B. Lacroix (ARVALIS) JE. Bergez (INRA UMR AGIR) UMT Eau Outils et méthodes pour la gestion quantitative de l’eau : du bloc d’irrigation au collectif d’irrigants B. Lacroix (ARVALIS) JE. Bergez (INRA UMR AGIR) Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Au cas ou personne n’y aurait songé ! Eau : forte évolution des contextes pour les systèmes irrigués de grande culture Évolution économique : PAC 2007- 2012, découplage total et baisse des aides Volatilité des prix des produits et des intrants Augmentation du prix de l’eau Gestion de la ressource de plus en plus encadrée : Directive cadre européenne EAU et Loi sur l’eau Mise en place de la gestion collective, des volumes prélevables parfois à la baisse Sécheresses « fréquentes » Perspective du Changement Climatique Demande sociétale Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Complexité spatio-temporelle Différentes échelles d’espace et de temps pour les décisions de gestion de l’eau prises par des acteurs partageant une ressource limitée         Territoire, BV Filières Exploitation agricole îlot d ’irrigation Parcelle Collectif d’irrigants Gestionnaire de la ressource Sole irrigable Agriculteur Pouvoirs publics Autres usagers Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Adaptations des systèmes irrigués de grande culture Contexte scientifique Développement & Recherche Adaptations des systèmes irrigués de grande culture Développer des méthodes et des outils pour évaluer – comparer – concevoir de nouvelles manières de produire (Integrated Assessment Modeling – Toth, 2003) Rapprocher le développement d’outils des utilisateurs (Mc Cown, 2002) Ingénierie agroécologique (Hengsdijk et van Ittersum, 2003) Champ thématique 1 du département EA – INRA : Agronomie systémique et bases biophysiques de la gestion des écosystèmes cultivés Questions des professionnels, des filières, de la recherche, des gestionnaires de la ressource en eau, des pouvoirs publics : Adaptation des exploitations irriguées de grande culture aux évolutions de contextes : assolements, marges, renouvellement du matériel, stratégies d’irrigation … Adaptation des structures collectives d’irrigation Evolution des besoins de ressources en eau pour l’irrigation Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Trois objectifs généraux 1. Acquisition et diffusion de connaissances Sur les systèmes irrigables pilotés ; Méthodologie modélisation bio-décisionnelle ; outils et méthodes pour la gestion de l’eau à différentes échelles et pour améliorer l’efficience de l’eau 2. Interactions entre partenaires Animation scientifique sur la gestion quantitative de l’eau sur le pôle toulousain et visibilité au niveau national Meilleur transfert entre recherche, instituts techniques et développement Apporter aux acteurs de la gestion de l’eau des outils et méthodes utilisables pour leurs métiers. Concevoir et proposer des cycles de formations sur la gestion durable de l’eau 3. Répondre ensemble à de nouveaux programmes de R&D Sur la gestion intégrée de l’eau à l’échelle du territoire Sur l’impact du changement climatique Sur l’observation de l’évolution des pratiques Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Quelques dimensions de l’UMT-Eau Des compétences variées dans une structure fédératrice Quelques dimensions de l’UMT-Eau 3 Partenaires - 8 équipes - 7,4 équivalents temps plein ARVALIS (4,35 etp) CETIOM (0,7 etp) INRA (2,35 etp) Agrophysiologie, Agronomie systémique, Modélisation biophysique et décisionnelle, Intelligence artificielle, Statistiques, Sciences Economiques et Sociales Durée : 4 ans : octobre 2007 – septembre 2011 Labellisée par la DGER du Ministère de l’Agriculture Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Fonctionnement de la sole irrigable Action 1 Analyser et modéliser le fonctionnement du système sole irrigable au sein de l’exploitation agricole Fonctionnement de la sole irrigable Aide au choix d’assolement et à l’affectation de la ressource aux cultures Stratégie de conduite de l’irrigation inter-espèces ► Liens privilégiés avec RECORD Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Mise à jour de LORA pour une utilisation en participatif avec des agriculteurs Logiciel Optimisant la Recherche d’Assolement plus grande souplesse d’utilisation : environnement de saisie sous Windows extraction des résultats, visualisation sur EXCEL mise en ligne sur serveur Mise à jour du paramétrage des fonctions de production eau : blé, maïs, sorgho, tournesol bases de données régionalisées par bassin de production Validation sur les besoins en eau des cultures et les rendements en Midi-Pyrénées et Poitou-Charentes Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Thèse: Aide au choix d’assolement et de conduite de culture en environnement incertain par modèles dynamiques de simulation Jérôme DURY: Novembre 2008 – Décembre 2011 – INRA/ARVALIS/CETIOM Aide au choix d’ assolement et de conduite de culture Proposer un modèle conceptuel d’assolement (description et gestion des parcelles, intégration et dépendance des parcelles dans une sole) Représentation des contraintes intervenant dans le choix d'assolements (aspect dynamique, contraintes de ressources, matérielles, agronomiques...) … en environnement incertain … Prise en compte du risque prix Du risque climat Du risque sur l’accès à la ressource en eau … par modèles dynamiques de simulation Démarche de méta-modélisation en agronomie systémique (intégration de modèles biodécisionnels et biophysiques génériques) Evaluation et optimisation multicritère (économique, risque, environnementaux) Implémentation dans la plateforme Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Maïs : amélioration des stratégies Action 2 Elaborer des stratégies de conduite de l’irrigation par culture dans différents contextes de ressource en eau : couplage modèle décisionnel et modèle biophysique Maïs : amélioration des stratégies Blé dur et autres céréales à paille : stratégie d’apport d’eau et d’azote pour la qualité Pomme de terre et tournesol : étendre la démarche à des cultures disposant de modèles biophysiques spécifiques Soja et sorgho : état des lieux des références et des modèles Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Une démarche générique Modèle décisionnel Représentation simplifiée des décisions de conduite de l’irrigation Règles de décisions si Indicateur <> seuil, alors action Enquêtes Outil informatique de simulation Bio-décisionnel : simulation de stratégies de conduite de l’irrigation sur une série climatique : évaluation des performances : - Eau consommée - RDT - marge Outil pratique de conduite de l’irrigation adapté à chaque contexte proposé aux irrigants indicateurs Actions jour Modèle biophysique de la culture : Représente le développement, la croissance, le fonctionnement hydrique, l’élaboration du RDT Paramétrage, données d’entrée, validité, Qualité prédictive Evaluation des performances par contexte par stratégie de conduite Expéri- -mentation Bases de données Optimisateur : recherche des meilleures stratégies Connais- -sances Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Maïs : Culture modèle Outil bio-décisionnel : MODERATO U = MOUSTICS Test de méthodes d’optimisation : MOUSTICS P2β, Algorithme génétique Comparaison d’approches: « Règles de décision » vs « Calendrier », ou comment créer le lien entre les démarches des économistes et les démarches de l’intelligence artificielle Proposition de stratégies de conduite en volume limitant Avec indicateurs stades et déficit hydrique du sol Introduction d’une modulation en cours de campagne avec l’indicateur volume restant Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Des modèles de culture sans modèle de décision: développement et couplage Blé dur STICS Thèse: « Conception d’un modèle bio-décisionnel de gestion conjointe de la fertilisation azotée et de l’irrigation du blé dur » Base de données Méth. d’optimisation Nouveaux formalismes Modèle de décision Tournesol SunFlo (UMT Tournesol) Modèle de décision Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Partenaires : CRAMP, CA 31, 32, 65, CACG, CEMAGREF Action 3 Connaître, améliorer et proposer des éléments prospectifs pour la gestion quantitative de l’eau au sein de collectifs d’irrigants de Midi-Pyrénées Partenaires : CRAMP, CA 31, 32, 65, CACG, CEMAGREF Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Avec 3 collectifs d’irrigants Contextes hydrauliques : ressources limitées et parfois restrictives Gers : Système Neste Haute-Garonne : vallée de Garonne Hautes-Pyrénées : rivière réalimentée Arros Des contextes pédoclimatiques variés : boulbènes alluvions et sols de coteaux Différents volets Connaissance des exploitations Connaissance de la ressource Connaissance des stratégies d’irrigation Optimisation de stratégies Connaissance des efficiences Communication Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

Liens avec d’autres projets Groupes transversaux Optimisation Bases de données Enquêtes Assolement Modèles-Outils Liens avec d’autres projets UMT Tournesol CETIOM INRA Toulouse RMT Modélisation RMT Systèmes de Cultures innovants ADD APPEAU CASDAR Gestion durable des ressources en eau APCA – ACTA (2008-2009) RECORD EauSage GIS GC HP2E ? Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010

U Merci de voTre attEntion A Séminaire GIS GC HP2E 14/06/2010