Evaluation de la performance environnementale des scénarios d'aménagement du territoire dans un contexte de changement climatique - Application aux périmètres irrigués

Assessing the environmental performance of land planning scenarios in a context of climate change - Application to irrigated perimeters

• Auteur / Autrice : Nicolas Rogy
• Direction : Arnaud Hélias
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 02/11/2020
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ITAP - Technologies & méthodes pour les agricultures de demain

Mots clés

Mots clés libres

ACV-Territoriale

Adaptation

Changement climatique

Modèle biophysique

Agriculture

Irrigation

Territorial-LCA

Adaptation

Climate change

Biophysical model

Agriculture

Irrigation

Résumé

L'analyse du cycle de vie territoriale (ACV-T) est une adaptation du cadre conventionnel de l'ACV, qui permet d'évaluer la performance environnementale d'un territoire et d'un scénario d'aménagement associé, tout en tenant compte de sa multifonctionnalité. Dans ce but, des métriques d'éco-efficacité, i.e. ratios des services fournis par le territoire divisés par ses impacts environnementaux, sont calculés. À ce jour, ce concept reste théorique et n'a pas d'applications pratiques. En outre, l'ACV-T est une approche statique, c'est-à-dire que les éco-efficacités des scénarios sont évaluées pour une année donnée sans tenir compte des perturbations potentielles. Cependant, les changements environnementaux tels que le changement climatique peuvent affecter la performance environnementale d'un système au fil du temps. La principale question de recherche de cette thèse est donc la suivante : Dans quelle mesure le changement climatique affecte-t-il la performance environnementale des scénarios d'aménagement à long terme pour les territoires agricoles ? Dans un premier temps, l'adéquation du cadre de l'ACV-T et du concept d'éco-efficacité pour comparer la performance environnementale des scénarios d'aménagement est analysée à travers une étude de cas comparant des scénarios irrigués et pluviaux. Deuxièmement, des développements méthodologiques sont proposés pour prendre en compte les effets du changement climatique sur la performance environnementale des scénarios d'aménagement. Le cœur de l'approche méthodologique est basé sur un couplage entre des modèles biophysiques, c'est-à-dire un modèle de culture et un modèle hydrologique, et l'ACV-T. Les développements méthodologiques sont appliqués à des territoires agricoles pour évaluer la performance environnementale de scénarios d'aménagement avec ou sans irrigation dans des contextes territoriaux contrastés. Enfin, une méthodologie basée sur le plan d'expérience a été construite pour explorer comment la performance environnementale d'un territoire peut être maintenue dans le temps dans un contexte de changement climatique, en fonction des cultures et de la présence ou de l'absence d'irrigation. Les principaux résultats soulignent l'importance de la prise en compte du changement climatique dans l'évaluation de la performance environnementale des scénarios d'aménagement des territoires agricoles. Enfin, l'intérêt et l'applicabilité des développements sont particulièrement importants pour identifier des scénarios d'aménagement "sans regret" sur le long terme.

Territorial Life Cycle Assessment (T-LCA) is an adaptation of the conventional LCA framework, allowing to assess the environmental performance of a territory and an associated land planning scenario while considering its multifunctionality. For that purpose, eco-efficiency metrics, i.e. ratios of the services provided by the territory divided by its environmental impacts, are computed. To date, this concept remains theoretical, with no practical applications. In addition, T-LCA is a static approach, i.e. the scenario eco-efficiencies are assessed for a given year without considering potential disruptions. However, environmental changes such as climate change can affect the environmental performance of a system over time. The question of this PhD thesis is therefore: To what extent does climate change affect the environmental performance of long-term land planning scenarios for agricultural territories? At first, the adequacy of the T-LCA framework and the concept of eco-efficiency for comparing the environmental performance of land planning scenarios is analyzed through a case study comparing irrigated and rainfed scenarios. Second, methodological developments are proposed to consider the effects of climate change on the environmental performance of land planning scenarios. The core of the methodological approach is based on a coupling between biophysical models, i.e. a crop model and a hydrological model, and T-LCA. The methodological developments are applied on agricultural territories to assess the environmental performance of land planning scenarios with or without irrigation in contrasted territorial contexts. Finally, a methodology based on the design of experiment was built to explore how the environmental performance of a territory can be maintained over time in a climate change context, according to the crops cultivated and the presence or absence of irrigation. The main results highlight the importance of considering climate change when assessing the environmental performance of agricultural land planning scenarios. At the end, the interest and applicability of the developments are particularly important to identify “no-regrets” land planning scenarios over the long term.