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QUELLES METHODES AFIN DE CARACTERISER LE POTENTIEL AGRONOMIQUE DU MILIEU
BIOPHYSIQUE A L’ECHELLE DE L’EXPLOITATION AGRICOLE ?
Rapport bibliographique
ANNEE SCOLAIRE 2015-2016 AGROCAMPUS OUEST RENNES
Spécialité « Génie de l’environnement » Option « Sols eau hydrosystèmes »
QUIBLIER Aliénor
Table des matières Résumé .................................................................................................................................................... 1
Introduction ............................................................................................................................................ 1
I) Définitions et concepts clés ............................................................................................................ 3
1. Des concepts différents autour du mot « terre » à ne pas confondre ..................................... 3
a) Land capability vs Land suitability ........................................................................................... 3
b) Land cover vs Land use ............................................................................................................ 3
c) Land characteristic vs Land quality.......................................................................................... 4
2. Définition du concept d’évaluation des terres et objectifs ....................................................... 4
II) Des premières classifications au travail de la FAO : historique des objectifs et de la
méthodologie .......................................................................................................................................... 5
1. La « Land classification for irrigation » de l’USBR (1951) .......................................................... 5
a) Objectifs................................................................................................................................... 5
b) Principe .................................................................................................................................... 5
2. La « Land Capability Classification » de l’USDA ......................................................................... 6
a) Objectifs................................................................................................................................... 6
b) Principe .................................................................................................................................... 6
c) Quelles données pour quelle échelle ? ................................................................................... 7
3. Le cadre pour l’évaluation des terres de la FAO (1976) ............................................................ 7
a) Objectifs................................................................................................................................... 7
b) Principales étapes conceptuelles ............................................................................................ 8
c) La classification de l’aptitude des terres ............................................................................... 10
III) Les autres méthodes d’évaluation des terres, quelles différences ? ...................................... 12
1. Données et échelles d’utilisation : une interdépendance ........................................................... 12
a) Le sol comme donnée d’entrée ............................................................................................. 12
b) Les données biophysiques et socio-économiques ont leur importance. ................................. 13
c) Hiérarchie et échelle : comment intégrer des données biophysiques et des données socio-
économiques au sein d’une méthode ? ........................................................................................ 14
2. Méthodes qualitatives ou quantitatives ? ................................................................................... 15
a) Les méthodes qualitatives ..................................................................................................... 16
b) Les méthodes semi-quantitatives ......................................................................................... 17
c) Les méthodes quantitatives .................................................................................................. 18
d) Les méthodes hybrides .......................................................................................................... 19
Conclusion ............................................................................................................................................. 20
Bibliographie ......................................................................................................................................... 21
1
Résumé
Les méthodes de caractérisation du potentiel agronomique sont connues sous le nom d’évaluation des
terres. L’évaluation des terres est une méthode qui permet de prédire l’utilisation potentielle des terres
sur la base de ses caractéristiques. Ces méthodes découlant des premières classifications des terres au
20ème siècle peuvent être rangées selon leurs types de données ou de procédures (les deux pouvant être
qualifiées de qualitatives ou quantitatives), mais aussi selon l’échelle à laquelle elles fournissent des
résultats fiables. Finalement la méthode en elle-même ne semble pas si importante. Il faut
impérativement clarifier les objectifs attendus par l’évaluation des terres et veiller à la richesse des
données d’entrée (biophysiques et socio-économiques). Ainsi, pour les méthodes futures, il semble
prioritaire d’impliquer tous les responsables de l’utilisation des terres afin de créer des outils d’aide à la
décision utilisable par les plus concernés.
Mots clés : potentiel agronomique, évaluation des terres, milieu biophysiques
Abstract
Methods to characterize agricultural capabilities are known under the name of Land evaluation. Land
evaluation is the process of predicting the use potential of land on the basis of its characteristics. These
methods, coming from first classification in 20th century can be order according to their kinds of data
or process (both can be consider qualitative or quantitative), but also according to which scale they give
reliable results. Finally, the method as such doesn’t seem to be so important. It is absolutely required to
clarify the objectives expected from land evaluation and to make sure that data entered are diverse
(biophysics and socio-economics data). Thus, for the future, it seems to be a priority to involve all land
evaluation stakeholders to aim at creating decision-support tools used by people related to it.
Keyword: agricultural capabilities, land suitability, biophysical environment
Introduction
L’humanité fait face à de sérieux problèmes environnementaux aujourd’hui : expansion des
villes et imperméabilisation des sols, perturbation des cycles biogéochimiques, perte de la
biodiversité, pollution… L’agriculture est à l’interface entre environnement et action de
l’homme. Dans ce domaine, les besoins en termes de gestion durable et de choix stratégiques
face à l’utilisation des terres sont au cœur des prises de décision. Par exemple, les territoires en
déprise agricole pourraient être réinvestis, et ceux à proximité des villes sont soumis à une
pression foncière importante. Il est donc nécessaire de caractériser les potentialités
agronomiques de terrains, pour déterminer s’ils doivent être destinés à l’urbanisation ou à
l’agriculture, et dans ce cas, d’apprécier des niveaux de rendements potentiels.
2
D’après Laurence de Bonneval (1993), le potentiel agronomique peut se définir à 3 niveaux :
1. Les potentialités théoriques : quantité de matière sèche (MS) produite par un
peuplement végétal qui utiliserait de façon maximale l’énergie lumineuse et la
photosynthèse. Ces potentialités seraient donc essentiellement fonction de la
photosynthèse potentielle et donc du climat, ce qui peut apparaître comme
insuffisant vis-à-vis d’autres facteurs, donc on définit …
2. Les potentialités culturales : les besoins des végétaux qui doivent être satisfaits
par le milieu. Cela implique que le milieu contienne ces éléments sous forme
utilisables, est fonction de la succession culturale et des températures. Comme
le milieu est limitant, on définit …
3. Le potentiel agricole (PA) : prend en compte le caractère limitant du milieu mais
en considérant que la technique compense. Le PA est un « objectif maximum
théorique », limité par les contraintes socio-économiques puisqu’il agit sur les
choix et la disponibilité de la technique.
La difficulté majeure dans la littérature anglophone est que, les termes « potentiel
agronomique » ou « potentiel agricole » sont associés à « land capability », « land
suitability »… et le mot « land », pouvant être traduit par « terre », est récurrent.
« La terre peut se définir géographiquement comme une superficie déterminée de la surface
terrestre dont les caractéristiques comprennent tous les éléments normalement stables ou
cycliques de la biosphère au-dessus aussi bien qu'au-dessous de cette superficie, y compris ceux
de l'atmosphère, du sol et de la géologie sous-jacente, de l'hydrologie, des populations végétales
et animales, et des résultats des activités humaines passées et présentes, dans la mesure où ces
éléments exercent une influence sur l'utilisation présente et future de la terre par l'homme. »
(FAO, 1976). La « terre » se différencie bien du « sol », le sol étant un des éléments qui la
composent. On voit part cette définition que la notion de terre résulte de l’interaction entre
l’environnement biophysique et socio-économique.
Mais pour connaitre ce potentiel agronomique ou ce potentiel des terres, il faut l’évaluer.
La FAO (Food and Agriculture Organization, 1976 ; 1985 ; 2007) définit l’évaluation des
terres comme le moyen de jauger la performance des terres quand elles sont utilisées à des fins
spécifiques. L’évaluation des terres est donc un processus, ou une méthode permettant
d’appréhender le potentiel agronomique.
L’évaluation des terres peut être faite soit pour apprécier le niveau de production d’un territoire,
soit pour apprécier la durabilité des systèmes de production dans un territoire. Dans cette
3
synthèse nous regarderons le potentiel agronomique à des fins de production, avec une attention
particulière portée sur l’échelle, ici celle de l’exploitation agricole.
Ainsi, le travail de cette synthèse vise à faire un état de l’art sur le sujet : Quelles sont
aujourd’hui sur les méthodes d’évaluation du potentiel agronomique des terres ? Comment elles
se différencient ? Quelles sont celles permettant d’intégrer le milieu biophysique à l’échelle de
l’exploitation agricole ? Quels sont les points méthodologiques clés importants à souligner ?
Quelles sont les perspectives d’avenir de ces méthodes ?
Tout d’abord, quelques définitions des termes trouvés dans la littérature et le concept
d’évaluation des terres seront abordées. Un petit retour historique ainsi qu’une vue d’ensemble
des méthodes seront faits tout en discutant certains points méthodologiques.
I) Définitions et concepts clés
Plusieurs termes sont utilisés dans la littérature autour de ce sujet. Il est important de faire un
point et particulièrement sur les termes anglais car il n’existe quasiment pas de littérature
francophone. Même si la traduction est parfois explicite, il reste quand même dans les
traductions ou dans le sens des termes des ambigüités, il est donc important de les clarifier.
1. Des concepts différents autour du mot « terre » à ne pas confondre
a) Land capability vs Land suitability Le mot « capability » fait référence au potentiel, à l’aptitude générale sans mise en relation avec
un ou des usages spécifiques des terres (AbdelRahman et al., 2016).
En revanche « Land suitability » est l’adéquation entre une unité de terre et une utilisation
spécifique (FAO, 2007). Donc on parle bien du potentiel ou de l’aptitude d’une terre à tolérer
un usage spécifique de manière durable (AbdelRahman et al., 2016).
b) Land cover vs Land use Ainsi, l’usage des terres peut-être multiple et pas seulement à vocation agricole. Le terme
« land use » fait référence aux agencements, activités que les gens entreprennent sur un certain
type de couverture des terres (FAO, 2007). A ne pas confondre avec la couverture des terres
« land cover » qui est la couverture biophysique de la terre que l’on peut observer (FAO, 2007).
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Une culture fait partie de la couverture des terres et non de l’utilisation de celle-ci. L’utilisation
fait le lien entre la couverture des terres et l’action des gens sur cette terre.
c) Land characteristic vs Land quality Avant d’aborder plus précisément le concept d’évaluation des terres un dernier point de
définition reste à éclaircir. Une « qualité de terre », « land quality », est « une propriété de la
terre qui influe de façon particulière sur l'aptitude d'une terre à un mode d'utilisation donné »
(FAO, 1985). Autrement dit, c’est une condition relative aux besoins de l’utilisation des terres
(Dumanski et al., 2000). A ne pas confondre avec une caractéristique de la terre qui est une
propriété de la terre que l’on peut mesurer en routine. Les caractéristiques des terres sont
utilisées comme moyen pour décrire les différentes qualités de terre (FAO, 1985).
Dans la suite de cette synthèse nous utiliserons les termes français comme définit ci-dessus.
Cependant parfois peut subsister l’utilisation de terme anglais notamment dans les concepts
présentés ou dans les figures illustratives, ils sont à relier bien entendu avec les traductions
données.
2. Définition du concept d’évaluation des terres et objectifs L’évaluation des terres (« Land evaluation ») est officiellement définie comme « le moyen
d’estimer la performance des terres utilisées à des fins spécifiques incluant l’exécution et
l’interprétation d’étude du sol, du paysage, de la végétation, du climat et autres aspects des
terres dans le but d’identifier et de promouvoir un type d’utilisation de la terre qui soit
applicable aux objectifs de départ de l’évaluation » (FAO, 1976). A ne pas confondre avec le
terme anglais de « Land valuation » qui se traduit de la même manière mais qui indique une
estimation monétaire, une valeur marchande pour laquelle la terre est actuellement utilisée
(George, 2002).
L’évaluation des terres est un outil d’aide à la décision permettant une utilisation des terres
stratégique selon leur potentiel.
La FAO parle de l’évaluation des terres comme une étape dans le processus de planification de
l’utilisation des terres. Ce dernier est un enchainement de décision et d’activité allant de la
reconnaissance de la nécessité d’une modification dans l’utilisation des terres jusqu’à la mise
en œuvre d’un changement.
Dans ce processus, l’évaluation des terres sert i) à identifier les différentes terres dans la zone
concernée, ii) à comparer chaque type de terre aux usages proposés et finalement iii) à proposer
différentes possibilités d’utilisation.
La sélection des « bonnes » terres en agriculture est aussi vieille que l’agriculture.
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L’évaluation des terres est un sujet qui a été largement abordé et étudié par le passé. En 1850,
James Finlay Weir Johnston parlait déjà d’ « Agricultural Capabilities », se basant sur des
études pédologiques, géologiques mais aussi socio-économiques.
II) Des premières classifications au travail de la FAO : historique
des objectifs et de la méthodologie
Au 20ème siècle des travaux divers ont influencé un travail qui sera considéré comme une
référence et un point d’étape majeur dans l’évaluation du potentiel des terres : « Le cadre pour
l’évaluation des terres » de la FAO en 1976.
Dans ce qui suit, deux principaux travaux sont mentionnés, ceci n’est pas exhaustif.
1. La « Land classification for irrigation » de l’USBR (1951) La référence de cette partie est celle de la FAO (1985).
a) Objectifs Les travaux de drainage et d’aménagement pour l’irrigation demandent un coût important. Il y
a donc un réel besoin d’estimer le potentiel des terres par rapport à l’irrigation pour que les
aménagements soient rentables.
La méthode de l’USBR (United States Bureau of Reclamation) consiste en une classification
censée refléter les modifications qui seront engendrées par l’irrigation. Les classes indiquent si
les changements sont favorables ou non.
b) Principe La classification comporte six classes.
Tout d’abord on définit les terres qui sont arables de celles non arables. Arables veut dire que
la terre est physiquement et économiquement viable. On regarde que les caractéristiques comme
le sol, la pente, le drainage… soient adéquats pour la production et qu’ensuite cette production
permette à l’agriculteur de vivre. Les quatre premières classes regroupent les terres arables, la
cinquième les terres potentiellement arables et la sixième celles non arables.
Dans les terres dites arables, on définit celles qui sont irrigables c’est-à-dire celles qui peuvent
potentiellement faire l’objet d’un plan de développement pour l’irrigation à condition que le
coût de mise en œuvre n’excède pas le bénéfice apporté par l’installation.
Les classes dites arables de un à quatre sont déterminées en fonction de leur degré à être
irrigable. La classe un présente des terres arables totalement irrigables, la classe quatre
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indiquent les terres arables les moins enclines aux installations d’irrigation. Les terres sont
donc classées de manière relatives les unes par rapport aux autres.
Dans chaque classe, on peut indiquer des conditions particulières relatives aux terres par une
lettre minuscule : drainage (d), topographie (t)…
Le système de l’USBR montre que seulement des critères économiques permettent de
discriminer les terres face à des projets de développement (FAO, 2007). Cette classification
quantitative mettant en relation des données physico-économiques.
2. La « Land Capability Classification » de l’USDA
a) Objectifs Au milieu du 20ème siècle les ressources naturelles et notamment les cartes typologiques de sol
ont été au maximum cartographiées. Ces cartes sont utilisées selon les besoins de l’utilisateur.
Or, celles-ci ne sont pas toujours interprétables par l’utilisateur ou alors il y a autant
d’interprétation qu’il y a d’utilisateur.
Il existe plusieurs systèmes de classification des terres. Le plus connu est la « Land Capability
Classification » (LCC) de l’USDA (United States Department of Agriculture) (Klingebiel
et Montgomery 1961).
Le but de Klingebiel et Montgomery était de faire une interprétation commune et standardisée
des cartes d’étude de sol et donc de grouper les différents types de sol selon le besoin de
l’utilisateur. A terme, ils souhaitaient apporter une aide aux agriculteurs dans la meilleure
utilisation de leurs champs.
b) Principe La classification commence par les unités cartographiques de sol (« soil-mapping units »)
définies comme une portion de paysage ayant des caractéristiques et des qualités similaires et
dont les limites sont fixées par une définition précise. C’est l’unité spatiale avec laquelle on
peut avoir la plus grande précision.
De là, les auteurs définissent les unités de potentiel (« Capability unit ») qui sont des
groupements de plusieurs unités cartographiques de sol ayant des potentiels similaires, c’est-à-
dire que les sols qu’elles contiennent ont des types de culture avec une productivité, des
pratiques de gestion et de conservation similaires. Ces unités contiennent des informations
relatives aux rendements et aux besoins en termes de gestion.
Ensuite il y a les sous-classes de potentiel qui sont des groupes d’unités de potentiel ayant les
mêmes limites en termes de conservation. On l’indique par une lettre minuscule. Quatre grandes
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limites sont définies : érosion (e), excès d’eau (w), zone d’expansion racinaire limitée (s),
conditions climatiques limitantes (c).
Enfin, on trouve les classes de potentiel groupant les sous-classes de potentiel ou directement
les unités de potentiel selon les risques de dommage envers le sol et les limites dans son
utilisation. Les classes apportent des indications sur les facteurs limitants pour la gestion. Elles
sont au nombre de huit. Les classes I à IV sont les terres arables au sein desquelles les limites
et les besoins en conservation augmentent avec le numéro de la classe. Les classes V à VIII
sont non cultivables mais peuvent être pour la pâture, la forêt ou autre.
c) Quelles données pour quelle échelle ? Le principe des unités cartographiques de sol qui ont été définies par Klingebiel et
Montgomery est un concept de base réutilisé dans toutes les méthodes d’évaluation. Celles-ci
sont définies localement par des études de sol précises, ce qui implique que le principe de cette
classification est applicable à l’échelle locale (département, communauté) (FAO, 2007).
De plus, se basant sur des caractéristiques des terres relativement constantes dans le temps, la
classification ne prend pas en compte des facteurs socio-économiques (FAO, 2007).
Dans ce système, l’évaluation du potentiel des terres est basée sur l’estimation des
caractéristiques du sol comme support aux plantes communément cultivées et pâturées
(George, 2002).
Ainsi, le système nous permet d’avoir une appréciation générale du potentiel des terres sans
que ça ne soit réellement adapté à une utilisation particulière.
Le travail de la FAO a repris les idées ci-dessus de façon à instaurer un cadre et des directives
dans le domaine de l’évaluation du potentiel des terres.
3. Le cadre pour l’évaluation des terres de la FAO (1976)
a) Objectifs Les décisions liées à l’utilisation des terres sont intimement liées à l’évolution de la société.
Aujourd’hui, les enjeux actuels de l’utilisation des terres impliquent des prises de décision et
des réflexions communes demandant l’avis d’experts.
La FAO désirait prendre en considération les aspects économiques des initiatives et les
conséquences sociales et environnementales de ces décisions. De plus, cette évaluation prend
en compte le type d’utilisation comme fil directeur du processus. Elle ne détermine pas quelles
utilisations doivent être faites mais elle fournit des bases de données qui seront supports à la
prise de décision.
Six principes ont été définis en 1976 :
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i. Le potentiel des terres est évalué pour un type de culture donné
ii. L’évaluation requiert une comparaison entre les bénéfices obtenus et les besoins
en intrants pour les différents types de terre
iii. L’approche est multidisciplinaire
iv. L’évaluation prend en compte les contextes biophysique et socio-économique
de la zone concernée
v. Le terme d’adéquation réfère à l’utilisation de manière durable c’est-à-dire en
considérant la productivité, l’égalité sociale et les problèmes environnementaux.
vi. L’évaluation implique la comparaison de différentes utilisations des terres
Deux autres ont été ajoutés en 2007 lors de la révision du cadre :
vii. L’évaluation des terres nécessite de considérer tous les parties prenantes
viii. L’échelle et le niveau de la prise de décision devront être clairement définis
avant d’entamer la procédure
Le cadre de la FAO n’est pas un système d’évaluation en lui-même avec des valeurs de
références. Aucune démarche ne peut prendre en compte tous les aspects de l’évaluation des
terres pour tous les types d’utilisation. C’est un cadre promouvant des concepts de base pour
que des méthodes soient construites à l’échelle locale, régionale ou nationale.
b) Principales étapes conceptuelles D’après George (2002), on peut décliner la procédure en cinq étapes avant d'arriver à la
classification finale.
Etape 1 : Formulation des objectifs de l'évaluation des terres sur une zone précise et
formulation des hypothèses quant à des utilisations possibles tout en définissant le contexte de
la zone d'étude : démographie, infrastructure, demande sur le marché, prix….
Etape 2 : On détermine les besoins des options de l’utilisation des terres, ce que la Fao appelle
les Land Utilization Type (LUT). C’est une utilisation de terre définie en termes de production,
ou de produit, nécessitant intrants, et opérations pour permettre cette production ainsi que les
actions socio-économiques avec lesquelles la production est mise en œuvre. Comme ceci est
illustré dans le tableau 1 ci-dessous, on définit pour chaque type d'utilisation de terre les
attributs associés et leurs niveaux d'intrants.
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Etape 3 : Dans cette étape on cherche à cartographier les qualités des terres qui permettront de
délimiter les unités cartographiques de terre. Les qualités choisies sont celles ayant le plus
d’influence sur les types d’utilisation proposées : Par exemple quels sont les besoins pour la
production de blé ? On va donc d’abord lister les paramètres nécessaires pour une utilisation en
terme de besoin des cultures, de gestion et de conservation comme dans le tableau 2 ci-dessous.
Ainsi l'étape 2 retrace les besoins socio-économiques d'une utilisation tandis que l'étape 3 est
tournée vers les besoins biophysiques.
Etape 4 : C'est la mise en corrélation dans chaque unité cartographique de terres des besoins
pour une utilisation donnée avec les qualités de terres actuelles. Cette corrélation prend en
considération uniquement les besoins physiologiques de la culture et les conditions
Tableau 1 : Classification des caractéristiques des types d’utilisation de terre (LUT)
pour la production culturale – Kenya (d’après FAO, 1976)
Tableau 2 : Liste des paramètres utilisés pour estimer (1) les besoins des LUT, (2) les
qualités de terres des unités cartographiques de terre (d’après FAO, 1976).
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biophysiques existantes. On peut ainsi estimer des rendements potentiels théoriques qui peuvent
être atténuées par les pratiques (liste des attributs qui définissent les LUT tableau 1). Par
conséquent, les besoins en termes de gestion et de pratiques définies à l'étape 2 vont permettre
d'ajuster ces estimations.
Etape 5 : L’adéquation entre une unité de terre et les utilisations est réévalué prenant en
considération des facteurs additionnels comme les impacts environnementaux, les analyses
socio-économiques pouvant identifier des problèmes en relation avec une utilisation potentielle
particulière…
Ainsi, ces cinq étapes aboutissent à la délimitation de zone comportant des attributs cumulés à
chaque étape. Ces zones sont classées relativement les unes par rapport aux autres.
c) La classification de l’aptitude des terres La classification de la FAO (1976) s'apparente beaucoup à celle de l'USDA.
On définit d'abord les ordres distinguées par des lettres majuscules indiquant les types
d’aptitude: S=apte, N= inapte. L’ordre N "inapte" implique des terres dont les qualités semblent
interdire la catégorie d’utilisation envisagée.
Dans l’ordre, on définit des classes d’aptitudes des terres indiquant les degrés d’aptitude à
l’intérieur d’un ordre. Elles sont numérotées en chiffre arabe en indiquant le degré décroissant :
S1, S2, S3… S1 est totalement apte, S2 l'est moins...
L’ordre N peut comprendre deux classes: N1 et N2. N1 indiquant des limites pouvant être
modifiées avec le temps et pouvant rendre potentiellement rendre la terre « apte » (ordre S).
Le nombre de classe est défini selon les besoins de l’évaluation.
Dans une classe on peut avoir des sous classe d’aptitude des terres indiquant les types de
limitations ou les principaux types d’aménagement ou d’amélioration nécessaires à l’intérieur
d’une classe. Elles sont désignées par des lettres minuscules. Le nombre et les types de sous
classe n'ont pas de nombre prédéfinis mais ils sont adaptés selon les besoins.
Cependant quelques principes s'imposent : la classe S1 n’est pas subdivisée. Il est plus facile
d’établir un nombre minimum de sous classes pour différencier des terres ayant le même degré
d’aptitude. Tout comme il est plus facile d’avoir un nombre restreint de limite pour chaque sous
classe.
Exemple d'une catégorie de classe d'aptitude : S2e = aptitude moyenne et présence de
problèmes liés à l'érosion.
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Enfin, on définit des unités d’aptitude des terres. Ce sont des subdivisions d’une sous classe qui
représente des différences de degré dans leurs limitations; des aspects mineurs de
l’aménagement ou des améliorations qu’elles requièrent.
La classification de la FAO est résumée dans la figure 1 ci-dessous.
Figure 1 : Les catégories utilisées pour la classification des terres (d’après FAO 1976).
Il y a différentes catégories de classification d’aptitude définies par la FAO :
-classification qualitative seulement exprimée en terme qualitatif et sans calculs. Elle
est principalement basée sur le potentiel de production des terres, en ne s’étayant
qu’accessoirement sur les aspects économiques.
-classification quantitative : les distinctions entre les classes sont définies par un chiffre,
souvent fondées sur des critères économiques.
-classification d’aptitude actuelle : évaluée à l’instant t pour une utilisation donnée.
-classification d’aptitude potentielle : l’aptitude à une utilisation donnée après des
améliorations majeures.
Les classes d’aptitude ne peuvent pas être comparées puisqu’elle s’applique sur une terre
donnée pour un type d’utilisation donnée.
Dans cette partie, il a été vu qu’il y avait des différences entre les premières classifications
proposées et le cadre de la FAO. La classification de l’USDA prend en compte des données
biophysiques, tandis que celle de l’USBR est plus axée sur des données économiques. La FAO
essaie de combiner des données biophysiques et socio-économiques tout en appliquant
l’évaluation à un usage spécifique prédéfini. En effet, la FAO reconnait qu’une approche
purement physique et descriptive ne permet pas d’avoir des méthodes objectives et que
l’évaluation est forcément implicitement faite pour une utilisation particulière. De plus, les
contraintes physiques n’ont aucune mesure d’échelle commune.
On voit bien qu’il y a des questions qui se posent sur les données d’entrée et les échelles
auxquelles on travaille, c'est ce qui peut différencier les méthodes d’évaluation du potentiel ou
12
de l’aptitude des terres à la production. Cela n’a pas forcément été mis en évidence avant le
cadre de la FAO.
Le cadre promu par la FAO (1976) dans un de ses principes de base peut être mis en place à
différentes échelles (locale, régionale, nationale et même globale) et pour différents types de
quantification (les données pouvant être qualitatives ou quantitatives) (George, 2002).
L'évaluation des terres à l'échelle nationale permet de cibler des priorités de développement
tandis qu'à l'échelle locale, les projets spécifiques seront mis en avant.
De même, elle est applicable aussi bien dans des zones où il y a une forte concurrence pour la
terre que dans des zones où l'activité agricole est peu développée (George, 2002).
Cependant, Manna et al. (2009) évoquent par exemple que la méthode FAO s'applique bien
aux échelles régionales et donc sur une surface de 2 000ha qu'il utilise dans son étude. De même
Bouma et al. (1993) disent que cette méthode n'est pas pertinente à l'échelle de la ferme. De
plus, les résultats sont difficilement transférables (Rossiter, 1996 ; Manna et al., 2009).
D’autres méthodes d’évaluation des terres existent et vont maintenant être explicitées dans la
partie qui suit.
III) Les autres méthodes d’évaluation des terres, quelles
différences ?
1. Données et échelles d’utilisation : une interdépendance
a) Le sol comme donnée d’entrée Comme il a été dit en introduction lors de la définition du concept de "terre", le sol est un
composant de la terre incontournable apportant des informations essentielles pour l’utilisation
des terres.
En effet, le sol va conditionner le développement de la plante en lui servant de support mais
aussi en lui apportant tous les éléments nutritifs et l’eau nécessaires à sa croissance. Les études
de sol sont donc le point d’entrée de l’évaluation des terres comme montré par l’USDA.
Au sein de l’évaluation des terres, les données de sols requises sont liées aux objectifs de l’étude
et au type d’utilisation des terres. L’échelle et la densité des prélèvements dépendent des
objectifs de l’évaluation, du temps et de l’argent disponible pour l’étude (Deckers, 2002), sauf
que c’est l’échelle qui déterminera la précision de l’étude.
L’estimation du potentiel des terres et ensuite la liaison aux décisions de l’utilisation de ces
terres dépend largement de la qualité de l’information sur le sol utilisée (Ziadat, 2007).
13
Or les cartes de sol sont souvent utilisées et elles ne sont parfois pas assez précises. Augmenter
la résolution spatiale demande un prix de même que faire des relevés précis dans la zone qui
nous intéresse.
Un concept commun est d’associer des unités taxonomiques de sol dans des unités
cartographiques sauf qu’à petite échelle le problème de la précision est toujours évoqué.
Des méthodes quantitatives de prédiction ont été développées pour obtenir la distribution des
propriétés de sol. Ziadat (2007) a comparé les résultats d’évaluation des terres utilisant des
données issues de la prédiction (sur des pixels de 20x20m) et des données issues de carte de sol
(1/10 000 et 1/50 000). Il conclut de cette étude que les modèles de prédictions sont capables
de donner des classes de potentiel fiables et qu’évidemment plus la résolution est grande
meilleures sont les estimations.
b) Les données biophysiques et socio-économiques ont leur importance. Le sol n’est pas le seul élément qui va conditionner le développement de la plante. Le climat
est aussi un élément important. En fait tout l’environnement biophysique compte.
Seulement les relations entre sol, climat et végétation sont dépendantes de l'échelle au sein des
méthodes (Dumanski et al., 1998).
Ce sont des problématiques centrales en cartographie. Long (1969) l'explique par ce qu'il
appelle la "pyramide de perception". Il part d'une vue aérienne de la terre pour se rapprocher
progressivement du sol: ce sont les différents niveaux de perception. Le champ des observations
est restreint de plus en plus. D'abord on observe des grandes taches de couleur sur lesquelles on
peut identifier les masses d'eau et les grandes zonations de la végétation, puis les régions
écologiques jusqu'aux écosystèmes... Plus l'échelle est grande plus on rentre dans une
description exhaustive de la végétation et des relations entre végétation et milieu.
Selon l'échelle, on ne va pas regarder les mêmes phénomènes ou processus et la description de
ces phénomènes se fait à une échelle optimale. Le choix du phénomène détermine le niveau de
détail approprié relatif au jeu de donnée et il y a aussi une échelle optimale pour décrire un jeu
de données. Finalement le phénomène d'étude choisi engendre naturellement une échelle
d'étude.
La plupart des évaluations des terres ont été faites sur des données physiques ou biophysiques
même après le travail de la FAO.
Or la plupart des utilisateurs des terres vont prendre leurs décisions sur la base d’une évaluation
économique.
14
Les études biophysiques sont conduites à une échelle détaillée alors que les prises de décisions
et la politique se jouent à plus petite échelle (Dumanski et al., 1998) ce qui pourrait expliquer
le manque d'intégration des données socio-économiques.
Rossiter (1995) justifient l’importance d’une évaluation des terres économiques par deux
points clés : les caractéristiques des ressources naturelles des terres affectent la valeur
économique et les effets en question peuvent être quantifiés en termes économiques par les
évaluateurs.
Le Système d’Information Géographique (SIG) est un outil qui permet justement de rassembler
différentes sources de données et qui permettrait de combiner biophysique/économique.
Mais comment étendre les données biophysiques au niveau des preneurs de décision sans perdre
l’intégrité et la précision des données ?
c) Hiérarchie et échelle : comment intégrer des données biophysiques et
des données socio-économiques au sein d’une méthode ?
Il est rappelé pour cette partie que la « résolution » est un nombre de pixel par unité de longueur
que peut comporter une image reproduite sur un écran ou une feuille de papier. L'intégration de
bases de données reliées dépend de la résolution de chaque jeu de données. L'agrégation se fait
au niveau du jeu de donnée possédant la résolution la plus petite pour éviter de perdre de
l'information (Dumanski et al., 1998). Cependant, cela fonctionne pour les bases de données
fortement reliées par leur hiérarchie ce qui n'est pas le cas entre des données biophysiques et
socio-économiques.
Dumanski et al. (1998) explique que la hiérarchie est un jeu d’informations ordonnées sur la
base de distinction entre des entités dans un niveau donné. C'est une façon pour l'être humain
d'ordonner la complexité des choses. L'échelle est un ordre successif de niveaux tandis que la
hiérarchie implique une organisation. Ces notions sont illustrées dans la figure 2.
Pour mettre en relation des données biophysiques et socio-économiques, il faut conserver des
hiérarchies séparées mais il faut connaitre le niveau auquel elles sont reliées c'est à dire le niveau
auquel les phénomènes d'intérêt communs sont les plus proches (Stomph et al., 1994).
Dans certaines situations, le lien peut être situé à un autre niveau et dépendant d'autres
phénomènes. De même que l'hétérogénéité dans les données peut sous-entendre que le sujet
doit être étudié à un niveau plus général (Dumanski et al., 1998).
15
Ainsi à chaque échelle d’observation correspondent des sources de données spécifiques
(enquêtes parcellaires, enquêtes d’exploitation, télédétection…) et des méthodes de diagnostic
différentes (bilans par exploitation, analyse spatiale, modèle…).
La situation idéale consisterait à disposer d’une information très détaillée couvrant un vaste
territoire. Or les méthodes appréhendant les détails sont parfois trop exhaustives et celles
pratiquées sur de vastes étendues ne fournissent pas suffisamment de détails.
Le changement d’échelle permet de passer d’un niveau d’organisation à un autre en précisant
les variations qui peuvent exister au sein des différents niveaux. Il faut disposer d’information
pertinente à chaque échelle.
Depuis le rapport de 1976, le principe de l'évaluation des terres de la FAO a été élargi à
différents systèmes comme l’agriculture pluviale, la foresterie, l’agriculture irriguée, le
pâturage extensif toujours par la FAO (1985, 2007).
C’est un gros travail de conceptualisation qui a été utilisé partout à travers le monde (Chinene,
1992 ; AbdelRahman et al., 2016) et qui a aussi inspiré beaucoup d’autres méthodes qui ont
su utiliser par ailleurs l’évolution de la technologie (Burrough, 1989 ; Rossiter, 1990 ;
Bouma, 1993 ; Kalogirou, 2001). Ces méthodes peuvent êtres selon la procédure qu’elles
suivent qui peut être dites qualitatives ou quantitatives.
2. Méthodes qualitatives ou quantitatives ? Cette partie est rédigée d'après De la Rosa et al. (2002) sauf lorsque la référence est précisée.
Figure 2 : Hiérarchie des niveaux et des échelles spatiales en agriculture (d’après
Dumanski et al., 1998).
16
Les données peuvent être de type qualitatif ou quantitatif mais le développement des méthodes
peut lui aussi être qualitatif ou quantitatif.
Une méthode d'évaluation des terres est considérée qualitative dans son développement quand
les valeurs des variables du diagnostic définissent des catégories. Ce sont des systèmes
empiriques, c'est à dire basés sur l'expérience et le jugement intuitif.
La méthode est considérée quantitative quand les valeurs sont combinées mathématiquement.
La méthode intermédiaire entre les deux, celle qui tend à la quantification, est dite semi-
quantitative.
a) Les méthodes qualitatives Toutes les méthodes de classification comme la LCC ou celle de la FAO sont dites qualitatives.
Souvent, pour faire les classes, la méthode du facteur maximum limitant est utilisée. Les
caractéristiques de sol sont sélectionnées comme étant les plus limitantes et ensuite on y définit
des seuils pour séparer les classes comme dans l'exemple ci-dessous Tableau 3.
Avec le développement des technologies, les méthodes systèmes-experts ont aussi fait leur
apparition. Ces méthodes relèvent de l'intelligence artificielle dont le principe est que
l'ordinateur simule les compétences d'un ou plusieurs experts d'un domaine afin de proposer
des solutions à un problème.
Le système fonctionne avec des arbres de décisions dont les nœuds ou les critères de décision
sont entre autre basés sur les caractéristiques des terres. Les classes sont en bout de branche
comme illustrées dans la figure 3.
Tableau 3 : Exemple de la méthode du facteur limitant maximum pour définir les classes
de potentiel des terres (d’après de la Rosa et al., 2002).
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Figure 3 : Arbre de décision formuler pour classer les caractéristiques des terres associées
avec les classes de potentiel des terres (d’après de la Rosa et al., 2002).
Le programme informatique ALES (Automated Land Evaluation System) (Rossiter, 1990)
permet aux évaluateurs de construire leur système expert pour évaluer les terres selon le travail
de la FAO. C’est une structure dans laquelle les évaluateurs peuvent exprimer leurs propres
connaissances.
Le diagnostic participatif est une méthode issue de la FAO (2002) dont le principe est
d'identifier des catégories d'agriculteurs et leurs problème face aux contraintes et aux
potentialités pour la gestion du sol et des éléments nutritif des plantes. La FAO reconnaît que
"tout programme d’amélioration durable de la productivité du sol doit être basé sur l’approche
participative des agriculteurs dans la compréhension et la résolution de leurs problèmes. » Cette
méthode s'applique à l'échelle d'une communauté agricole. Les exploitations sont groupées sous
différents critères pouvant être agro-écologiques, techniques ou socio-économiques. Le
diagnostic analyse conjointement les caractéristiques physiques, techniques et socio-
économiques des communautés par des entretiens avec les agriculteurs.
b) Les méthodes semi-quantitatives Les méthodes paramétriques sont des approches qui traduisent en valeurs numériques des effets
d’un nombre de variable de caractéristique de terre. Les facteurs considérés comme les plus
pertinents sont sélectionnés et une valeur leur est attribuée. Les interactions entre ces facteurs
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sont traduites par une opération mathématique de type addition ou multiplication. Ainsi, on
obtient un index d’une valeur numérique unique.
Un des plus connus dans le système multiplicatif est l’index de Storie (1933) (cité par de la
Rosa et al., 2002) pour noter la productivité du sol dont la formule est:
SIR= A*B*C*X.
A: morphologie du profil
B: texture du sol en surface
C: angle de la pente
X: conditions modifiantes comme profondeur de sol, drainage, alcalinité
Pour les systèmes additifs, soit les nombres sont additionnés soit ils sont soustraits d'un nombre
maximum de 100 pour donner un index final.
D’autres méthodes combinent les deux systèmes. Elles utilisent des processus additifs pour
extraire les taux des facteurs individuels et ensuite les multiplient ensemble pour avoir l’index
final.
Le gros problème méthodologique est dans la pondération et la combinaison des facteurs dans
une seule échelle.
Les systèmes statistiques permettent de prédire le potentiel des terres sélectionnées sur la base
de caractéristiques. Corrélation et régression multiple permettent de voir la contribution relative
des caractéristiques.
Les modèles réseaux de neurones permettent pour l'évaluation des terres de développer des
modèles semi-quantitatifs. Les réseaux de neurones (nécessitant un jeu d’apprentissage) sont
des mécanismes de calculs qui sont capables d’acquérir, de représenter, de calculer une
pondération ou d’associer des éléments d’information multivariées donnant un jeu de données
représentant cette association. Ils peuvent identifier des choses dans les données que les
analyses statistiques pourraient manquer. Ils peuvent prendre tous les types de données en
entrée et ils peuvent manipuler des données complexes.
c) Les méthodes quantitatives La méthode à un facteur exprime mathématiquement l’influence de caractéristiques
individuelles sur la performance de l’utilisation des terres. Ce système fonctionne très bien si
une caractéristique simple a un effet positif ou négatif extrême sur l’utilisation des terres.
Bien qu'ils ne prennent pas en compte les effets combinés de 2 ou plus de caractéristiques, les
valeurs calculées pour quelques caractéristiques pertinentes peuvent être combinées pour
générer un index potentiel.
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Les méthodes dites vague ou flou ("fuzzy") sont celles s'opposant à la méthode traditionnelle
d’évaluation qui suit un système booléen adapté du principe des facteurs limitants maximum.
Sauf que ce système ne prend pas en compte les valeurs étant tout juste extérieur à une classe
donnée.
Le principe est donc que les individus associés strictement à des classes définies obtiennent une
valeur d’appartenance de 1. Les individus tombant en dehors des catégories ont une valeur
comprise entre 0 et 1 dépendamment de leurs degrés d’appartenance à la classe définie. Les
caractéristiques exprimées normalement en classe sont exprimées en grade d’adhésion
dépendant de la valeur de leur caractéristique. Pour joindre les caractéristiques chaque valeur
d'appartenance entre 0 et 1 prend un poids selon son importance déterminée sur la connaissance
experte. Ces méthodes sont soumise aux limites des données et des connaissances tout comme
les autres méthodes.
Les modèles de simulation dynamique décrivent quantitativement des processus biophysiques
comme la production des cultures, les effets de sécheresse, les pertes en nutriment, l'érosion du
sol... Le jeu de données est constitué sur plusieurs années ce qui ajoute une dimension
temporelle à l'évaluation. Le modèle ne prend pas en compte tous les aspects de l'évaluation des
terres mais ce qu'il ne considère pas ne varie pas dans le temps court : relief, fertilité naturelle,
présence de roche...
La limite est que ce type de modèle demande une quantité énorme de données en entrée et qu'il
est par la suite difficile à calibrer.
d) Les méthodes hybrides Le principe est de mettre en relation deux types de modèles: l'un simulant la partie qualitative
et l'autre la partie quantitative.
Un modèle mix peut être obtenu par exemple avec des arbres de décision dont certaines
branches sont basées sur des données qualitatives combinés avec des branches utilisant des
données quantitatives obtenues par simulation.
Cette approche est préférable à uniquement une estimation qualitative bien que toutes les
caractérisations des terres ne peuvent pas être caractérisées par simulation.
Beaucoup d'études comparent les différentes procédures entre elles. Il n'en ressort pas toujours
les mêmes conclusions (Van Lanen et al., 1992 ; Bouma et al., 1993 ; Behzad et al., 2009 ;
Ashraf, 2011 ; Elaalem, 2013).
Ce qui semble faire consensus c'est que le choix de la méthode dépend du type et de la
disponibilité des données et de l'échelle d'analyse. Toutes les méthodes ne sont pas adaptées
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pour tous les cas d'étude. Par exemple la méthode vague ("fuzzy") s'applique bien à l'utilisation
de carte à grande échelle montrant des résultats réalistes (Kalogirou, 2001).
Conclusion
L'évaluation des terres a un champ d’investigation vaste englobant une diversité de vocabulaire
employé posant des difficultés aux gens ne pratiquant pas l'anglais comme une langue
maternelle.
Il existe un grand nombre de méthodes relevant de l’évaluation des terres.
Ces différentes méthodes peuvent être classées selon leurs types de procédure allant du
qualitatif au quantitatif mais aussi en fonction du type de donnée qu’elle traite et de l’échelle à
laquelle elles font une analyse. Ainsi à chaque échelle d’observation correspondent des sources
de données spécifiques (enquêtes parcellaires, enquêtes d’exploitation, télédétection…) et des
méthodes de diagnostic différentes (bilans par exploitation, analyse spatiale, modèle…). Il y
aurait donc un compromis à trouver entre la surface d’étude et la précision attendue par les
résultats.
Le changement d’échelle permet de passer d’un niveau d’organisation à un autre en précisant
les variations qui peuvent exister au sein des différents niveaux. Pour cela, il faut disposer
d’information pertinente à chaque échelle.
D’autres méthodes pouvant être considérées qualitatives comme le diagnostic participatif de la
FAO (2002) existent, mettant la connaissance des fermiers comme données centrales de
l’évaluation du potentiel des terres. Il existe d'autres méthodes utilisant la connaissance des
agriculteurs (Morlon et al., 1990 ; Sicat et al., 2005).
Finalement, ce n’est certainement pas la méthode qui compte mais plutôt l’apport de données
variées et la combinaison de ces données (Kalogirou, 2001). Cependant le choix de la technique
affecte quand même la fiabilité et le champ d’application (Rossiter, 1996).
Les objectifs généraux de l’évaluation doivent être clairement définis avant de choisir une
procédure à suivre. Ainsi, pour évaluer le potentiel des terres à l'échelle de l'exploitation
agricole, plusieurs méthodes pourraient être utilisées, mais particulièrement les méthodes
qualitatives, tout dépend des résultats attendus.
Le challenge pour le futur est d’avoir des méthodes pertinentes face aux problèmes de
l’utilisation des terres. Elles doivent être utilisées par les preneurs de décision. Ainsi, il est
important de savoir à qui on s’adresse et comment les décisions sont prises concernant
l’utilisation des terres.
21
Pour cela, la participation de toutes les parties prenant à la planification de l’utilisation des
terres doit recevoir plus d’attention.
Les méthodes combinant les études biophysiques ainsi que la modélisation spatiale avec des
méthodes participatives doivent être développées dans le but d’incorporer les connaissances
locales et les enjeux environnementaux dans l’évaluation des terres (FAO, 2002).
Les changements dans la nature de la planification sont associés à l'augmentation de
l'implication des non-experts dans les processus de planification et de décision. Cette évolution
se fait en parallèle de l'accessibilité au SIG, aux données satellites, aux données sur les sols…
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