Soutenance de thèse de Arthur SCRIBAN

Monsieur Arthur Scriban

UMR SELMET, Cirad

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

"Évaluation territoriale du rôle de l’intégration agriculture-élevage dans la séquestration du carbone par les sols cultivés en Afrique de l’Ouest"

 Menés sous la direction de Paulo Salgado et l’encadrement d’Étienne Delay et de Jonathan Vayssières

 Le 10 décembre 2024 à 14h CET,
À l'amphithéâtre 2 de l'Institut Agro de Montpellier
Bâtiment 2 bis, place Pierre Viala 34060 Montpellier, France
Et en diffusion à : https://institut-agro.zoom.us/j/92149113857?pwd=PCfakk6orONDDxhuQDlppOp5c2jpXX.1

Devant le jury composé de :
Alassane BAH     Professeur, ESP, Université Cheikh Anta Diop de Dakar     Rapporteur
Benoît GAUDOU     Professeur des universités, Université Toulouse Capitole     Rapporteur
Gaukhar KONUSPAYEVA     Full professor, Al-Farabi Kazakh National University     Examinatrice
Mélanie BLANCHARD     Cadre scientifique des EPIC, UMR SELMET, Cirad     Examinatrice
Aurélie WILFART     Ingénieure de recherche, UMR 1069 SAS, INRAE     Examinatrice
Paulo SALGADO     Directeur de recherche, UMR SELMET, Cirad     Directeur de thèse

Résumé de la thèse :

L’élevage agropastoral participe à l’adaptation des systèmes agraires sahéliens aux conditions difficiles de la région. Ils sont particulièrement vulnérables au changement climatique et la séquestration du carbone dans les sols cultivés serait une solution d’atténuation, d’adaptation à ses effets et de sécurité alimentaire. L’élevage contribue aux flux de matière organique nécessaires au stockage du carbone dans les sols sableux par les pratiques d’intégration agriculture-élevage (IAE), mais produit des gaz à effet de serre (GES). J'ai cherché à évaluer dans quelle mesure les pratiques d’IAE améliorent le bilan GES des territoires ; émissions moins stockage dans les sols. Je me suis reposé sur la modélisation des pratiques et de leur fonctionnement biophysique à l’échelle du territoire.
En introduction, je présente comment les pratiques sont des leviers d’action sur le cycle du carbone, les déclinaisons de l’IAE au Sahel, que j’estime son niveau par la circularité des flux d’azote, par analyse de réseaux écologiques, et mes trois villages d’étude au Sénégal, représentatifs des évolutions des pratiques et aux niveaux de productivité variable. Enfin, j’explique mon approche par modélisation multi-agent spatialement explicite des territoires.
Dans le ch. I, je détaille comment j’ai documenté la mobilité des troupeaux à partir d’un suivi par colliers GPS et comment j’ai ajusté un modèle de comportement de Markov caché aux déplacements. J’ai montré une transhumance phasique et quantifié les activités des troupeaux dans le temps, l’espace et selon le milieu. J’ai rendu ma méthode lisible et réutilisable.
Pour le ch. II, j’ai appuyé un stagiaire dans l’analyse de cycle de vie comparative de systèmes d’élevage agropastoral, transhumant et pastoral avec embouche. Nous avons mené des enquêtes, des inventaires de processus et produit des facteurs d’émissions et montré que la complémentation est la phase la plus émettrice et que l’élevage pastoral émet le moins. Je note que l’approche sur une unité fonctionnelle néglige des fonctions et services écosystémiques de l’élevage.
Dans le ch. III, je présente le modèle de simulation, les données d’entrée, comment les pratiques et le fonctionnement biophysique des territoires sont reproduits, la compilation des flux dans des matrices et le calcul des sorties : stocks de carbone, analyse de réseau et bilans d’éléments et de gaz. J’illustre son fonctionnement et comment il me permet de répondre à ma question de recherche.
Dans le ch. IV, j’expose les résultats de simulations sur mes trois villages. Je montre que la productivité de la terre va avec l’intensité surfacique, mais aussi avec une moindre circularité des flux d’azote (le système le plus intensif a un ICR de 0.56, contre 0.66 dans les autres). J’ai montré que les sols stockent du carbone à hauteur +0.2 tC.ha-1.an-1, concentré dans les champs de case. Le méthane entérique est le GES majoritaire et suit le chargement animal. Le système le plus intensif agit comme une source de carbone, avec un bilan GES de +0.36±0.04 tCO₂eq.ha-1.an-1. Le système intermédiaire est un puit, à hauteur de -0.30±0.01 tCO₂eq.ha-1.an-1, comme le système avec jachère : -0.45±0.01 tCO₂eq.ha-1.an-1. La comparaison de mes résultats avec des mesures et sorties d’autres modèles donne des différences raisonnables.
En discussion, j’observe que l’IAE améliore les bilans de GES. Une analyse de sensibilité multivariée montre que le bilan GES varie surtout avec le chargement animal et la circularité avec la prévalence de l’embouche, gourmande en intrants. Fournir un accès aux moyens d’épandage de la fumure serait bénéfique pour la séquestration du carbone, la productivité, l’efficience et l’autonomie des systèmes, et est désiré par les habitants. Une baisse du chargement animal par la réduction des effectifs des troupeaux ou la pratique de la jachère ont des limites et l’embouche paysanne a des mérites partagés. Je conclus sur des réflexions sur ma pratique de la modélisation.