Agripsol, agroforesterie pour la protection des sols

Les arbres et le climat

1 - ATTENUATION

Séquestration du carbone de l'air dans les arbres et les sols

Les systèmes agroforestiers contribuent à séquestrer du carbone dans leur biomasse, et dans les sols avec les apports de leurs litières aérienne et souterraine.

Un potentiel de stockage intéressant

Toutefois, le potentiel de séquestration du carbone dans les sols agroforestiers n'a été que rarement étudié dans les zones tempérées et méditerranéennes. Les premières estimations et modélisations montrent que l’agroforesterie intraparcellaire tempérée conduirait à stocker annuellement entre 1,5 et 4 tC ha-1 pour des densités comprises entre 50 et 100 arbres ha-1 (Hamon et al., 2009). A titre de comparaison, le stockage annuel moyen en forêt est estimé à 1tC/ha/an et à 0,3 tC/ha/an pour les surfaces agricoles travaillées avec les Techniques Culturales SimplifiéesMéthodes culturales permettant de limiter le travail du sol (non labour, allongement des rotations...etc.). (Arrouays et al. 2002 ; Chevassus et Louis 2009).
La conversion des terres arables ou des prairies en agroforesterie représente donc un potentiel de stockage intéressant sur le long terme, d’autant plus que les parcelles agroforestières, contrairement aux forêts, partent d’un stock initial nul dans la biomasse aérienne et faible dans le sol.

Des références difficiles à obtenir

Dans le cadre du projet AGRIPSOL, nous nous sommes attacher à acquérir de nouvelles références sur les taux de stockage carbone dans ces systèmes agroforestiers tempérés et méditerranéens (actions 2 et 3). Un travail méthodologique a également été réalisé pour imaginer des protocoles de suivis des stocks de carbone des sols agroforestiers qui puissent être généralisés à plus large échelle (action 6).

2 - ADAPTATION

Le microclimat créé par les arbres tamponne les excès climatiques.

Selon le rapport ESCO de 2010, le changement climatique a un effet défavorable sur les rendements des céréales à cause du stress de chaleur et des phénomènes de sécheresse. Pour le secteur de l'élevage, la fréquence des sécheresses impacte le prix de la paille et des céréales, l’autonomie fourragère et plus globalement l’autonomie alimentaire. Ces évolutions fragilisent les exploitations.

Ces évolutions fragilisent les exploitations.

Modération des températures

L’implantation d’arbres en prairie ou culture céréalière peut avoir une influence considérable en modérant la température de l’air et du sol, en accroissant l’humidité relative, et en limitant l’évapotranspiration ainsi que le stress azoté des cultures (Lal et Cummings 1979 ; Dupraz et al. 2012). Ces phénomènes jouent en faveur de la réduction des stress thermiques et hydriques sur les cultures. Par transposition aux exploitations d’élevage herbivore, l’arbre serait un réel élément de soutien et d’adaptation au changement climatique, en période estivale, mais également en période hivernale en assurant un rôle de protection des animaux vis-à-vis des intempéries.

Des projets de recherche à venir

Des efforts de recherche sont encore à fournir pour mieux comprendre l'intérêt de ces systèmes au fil des années climatiques, et dans une diversité de contextes à la fois agricoles et pédoclimatiques. Un projet de recherche,PARASOL issu du partenariat entre AGROOF, INRA, IDELE et Institut de Lasalle Beauvais se penche sur la question du potentiel de l'agroforesterie l’adaptation des systèmes d'élevage ovins au changement climatique.

3 - SUBSTITUTION

Les produits arborés comme substitution possible aux produits pétroliers

Les enjeux environnementaux actuels révèlent aussi la nécessité de trouver des alternatives aux matériaux d’origine fossile, notamment à travers l’utilisation de la biomasse lignocellulosique pour le développement de molécules de « chimie verte », ou de matériaux biocomposites à base de renforts lignocellulosiques.
A l’horizon 2020, l’Union Européenne s’est fixé pour objectif l’utilisation de 20% d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique globale.
Au niveau national, la loi de Programmation des Orientations de la Politique Energétique (POPE) du 13 juillet 2005 fixe l’objectif de passer la part d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique finale à 23% d’ici 2020 (dont 10% dans les transports).

Conflit pour les terres à vocation agricole

Les enjeux environnementaux actuels révèlent la nécessité de trouver des alternatives aux matériaux d’origine fossile, notamment à travers l’utilisation de la biomasse lignocellulosique pour le développement de molécules de « chimie verte », de biomasse énergie et de matériaux biocomposites. Aujourd’hui, il faut noter la déconnexion qui existe entre la recherche et le développement sur les biomatériaux et les enjeux liés au terrain quant à la production de biomasse.
Les avancées technologiques en termes de transformation de la biomasse végétale sont en effet très significatives mais la commercialisation des produits élaborés exige souvent des volumes importants (abstraction faite des applications de niches) et pose clairement la question du conflit d’usage avec la vocation agricole (Gurtler, 2009).
Au cours du projet ANR Intensifix, des enquêtes ont été menées dans différentes régions auprès des agriculteurs afin de sonder la faisabilité de projets à vocation biomasse (TCR, Agroforesterie…).
Parmi les solutions, les alignements de bandes lignocellulosiques ou d’agroforesterie avec arbres têtards ont été préférés aux taillis en plein ou aux cultures de type miscanthus car ils permettent le maintien d'une production agricole intercalaire (Evieux, 2012).

La rentabilité et la faisabilité en question

Des efforts de recherche et de développement sont encore à fournir pour définir les contours de la rentabilité de ce type de systèmes et leur faisabilité technique. Par ailleurs, un travail de fond est encore également à réaliser pour la structuration des filières autour de la valorisation de cette biomasse.

Les partenaires

Agroof SCOP

Le projet AGRIPSOL est coordonnée par la scop AGROOF. Il s'agit d'un travail de suivi bien sûr, mais aussi d'ajustement et d'adaptation tout au long du projet, l'organisation des COPIL^? et des séminaires et l'organisation technique et administrative des rendus de projets (rapports / administration)

AGROOF est un bureau d'étude spécialisé dans la recherche développement en agroforesterie en France et en Europe, pour et auprès des agriculteurs, des étudiants et des collectivités. Sa finalité est de faire le lien entre la recherche et le terrain, dans une démarche de recherche participative et de partage des connaissances.
Créé en 2000, Agroof est aujourd’hui un collectif de 8 personnes intervenant sur différents projets de recherche développement (CAS DAR, Interreg, ANR).
Un part importante des activités est consacrée à la formation et à la diffusion des résultats de ces projets, que ce soit auprès des agriculteurs comme des étudiants. L’objectif des activités est d’améliorer les connaissances sur les pratiques agroforestières afin de réfléchir et de proposer des modes de productions reposant sur des démarches agroécologiques à faible niveau d’intrant. La complémentarité entre agriculture de conservation et agroforesterie est un des axes essentiels de travail pour Agroof.
Les thèmes d’interventions sont le sol (fertilité et érosion), la biodiversité (auxiliaires et lutte biologique), la biomasse (valorisation des produits énergétiques et industriels) et l’eau (qualité de l’eau, gestion et protection microclimatique) dans les systèmes agroforestiers.
Cofondateur de l'AFAF (Association Française d'Agroforesterie), de l'AFAHC (association française des arbres et haies champêtres), et de l’Association Européenne d’Agroforesterie (EURAF), AGROOF participe activement à l'évolution des réglementations françaises et européennes. Agroof représente à ce titre le consortium AFAF/AFAHC/Agroof au sein du club Carbone du CDC Climat. Des démarches sont en cours en vue de la création d’un cahier des charges carbone.
Agroof est partenaire de l’Institut Lasalle Beauvais (convention de partenariat scientifique et pédagogique).
Agroof.net
Camille Béral - beral(at)agroof.net
Fabien Liagre - liagre(at)agroof.net
UMR ECO&SOL

L’objectif de l’UMR Eco&Sols est de caractériser les évolutions conjointes du fonctionnement des plantes et du sol sous les effets des changements globaux et des pratiques agronomiques. Les finalités des recherches reposent sur la notion d’ingénierie écologique et proposent sur la base de connaissances scientifiques, des pratiques dédiées au maintien et à l’amélioration des fonctions agricoles et environnementales des agro-écosystèmes.
Les travaux de l’UMR décrivent et comprennent les processus écologiques de la production primaire et de la régulation des flux de C et des nutriments dans les agro-systèmes.
Eco&Sols est une unité mixte de recherche associant des personnels de l’INRA, de l’IRD, de Montpellier SupAgro et du Cirad.
Les milieux étudiés sont les agrosystèmes méditerranéens et tropicaux.
Les recherches réalisées s’organisent en 3 thèmes de recherche :
Thème 1: Sols, activités & réseaux biologiques (Resp. Eric BLANCHART, Claude PLASSARD)
Thème 2 : Nutriments & intensification écologique (Resp. Jean-Paul LACLAU, Philippe HINSINGER)
Thème 3 : Carbone & changements globaux (Resp. Martial BERNOUX, Olivier ROUPSARD)
Concernant plus spécifiquement le thème 3, la question centrale de ce thème de recherche est « Quels sont les facteurs et processus majeurs au sein des agro-écosystèmes qui déterminent la production et la séquestration du carbone ? » Notre objectif finalisé est ainsi d’identifier les usages et les modes de gestion des terres qui maximisent les services écosystémiques de production et de séquestration de C.
Montpellier.inra.fr
Tiphaine Chevallier et Rémi Cardinael
UMR Bioemco

L’UMR Bioemco est une unité de recherche pluridisciplinaire dédiée à l’analyse et à la modélisation de la dynamique des systèmes environnementaux et des ressources naturelles, fortement engagée dans la formation initiale et continue en écologie et environnement.
L’équipe réunit des compétences variées : science du sol, biogéochimie isotopique, chimie organique, organisation des sols, microbiologie, géostatistique et modélisation pour étudier la nature, la dynamique, les processus de stabilisation des MOS et leurs fonctions.
L’équipe est particulièrement reconnue pour sa compétence en biogéochimie isotopique (abondance naturelle et marquage 13C, 15N).
Les travaux de l’équipe sont basés sur divers sites expérimentaux de longue durée ou sites d’historique connu et font également une large place à l’expérimentation au laboratoire (incubations en microcosmes) pour lesquelles l’équipe a développé un savoir faire spécifique.
Biologie.ens.fr
Claire Chenu
UMR System

L’UMR System (Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens) travaille dans le domaine de l’agronomie systémique. Elle produit des connaissances et des outils permettant d’évaluer et de concevoir des systèmes de culture alliant performances économiques et production de services environnementaux.
L’hypothèse explorée est que la diversité biologique des espèces cultivées dans un même espace favorise l’intensification écologique. Le pilotage de systèmes de culture plurispécifiques doit permettre d’assurer des performances agronomiques régulières (rendement, qualité des produits) dans des conditions socialement acceptables, tout en limitant les impacts environnementaux (pollution de l’eau, érosion, perte de biodiversité…) et l’utilisation des ressources naturelles (sol, eau, énergie).
Les recherches portent principalement sur des associations d’espèces ligneuses pérennes à fonctions productives (fruits, bois) avec des espèces à fonctions productive ou de service : les systèmes sylvo-arables (culture en rang et mécanisée d’arbres et de plantes à graines ou fourragères), les systèmes caféiers avec arbres d’ombrage, les systèmes viticoles avec cultures intercalaires, les agroforêts à caféier ou cacaoyer.
L’UMR System gère les essais agroforestiers depuis leur plantation, et apportera ses compétences techniques et de modélisation.
umr-system.cirad.fr
Christian Dupraz et Lydie Dufour
UMR EcoBio, Université Rennes 1

L’UMR EcoBio fait parti de l’OSUR (Observatoire des Sciences de l’Univers de Rennes). Elle compte à ce jour 173 membres et est composée de 5 équipes dont l’objectif commun est la compréhension du fonctionnement des écosystèmes.
Au sein de l’équipe RBPE (Rôle de la Biodiversité dans les Processus Ecologiques), l’axe fédérateur de recherche consiste à identifier et quantifier les rôles des organismes i) dans les transformations des matières organiques et les cycles biogéochimiques des éléments majeurs dans les sols, les eaux et les sédiments, et ii) leur implication dans les voies de transferts et les mécanismes de régulation. Nous étudions les modes d’interaction des organismes entre eux et avec leur milieu et leur réponse aux changements et variations de ces milieux, en y intégrant l’hétérogénéité spatiale et temporelle à la fois des communautés et des processus écologiques. Les recherches portent sur les communautés végétales, les communautés d’invertébrés et les communautés de microorganismes présentes dans les sols, les sédiments et l’eau.
Le partenaire aborde la biologie des sols tant à travers son rôle d’indicateur vis-à-vis des filtres environnementaux (climatiques, mésologiques ou anthropiques) qu’à travers son rôle d’acteur sur les processus liés au fonctionnement du sol (structuration des sols, fonctionnement hydrique, dynamique de la matière organique, fonctionnement microbien).
ecobio.univ-rennes1.fr
Daniel Cluzeau et Kevin Hoeffner