Contexte

Le changement climatique est une réalité qui génère des conséquences hydrologiques majeures. Ses effets les plus visibles concernent notamment la hausse des températures moyennes à l’échelle du globe, avec des amplitudes de variation plus importantes pour les surfaces continentales, impactant directement la distribution des pluies et des neiges. Sur le bassin Adour-Garonne, à l’horizon 2050, le manteau neigeux aura disparu d’une bonne partie du relief pyrénéen, avec une estimation des diminutions de couverture allant de -35 à -60 % suivant les années (Agence de l’Eau Adour Garonne et al., 2014). En parallèle, l’évapotranspiration sur le territoire va augmenter de l’ordre +10 à +30 %. Les étiages seront plus précoces, plus longs et plus sévères dans la plupart des rivières du bassin, avec une baisse des débits de l’ordre de -20 à -40%, et des niveaux de remplissage des nappes phréatiques incertains. Les récentes études du GIEC confirment le changement de distribution des pluies : davantage de pluies concentrées en hiver, mais une diminution des cumuls à l’échelle annuelle en particulier pour les zones de climat « tempéré » (IPCC, 2023). Plusieurs périodes de sécheresse au cours d’une année commencent d’ores et déjà à être identifiées, avec des fréquences d’occurrence qui atteindront 7-8 années /10 pour les sécheresses estivales et automnales sur près de 2/3 du bassin Adour-Garonne, avec des territoires plus impactés (occurrence de 9 années /10 et plus) comme l’Ariège et une partie de l’Aude.

Ces différents effets imposent d’engager une transition profonde des systèmes agricoles, d’une part, pour conserver des capacités productives sur le territoire en s’adaptant à ces nouvelles contraintes de production ; d’autre part, pour que ces systèmes contribuent à l’atténuation de ces effets en combinant une réduction des émissions de GES (moins d’engrais de synthèse apporté, moins de fuel consommé, …) à un stockage additionnel de carbone dans les sols agricoles.

Projet BAG'AGES (2016-2021)

Le programme de recherche BAG’AGES (2016-2021), cofinancé par l’Agence de l’Eau Adour-Garonne et la Région Occitanie, avait pour objectif d’évaluer les performances multicritères de systèmes de culture mobilisant les principes de l’agroécologie avec un effort particulier de caractérisation des effets des systèmes de culture sur le fonctionnement hydrique des sols. Ce programme reposait en particulier sur un réseau observatoire de parcelles agricoles sur lesquelles les équipes de recherche impliquées ont pu quantifier certaines modifications de fonctionnement générées par un changement de gestion des sols, ainsi que sur la modélisation du fonctionnement hydrologique de bassins versants en évaluant notamment les effets de la couverture des sols en période d’interculture. Pour ce projet, les systèmes en agriculture de conservation des sols (ACS), ie combinant trois principes que sont (i) l’allongement et la diversification des rotations, (ii) la couverture maximale des sols par des plantes vivantes ou un mulch de résidus et (iii) la réduction forte, voire la suppression du travail du sol, ont été au cœur des travaux de recherche, car offrant les niveaux de changement du fonctionnement physique, chimique et biologique des sols les plus importants (Palm et al., 2014). Les nombreux résultats du projet ont été largement diffusés au travers de publications scientifiques et lors de séminaires, congrès, audition parlementaire, ou encore lors du Varenne Agricole Eau et Changement Climatique.

Les principaux faits marquants du projet sont notamment: 

• La mise en évidence d’une amélioration de la rétention en eau des sols, de l’ordre de 10 à 15 %, dans les systèmes en ACS comparativement à des systèmes régulièrement labourés ainsi qu’une nette amélioration des capacités d’infiltration des sols (x2 voire x3) et de leur stabilité temporelle à l’échelle annuelle et interannuelle  (Cueff et al., 2020 ; Cueff et al., 2021 ; Alletto et al., 2022)
• La quantification d’une potentielle diminution du drainage, de 15 à 60 mm/an suivant les conditions climatiques, liée au maintien d’une couverture végétale sur les sols jusqu’au printemps sur une parcelle (Meyer et al., 2019 ; Meyer et al., 2020 ; Meyer et al., 2022), mais qui n’impacterait pas significativement les flux d’eau à l’échelle d’un bassin versant (Tribouillois et al., 2022a ; Tribouillois et al., 2022b)
• Un développement méthodologique majeur permettant l’utilisation de la télédétection pour identifier la présence sur un territoire et estimer les niveaux de couverture des sols par les couverts végétaux et de biomasse produite, permettant d’affiner les quantifications de carbone stocké et restitué aux sols et des effets d’albédo associés à cette couverture (Pique et al., 2023 ; Bendini et al., 2024 ; Wijmer et al., 2024).

Perspectives pour BAGHEERA (2025-2029)

A l’échelle de la parcelle agricole, il apparaît nécessaire de prolonger les caractérisations menées dans BAG’AGES afin de (i) mieux cerner les effets des systèmes de culture sur la dynamique hydrique des sols tout au long des saisons culturales et durant les périodes d’interculture et (ii) vérifier si les effets sur la rétention et l’infiltration de l’eau observés se traduisent par une meilleure alimentation des plantes en eau et en minéraux, et par une éventuelle meilleure résilience face à des aléas climatiques (sécheresses notamment).

Pour les systèmes irrigués et/ou sous fertilisation minérale, une évaluation de l’efficience de l’eau d’irrigation et de la fertilisation azotée doit être menée pour évaluer si des systèmes en ACS permettent de les améliorer et à quel niveau, avec la volonté de tester les « limites » de ces systèmes, en réduisant par exemple les apports d’eau d’irrigation ou en fertilisation azotée et en mesurant les effets générés sur le comportement agronomique des cultures. Ce type de travaux amène à faire évoluer la stratégie de travail avec les agriculteurs impliqués pour passer d’un réseau « observatoire » déployé dans BAG’AGES, à un réseau d’expérimentations proposé dans BAGHEERA.

Par ailleurs, les systèmes de culture en agriculture biologique de conservation (ABC) seront également étudiés dans BAGHEERA. Le développement de l’ABC est en effet une voie prometteuse de transition agroécologique. Ce mode de production vise à conjuguer les vertus de l’agriculture de conservation des sols (ACS) et de l’agriculture biologique (AB) en limitant leurs aspects négatifs, respectivement la dépendance aux herbicides et aux énergies fossiles. Il associe les trois principes de l’ACS, précédemment énoncés, aux pratiques de l’AB et notamment la non-utilisation d’intrants de synthèse, dont les herbicides.

A l’échelle des bassins versants, il est nécessaire de mieux quantifier les effets d’une « agroécologisation » du territoire sur les flux d’eau et de certains polluants (notamment de pesticides) en travaillant à une modélisation mécaniste spatialement explicite. Cet axe de recherche ambitieux implique un travail de développement spécifique et original des modèles agro-hydrologiques préalable à l’estimation des flux à l’échelle des bassins « pilotes ». 

Enfin envisager un accompagnement des changements de pratiques implique de mieux connaître les niveaux de performances techniques, économiques et sociales de ces systèmes reposant sur des principes de l’agroécologie, en les repositionnant dans leurs contextes sociotechnique et agropédoclimatique. Cette étape de travail permettra de contribuer et d’alimenter les réflexions sur des mesures d’accompagnement envisagées dans le Pacte de Transition Agroécologique porté par l’Agence de l’Eau Adour-Garonne.