52

U d'Neff/ha

Juste avant le labour.

post-levée stade 2 à 3 feuilles

du maïs Callisto

+Milagro 0,50 0,50

L/ha Désherbage

rattrapage Avant 6 feuilles du

maïs Callisto

+Milagro 0.50 0.50

L/ha

produit commercial et dose à adapter selon la flore présente

Insecticides / / / / / / Fongicides / / / / / /

Régulateurs / / / / / / Irrigation / / / / / / Récolte à 30% d'humidité fin octobre Maïs grain 85 qx/ha moissonneuse batteuse

Interculture broyage des cannes fin octobre broyeur

Page 111: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

X

5 Itk blé tendre d’hiver raisonné

rotation système raisonné: Maïs grain - blé - triticale - CIPAN objectif de rendement:80 qx/ha

Intrants ou Récolte

Intervention date nature qtité / densi-

té Unité

Remarques

Interculture Travail sol avant semis

labour fin août / début

novembre charrue

Semis culture semis blé début novembre variété résistante à la

septoriose et productive

250 gr/m² combiné: herse rotative + semoir, tracteur

jumelage + tasse-avant

fertilisation minérale début février (tallage) Ammonitrate

33,5% 30 U d'N/ha Déclenchement à partir de BDD

fertilisation organique Deuxième quinzaine de

février (stade épi 1 cm)

lisier de porcs 72 U d'N eff/ ha Quantité à ajuster selon méthode N tester. Fertilisation azotée

fertilisation minérale Début avril, stade 2

nœuds Ammonitrate

33,5% 40 U d'N/ha quantité à ajuster selon l'état de la culture.

post levée Fin tallage Archipel + First

(+Vélézia)

150 0.5 (1)

g/ha L/ha L/ha

produit à adapter selon la flore présente Désherbage

Rattrapage Si nécessaire Insecticides curative selon observations

passage systématique fongicide

début avril, stade deux nœuds

Joao 0.5 L/ha Fongicides

passage systématique fongicide

3 semaines après (dernière feuille)

Opus + Pyros

0.6 +0.7

L/ha L/ha

Régulateurs raccourcisseur stade épi 1 cm Cycocel C5 1 L/ha Irrigation / / / / / / Récolte à 15% d'humidité fin juillet- mi août grain 80 qxha moissonneuse batteuse

Interculture pressage fin juillet- mi août presse

Page 112: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XI

6 Itk triticale raisonné

rotation système raisonné: Maïs grain - blé - triticale - CIPAN objectif de rendement: 75 qx/ha

Intrants ou Récolte

Intervention date nature qtité /

densité unité

Remarques

déchaumage mi août juste après l'exportation des

pailles de blé, pulvérisateur à disques déchaumage fin août vibroculteur

Interculture Travail sol avant semis

labour fin octobre charrue

Semis culture semis triticale début

novembre variété tolérante

aux maladies du pied 250 gr/m²

combiné : herse rotative + semoir tracteur jumelage + tasse avant

fertilisation minérale

début février, tallage

ammonitrate 30 U

d'N/ha Déclenchement à partir de BDD

fertilisation organique

mi février, stade épi 1cm

Lisier de porcs 72 U

d'N/ha Quantité à ajuster selon méthode

N tester. Fertilisation azotée

fertilisation minérale

Début avril, stade 2 nœuds

Ammonitrate 33,5%

40 U

d'N/ha quantité à ajuster selon l'état de

la culture.

post levée mi février First (+Vélézia) 1

(1) L/ha

produit commercial à adapter selon la flore présente Désherbage

Rattrapage Si nécessaire

Insecticides curative selon

observations

Fongicides passage

systématique

mi avril / début mai, stade dernière feuille pointante à

étalée

Opus Team 1.4 L/ha

Régulateurs raccourcisseur stade épi 1cm Terpal 1 L/ha Irrigation / / / / / / Récolte à 15% d'humidité mi août grain 75 qx/ha moissonneuse batteuse

Interculture pressage mi août presse

Page 113: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XII

Annexe n°6 : Itinéraires techniques du maïs et du blé tendre d’hiver en conduite intégrée Itk du maïs grain intégré

rotation système intégré 1 : Maïs grain - triticale - CIPAN - pois de printemps - blé - orge - CIPAN objectif de rendement:80 qx/ha

Intrants ou Récolte Intervention date nature qtité / densité unité

Remarques

Déchaumage mi août juste après l'exportation des pailles d'orge,

pulvérisateur à disques Déchaumage fin août vibroculteur semis avoine début septembre à la volée

recouvrement du semis de CIPAN

début septembre vibroculteur

destruction du couvert

mi février mécanique pulvérisateur à disques

déchaumage profond fin avril Cultivateur à dents

Interculture Travail sol avant

semis

préparation du lit de semences

fin avril vibroculteur

Semis culture semis maïs fin avril variété indice 280 ou

290 95 000 gr/ha semoir à maïs

épandage fertilisant organique

mi février fumier de bovin 40 U d'N/ha Juste avant la destruction de la CIPAN. Fertilisation azotée

épandage fertilisant organique

Fin avril Fumier de volailles 52 U d'N/ha Juste avant le labour.

post-levée stade 2 à 3 feuilles

du maïs Callisto

+Milagro 0,50 0,50

L/ha bineuse mixte. Produit chimique sur le

rang, la surface traitée est 1/3 de la parcelle ce qui correspond à 0,5L/ha de produit Désherbage

rattrapage mécanique Avant 6 feuilles du

maïs mécanique Bineuse. Si nécessaire.

Insecticides / / / / / / Fongicides / / / / / /

Régulateurs / / / / / / Irrigation / / / / / / Récolte à 30% d'humidité fin octobre Maïs grain 80 qx/ha moissonneuse batteuse

Interculture broyage des cannes fin octobre broyeur

Page 114: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XIII

Itk du blé tendre d'hiver intégré rotation système intégré 1 : Maïs grain - triticale - CIPAN - pois de printemps - blé tendre d'hiver - orge - CIPAN

objectif de rendement : 72 qx/ha Intrants ou Récolte Intervention date nature qtité / densité unité

Remarques

déchaumage fin juillet juste après la récolte des pois, pulvérisateur

à disques déchaumage fin août vibroculteur

Interculture Travail sol avant

semis déchaumage profond début novembre Cultivateur à dents

Semis culture semis blé mi novembre

variété rustique (valorise bien l'N et multirésis-tante aux

maladies)

190 gr/m² combiné: herse rotative + semoir, tracteur

jumelage + tasse-avant. (-25% itk raisonné)

fertilsation minérale stade épi 1 cm Ammonitrate 33,5% 50 U d'N/ha déclenchement de l'apport avec la Bande

Double Densité ou au stade épi 1 cm. Fertilisation azotée fertilisation minérale stade 1-2 noeuds Ammonitrate 33,5% 30 U d'N/ha quantité à définir par la méthode N tester.

post levée Stade 2-3 feuilles du

blé mécanique houe rotative

Désherbage rattrapage mi février Archipel (+Vélézia)

0,15 (1)

L/ha produit commercial à adapter selon la flore

présente Insecticides traitements insectes Non systématique

Fongicides passage systématique stade dernière feuille

pointante à étalée Opus 1 L/ha

Régulateur / / / / / / Irrigation / / / / / / Récolte à 15% d'humidité fin juillet- mi août grain 72 qx/ha moissonneuse batteuse

Interculture pressage fin juillet- mi août presse

Page 115: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XIV

Annexe n°7 : La houe rotative, un outil de désherbage (Agro-Transfert, 2007)

Page 116: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XV

Annexe n° 8 : Le logiciel DEXi

Présentation du logiciel :

DEXi est un logiciel mis au point par l’Institut Jozef Stefan de Ljubljana (Slovénie, Marko Le Bohanec) avec la collaboration de l’Université de Maribor et Kranj.

DEXi possède la particularité de prendre en compte des variables qualitatives. Les sous-problèmes peuvent être hiérarchisés et pondérés en fonction de l’importance qu’on leurs apporte. C’est un programme de modélisation multi attribut, d’aide à la décision, il prend en charge deux fonctions :

- Le développement de modèles qualitatifs multi attributs, - L’application de modèles pour l’évaluation et l’analyse des successions.

Cette méthode est basée sur un système expert, elle est définie par :

- Des attributs qualitatifs qui représentent les sous problèmes de l'évaluation de la durabilité selon les 3 dimensions,

- La structure hiérarchique représente la décomposition, - Des fonctions d'utilité ou tables de décision définissent la méthode d'agrégation « décisionnelle » : les

critères et les attributs sont classés en catégories décisionnelles de la base au sommet au travers de règles logiques (« si...alors ») inspirés par l'expert ou par une base de données.

Ce logiciel présente aussi l’avantage d’être totalement disponible ainsi que sa documentation et ne nécessite

aucune connaissance en programmation.

Tutoriel de DEXi (Salles, 2007) Ce tutoriel est réalisé par un ancien stagiaire de l’INRA

UMR SAS de Rennes, son stage consistait en une évaluation à priori de systèmes de culture légumiers.

Aperçu de l’environnement du logiciel : (figure n°1) L’utilisation de l’outil se fait principalement via quatre

onglets : le premier pour la construction du modèle hiérarchique (Model), le second pour la description des options (exemple : Les successions) à évaluer (Options), le troisième pour visualiser le résultat de l’évaluation (Evaluation) et le quatrième pour la visualisation des sorties graphiques (Graphs).

Création de l’arborescence DEXI : A partir d’une feuille vierge, il faut générer une arborescence en cliquant sur l’onglet Model. Pour cela il

faut ajouter des attributs (Figure 58a), puis on répète l’opération autant de fois que souhaite. Un attribut ou indicateur d’agrégation est matérialise par un rectangle, une variable d’entrée est symbolisée par un triangle.

Une fois que l’échelle de classe (Figure 58b) est définie pour les variables d’entrée, leur couleur change du jaune au vert. Pour les attributs ou indicateurs d’agrégation, ils ne présentent plus de croix dans le rectangle une fois les classes de valeurs définies. Une fois les classes définies, il est possible d’activer une fonction d’utilité au niveau des attributs ou indicateurs d’agrégation, en cliquant sur le symbole ƒ. Un nouvel écran (Figure 58c) s’affiche, mettant en évidence les règles de décisions à définir par l’utilisateur afin de construire la fonction d’utilité.

Figure 59 : Niveaux d'agrégation d'un arbre DEXi.

L’arbre représente différents niveaux d’agrégation de l’information (Figure 59). Chaque niveau d’agrégation correspond à un nœud de la hiérarchisation. Afin que ce modèle permette d’évaluer et d’analyser les

Figure 58 : Aperçu de l’environnement du logiciel.

Page 117: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XVI

SdC(successions), les indicateurs de performances des systèmes de culture sont une représentation simplifiée de la réalité, ils doivent toujours être accompagnes d’une valeur de « référence » qui donne un sens a l’indicateur.

Echelle ou classes de valeurs : Les dimensions comme les attributs sont définis par une échelle ou classe de valeurs. L’échelle représente

une gamme de classes de valeurs pour chaque attribut, indicateur ou variable d’entrée. Il y a plusieurs types de classes de valeurs. Ces ensembles de libelles qualitatifs caractérisent des niveaux qui sont soit :

- Représentés par une série de valeurs : pour les dimensions, durabilité agro-environnementale, économique et sociale (Figure 60j), c’est une échelle à 5 valeurs (1, 2, 3, 4, 5) agencées de la plus mauvaise (1) par l’intermédiaire (3) a la meilleure (5) qui est utilisée.

- Ordonnes de façon croissante : dans le cas d’échelle ordonnée, cet agencement caractérise des niveaux préférentiels, elle est ordonnée du niveau le plus bas ou de la « mauvaise » valeur (-) vers le niveau le plus haut ou la « meilleure » valeur (+). Une « mauvaise » valeur représente une donnée qui désavantage le SdC et est moins préférée pour la prise de décision.

Ces valeurs sont toutes qualitatives (Figure 60k) et sont représentées par des mots plutôt que des chiffres. Dans ce texte, comme dans l’outil DEXi, pour une meilleure visualisation, les valeurs extrêmes de chaque

attribut sont de couleurs différentes. De couleur rouge et en Gras pour les « mauvaises » valeurs, les « meilleures » valeurs apparaissent de couleur verte et en italique.

Figure 60 : Exemples de classes de valeurs.

Les attributs, les indicateurs d’agrégations sont connectés par des fonctions d’utilité composées par les RDD. Exemple : Cas de la durabilité environnementale, la présentation des règles élémentaires montre la totalité des combinaisons possibles entre toutes les valeurs des indicateurs d’entrée agrégées à ce nœud. (Figure 61).

Figure 61 : Règles élémentaires et totalité des combinaisons possible correspondant à la Durabilité

environnementale. Sur cet exemple (Figure 61), l’attribut Durabilité Sociale agrège deux critères de diagnostic : Qualité de vie

et Risque Sante Global. Chacun d’entre eux a une échelle de quatre classes de valeurs. On obtient donc 16 combinaisons ou règles de décisions possibles, présentées dans la table. A partir de la, l’utilisateur possède deux possibilités ; (i) soit de renseigner une a une toutes les règles de décision, (ii) soit il renseigne les règles de décision les plus simples (par exemple, très mauvais + risque fort = 1). Dans ce cas, l’outil via un algorithme propose une gamme de solution possible pour chaque combinaison. Afin de savoir à quoi correspondent les règles de décisions saisies en termes de poids, il suffit de cliquer sur le symbole « %, weights » (Figure 62).

Page 118: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XVII

Figure 62 : Exemple de pondérations.

L’étape suivante est la description des options ou successions. En cliquant sur l’onglet Options (Figure 63), un écran s’affiche dans lequel il faut rentrer les données relatives aux successions à évaluer.

Figure 63 : Renseignements des Successions.

En cliquant sur +, on crée une colonne, on lui donne un nom correspondant à la succession, N°R686 sur l’exemple. Ensuite pour chaque critère de chaque succession, on sélectionne dans le menu déroulant la classe de valeur correspondante. Une fois cette étape terminée, il est possible de consulter les résultats de l’évaluation fonction des pondérations proposées et des valeurs qualitatives des critères, en cliquant sur l’onglet Evaluation (Figure 64).

Figure 64 : Résultats d’évaluations.

Visualisation graphique : L’outil DEXi permet des visualisations graphiques des résultats de l’évaluation. En cliquant sur l’onglet

Graphs, un écran s’affiche dans lequel l’utilisateur peut alors choisir de comparer les successions par rapport à un (Figure 65f), ou plusieurs critères, au maximum 6 (Figure 65g).

Figure 65 : Sorties graphiques des évaluations proposées par DEXi.

Page 119: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XVIII

Annexe n°9 : INDIGO et ses indicateurs agro-environnementaux

INDIGO (Bockstaller & Girardin, 2008 ; Bockstaller & Girardin, 2005) est un outil conçu par l’INRA de Colmar (Girardin P. et Bockstaller C.) en association avec l’université de Nancy et l’école Agro de Nancy, en octobre 2004, dans le cadre de l'ITADA (Institut Transfrontalier d'Application et de Développement Agronomique). Il est construit grâce à une base de données ACCESS. INDIGO permet d’évaluer les impacts environnementaux des activités agricoles. Il s’intéresse au lien entre les pratiques (risque) et les résultats (impact). Il fournit des indicateurs agro-environnementaux en se basant sur des références nationales. Il intègre la théorie des limites floues : une classe de transition (qui est ni « favorable », ni « défavorable ») est crée pour ne pas faire des classes rigides. Les données de l’exploitation sont paramétrées dans INDIGO. En sortie INDIGO fournit des notes pour 8 indicateurs :

- Ias : indicateur assolement : son objectif est d’évaluer l'impact de l'assolement sur la biodiversité et sur le paysage ;

- Isc : indicateur succession culturale : son objectif est d’évaluer les successions culturales mises en œuvre par rapport aux principes de la Production Intégrée.

- Imo : indicateur matière organique : son objectif est d’évaluer l'impact des pratiques culturales (succession, travail du sol, gestion des résidus, amendements organiques) sur la qualité chimique du sol.

- Ip : indicateur phosphore : son objectif est d’évaluer l'impact des pratiques de fertilisation phosphaté sur la qualité chimique du sol et sur l'économie des ressources non renouvelables dont fait parti le phosphore. Le principe est que les apports doivent correspondre aux besoins pour éviter les gaspillages et l'enrichissement excessif ou à l'inverse un appauvrissement des sols. D’une manière indirecte l’indicateur prend en compte un risque pour les eaux de surface et de profondeur.

- In : indicateur azote : son objectif est d’évaluer le risque potentiel des pratiques culturales sur la qualité des eaux souterraines (au travers du lessivage des nitrates, NO3), de l’air (par les émissions du protoxyde d’azote, N2O) et sur le sol et la biodiversité (de manière indirecte par la volatilisation de l’ammoniac, NH3, source de retombées atmosphérique).

- Iphy : indicateur produits phytosanitaires : son objectif est de fournir un outil de raisonnement du choix des matières actives et des programmes de traitements, outil qui permet d’évaluer les risques environnementaux de l’application de chaque substance active et de comparer des programmes de traitements.

- Iirrig : indicateur irrigation : son objectif est d’évaluer l'impact des pratiques d'irrigation sur la qualité des eaux souterraines et/ou sur la quantité de la ressource en eau disponible. Sur les parcelles d’essais il n’y a pas d’irrigation donc cet indicateur n’est pas pris en compte.

- Ien : indicateur énergie : son objectif est d’évaluer l'impact de la consommation sur l’environnement due aux pratiques agricoles, de manière directe sur les ressources en énergies fossiles qui sont non renouvelables.

Page 120: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XIX

Annexe n° 10 : Pénibilité physique perçue par le travailleur

La pénibilité physique concerne le corps humain. Par exemple les observations dans la parcelle, aller/retour à pied est une pénibilité psychique donc elle n’est pas prise en compte. Les systèmes sont en céréales (sans élevage) exclusivement. Du coup la pénibilité physique est restreinte pour ces systèmes comparée au système avec élevage. Les systèmes ne peuvent pas être discriminés sur ce critère car la pénibilité se résume aux vibrations de tracteurs et moissonneuse, au bruit de ces outils, et à la manutention des sacs de semis et des opérations d’attelage et de dételage. Des études ont montrées qu’il existe des facteurs aggravant en agriculture :

� Station assise prolongée, � Flexion et torsion du corps, � Rotation et inclinaison maintenue de la tête, � Montée et descente rapide des engins, � Port régulier de charges lourdes, � Postures de travail inconfortables, � Travail dans le froid, � Stress.

De plus ces effets sont cumulatifs. D’après les indicateurs MASC, la pénibilité au travail comprend :

des travaux avec vibrations. Les plus nocives pour la santé sont celles qui proviennent de chocs violents (passage dans un nid de poule ou dans une ornière, coup de bélier de la remorque, freinage et démarrage brutal,…). L'exposition aux secousses et aux vibrations durant la conduite du matériel agricole engendre des mal de dos et des pathologies diverses du cou ou des épaules. Les effets des vibrations dépendent de leur niveau d'accélération, de leur fréquence, de la durée d'exposition, de la partie du corps qui reçoit l'énergie de la vibration et de la posture de l'opérateur pendant le travail.

La réglementation (Articles R 4441-1 à 4447-1, R 4722 et R 4724 du code du travail) définie le niveau d’exposition journalière : seuil ne devant pas dépasser 0,5m.s-². Si l’exposition journalière dépasse le seuil de 1,15 m.s-² des mesures doivent être immédiatement prises pour descendre en dessous de ce seuil. Au-delà de 0,5 m.s-2, le risque est réel si celle-ci est utilisée plus de 8 heures/jour. Les constructeurs sont obligés de tester leurs sièges et de fournir la sensibilité du siège à leurs clients. Les deux tracteurs utilisés et la moissonneuse batteuse sont équipés du même siège conducteur (GRAMMER) : les vibrations sont donc de même intensité quelque soit le système. Pour évaluer le risque dû aux vibrations il faut connaitre le niveau de vibration du matériel et le temps durant lequel ce matériel est utilisé, la figure n°66 schématise le lien entre ces facteurs.

Le nombre d’heures de tracteurs est le paramètre qui va discriminer les rotations entre elles. Actuellement nous ne disposons pas du nombre d’heure journalier pour chaque intervention, mais le tracteur de la station est équipé depuis plusieurs mois d’une « boîte noire » où sont enregistrées toutes les heures d’utilisation de cet outil. Il serait alors possible de savoir, sur une année, le nombre d’heure quotidienne passée pour chaque intervention. Pour l’instant les débits de chantier sont disponible, mais pas le nombre d’heures de tracteur réalisé par le cultivateur par jour. Cette information est indispensable dans la calculette d’exposition aux vibrations transmises au corps entier de la MSA. Après avoir renseigné la durée d’exposition journalière, et le niveau de vibrations de la machine en m/s² (qui est le même pour les deux tracteurs et la moissonneuse car ils sont équipés du même siège conducteur) pour chaque activité, la calculette va fournir le niveau d’exposition journalier total en m/s². Ce niveau pourra ensuite être apprécié grâce à l’échelle de risque due aux vibrations, cette échelle est présentée dans la figure n°67.

- des travaux bruyants ou très bruyants. Le niveau de bruit se mesure en décibel(A) [dB(A)] pour tenir compte de la sensibilité de l’oreille humaine (=

Figure 66 : Exemples de niveaux d’exposition relevés

pendant certaines activités (MSA).

Figure 67 : Echelle de risque due aux vibrations des engins

agricoles.

Page 121: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XX

décibels qui arrivent à l’oreille du manipulateur). A partir de 80 dB les atteintes définitives de l’audition se produisent. Un bruit est d’autant plus dangereux qu’il est intense, qu’il dure longtemps, qu’il est aigu, et qu’il est intermittent (un bruit par à coups est plus dangereux qu’un bruit continu). Les tracteurs avec cabine ont une nuisance sonore d’environ 85 dB(A), la moissonneuse à ne nuisance de 90 dB(A), d’après des mesures dans les engins par la MSA.

Les deux tracteurs de l’exploitation sont équipés d’une cabine récente, qui filtre le bruit de la même façon. Tous les systèmes sont en céréales exclusivement, du coup le cultivateur est exposé aux mêmes bruits quelque soit la rotation. La récolte annuelle de chaque rotation se réalise avec la moissonneuse de l’exploitation avec un débit de chantier à peu près équivalent quelque soit la culture. L’intervention moissonneuse ne va pas discriminer les rotations sur le facteur nuisance sonore. Le nombre d’interventions tracteur par rotation et le débit de chantier de chaque intervention de la rotation discriminera les rotations sur ce critère ; plus l’agriculteur passe de temps sur son tracteur, plus la pénibilité relative au bruit est importante. Cependant cette différence sera faible, c’est pourquoi la pénibilité due aux nuisances sonores est considérée comme non discriminante dans les rotations, mais elle ne peut pas être calculée. Pour cela il faudrait s’équiper de cet appareil de mesure disponible à la MSA.

- des travaux de manutention manuelle de charges lourdes. Le code du travail borne une charge maximum : pour un homme de plus de 18ans = 55 kg (25kg pour une femme) pour une manutention manuelle. Pour une manutention extraordinaire (occasionnelle), la charge maximale est de 105 kg pour un homme. Ces valeurs sont réglementaires, une étude réalisée par l’INRS (Institut National Risque Sécurité) montre qu’à partir de 25 kg pour les hommes (12.5 kg pour les femmes), la charge est pénible à manipuler. La charge seuil est de 50 kg pour les manutentions extraordinaires.

- Les charges à considérer dans des systèmes grandes cultures sont les travaux d’attelage et dételage, le remplissage des semoirs, la mise en place des masses à l’avant (à Kerguéhennec ils disposent d’un tasse-avant). Les pannes et changement de pièces ne sont pas pris en compte car elles ne sont pas systématiques. Les bidons de produits phytosanitaires ne sont pas considérés comme des charges à prendre en compte, leur poids n’est pas lourd (souvent ce sont des (5L). L’exploitation ne stocke pas sa paille donc la manutention de celle-ci n’est pas étudiée.

Concernant la manutention des charges lourdes, notre raisonnement est le même. Chaque année l’agriculteur devra porter des sacs de semis quelque soit la culture qu’il implante, les semences des rotations se vendent dans des sacs de poids similaires. Les sacs de maïs sont plus lourds ; mais chaque rotation comporte un et un seul maïs. Il peut y avoir plus d’un semis par an lorsque l’on implante une CIPAN, celle-ci entraine de nouveaux des manutentions de sacs de semence ; toutes les rotations n’ont pas le même nombre de CIPAN à implanter. La discrimination des systèmes ne se fera donc pas non plus sur la manutention des sacs de semences. Les systèmes en production intégrée ont des doses de semis plus faible, donc moins de sac à manutentionner mais cette différence est moindre si l’on compare avec les manutentions réalisées en système élevage. Les itk des cultures engendrent un nombre d’intervention annuelle à peu près égal quelque soit le système de culture. Le facteur attelage/dételage n’est donc pas non plus discriminant concernant la pénibilité de manutention de charges lourdes.

- des travaux avec gestes répétitifs et cadences élevées. : absent en grandes cultures. - des travaux entrainant des allergies cutanées ou respiratoires : absence de manutention de paille

ou foin sur l’exploitation, machines équipées de cabine �absence de ces travaux dans notre étude.

Ainsi tous les facteurs recensés dans la pénibilité physique du travail ne sont pas considérés discriminant entre les SdC. Ils sont tous dans la classe moyenne concernant le critère pénibilité du travail sans créer de RDD plus précise. Détailler ce critère ne semble pas primordiale car les informations nécessaires sont fastidieuses à obtenir et les systèmes de cultures sont proches au niveau intensité de travail et travaux à réaliser. Aboutir à la création d’un indicateur précis n’aurait pas permit plus de discriminer les prototypes, c’est pourquoi cet indicateur est laissé inachevé en proposant des pistes de continuation.

(MSA, 2003 ; MSA, 2006 ; MSA, 2008 ; MSA, 2008)

Page 122: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXI

Annexe n°11 : Pertes de NO3

A partir d’expérience de l’INRA de Rennes, un constat est fait : le reliquat récolte dépend de la culture, mais il n’est globalement pas indexé sur la profondeur de sol. En effet, des reliquats quasi identiques sont obtenus pour plusieurs profondeurs de sol, mais pas pour des cultures différentes. INO3 correspond à une estimation du risque de lessivage à l'aide du calcul des coefficients de lessivage par le modèle de Burns. Il est estimé pour la période de drainage suivant la culture de l'année étudiée. Il résulte de la somme du lessivage d'hiver (LH) et de printemps (LP) (Bockstaller, 2008). Dans INDIGO,

INO3 = LP + LH LP : Lixiviation printanière de NO3, fonction des engrais appliques et de leurs doses LH : Lixiviation hivernale de NO3, estimée à partir du calcul du Bilan d’azote annuel

Le lessivage peut se réaliser entre les apports et des précipitations. INDIGO calcule les pertes d’un apport d’engrais avant absorption : ces pertes sont négligées, et ce n’est pas utile dans notre étude car un indicateur moyen est recherché. Le lessivage de printemps ne concerne que la culture de maïs, il n’y en a pas pour les autres cultures. L’apport de fertilisant se fait avant le semis (apport vers début avril, semis vers fin avril) alors que le maïs absorbe l’azote que début juin, entre temps cet azote peut être lessivé. Ce lessivage est très faible donc il est négligé. Ce choix se justifie par le fait qu’il ait considéré que tous les agriculteurs réalisent des apports raisonnés : ils apportent certes avant le semis, mais pas des mois avant, juste 15j avant le semis. Dans ce cas, le lessivage de printemps est négligeable.

Notre choix de négliger le lessivage de printemps se justifie aussi par le fait qu’un indicateur moyen est recherché dans le bilan prévisionnel, une approche moyenne est faite pour pouvoir comparer deux systèmes. (Cependant pour le suivi annuel, plus tard, il peut être intéressant de réaliser un indicateur précis pour étudier les accidents climatiques annuels.

Le lessivage hivernal (LH) est calculé suivant la méthode INDIGO, c'est-à-dire :

LH = RF(n) + Vp*Jn – Rf(n+1) + Effet(rés) – Effet (couvert) Rf(n) = profil de N minéral mesuré à "l'ouverture" du bilan hiver (1/10 si culture de l'année

n est une culture de printemps, 1/08 si la culture de l'année n est une culture d'hiver). Rf(n+1) : profil de N minéral mesuré à la "fermeture" du bilan hiver (1/03). Vp : vitesse potentielle de minéralisation de la MO du sol (T ref = 15°C). Jn : nombre de jours normalisés entre ouverture et fermeture du bilan. Effet(res) : effet de l'incorporation d'un résidu de culture sur le lessivage (terme positif si la

décomposition du résidu conduit à une minéralisation nette de l'azote sur la période, négatif si elle conduit à de l'organisation nette).

Effet(couvert) : effet des repousses ou d'un CIPAN sur le lessivage.

Rf(n+1) est estimée à 25 kg N/ha dans les situations à fort drainage hivernal. C’est la valeur du reliquat sortie hiver au 01/03 quelque soit les cultures, donnée fournis par la réactualisation des grilles azotes pour la Bretagne en juin 2007. On arrête au 01/03 sinon la valeur de 25 n’est plus vraie, après il y a de la minéralisation. Pour le moment il a été décidé de s’arrêter à cette date, mais plus tard la valeur de Rfn+1 pourra être calculée jusqu’au 31/03.

Après discussion, il a été décidé de prendre 0.76 kg d’N/jour normalisés pour la vitesse de minéralisation des cultures de bases, cette valeur est justifiée par la bibliographie, cependant une recherche plus approfondie permettrait de préciser cette valeur suivant les cultures.

Page 123: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXII

Le nombre de jour normalisé a été calculé grâce aux données météorologiques de la station de Kerguéhennec, ces données ont été rentrées dans STICS.

L’effet des résidus se trouve dans les données de paramétrage d’INDIGO. Les valeurs d’azote fournis par les résidus de cultures sont récapitulées dans le tableau n°51.

Résidus de culture Valeurs effet(rés) Maïs -10 Blé, triticale, orge, chanvre 0 Pois protéagineux printemps, lupin d’hiver, féverole de printemps 20 Colza 10

Tableau 51 : Valeurs des résidus de culture (Bockstaller & Girardin, 2008).

Les valeurs de l’effet du couvert sont fournies par T. Morvan (INRA de Rennes, basé à Quimper) d’après ces expérimentations (Morvan, 2008). Ces valeurs sont données dans le tableau n°52.

Période de semis CIPAN Colza Blé-orge

20 au 30/08 80 801 au 10/09 70 6010 au 20/09 65 4520 au 30/09 50 301 au 10/10 40 20 1510 au 20/10 30 10 1020 au 30/10 25 0 101 au 15/11 5après 15/11 0

Tableau 52 Valeur du facteur Effet(couvert) pour le calcul des pertes en nitrates.

De plus l’effet des repousses doivent être prises en compte lorsqu’elles jouent le rôle de couvert d’interculture (ce n’est pas notre cas dans les SdC). Le tableau n°53 donne les valeurs de ces effet.

Repousses Effet (couvert par repousses) De colza favorisées 25

De céréales favorisées 20

Tableau 53 : Valeur du facteur Effet(repousse) pour le calcul des pertes en nitrates.

L’estimation de la valeur moyenne de Rf(n) est permise grâce au logiciel STICS. Le tableau n°8 présente ces valeurs pour notre contexte d’étude de Kerguéhennec.

Les données sont fournies pour les céréales à pailles d’hiver, le colza, et le maïs en faisant tourner Stics (Brisson, 2002). Pour les autres cultures des SdC nous devons extrapoler. Faute de temps les valeurs pour les protéagineux et le chanvre n’ont pu être réalisées, pour plus de précision de cet indicateur ces valeurs pourront être calculées par la suite. Sur les protéagineux, aucune fumure n’est apportée, les pertes de nitrates sont donc considérées nulles. Par contre, à dire d’expert, il a été retenu de rajouter 20 kg d’N/ha de pertes pour la culture suivant le protéagineux.

Page 124: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXIII

Synthèse lessivage d’azote (kg/ha) Contexte de Kerguéhennec

Raisonné Intégré

Maïs grain - résidus enfouis 67,0 64,0

Céréales* - CIPAN

semis CIPAN : 10 au 20/09 12,0 5,0

semis CIPAN : 20 au 30/09 27,0 20,0

Céréales* - Céréales

semis céréale : 1 au 15/11 72 65

Céréales*- colza

semis colza : 1 au 10/09 17,0 10,0

Colza-repousses favorisées-céréales 47,0 42,0

* pailles exportées, correspondant à la majorité des parcelles en céréales dans l'Ouest

Puis les pertes (kg d’N/ha) calculées sont transformées en concentration (mg/L). Le tableau n°54 est un exemple de résultats de pertes calculés pour la rotation intégrée.

Les valeurs seuils ont été définies selon la réglementation en vigueur. La norme est le seuil des 50 mg/L, la valeur seuil de la classe inférieure correspond à la norme guide européenne. Cette valeur des 25 mg/L est la valeur idéale qu’il faudrait obtenir. La limite de la classe supérieure est de 75 mg/L, par symétrie entre la classe moyenne et inférieure. Le tableau n°56 expose ces valeurs seuils.

Tableau 55 : Valeurs seuils du critère pertes en NO3.

Tableau 54 : Valeur moyenne des pertes en nitrates pour le

contexte de Kerguéhennec.

Page 125: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXIV

Annexe n°12 : Perte en phosphore

Ce critère reflète le risque de transfert de phosphore contenu dans les fertilisants et les effluents d’élevage vers les eaux, depuis les sols soumis au SdC évalué, dans le contexte pédoclimatique de leur implantation. Il est caractérisé par 4 classes : très élevées ; moyennes à élevées ; faibles à moyennes ; très faibles.

Ces pertes sont évaluées par : les risques d’entrainement et la teneur du sol en phosphore. La figure n°68 présente l’arborescence crée pour ce critère.

Figure 68 : Arborescence du critère perte en phosphore.

Les risques d’entrainement prennent en compte la dégradation du sol et le ruissellement érosif. La dégradation du sol est renseignée par la sensibilité à la dégradation et la couverture du sol, ces deux critères ont une importance égale pour la dégradation du sol. Le ruissellement érosif est renseigné par la topographie, la rugosité, et le pourcentage d’empreintes de roues. La topographie est le facteur le plus important concernant le risque de ruissellement érosif, les autres facteurs : la rugosité et le pourcentage d’empreintes de roues aggravent ou freinent le ruissellement du à la pente. Tous ces critères de base ont été étudiés pour le critère « aléa érosif » et « tassement » ; leur mode de calcul est détaillé dans l’annexe n°13 et n°14. Ce critère reflète le risque de transfert du phosphore organique vers les eaux. Il est donc lié au milieu. Le phosphore est majoritairement sous forme particulaire dans le sol, son transport se réalise par érosion et ruissèlement (le tassement du aux passages d'engins induit des « voies préférentielles » de circulation de l'eau). C'est pourquoi la base de ces deux critères est reprise.

Pour réaliser la classification les formes d’apports de phosphore (minéral ou organique) sont regardés ; puis elles sont croisées avec les doses apportées (en P2O5 sur l’année), et le délai d’enfouissement. Le transfert du phosphore est renseigné par la teneur du sol en phosphore, la quantité apportée, et par les modalités d’apport. A l'heure actuelle il est considéré que plus il y a de phosphore dans le sol, plus le risque de perte est fort. Le problème de cette affirmation c'est qu'il n'y a peu de référence pour la justifier. La teneur du sol n’a pas beaucoup d’effet sur les quantités de phosphore perdues ; ce sont les apports récents et la façon dont ils sont apportés qui contribuent beaucoup plus aux pertes en phosphore. Ce raisonnement justifie les pondérations retenues, elles sont visibles dans la figure n°68.

50%

50% 50%

30%

50%

50%

25%

50%

40%

25%

20%

70%

Page 126: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXV

La teneur du sol en phosphore est connue grâce à des analyses de sols par la méthode Dyer (méthode utilisée pour les analyses de sol de Kerguéhennec). Les classes de ce critère sont données par P. Castillon. Le tableau n°57 donne ces classes.

Cette information se trouve sur les analyses de sol de l'agriculteur. (en mg/kg) teneur en P du sol très faible faible moyenne forte très forte

Classe de teneur en P Dyer <250 250-400 400-600 600-1000 >1000 Classe de teneur en P Olsen <60 60-100 100-150 150-250 >250

Tableau 56 : Classes du critère teneur en phosphore du sol.

Les classes des apports en phosphore sont également établies par P. Castillon. A la quantité apportée en unité de P2O5, un coefficient de disponibilité en eau est affectée selon l’effluent apporté : fumier : 0.85 et lisier : 0.95. Le tableau n°58 donne ces classes.

niveau de pression 1 : très faible

2 : faible

3 : faible à moyenne

4 : moyenne à élevée

5 : très élevée

dose totale de P apportée par an

0-20 20-50 50-90 90-180 >=180

Tableau 57 : Classes du critère «quantité apportée (en U/ha/an).

Les modalités d’apport du phosphore sont importantes : selon s’il y a enfouissement ou pas les pertes ne sont pas les mêmes. Le tableau n°59 donne un risque selon la modalité d’apport du phosphore.

modalité risque enfouis par labour nul incorporation superficielle et en quantité moyenne (quantité correspondant à l'équilibre du bilan)

faible à moyen

incorporé en quantité importante moyen à élevé apport en surface en quantité importante très élevé

Tableau 58 : Règles de décision du critère modalité d’apport du phosphore.

L’agrégation de tous ces critères permet de qualifier le risque de perte en phosphore des prototypes.

Cet indicateur a été crée grâce aux sources suivantes :

- Bodet, 2001 ;

- Castillon, 2008 ;

- Gascuel & Aurousseau, 2006 ;

- Jordan & Trevisan, 2006 ;

- Colmar, 2006 ;

- Cahier FAO, 1979 ;

- Chambre d’Agriculture du Morbihan, 2006 ;

- Boiffin & al ., 1988.

Page 127: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXVI

Tassement du solPourcentage d’empreinte de roues

Pression de contact

40

60

Annexe n°13 : Tassement

Ce critère évalue l'impact du système de culture sur l'évolution des qualités physiques du sol via l'effet sur l'état structural. Le tassement du sol correspond à une diminution de sa porosité, laquelle conditionne la circulation de l’eau et de l’air dans le sol, ainsi que l’enracinement des cultures. Ainsi un sol tassé limite la prospection racinaire et induit des risques d’asphyxie racinaire (donc baisse de production). Cette baisse de porosité entraîne également une diminution de l’activité biologique du sol, et une diminution de sa perméabilité (donc augmentation du risque d’érosion). En revanche, plus un système de culture induit un tassement important du sol, moins il sera considéré comme durable ; Le tassement est caractérisé par 3 classes : très défavorable ; défavorable ; acceptable.

Ce risque de tassement est lié au passage d’engins. La stabilité structurale joue également un rôle mais moindre. Les engins agricoles sont tellement lourd que, quelque soit la structure d’agrégats elle ne peut résister au poids des machines (ceci n’est plus vrai lorsqu’il s’agit de l’impact des gouttes de pluies pour le risque aléa érosif). Le tassement est évalué par le pourcentage d’empreintes de roues laissé au sol (ces traces sont des sillons préférentiels pour le ruissèlement) et par la pression de contact qui est exercée par les roues des machines sur le sol. L’arborescence de notre critère « tassement » est fournie par la figure n°69. La pression de contact possède un poids plus important dans l’arborescence : 60% (contre 40% pour le pourcentage de roues) car elle induit un tassement en profondeur non négligeable qui est plus impactant sur la qualité physique du sol que le pourcentage de roue.

Tout passage d’engins n’entraine pas un tassement. Selon la période à laquelle les machines interviennent le tassement a lieu ou pas. Il faut définir cette période. Le tassement est maximum à la capacité au champ, c’est la capacité de rétention maximale en eau du sol. En d’autres termes c’est la quantité d’eau retenue dans les porosités des capillaires après ressuyage (le ressuyage c’est quand l’eau de gravité s’écoule après saturation, elle vide les macroporosités). Plus les passages sont proches de la capacité au champ, plus ils sont impactant. Une fois la capacité au champ dépassée, l’eau est libre ; du coup, à partir de ce point il n’y a plus de tassement car l’eau est incompressible. En Bretagne, la période critique pour le tassement est toute l’année sauf les mois d’été (juillet et août).

Les 2 critères de bases renseignant le tassement sont calculés grâce au logiciel TASC. (Diserens, 2004). TASC est une application d'excel fournissant la surface de contact en cm² du pneumatique avec le sol et la pression de contact moyenne en bar. Ces renseignements sont calculés en entrant les caractéristiques du pneumatique de chaque engin, le poids de l'engin (le poids à demi charge est entré), et la pression de gonflage de l'engin, et la texture du sol comme le montre la figure n°70. Chaque pneumatique supporte environ ¼ du poids total de l’engin, il y a répartition de la charge.

Figure 70 : Exemple de saisie dans le logiciel TASC.

Figure 69 : Arborescence du critère « Tassement ».

Page 128: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXVII

Le pourcentage d’empreinte de roues

Ce critère mesure le pourcentage d’empreintes de roues laissé au sol après l’intervention culturale.

Pour chaque culture les interventions retenues sont répertoriées, c'est-à-dire toutes les interventions sauf celles ayant lieues en juillet et août (non impactantes sur le tassement). Puis le nombre de passages sur 100m est calculé, connaissant la largeur de l'outil et la largeur des pneumatiques. Il en est déduit le pourcentage d'empreinte de roues laissés pour chaque outil (x2 car l'outil laisse deux traces de roues derrière lui). Les outils effaceurs de traces ne sont évidemment pas comptabilisés, ainsi que les passages d’outils qui ont lieu une journée avant le passage d’un outil effaceur de traces. Ce pourcentage de traces de roues est ramené à la culture. Le pulvérisateur et l'épandeur d'engrais ne sont comptés qu'une fois car ils ont la même largeur de travail : ils empreintent donc les mêmes traces de roues. Il est considéré que les autres outils empreintent des chemins différents car la longueur de travail n'est pas la même (il y a sans doute des passages qui se recoupent mais il est difficile de trouver exactement lesquels, et cela dépend des pratiques de l'agriculteur). L'empreinte la plus importante entre la roue de l'outil, la roue avant du tracteur, et la roue arrière est retenue pour représenter le pourcentage d'empreinte de roues de la culture. Enfin, pour chaque rotation, un pourcentage d'empreinte de roues moyen total est calculé en divisant par le nombre d'années de la rotation. La formule de calcul de ce critère est la suivante :

% d’empreintes de roues = [Σi=1n (LEP x 2 x 100 / LO / 100)] / n

LEP= largueur en cm de la roue LO = largueur de l'outil, n = durée de la rotation en année; i=année

Les valeurs seuils de ce critère ont été définies à dire d’experts ; elles sont données dans le tableau n°60.

% d'empreinte de roues très défavorable >= 40%

défavorable 40% < X < 20% acceptable <= 20%

Tableau 59 : Valeurs seuils du critère « pourcentage d’empreintes de roues ».

Pression de contact

Ce critère mesure la pression de contact exercé par l’outil lors de chaque intervention.

La pression de contact moyenne de chaque outil est donnée par TASC. Le tableau n°61 récapitule les entrées et les sorties de TASC. La pression retenue est la plus importante (entre celle de la roue de l'outil, celle de la roue avant du tracteur, et celle de la roue arrière). Une seule des deux (des deux roues du tracteur : celle avant et arrière) ou des trois (avec la roue de l'outil) pressions est retenue. Sur une même ligne 2 ou 3 roues passent. Puis les pressions de chaque intervention sont sommées, s'il y a plusieurs passages du même outil dans l'itk la pression retenue est multipliée par le nombre de passage. Et elle est multipliée par 2 car il y a deux roues (une à gauche et une à droite). Ceci permet d'obtenir une pression de contact moyenne totale pour la culture. Puis ces pressions pour chaque culture sont sommées sur la rotation; puis divisées par le nombre d'interventions retenues total sur la rotation. Une pression de contact moyenne au sol totale est obtenue pour une intervention de la rotation.

Page 129: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXVIII

engin Caractéristi-ques du pneu

largeur de la roue

en m

pression de gonflage

(bar)

poids de l'engin (demi-charge)

(kg)

surface de contact (cm²)

pression contact

moyenne (bar) John Deere arrière 520/85 R 38 0,52 1,2 8250 3280 0,62 John Deere avant 420/85 R 28 0,42 1,2 8250 2354 0,86

semoir à maïs 6.5/80 - 15 0,16 2 800 385 1,02 semoir à colza 6.5/80 - 15 0,16 2 1000 385 1,28

valtra avant gros 14.9 - 28 0,38 1,2 4850 1652 0,72 valtra arrière gros 18.4 R 38 0,47 1,2 4850 2446 0,49 valtra avant petit 11.2 R 32 0,28 2,5 4850 902 1,32 valtra arrière petit 11.2 R 48 0,28 2,5 4850 1180 1,01

épandeur de fumier

23.1/R26 0,58 4 9500 2607 0,89

épandeur de lisier 30.5/R32 0,77 4 16000 4763 0,82 moissonneuse

céréale 620/75/30 0,62 1,8 14000 4191 0,82

moissonneuse maïs

620/75/30 0,62 1,8 15000 4238 0,87

broyeur 11.5/80/R15.3 0,29 3,5 2350 1085 1,06 valtra + aéro

arrière 18/4/R38 0,46 1,2 4850,35 1652 0,72

valtra + aéro avant 14/9/R28 0,35 1,2 4850,35 2465 0,48 valtra + pulvé

arrière 18/4/R38 0,457 1,2 4850,35 1652 0,72

valtra + pulvé avant

14/9/R28 3,56 1,2 4850,35 2465 0,48

Les passages retenus sont tous les passages, hors juillet et août (ils sont considérés non impactant sur le tassement). Les parcelles sont considérées cubiques. 1ha = 100m*100m. 1 pouce = 25.4 mm

Tableau 60 : Résultats de TASC sur la pression de contact exercée au sol par les outils de l’exploitation de Kerguéhennec.

La pression de contact est élevée pour les roues du semoir et du broyeur. Ceci est dû au poids élevé qui s’appuie sur chacune des roues, et les roues sont étroites. La pression de contact de la moissonneuse est plus faible car la largeur des roues est plus importante. De même les pneumatiques du Valtra étroits ont une pression de contact plus importante que pour le Valtra avec les pneumatiques large : à poids égal, plus les roues sont larges moins la pression de contact est forte. De plus la pression de gonflage est plus forte pour des pneumatiques étroits. A largeur de roues égales et à pression de gonflage égale, plus le poids de l’engin est élevé plus la pression de contact est forte. La formule de calcul de la pression de contact est :

Pression de contact = [Σi=1n (PRlpi)/j] /n

PRlpi : pression la plus importante pour chaque intervention n = durée de la rotation en année; i=année; j : nombre d'intervention par culture

TASC fourni des valeurs seuils de pression de contact. 1 bar est le seuil toléré de pression, au dessus de ce seuil il y a un risque sévère de compactage. Le tableau n°62 donne ces valeurs seuils.

pression de contact

très défavorable > 2 bar défavorable 1 bar <= X <= 2 bar acceptable < 1 bar

Tableau 61 : Valeurs seuils du critère « pression de contact ».

La pression de contact est la source du tassement, son impact est plus important que le pourcentage d’empreintes de roues, d’où une pondération plus importante (60%).

Page 130: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXIX

Annexe n°14 : Aléa érosif

Ce critère évalue l'impact du mode d’occupation du sol et des pratiques culturales, notamment le travail du sol, sur les risques d’érosion du sol. Ceux-ci sont évalués notamment via le risque topographique et la sensibilité au ruissellement. Il est caractérisé en 3 classes : élevé à très élevé ; moyen ; faible à très faible.

L’érosion est un phénomène naturel qui se traduit par le détachement ou le mouvement de particules de sol ou de roches, sous l’action du vent, de la glace, de la gravité et tout particulièrement de l’eau. Ce phénomène entraîne une redistribution des produits de décomposition des roches (Thorette & Le Bissonnais, 2005). Lorsque les eaux de pluies ne peuvent plus s’infiltrer dans le sol, elles ruissellent sur la parcelle en mobilisant des particules de terre, c’est l’érosion hydrique (Le Bissonnais, 2000). Les terres agricoles sont dégradées par l’érosion, elle entraine aussi une dégradation de la qualité des eaux ; elle peut créer des coulées de boues. Les eaux de ruissellement sont chargées en matières en suspension qui sont des vecteurs d’éléments chimiques (fertilisants tels que le phosphore, absorbé par les particules de terre, pesticides, …) et augmentent la turbidité des cours d’eau ainsi que leur teneur en éléments eutrophisants (phosphore). La matière organique des agrégats du sol se dissout dans les eaux. Il y a dégradation de la qualité des eaux superficielles, mais également de eaux souterraines lorsque les eaux ruisselées peuvent s’infiltrer rapidement. (Gruaud & al ., 2004). L’érosion est un processus important qu’il ne faut pas négliger et qu’il faut caractériser précisément vu la complexité des phénomènes qu’il implique. La commission Européenne a identifié l’érosion des sols comme l’une des trois sources majeures de dégradation des sols dans le cadre du programme de protection des sols « Vers une stratégie thématique pour la protection des sols » initiée en 2002 (COM 179 final, 2002. Le décret n° 2005-117 du 7 Février 2005 portant application de l’article L.114-1 du code rural relatif à la prévention de l’érosion impose aux régions de délimiter les zones d’érosion, c’est pourquoi le modèle cartographique IFEN-INRA (Le Bissonnais et al., 1998 et Le Bissonnais et al., 2002) a été crée. C’est une estimation de l’aléa érosion en France, des zones sont définies en fonction de l’intensité des pluies et de la vulnérabilité des sols. Il intègre les paramètres occupation du sol, battance, pente, érodibilité et climat. Le modèle IFEN-INRA partage l’aléa érosif en 5 classes allant de « très faible » à « très fort ».Cette méthode est semblable à la méthode MASC, il s’agit d’un arbre multicritère qui hiérarchise et pondère les classes de paramètres.

Etant donné la variabilité spatiale et temporelle des phénomènes d’érosion, il n’est pas possible de mesurer directement l’aléa dans les parcelles pour de grandes entités spatiales. Il faut donc mettre au point des méthodes de validation alternatives mais indirectes. Les références d’un mémoire sur l’évaluation de l’aléa érosif en Bretagne (Colmar, 2006) ont été prises pour créer l’indicateur aléa érosif. Le principe est de croiser la stabilité structurale du sol et sa teneur en matière organique. La stabilité structurale est l’aptitude des sols à résister à sa désagrégation, c’est un indicateur de la cohésion des agrégats du sol (Girard & al ., 2005). Le schéma ci-après (figure n°71) montre les changements (la réactualisation au contexte local breton) réalisés lors de l’étude de l’érosion en Bretagne en 2006 par rapport à la référence : le modèle IFEN-INRA. Les caractères grisés sont les modifications réalisés.

Page 131: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXX

Les caractères grisés représentent ce qui n’a pas été modifié dans les données d’entrées.

Les processus érosifs peuvent ensuite prendre une multiplicité de formes qui dépendent d’interactions complexes entre différents facteurs. Ce sont des facteurs d’érosion. D’après l’étude de 2006 sur l’évaluation du risque érosif en Bretagne (Colmar, 2006), les facteurs sources d’érosion en Bretagne ont été classés à dire d’experts :

- précipitations, - pente, - occupation du sol, - sensibilité à la battance.

Le facteur « érodibilité » n’est pas pris en compte dans cette hiérarchisation parce que seulement 3 experts sur 16 ont trouvé qu’elle était véritablement un facteur de l’érosion en Bretagne. Ces facteurs sont classés du plus influant (précipitations) au moins influant (sensibilité à la battance) sur le risque d’érosion des sols bretons. Ce travail est utile pour pondérer chacun des facteurs selon leur importance.

Pour apprécier l’aléa érosif le risque de ruissellement (transport de particules) et le risque d’érosion de versant (détachement et entrainement des particules) sur les périodes à risque doivent être calculés. L’arbre hiérarchique de l’aléa érosif est donné par la figure n°72. Au préalable les périodes à risques doivent être définies. Ces périodes se situent pendant les hivers pluvieux (automne-hiver : pluie fine, intensité modérée) sans ressuyage suffisant des sols, au printemps lors de violentes averses, et en été lors des gros orages. Au final notre période à risque se situe sur toute l’année.

Topographie

Rugosité du sol

Sensibilité à la dégradation

Couverture du sol

Dégradation du sol

Ruissellement érosif

Aléa érosif

Figure 72: Arbre hiérarchique du critère agrégé aléa érosif.

Figure 71 : Modifications apportées aux données d’entrées dans l’organigramme du modèle (IFEN-INRA).

Page 132: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXXI

Le risque de ruissèlement est évalué par la rugosité du sol, et la topographie. Tous les terrains n’ont pas la même sensibilité potentielle à l’érosion.

La rugosité est liée à la sensibilité à la battance. Cette rugosité est mise en place par le travail du sol. Un semis direct entraine beaucoup de rugosité, alors qu’un labour entraine une faible rugosité. Le travail du sol réduit est intermédiaire à ces deux extrêmes. La connaissance de la technique de travail du sol va donc permettre de qualifier la rugosité. La connaissance du travail du sol est à croiser avec la nature du précédent (les résidus de culture) pour définir le risque de rugosité. En effet, sur une couche de résidus de cannes de maïs, un déchaumage aura peu d’importance sur la rugosité du sol vu l’épaisseur de la couche de résidus. Par contre un déchaumage sur les résidus de céréales avec pailles exportées aura plus d’influence sur la rugosité du sol. Les pratiques de protection du sol modifient également la rugosité : l’eau a du mal à circuler si le travail du sol est perpendiculaire à la pente ; par contre elle est canalisée si le travail du sol est parallèle à la pente. Le tableau n°63 détaille la caractérisation de la rugosité selon le travail du sol et les résidus de cultures.

sens de travail du sol parallèle à la pente perpendiculaire à la pente

Travail du sol

Travail réduit Labour

Labour+travail mécanique

Travail réduit Labour

Labour+travail mécanique

Maïs grain élevée faible moyenne élevée moyenne élevée

Céréales paille non exportés

élevée faible moyenne élevée moyenne élevée

Céréales paille exportées, maïs

ensilage moyenne faible moyenne élevée moyenne élevée

Protéagineux moyenne faible moyenne élevée moyenne élevée

colza moyenne faible moyenne élevée moyenne élevée

Nature du précédent

chanvre moyenne faible moyenne élevée moyenne élevée source pour les RDD: fiche état de surface (R0, R1, R2) R0 : rugosité faible : de 0 à 1 cm de dénivellé entre le point bas et haut R1 : rugosité moyenne : de 1 à 2 cm R2: rugosité forte : de 2 à 5 cm

Tableau 62 : Description de la rugosité du sol.

Le risque de dégradation du sol est évalué par la sensibilité à la dégradation et la couverture du sol.

La dégradation du sol apparaît si l’intensité des pluies est importante. Cette intensité crée l’éclatement des particules (désagrégation des mottes de terre et détachement de particules), puis cet éclatement crée une croûte de battance. Elle empêche ensuite l’eau de s’infiltrer et entraîne le ruissellement. L’eau transporte alors les particules de terre dont les plus fines finissent de cimenter la croûte de battance en se redéposant lorsque l’eau se retire (Le Bissonnais, 2000). La mesure de la stabilité structurale permet une évaluation rapide de la sensibilité des sols à la battance et à l’érosion hydrique (Le Bissonnais & al ., 2002a).

Page 133: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXXII

La sensibilité à la dégradation est un risque pris en compte en réalisant des classes en fonction de la texture et le taux de matière organique dans le sol. La matière organique est un élément structurant du sol. Ainsi, plus la teneur en carbone organique est forte, moins le risque de battance est important. Ce croisement des deux facteurs a déjà était réalisé dans le contexte breton sur l’étude de l’évaluation du risque érosif en Bretagne (Colmar, 2006). Les règles de décisions déjà établies lors de ce travail validé par des experts sont reprises. La figure n°73 schématise les classes de texture.

Figure 73 : Classes de sensibilité du sol lié à la texture représentées dans le triangle des textures GEPPA (Colmar, 2006).

En Bretagne, le taux de matière organique varie dans une gamme très importante, de 1,5 à

7 % (Walter & al ., 1995). La sensibilité liée à la texture est définie en 5 classes de sensibilité croissante (de 1 : nulle à 5 : très forte) (Dubreuil & al ., 2003). 4 classes (exprimées en pour mille) de teneur en carbone organique sont définies pour moduler le risque de tassement lors de travaux portant sur l’effet de la matière organique sur la stabilité structurale des sols (Le Bissonnais, 1995 ; Le Villio & al ., 2001). Le tableau n°64 indique les classes de la stabilité structurale en fonction de la texture et du taux de matière organique.

teneur en carbone organique (en pour mille) sensibilité à la texture 0-15 15-20 20-25 >25

A = nulle très faible très faible très faible très faible

B = faible moyenne faible très faible très faible

C = moyenne forte moyenne faible très faible

D = forte très forte forte moyenne faible

E = très forte très forte très forte forte moyenne

Tableau 63 : Classes de la stabilité structurale.

La couverture du sol a un rôle protecteur. La durée du sol nu pendant la période à risque joue un rôle sur l’érosion. Il est considéré qu’un semis de céréale qui lève est encore un sol nu car sa couverture n’est pas assez développée pour freiner l’érosion. Il faut donner des classes de risques en fonction du pourcentage de couverture du sol. Ces pourcentages ont été réalisés à dire d’experts pour toutes les cultures, y compris les CIPAN. Ce pourcentage de couverture est calculé sur une période à risque : de la dernière décade d’octobre à la dernière décade de juin. Or

Page 134: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

XXXIII

de cet intervalle les pluies ne sont pas considérées comme impactantes sur l’érosion. Les pourcentages de couverture de chacune des cultures de la rotation sont additionnés puis une valeur moyenne de la rotation est calculée pour chacun des prototypes.

Les valeurs seuils de la couverture du sol sont définies grâce au modèle STREAM (Sealing and Transfer by Runoff and Erosion related to Agricultural Management). Ce modèle permet de visualiser les conséquences des décisions techniques des agriculteurs sur le ruissèlement et l’érosion, lors de l’étude de la couverture végétale (Souchère & al ., 2005). Il s’intéresse à 3 classes : <30%, de 30 à 60%, et >60%. Ces classes sont celles retenues pour les valeurs seuils (tableau n°65).

RDD pourcentage de couverture élevé >60

moyen 30<= X <= 60 faible <30

Tableau 64 : Valeurs seuils du critère « couverture du sol ».

Le risque topographique est fonction de la pente et de la longueur de la pente. Ces facteurs physiques fixes ont chacun 3 classes qui ont été choisies au niveau breton pour définir des parcelles à risque. Nous avons des seuils pour la pente (<3%, 3-5%, >5%) et pour la longueur de pente (<50m, 50-150m, >150m) déjà validés par des experts bretons. Plus la longueur du versant est importante, plus le risque topographique est important car la masse atteint une plus grande cinétique et se charge de particules. Les règles de décisions du risque topographique sont données dans le tableau n°66.

pente <3% 3-5% >5%

<50m faible moyen élevé

50-150m faible moyen très élevé longueur

>150m faible élevé très élevé

source: CORPEP pour les classes de pentes et de longueur; cahier FAO: conservations des sols, aménagement des bassins versants, mai 1979, p134

Tableau 65 : RDD du critère « topographie ».

La description de ces 4 critères de base permet de renseigner le critère « aléa érosif » et de classer chacun des prototypes.

Page 135: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

HERPIN , Pauline, 2009, Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC, 40 p, mémoire de fin d’études, Clermont-Ferrand.

Structure d’accueil :

- Pôle agronomique – Recherche appliquée des Chambres d’Agriculture de Bretagne.

Institutions associées :

- Arvalis, institut du végétal ;

- Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux Métropolitains (CETIOM) ;

- Institut National de Recherche Agronomique (INRA).

Encadrants :

- Maître de stage : HEDDADJ Djilali (Chambre d’Agriculture du Morbihan, pôle Agronomie Productions Végétales).

- Tuteur pédagogique : CAPITAINE Mathieu.

Option : Agronomie, Productions Végétales, et Environnement (APVE).

Cote documentation ENITA :

ABSTRACT

The present regulatory requirements are leading to strengthen in future. Farmers have to adapt new requirements. The experimentation of Kerguehennec anticipates these future requirements to answer the farmers’ request.

It is a test working on the scale of cropping system. It compares a conventional system (our reference representative of current practices in Brittany) with sustainable cropping systems (with a reduction of the incomes). Its objective is to provide new Brittany references on sustainable and innovating systems. The assessment of sustainability is an ex ante assessment, because of MASC-DEXi decision aiding model, established on agronomic and pedoclimatic knowledge of the field, and regional references. Which cropping system .does decrease the pollution, in Brittany?

This global assessment induces a dilution from information. It allows eliminating prototypes, who don’t meet specifications of the sustainability (economically viable, socially fair, environmentally reasonable) and to accept only one prototype, the one who answers the better to the professional order. That is a cropping system improving environment, without reduce farmers’ income. This accepted prototype will be experimented on the Kerguehennec station.

----------------------------

Keywords : sustainable and innovating cropping systems ; ex ante assessment ; multi-criteria ; low level of incomes prototypes; Brittany ; cereal crops.

Page 136: EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE …€¦ · ENITA de Clermont-Ferrand Mémoire de fin d’études d’ingénieur EVALUATION MULTICRITERE DE SYSTEMES DE CULTURE INNOVANTS

HERPIN , Pauline, 2009, Evaluation multicritère de systèmes de culture innovants et durables, dans le contexte de l’agriculture bretonne, à l’aide de l’outil MASC, 40 p, mémoire de fin d’études, Clermont-Ferrand.

Structure d’accueil :

- Pôle agronomique – Recherche appliquée des Chambres d’Agriculture de Bretagne.

Institutions associées : - Arvalis, institut du végétal ; - Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux Métropolitains (CETIOM) ; - Institut National de Recherche Agronomique (INRA).

Encadrants : - Maître de stage : HEDDADJ Djilali (Chambre d’Agriculture du Morbihan, pôle

Agronomie Productions Végétales). - Tuteur pédagogique : CAPITAINE Mathieu.

Option : Agronomie, Productions Végétales, et Environnement (APVE).

Cote documentation ENITA :

RESUME

Le contexte réglementaire actuel est amené à se renforcer dans l’avenir. Les agriculteurs devront s’adapter à de nouvelles contraintes. L’essai systèmes de Kerguéhennec anticipe ces futures contraintes en réponse à la demande des agriculteurs.

C’est un essai mené à l’échelle du système de culture. Il compare un système conventionnel (notre référence, représentatif des pratiques actuelles en Bretagne), à des systèmes intégrés (conduits à bas niveaux d’intrants). Son objectif est d’acquérir des références bretonnes sur les systèmes innovants et durables. L’évaluation de la durabilité de chacun des prototypes de systèmes de cultures, grâce à l’outil MASC-DEXi, est une évaluation à priori basée sur les connaissances agronomiques et pédoclimatiques de la parcelle de l’essai et des références régionales. Quels systèmes de culture et quels itinéraires techniques faut-il appliquer pour atteindre l’objectif de diminution des pollutions, dans le contexte breton ?

Cette évaluation globale induit une dilution de l’information. Elle permet d’éliminer les prototypes ne répondant pas au cahier des charges de la durabilité (économiquement viable, socialement équitable, et environnementalement correct) et de retenir un seul prototype intégré qui répond le mieux à la commande professionnelle, c'est-à-dire un système de culture améliorant l’environnement (en suivant les enjeux bretons, notamment la gestion efficace des effluents d’élevage et la reconquête des eaux) sans affecter le revenu des agriculteurs. Ce prototype retenu (maïs-blé-CIPAN-féverole-blé-colza-triticale-CIPAN) sera mis en expérimentation sur la station de Kerguéhennec.

----------------------------

Mots clés : systèmes de culture durables et innovants ; évaluation à priori ; multicritère ; prototypes intégrés ; Bretagne ; grandes cultures.