Modélisation d’événements climatiques extrêmes sur les productions agricoles à horizon 2050 : Application à la gestion économique du risque

Modelling extreme climate events on crop productions in 2050 : Application for the economic risk management

• Auteur / Autrice : Dorothée Kapsambelis
• Direction : Jean Cordier, David Moncoulon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques et sciences de gestion
• Date : Soutenance le 12/07/2022
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences économiques et sciences de gestion (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etudes et de Recherches en Economie sur les Structures et Marchés Agricoles, Ressources et Territoires
• Jury : Président / Présidente : Aude Ridier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nina Graveline
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Christophe Calvet, Geoffroy Enjolras

Mots clés

Mots clés libres

Risques extrêmes systémiques

Modélisation

Horizon 2050

Changement climatique

Gestion des risques

Extreme droughts and excess of water

Modelling

2050

Climate change

Risk management

Résumé

Les productions végétales sont très fortement exposées aux aléas climatiques. En France, depuis 2016, les pertes enregistrées par les agriculteurs ont atteint chaque année des niveaux qui n’étaient jusqu’à présent que rarement enregistrés. Est-ce que ces catastrophes en chaines sont directement liées au changement climatique ? Si tel est le cas, comment une agriculture déjà fragilisée par des coûts de production élevés et des marges toujours plus faibles peut y faire face ? Cette thèse vise à apporter des éléments tangibles sur cette problématique. La thèse se concentre sur les céréales à paille et les prairies. La méthodologie porte sur la conception d’un modèle d’impact des événements extrêmes de sécheresse et d’excès d’eau sur les pertes de récoltes, intégrant leur projection à horizon 2050. Il s’agit dans un premier temps de développer un nouvel indice climatique, le DOWKI, caractérisant ces événements climatiques extrêmes à une résolution de 8 x 8 km sur la France métropolitaine. La corrélation entre cet indice et les pertes de récoltes historiques issues d’AGRESTE a permis de construire un modèle de dommages. Enfin, le couplage des données climatiques prospectives issues d’ARPEGE-Climat pour le scénario RCP 8.5 du GIEC a été mis en place pour évaluer les conséquences de ces événements extrêmes, toutes choses égales par ailleurs, à horizon 2050. Les résultats de cette étude montrent l’impact très significatif de l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des sécheresses extrêmes en 2050. Pour les excès d’eau, l’impact n’est pas significatif : ces événements n’évoluent pas dans le futur. L’évolution des sécheresses a un impact différent sur les céréales à paille et sur les prairies. Sur les premières, une sécheresse extrême est caractérisée par un grand nombre d’agriculteurs touchés pour des pertes de récolte modérées, on peut le caractériser de risque « horizontal ». Sur les prairies, a contrario, les agriculteurs touchés sont nombreux mais les pertes peuvent atteindre des niveaux beaucoup plus élevés. On peut considérer ces risques comme à la fois « horizontaux et verticaux ». Les systèmes de gestion des risques doivent être adaptés à ces différents profils de risques. Dans le système proposé par le député Descrozaille et adopté en 2022, le profil de risque « horizontal » sera surtout pris en charge par l’assurance. Les pertes extrêmes, dont la fréquence va augmenter, devront faire appel à une mutualisation internationale. Les pertes « horizontales et verticales », comme les prairies, vont clairement poser la question du provisionnement du Fond Public. L’ère des nouvelles technologies doit permettre un partage de l’information sur la nature du risque et ses conséquences à l’ensemble des acteurs de la gestion du risque de manière à mettre en place des stratégies adaptées au changement climatique. La gestion du risque doit prendre en compte l’adaptation au changement climatique à l’échelle individuelle de l’exploitation agricole pour permettre à l’agriculture française d’évoluer dans le bon sens, avec le défi du changement climatique.

Agricultural crops are highly exposed to climate hazards. Since 2016, agricultural losses in France have reached levels that, until then, had seldom been reported. Is this sequence of catastrophes directly linked to climate change? If so, how can the agricultural sector face these events while it is already being undermined by rising production costs and decreasing benefits? The present thesis aims to contribute to the reflection on this topic with tangible answers, using two examples (soft wheat and winter barley) for winter cereals on the one hand and grasslands on the other hand. A model for the impacts of extreme drought and excess water events on crop yield losses was designed, and yields losses were projected in 2050. The first step was the development of a new climate index, called DOWKI, which characterizes these extreme weather events on an 8 x 8 km grid on mainland France. The correlation between this index and past observed yield losses from the AGRESTE database enabled the design of a damage model. Finally, prospective climate data from the ARPEGE-Climat model for IPCC scenario RCP 8.5 was plugged into the model to assess the consequences, other things being equal, of these extreme events in 2050. The results show the highly significant impact of the increase in frequency and in intensity of droughts in 2050. As for excess water events, there is no notable impact: these events do not evolve in the future. The evolution of droughts affects winter cereals and grasslands in different manners. On winter cereals, extreme drought events cause moderate crop yield losses to a large number of farmers. As for grasslands, fewer farmers are affected, but their losses can reach much higher levels. These risks can be considered as being “horizontal and vertical” at the same time. Risk management systems must be adapted to these various risk profiles. In the system proposed by Deputy Descrozaille and adopted in 2022, the “horizontal” risk profile will mostly be borne by the insurance market. Extreme losses, the frequency of which will increase, will have to resort to international reinsurance in order to be mutualized. “Horizontal and vertical” losses, such as those affecting grasslands, will clearly challenge how the Public Fund provisions so that it can face significant losses. New technologies must enable the sharing of information about the nature of risks and their consequences between all the entities involved in risk management so that strategies adapted to climate change can be rolled out. Risk management must take into account the adaptation of single farms to climate change so that the French agriculture can evolve in the right direction, along with the challenges posed by climate change.