Irriguer pour s'adapter au changement climatique et sécuriser la production alimentaire

60 % de la production alimentaire mondiale reposent aujourd'hui sur l'agriculture pluviale. Face au changement climatique qui modifie les régimes de précipitations et les températures, l'irrigation constitue une mesure d'adaptation efficace, si elle est utilisée de manière durable (non épuisement des ressources souterraines et de surface). Dans un article publié en novembre dans la revue PNAS, des chercheurs s'intéressent aux impacts potentiels du changement climatique sur la demande en eau d'irrigation, sa disponibilité, et quantifient la possible extension de l'irrigation, dans un scénario de référence (considérant la période 1996-2005) et dans le cas où les températures globales augmenteraient de 3°C par rapport au scénario de référence.

Leur approche comporte plusieurs étapes : i) l'identification des terres cultivées touchées par les pénuries d'eau de pluie, ii) l'estimation des besoins en eau d'irrigation et le relevé des zones de cultures pluviales à irriguer si les températures augmentaient, la cartographie iii) des régions agricoles où les eaux de surface et souterraines pourraient suffire à irriguer si des infrastructures légères étaient construites (ex. petits bassins de rétention) et iv) de celles nécessitant des infrastructures plus lourdes (ex. barrages), enfin v) l'estimation des surfaces irriguées, des volumes d'eau et du nombre de personnes qui pourraient être approvisionnées dans chaque scénario.

Les auteurs montrent que 86 % des terres cultivées (800 Mha) sont menacés par la rareté de l'eau de pluie dans le scénario de référence, et 93,5 % dans un climat 3°C plus chaud (870 Mha). Cette différence de 70 Mha nourrirait plus de 700 millions de personnes.

Cartographie des systèmes culturaux non irrigués qui seront menacés par la rareté des eaux de pluie

Source : PNAS

Lecture : les terres cultivées menacées par la rareté de l'eau de pluie dans le scénario de référence sont en gris. Les terres cultivées additionnelles menacées par la rareté de l'eau de pluie si les températures augmentaient de 3°C sont en rouge. Les zones en vert ne sont pas menacées tandis que celles en marron sont déjà irriguées.

Dans ces conditions, le recours à des infrastructures de stockage légères permettrait d'irriguer durablement 140 Mha de plus dans le scénario de référence, mais seulement 53 Mha supplémentaires dans un climat 3°C plus chaud (figure ci-dessous). Dans ce scénario, l'usage d'infrastructures de stockage plus lourdes permettrait d'étendre les surfaces irriguées de 281 Mha, pour un approvisionnement d'un milliard de personnes en plus. Selon les auteurs, les zones à fort potentiel pour étendre les surfaces irriguées se situent en Europe de l'Est, en Asie centrale, en Afrique sub-saharienne et en Amérique latine.

Potentiel d'expansion durable des surfaces irriguées au niveau mondial, consommation d'eau supplémentaire et nombre de personnes nourries, selon les conditions climatiques et les types d'irrigation

Source : PNAS

Lecture : le potentiel apporté par l'usage d'infrastructures légères est en rose foncé. Le potentiel apporté par l'usage d'infrastructures légères et un déficit d'irrigation de 20 % est en rose clair. Le potentiel apporté par l'usage d'infrastructures lourdes figure en bleu.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : PNAS

La modernisation des systèmes d'irrigation en France : quelles économies d'eau possibles à l’échelle de la parcelle ?

Le dernier numéro de la revue Sciences Eaux & Territoires restitue le contenu d'un colloque sur les économies d'eau en irrigation, coorganisé les 13 et 14 novembre 2019 par l'Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (Irstea), Montpellier SupAgro et l’Association française pour l’eau, l’irrigation et le drainage (AFEID). Dans le cadre d’ateliers, des acteurs de la gestion de l'eau ont échangé sur les enjeux techniques et scientifiques.

Plusieurs voies permettent d'améliorer la gestion de l'irrigation : choix de l'heure, irrigation déficitaire régulée, ajustement des fréquences et quantités selon une stratégie optimisée par des modèles, etc. Dans ce cadre, l'une des études présentées visait à évaluer les économies d'eau selon les systèmes d'irrigation utilisés (par aspersion vs localisé) et les modes de pilotage (sans et avec sondes d’état hydrique du sol). L'irrigation localisée comprend les goutte-à-goutte de surface et enterrés, ainsi que la micro-aspersion. Pour établir leur comparaison au sein de contextes similaires (même année, même sol, même culture), les auteurs ont analysé les données de soixante-dix études réalisées en France métropolitaine au cours des trois dernières décennies.

Les résultats confirment l'efficacité des systèmes d'irrigation localisée et de l'utilisation des sondes d’état hydrique du sol (figure ci-dessous). Mais, pour les premiers, les économies d'eau doivent être relativisées en fonction du déficit hydrique de la saison culturale, alors que celles dues à l'utilisation des sondes sont, elles, indépendantes des conditions climatiques. Plus précisément, en conditions de déficit hydrique faible (années pluvieuses), le système localisé permet une meilleure régulation de l'apport d'eau en fonction des pluies. À l'inverse, lors d'années sèches, toute l'eau d'irrigation apportée de manière localisée contribue à la reconstitution des réserves hydriques du sol, réduisant ainsi les économies d'eau observées par rapport à un système d'irrigation par aspersion. Enfin, les auteurs identifient des améliorations des pratiques, comme par exemple réduire ou supprimer le ou les derniers apports afin d'éviter un stockage excessif d'eau d'irrigation dans le sol.

Économies d'eau (EE-SI) selon les systèmes d’irrigation (par aspersion ou localisé), en fonction du déficit hydrique de la saison culturale

Source : Revue Sciences Eaux & Territoires

Lecture : l'économie d'eau (EE en %) obtenue en utilisant un système d'irrigation localisé (GGS pour goutte-à-goutte de surface, GGE pour goutte-à-goutte enterré, MA pour micro-aspersion), par rapport à un système par aspersion, est mesurée par [(Irr1 - Irr2) / Irr1] x 100], où Irr1 (mm) et Irr2 (mm) sont les quantités totales d'eau d'irrigation appliquées pendant la saison culturale avec les systèmes localisés et les systèmes par aspersion. Expon. sont les courbes exponentielles pour chaque type de culture.

Jérôme Lerbourg, Centre d'études et de prospective

Source : Sciences Eaux & Territoires

Politique de l'eau, irrigation et productivité de l'agriculture en Égypte

En Égypte, le Nil représente 95 % des ressources en eau, dont 80 % sont utilisés par l'agriculture. La viabilité à long terme de ce secteur est toutefois incertaine, dans un contexte de changement climatique et de problèmes de partage de la ressource associés à la construction du barrage de la Renaissance sur le Nil Bleu en Éthiopie. Depuis les années 1960, l’État égyptien a soutenu l'accroissement des surfaces irriguées et la recherche pour développer la productivité agricole. Pour comprendre les rôles respectifs de ces investissements publics, les auteurs analysent les évolutions de la « productivité globale des facteurs » de l'agriculture sur la période 1961-2016. Ils calculent des indices de Thornqvist-Thiel avec différentes données, nationales et internationales. Deux indicateurs sont distingués : l'un intégrant le coût privé de l'eau, l'autre le coût social à travers les subventions d’État à l'irrigation. Ils montrent que la croissance agricole (+400 %) est principalement due au progrès technique, plus qu'à l'expansion des surfaces irriguées (+45 %), indiquant la capacité du secteur agricole à croître, jusqu'à présent, dans un contexte de raréfaction des ressources en eau.

Production agricole, utilisation des terres, surfaces irriguées et prélèvements en eau par l'agriculture en Égypte : évolutions entre 1961 et 2016 (base 100 en 1961)

Source : American Journal of Agricultural Economics

Source : American Journal of Agricultural Economics

Le développement de filières locales est-il le gage d'une écologisation des pratiques agricoles ?

La relocalisation des systèmes alimentaires contribue-t-elle à l’écologisation des pratiques agricoles ? Pour répondre à cette question, les auteurs d’un article publié en mai 2020, dans la revue Développement durable et territoires, adaptent les cadres d'analyse communément mobilisés pour étudier des démarches agro-écologiques en circuit court, faites de relations entre producteurs, intermédiaires et consommateurs (cf. tableau). L'article compare ainsi l'émergence de deux filières en région Auvergne - Rhône-Alpes :

- la filière du steak haché surgelé « 100 % charolais du Roannais », portée par Roanne agglomération et un groupe d'éleveurs de bovins charolais à l'herbe, associant 17 producteurs et 16 enseignes de distribution, pour 6,5 tonnes de viande en 2017 ;

- une filière de soja en Isère et dans les deux Savoies, mise en place par une coopérative agricole, qui propose un tourteau de soja non OGM aux producteurs de fromages savoyards sous signe de qualité (60 éleveurs engagés, 500 ha de soja soit 1 500 t/an en 2017).

Grille d'analyse du développement de filières productives locales (en grisé, critères agro-écologiques)

Source : Développement durable et territoires

L’analyse établit que, dans un premier temps, la relocalisation des systèmes alimentaires valorise plus les pratiques agricoles existantes considérées comme écologiques qu'elle n'induit une véritable remise en question des pratiques conventionnelles. Dans l'ensemble, ces démarches de transition socio-économique des systèmes alimentaires n'intègrent pas le consommateur dans leur gouvernance. Le tourteau de soja non OGM, issu d'une trituration mécanique, questionne les pratiques des producteurs (préservation de la qualité du sol, fertilisation, rotations) mais également des polyculteurs-éleveurs qui l'utilisent pour l’alimentation de leurs troupeaux. Quant à la gouvernance multi-partenariale de la filière steak haché « 100 % charolais du Roannais », qui associe acteurs des filières et des territoires, elle est considérée par les auteurs comme le prototype d'une gouvernance adaptative, ouverte à la controverse sur l'écologisation des pratiques d'élevage, ce qui consolide sur le temps long les processus d'apprentissage.

Claire Bernard-Mongin, Centre d'études et de prospective

Source : Développement durable et territoires