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Bonjour à toutes et tous,

Sous réserve de l’avis favorable des rapporteurs, j’ai le plaisir de vous inviter à ma soutenance de thèse intitulée :

Insertion de cultures intermédiaires à vocation énergétique dans les systèmes de cultures en France : évaluation multi-échelles du potentiel de production et des impacts eau – azote – carbone. 

Cette thèse financée par GRDF était menée à l’UMR AGIR sous la direction de Sabine Houot (UMR EcoSys), Julie Constantin (UMR AGIR) et Vincent Jean-Baptiste (GRDF).

La soutenance aura lieu le lundi 3 juillet à 14h, à l’INRAE de Toulouse, 24 Chemin de Borde Rouge, 31320 Auzeville-Tolosane, dans l’amphithéâtre Marc Ridet. Elle pourra être suivie en visioconférence avec ce lien : https://inrae-fr.zoom.us/j/99556416653?pwd=Yndmb0pyay9XN1krSWJsVEJmZk50UT09

La soutenance sera suivie d’un pot auquel vous êtes toutes et tous chaleureusement invité.e.s. Pour faciliter l’organisation du pot, merci de répondre à ce sondage si vous souhaitez être présent.e : https://framadate.org/VX9PGidsvbtPsYPd

Composition du jury :

Jean-Philippe STEYER – Directeur de recherche, INRAE (Rapporteur)

Safya MENASSERI – Professeure, L’Institut Agro Rennes-Angers (Rapportrice)

Olivier THEROND – Ingénieur de recherche, INRAE (Examinateur)

Philippe MARTIN – Professeur, AgroParisTech (Examinateur)

Lorie HAMELIN – Professeure junior, INRAE (Examinatrice)

Résumé :

La méthanisation agricole, filière de production de biogaz, est aujourd’hui en pleine expansion en Europe grâce à l’appui des politiques publiques. Les cultures intermédiaires, implantées entre deux cultures principales, pourraient fournir une quantité considérable de biomasse pour la méthanisation, en particulier dans les exploitations sans élevage. Jusqu’à présent, les cultures intermédiaires n’étaient ni fertilisées ni récoltées, rendues parfois obligatoires car piégeant le nitrate pour limiter la contamination des nappes (cultures intermédiaires pièges à nitrate, CIPAN). Elles peuvent aussi rendre d’autres services écosystémiques (cultures intermédiaires multi-services, CIMS). Avec le développement de la méthanisation, la conduite des cultures intermédiaires change pour produire plus de biomasse. Elles sont fertilisées, potentiellement avec le digestat de méthanisation, et récoltées avant maturité. On parle alors de cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVEs).
Il existe un double questionnement concernant les CIVEs : (i) sur la quantité d’énergie que pourraient produire les CIVEs à l’échelle nationale, question abordée via l’évaluation de la production de biomasse potentielle à l’échelle France, (ii) sur les impacts associés à leur intensification et au retour au sol de digestats en comparaison aux CIMS et CIPAN. Les impacts étudiés ont concerné la production des cultures principales, les émissions de gaz à effet de serre, la lixiviation du nitrate, la volatilisation d’ammoniac, l’évolution des stocks de matière organique des sols, et la consommation d’eau.
Pour cela, nous avons mis en place une démarche couplant expérimentation au champ et modélisation puis déployé une chaine de modélisation à l’échelle territoriale puis France entière sur le long terme. Le modèle STICS a été utilisé pour simuler la production des cultures et l’impact des systèmes de culture sur des variables environnementales. Il a été couplé au modèle ALFAM2 pour la volatilisation d’ammoniac après épandages de fertilisants organiques et au modèle SYS-Metha pour le processus de méthanisation des CIVEs.
Les CIVEs peuvent être un gisement important d’énergie en France. Selon les hypothèses prises sur le niveau de déploiement des CIVEs, le seuil de récolte et la hauteur de coupe, le gisement pouvait être multiplié par sept (de 16.7 à 115.1 TWh) et dépassé largement les estimations précédentes (de 5.9 à 55.3 TWh). Concernant les impacts environnementaux, les CIVEs sont bien un levier d’atténuation du changement climatique malgré leur fertilisation et l’augmentation des émissions de N₂O associée. En plus de substituer du gaz fossile par du biométhane, elles stockent plus de C dans les sols que les CIMS grâce à leur biomasse plus importante. Elles réduisent la pollution au nitrate mais dans une moindre mesure que les CIPAN car les espèces choisies sont moins efficaces. Il est très probable que les CIVEs diminuent la production alimentaire en diminuant le rendement des cultures de printemps qui leur succèdent. Nous avons observé à la fois un stress azoté qui pouvait être compensé par une augmentation de la fertilisation et un stress hydrique compensé par une augmentation de l’irrigation. Les CIMS aussi peuvent impacter négativement le rendement de la culture suivante mais leur gestion plus souple offre plusieurs leviers d’évitement (e.g. choix des espèces, date de destruction). L’augmentation de la fertilisation dans les séquences de culture intégrant des CIVEs diminue l’atténuation de la dépendance aux énergies fossiles et augmente la volatilisation d’ammoniac et donc la pollution de l’air. Enfin, les CIMS et les CIVEs augmentent toutes deux la consommation de l’eau, ce qui diminue la recharge potentielle des nappes et aussi la disponibilité de l’eau pour les cultures principales suivantes. L’espèce de couvert utilisée est le premier facteur de variation, puis à même espèce, la quantité de biomasse produite.

A bientôt,

Camille

INRAE

Camille LAUNAY

camille.launay@inrae.fr

Doctorante

UMR AGIR

Chemin de Borde Rouge CS 52627
31326 Castanet Tolosan cedex

Mob. : 06 98 50 31 13