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Soutenance de thèse

Thèse de Pietro BARBIERI

Soutenance de thèse
Soutenance prévue le mardi 18 décembre 2018 à 09h45

Monsieur Pietro BARBIERI

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

La disponibilité en éléments minéraux pourrait-elle contraindre le développement de l'Agriculture Biologique à l'échelle mondiale ?
dirigés par Monsieur Thomas NESME et Monsieur Sylvain PELLERIN
Soutenance prévue le mardi 18 décembre 2018 à 09h45
Lieu :   INRA de Bordeaux, 71 avenue Edouard Bourlaux, CS 20032 - 33882 Villenave d'Ornon 
salle Amphithéâtre Colette et Josy Bové

Composition du jury proposé

M. Adrian Mueller

 

Directeur de recherches - ETH Zuerich (CH)

 

Rapporteur

M. Bertrand DUMONT

 

Directeur de recherches - INRA

 

Rapporteur

M. Christian HUYGHE

 

Directeur Scientifique - INRA

 

Rapporteur

Mme Josette GARNIER

 

Directrice de recherches - CNRS

 

Examinatrice

Mme Mariana RUFINO

 

Professeure - Lancaster University (UK)

 

Examinatrice

M. Thomas NESME

 

Professeur - Bordeaux Science Agro

 

Directeur de thèse

M. Sylvain PELLERIN

 

Directeur de recherches - INRA   

 

CoDirecteur de thèse

Mots-clés :

Agriculture Biologique, Agriculture Conventionnelle, Agronomie Globale, Cycle de l'Azote, Production de Bétail, Rotations des Cultures Biologiques, Systèmes Alimentaires Globales, Modélisation, Durabilité.

Résumé : 

L’agriculture biologique (AB) est souvent présentée comme une alternative prometteuse à l’agriculture conventionnelle, permettant des systèmes alimentaires durables tout en minimisant les impacts environnementaux. La capacité de l’AB à satisfaire la demande alimentaire mondiale reste néanmoins fortement débattue. Plusieurs études ont conclu que l’AB pourrait satisfaire la demande alimentaire globale à condition de réduire simultanément la consommation de produits animaux et les gaspillages. Cependant, ces études n’ont pas pleinement pris en compte les changements d’assolement et de choix d’espèces lorsque les systèmes conventionnels sont convertis en AB. Surtout, ils ont ignoré le rôle clé de la disponibilité en azote (N) dans le maintien des rendements en AB. Dans cette étude, nous avons d’abord réalisé une méta-analyse comparant les rotations de cultures en agriculture biologique et conventionnelle à l’échelle mondiale. Sur la base de ces résultats, nous avons développé une cartographie des espèces cultivées à l’échelle globale sous un scénario de fort développement de l’AB. Nous avons ensuite estimé la production alimentaire grâce au développement de GOANIM (Global Organic Agriculture NItrogen Model), un modèle biophysique et spatialement explicite d’optimisation linéaire simulant le cycle de l’azote (N) et ses effets sur la production alimentaire globale. GOANIM est adapté au cas de l’AB et simule les flux d'azote entre les terres cultivées, les animaux d'élevage et les prairies permanentes, ainsi qu’entre les systèmes agricoles biologiques et conventionnels. Le modèle optimise les populations d’élevage à l’échelle locale afin de maximiser l’approvisionnement en N provenant du fumier, ce qui maximise la production issue des terres cultivées, tout en minimisant la concurrence exercée par les animaux pour les ressources alimentaires. GOANIM a été utilisé pour simuler l’offre alimentaire sous plusieurs scénarios de conversion à l’AB. Ces résultats ont été comparés à différentes estimations de la demande alimentaire mondiale. Nous montrons que la carence en N risque d’être un facteur limitant majeur de la production en AB, entraînant une réduction de -37% de la disponibilité alimentaire à l’échelle globale sous un scénario de conversion à l’AB de 100%. Nous montrons que des taux de conversions inférieurs (jusqu'à 60% des terres agricoles), en coexistence avec l'agriculture conventionnelle, permettent de satisfaire la demande alimentaire mondiale si cette conversion est associée à une évolution conjointe de la demande, telle que la réduction de l'apport énergétique par individu ou du gaspillage alimentaire. Ces travaux contribuent de manière substantielle à mieux comprendre le rôle que l’AB peut jouer dans la transition vers des systèmes alimentaires équitables et durables. Ils indiquent également des voies à suivre pour parvenir à la sécurité alimentaire mondiale.