Modéliser le fonctionnement d'exploitations agricoles de polyculture élevage pour une démarche de conseil. Cas de la zone cotonnière de l'ouest du Burkina Faso

CederomInternational audienceCette communication vise à montrer l'intérêt d'une méthode de conseil pour le pilotage stratégique des exploitations agricoles, en cours d'élaboration dans l'Ouest du Burkina Faso. Cette méthode s'appuie sur la modélisation du fonctionnement technico-économique des exploitations. La communication présente la structure du modèle en sept modules : ressources de l'exploitation, système de culture, système d'élevage, ration, production de fumure organique, fertilisation, économie de l'exploitation. Elle montre ensuite comment il peut être utilisé pour évaluer des scénarios d'évolution au sein d'une exploitation : réduction de la surface en coton, intégration d'une sole fourragère et d'un atelier d'embouche bovine. La situation initiale de l'exploitation est comparée aux scénarios en termes économiques (bilan vivrier, revenu, etc.) et techniques (bilan minéral partiel, disponibilité en fumure organique). La dernière partie de la communication permet de discuter des perspectives d'utilisation du modèle dans une démarche expérimentale de conseil transférable à moyen terme à des conseillers agricoles

Extraction de connaissances agronomiques par fouille des voisinages entre occupations du sol

National audienceNous modélisons la dynamique d'organisation spatiale et temporelle des paysages agricoles en articulant les échelles de l'exploitation agricole et du paysage. Nous développons une approche combinant deux méthodes : la modélisation des règles de décisions d'agriculteurs obtenues par enquêtes d'une part et, d'autre part, la modélisation de régularités stochastiques sur les proximités des occupations du so

L'élevage, un atout pour le développement durable des territoires dans les régions de polyculture-élevage

Comment l’élevage peut-il contribuer au développement durable des territoires en région de polyculture-élevage ? A l’inverse, les objectifs de développement rural peuvent-ils conforter la durabilité de l’élevage dans ces situations ? Notre réflexion est fondée sur des recherches interdisciplinaires sur l’agriculture et l’environnement dans différentes régions françaises (Coteaux de Gascogne, Plaine de Niort, Bretagne, Pays de Caux et Lorraine). Nos recherches appréhendent les relations entre transformations des activités agricoles et changements de l’utilisation des terres en lien avec les services écosystémiques. Ces questions exigent d’aborder de multiples dimensions de la gestion de l’espace et des ressources naturelles par l’élevage. Nos résultats illustrent la complexité et l’imbrication des questions de gestion de l’espace, de la parcelle au paysage, soulevées par le développement durable de l’élevage en milieu de polyculture-élevage. Au niveau de l’exploitation, ils éclairent les stratégies décisionnelles des agriculteurs. Au niveau du tissu d’exploitations, ils soulignent l’importance des relations et des échanges entre exploitations. L’expérimentation de systèmes innovants contribue à évaluer la compatibilité des enjeux territoriaux et de durabilité des exploitations. Enfin, nous proposons des pistes de recherche et d’actions pour conforter la contribution de l’élevage au développement durable des territoires ruraux

Modelling regional land use: articulating the farm and the regional levels by combining farmers' decision rules and regional stochastic regularities

absen

Crop-livestock interfaces established through adaptations of farmers' practices over the short and long term

Since the 1960s, there has been a global trend toward specializing and intensifying farming systems in order to produce more. However, several authors (Hendrickson et al., 2008; Griffon, 2009; Russelle et al., 2007; Wilkins, 2008) have denounced agricultural development based on these systems, citing such negative impacts as the excessive build-up of nutrients in soil and water, economic dependency on product prices and a decrease in biodiversity. Conversely, integrated crop-livestock farming systems (CLFS), which combine crop production with animal husbandry (Russelle et al., 2007, Hendrickson et al., 2008), are now being reconsidered as a means of improving farm and land sustainability (Herrero et al., 2010). CLFS systems improve nutrient cycles (via exchanges of manure and straw) and are a source of economies of scope (Vermersch, 2007). They have the potential to bring about diversification in cropping plans, crop rotations and crop and grassland locations (Bonny,2011). This double nature of diversity (of agricultural activities, of resources for production)can be seen from the adaptive capacity point of view (Milestad et al., 2012), i.e. as a source of the farming systems’ flexibility

Interrelations cultures-élevage dans les systèmes de polyculture élevage : Quelles capacités adaptatives à différents pas de temps pour accroître l’autonomie fourragère?

Les systèmes de polyculture -élevage font l’objet d’une nouvelle reconnaissance à l’échelle internationale en termes de durabilité des exploitations et des paysages; pourtant, ils continuent de diminuer en France. Notre question de recherche concerne les changements mis en œuvre par les agriculteurs pour accroître la durabilité de leur exploitation et suppose l’observation des interrelations entre cultures et élevage, qui joue ont un grand rôle sur les bénéfices obtenus. En mobilisant le cadre d’analyse des capacités adaptatives à différentes échelles de temps des systèmes d’élevage, nous mettons en évidence différentes modalités d’interrelations entre cultures et élevage. Sur le long terme, nous constatons les effets opposés des différentes politiques publiques, notamment européennes, sur les systèmes de polyculture élevage. A moyen terme, les transitions réalisées par les agriculteurs renvoient à une plus grande finesse de la gestion à réaliser, faisant parfois appel à un référentiel de pensée différent. A moyen et court terme, les agriculteurs jouent sur la flexibilité de leur système pour qu’il s’adapte à des circonstances nouvelles de manière appropriée

Les interrelations entre cultures et élevage dans les systèmes de polyculture-élevage : quelles capacités adaptatives à différents pas de temps?

Les tendances à la spécialisation et à l’intensification des exploitations agricoles dans le but de produire toujours davantage sont observées depuis les années 60. Pourtant, ces systèmes spécialisés sont dénoncés par de nombreux auteurs (Russelle et al., 2007) pour des raisons environnementales ou économiques et les systèmes de polyculture- élevage font l'objet d'une nouvelle reconnaissance en termes de durabilité des exploitations et des paysages (Herrero et al., 2010) : échanges pailles - fumier, économies de gammes sont notamment bénéfiques pour les systèmes et le milieu

Combining farmers' decision rules and landscape stochastic regularities for landscape modelling

International audienceLandscape spatial organization (LSO) strongly impacts many environmental issues. Modelling agricultural landscapes and describing meaningful landscape patterns are thus regarded as key-issues for designing sustainable landscapes. Agricultural landscapes are mostly designed by farmers. Their decisions dealing with crop choices and crop allocation to land can be generic and result in landscape regularities, which determine LSO. This paper comes within the emerging discipline called "landscape agronomy", aiming at studying the organization of farming practices at the landscape scale. We here aim at articulating the farm and the landscape scales for landscape modelling. To do so, we develop an original approach consisting in the combination of two methods used separately so far: the identification of explicit farmer decision rules through on-farm surveys methods and the identification of landscape stochastic regularities through data-mining. We applied this approach to the Niort plain landscape in France. Results show that generic farmer decision rules dealing with sunflower or maize area and location within landscapes are consistent with spatiotemporal regularities identified at the landscape scale. It results in a segmentation of the landscape, based on both its spatial and temporal organization and partly explained by generic farmer decision rules. This consistency between results points out that the two modelling methods aid one another for land-use modelling at landscape scale and for understanding the driving forces of its spatial organization. Despite some remaining challenges, our study in landscape agronomy accounts for both spatial and temporal dimensions of crop allocation: it allows the drawing of new spatial patterns coherent with land-use dynamics at the landscape scale, which improves the links to the scale of ecological processes and therefore contributes to landscape ecology.L'organisation du paysage influe sur les problèmes environnementaux. Modéliser les paysages pour les décrire à l'aide de formes significatives est une étage clé. Les paysages agricoles sont principalement construits par les agriculteurs dont les décision d'assolement peuvent être génériques et déterminer des régularités dans l'organisation du paysage. Cet article contribue à l'agronomie des paysage qui est une discipline émergente. Nous cherchons à articuler les échelles du paysage et de l'exploitation agricole en développant deux méthodes : l'une consiste à identifier les décisions des agriculteurs par le bais d'enquêtes, l'autre consiste à retrouver des régularités stochastiques dans le paysage par le bais de fouille de données. Nous avons appliqué cette approche au paysage de la plaine de Niort en France. Les résultats montrent que les décisions des agriculteurs en matière de tournesol et maïs sont génériques et ont des effets sur le paysages que des méthodes de fouille de données révèlent et quantifient

Modélisation des décisions d'assolement des agriculteurs et de l'organisation spatiale des cultures dans les territoires de polyculture-élevage

Face aux enjeux de conciliation entre production agricole et protection des écosystèmes, l'organisation spatiale et temporelle des cultures à l'échelle des paysages peut être un levier d'action privilégié. Les décisions d'assolement que prennent les agriculteurs au niveau de leurs exploitations individuelles sont un des moteurs de cette organisation. L'objectif général de cette thèse était d'étudier en quoi la modélisation des décisions d'assolement dans leurs dimensions spatiale et temporelle au niveau de l'exploitation permet de rendre compte de l'organisation spatiale des cultures au niveau du paysage. Dans la plaine de Niort (Poitou-Charentes), nous avons tout d'abord identifié (i) des régularités d'organisation des cultures au niveau paysage et (ii) des règles de décisions d'agriculteurs au niveau exploitation. La comparaison de ces deux éléments a confirmé que les régularités d'organisation spatiale et temporelle des cultures pouvaient relever de décisions qui étaient communes entre agriculteurs. A partir d'enquêtes dans 12 exploitations, nous avons ensuite construit le modèle DYSPALLOC. Ce modèle conceptuel permet de simuler l'organisation spatiale des cultures d'une année à l'autre à l'échelle de l'exploitation, via la représentation spatiale et temporelle des décisions de planification d'assolement. Applicable aux exploitations de grandes cultures et de polyculture-élevage, ce modèle a en outre permis d'expliciter les règles de délimitation des parcelles au sein des EA. Nous avons défini trois types de parcelles en fonction de leurs limites : îlots élémentaires, parcelles fixes et parcelles temporaires. L'évaluation du modèle a montré que l'allocation des cultures simulée était correcte dans 83% des parcelles. Une expérimentation virtuelle a de plus permis de valider les concepts de parcelles fixes et parcelles temporaires. Enfin, nous avons utilisé le modèle à l'échelle d'un paysage composé d'exploitations, avec des données d'entrée construites à partir de bases de données spatialisées. Nous avons montré que l'organisation spatiale des cultures simulée à partir de la prise en compte des décisions d'assolement était plus proche de l'organisation réelle observée, que ne l'était l'organisation simulée aléatoirement, même en intégrant des contraintes agronomiques. Ce travail pourrait donc contribuer à favoriser la coordination des décisions d'assolement individuelles des agriculteurs pour générer des organisations spatiales de cultures favorables au fonctionnement des écosystèmes à l'échelle des paysages agricoles.In order to conciliate agricultural production and ecosystem protection, managing the spatial and temporal organization of crops at the landscape level could be an interesting option. Decisions farmers make for their cropping plan at the farm level are among the underlying controlling factors of this organization. The main aim of this thesis was to analyse how the modelling of farmer cropping plan decisions in their spatial and temporal dimensions could explain the spatial crop organization at the landscape level. In the Niort plain (Poitou-Charentes region), we first identified (i) landscape regularities in crop organization and (ii) farmer decision rules at the farm level. The comparison of these two elements confirmed that regularities in spatial and temporal crop organization could be explained by generic farmer decisions. Based on 12 on-farm surveys, we then built the DYSPALLOC model. This conceptual model can simulate the spatial crop organization from one year to another at the farm level, through the spatial and temporal representation of the farmer cropping plan decision process. This model, suitable for both arable and mixed crop-livestock farms, gave the possibility to specify the rules for defining plot limits inside the farming territory. We defined three types of plots based on their boubdaries: elementary islets, permanent plots and temporary plots. The evaluation of the model showed an 83% rate of success in the crop allocation to plots. A virtual experimentation also validated the concepts of permanent and temporary plots. We finally used the model at the level of a landscape composed of several farms, using input data built on the basis of spatial data-bases. We demonstrated that the spatial crop organization was closer to the real one when simulated taking farmer cropping plan decisions into account than when simulated randomly, even when introducing agronomic constraints. This work could thus support the coordination of individual farmer cropping plan decisions at the landscape level for building spatial crop organization favourable to ecosystem services.PARIS-AgroParisTech Centre Paris (751052302) / SudocSudocFranceF

Modélisation des décisions d'assolement des agriculteurs et de l'organisation spatiale des cultures dans les territoires de polyculture-élevage

In order to conciliate agricultural production and ecosystem protection, managing the spatial and temporal organization of crops at the landscape level could be an interesting option. Decisions farmers make for their cropping plan at the farm level are among the underlying controlling factors of this organization. The main aim of this thesis was to analyse how the modelling of farmer cropping plan decisions in their spatial and temporal dimensions could explain the spatial crop organization at the landscape level. In the Niort plain (Poitou-Charentes region), we first identified (i) landscape regularities in crop organization and (ii) farmer decision rules at the farm level. The comparison of these two elements confirmed that regularities in spatial and temporal crop organization could be explained by generic farmer decisions. Based on 12 on-farm surveys, we then built the DYSPALLOC model. This conceptual model can simulate the spatial crop organization from one year to another at the farm level, through the spatial and temporal representation of the farmer cropping plan decision process. This model, suitable for both arable and mixed crop-livestock farms, gave the possibility to specify the rules for defining plot limits inside the farming territory. We defined three types of plots based on their boubdaries: elementary islets, permanent plots and temporary plots. The evaluation of the model showed an 83% rate of success in the crop allocation to plots. A virtual experimentation also validated the concepts of permanent and temporary plots. We finally used the model at the level of a landscape composed of several farms, using input data built on the basis of spatial data-bases. We demonstrated that the spatial crop organization was closer to the real one when simulated taking farmer cropping plan decisions into account than when simulated randomly, even when introducing agronomic constraints. This work could thus support the coordination of individual farmer cropping plan decisions at the landscape level for building spatial crop organization favourable to ecosystem services.Face aux enjeux de conciliation entre production agricole et protection des écosystèmes, l'organisation spatiale et temporelle des cultures à l'échelle des paysages peut être un levier d'action privilégié. Les décisions d'assolement que prennent les agriculteurs au niveau de leurs exploitations individuelles sont un des moteurs de cette organisation. L'objectif général de cette thèse était d'étudier en quoi la modélisation des décisions d'assolement dans leurs dimensions spatiale et temporelle au niveau de l'exploitation permet de rendre compte de l'organisation spatiale des cultures au niveau du paysage. Dans la plaine de Niort (Poitou-Charentes), nous avons tout d'abord identifié (i) des régularités d'organisation des cultures au niveau paysage et (ii) des règles de décisions d'agriculteurs au niveau exploitation. La comparaison de ces deux éléments a confirmé que les régularités d'organisation spatiale et temporelle des cultures pouvaient relever de décisions qui étaient communes entre agriculteurs. A partir d'enquêtes dans 12 exploitations, nous avons ensuite construit le modèle DYSPALLOC. Ce modèle conceptuel permet de simuler l'organisation spatiale des cultures d'une année à l'autre à l'échelle de l'exploitation, via la représentation spatiale et temporelle des décisions de planification d'assolement. Applicable aux exploitations de grandes cultures et de polyculture-élevage, ce modèle a en outre permis d'expliciter les règles de délimitation des parcelles au sein des EA. Nous avons défini trois types de parcelles en fonction de leurs limites : îlots élémentaires, parcelles fixes et parcelles temporaires. L'évaluation du modèle a montré que l'allocation des cultures simulée était correcte dans 83% des parcelles. Une expérimentation virtuelle a de plus permis de valider les concepts de parcelles fixes et parcelles temporaires. Enfin, nous avons utilisé le modèle à l'échelle d'un paysage composé d'exploitations, avec des données d'entrée construites à partir de bases de données spatialisées. Nous avons montré que l'organisation spatiale des cultures simulée à partir de la prise en compte des décisions d'assolement était plus proche de l'organisation réelle observée, que ne l'était l'organisation simulée aléatoirement, même en intégrant des contraintes agronomiques. Ce travail pourrait donc contribuer à favoriser la coordination des décisions d'assolement individuelles des agriculteurs pour générer des organisations spatiales de cultures favorables au fonctionnement des écosystèmes à l'échelle des paysages agricoles