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L’agriculture mondiale face aux défis de la

transition énergétique et du changement

climatique

Patrice Dumas CIRED/CIRAD

Séminaire ATHENS AgroParistech, novembre 2010

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PLAN

I. L'agriculture : un secteur impliqué de façon multiple dans le changement climatique

II. Cycle du carbone et changements d'usage des sols

III. Agriculture et émissions de gaz à effet de serre

IV. Production d'énergie à partir de la biomasse

V. Changement climatique et rendements agricoles

VI. L'adaptation au changement climatique dans l'agriculture : quelles barrières ?

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I. L'agriculture : un secteur impliqué de façon multiple dans le changement climatique

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Un secteur émetteur de gaz à effet de serre

• Changement d'usage des sols et changement du stock de carbone

• Utilisation de combustibles fossiles, directe ou indirect

• Emissions d'autres gaz, en particulier CH4 et N2O

• Un secteur essentiel, un émetteur non négligeable

> 20%

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Emissions en France

Boissieu (2006)

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Effets indirects

Rétroactions

Climat-carbone

Effets

indirects

Land cover

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Pouvant être mobilisé dans la lutte contre le changement climatique

• Séquestration de carbone

• Production d'énergie

– Agro-carburants

– Agro-électricité

• Quelle compétition avec l'alimentation ?

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Impacté par le changement climatique

• Un secteur très dépendant du climat

• Des impacts positifs et négatifs

• Quelles possibilités d'adaptation, quelles barrières ?

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II. Cycle du carbone et changements d'usage des sols (Vincent Gitz)

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Le cycle du carbone

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Emissions liées au changement d'usage des sols

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Changements d’affectation

des terres→ Flux nets de carbone

vers l’atmosphère

Dynamique du cycle du carbone

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Séquestration définitive du carbone et effet indirect

Rétroactions

Climat-carbone

Effets

indirects

Land cover

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• La séquestration biologique est incluse dans le protocole de Kyoto

• Cependant garder le carbone stocké jusqu'à la fin des temps est-il faisable ?

• Si non, le stockage temporaire pourrait ne pas être intéressant du tout

Séquestration temporaire du carbone biologique. Une bonne idée ?

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[1] 2000-2040: avant de savoir:

Séquestration modérée pour éviter les coûts d'opportunités

permanents de la terre

[2] après 2040, lorsqu’on connaît

la réalité des dommages:

Séquestration si besoin

«soupape de sécurité»

[1] [2]

Trajectoires optimales de plantation

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III. Agriculture et émissions de gaz à effet de serre

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• Deux sources principales– Intrants (gaz pour les intrants azotés)– Carburant pour l'agriculture mécanisée

• Faible part des émissions

• Très différent suivant les types d'agriculture, par hectare et par unité de production

• … et encore plus par actif agricole

Combustibles fossiles

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• CH4 : 43% des émissions– Élevage, riziculture

• N2O : 82% des émissions– Engrais azotés, élevage

• Importance des pratiques

• Encore mal connu

Autres gaz

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• CH4– Pouvoir radiatif 64 fois plus que le CO2– Durée de vie 14 ans

• N2O– Pouvoir radiatif 275 fois plus que le CO2– Durée de vie 114 ans

• Introduit des effets dynamiques

Pouvoir radiatif et devenir

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IV. Production d'énergie à partir de la biomasse

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• A partir de l'éthanol– Maïs, blé– Canne à sucre

• Biodiésel– Colza, soja, huile de palme

• Utilisation actuelle

Agro-carburants première génération

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• A partir de cellulose– Déchets– Cultures dédiées– Fermentation/méthanisation– prototypes

• A partir de lignine– Arbres– Encore plus loin d'un stade opérationel

Agro-carburants deuxième génération

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• Remboursement de la dette carbone

• Analyses de cycle de vie– Pessimiste → seule la canne a sucre est

rentable mais aires très importantes– Optimiste → les temps de remboursement du

maïs raccourcissent

• Mais effets indirects subsistent

Une controverse sur l'efficacité des agro-carburants

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• Le système alimentaire mondial

• Quelles réserves de rendement ?

• Les changements de régime alimentaire

• Un système déjà très contraint

• Quelle place pour les agro-carburants de première génération ?

Compétition avec l'alimentation

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• Combine séquestration biologique et production d'électricité → émissions nulles

• Potentiel important

• Très cher aujourd'hui

• Le problème du transport ?

Bio-électricité

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IV. Changement climatique et rendements agricoles

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• Changement de phénologie• Modification des conditions de la photosynthèse

– Fertilisation carbonée– Eau– Température

• Evénements extrêmes et stades de développement

• Variabilité climatique• Pathogènes

Les effets du changement climatique sur les plantes

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• Exemples en France, étude mécaniste (CLIMATOR)– Variétés d'hiver/d'été– Échaudage et esquive– Besoins en eau– difficultés et opportunités

• Etudes statistiques– Durée de la saison ?– … ou événements climatiques ?

• Pathogènes

Les conséquences sur les rendements

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Vulnérabilité aux baisses de précipitation : le cas de l'Afrique

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Au niveau mondial

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Avec adaptation, des gains potentiels dans les pays riches

De lourdes pertes dans les pays pauvres

Un effet total faible: c’est un problème de distribution, pas de production

Agr

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Tot

al-250

-200

-150

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-50

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US

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90)

Evaluation des impacts du Changement Climatique (2060,+2°C)

AfricaAsiaLatin AmericaEuropeNorth AmericaOceania

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V. L'adaptation au changement climatique dans l'agriculture : quelles barrières ?

Conséquences sur l’agriculture: des effets de seuil et un besoin d’adaptation

Secteur agricole

fait vivre 90% des 22 millions d’hb,

assure 80% emplois,

représente 45% du PIB et 90% des exportations

Culture du café assure 65% des

apports de devises étrangères

Des opportunités

Mais une transition qui peut être difficile

Des changements dans la demande d'irrigation hétérogènes

Et dans l'apport en eau : une adaptation des infrastructure d'eau necessaire ?