Impacts environnementaux de l'adoption des pratiques aroécologiques Empreinte carbone d'exploitation agricole et stocks de carbone
Thèse soutenue le 12 avril 2017 - Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, Université d’Antananarivo, Ecole Doctorale Agriculture Elevage Environnement (A2E)
La diffusion des pratiques agroécologiques telles que l’agroforesterie, la foresterie paysanne, la fabrication de compost et le système de riziculture intensif (SRI) vise à améliorer le revenu des exploitations agricoles par l’augmentation et la diversification des produits agricoles et par la gestion durable des ressources naturelles. Cette thèse se propose d’évaluer l’impact de l’adoption de ces pratiques agroécologiques sur (1) l’empreinte carbone des exploitations agricoles et (2) le stockage de carbone dans le sol.
Un échantillonnage de 200 exploitations agricoles représentatives de la région Itasy a été sélectionné pour l’étude. Des enquêtes ont été réalisées pour collecter les données permettant de caractériser chaque exploitation (taille, surface, types de culture et intrants agricoles, élevage, consommation d’énergie). Les flux de biomasses et de matières au sein de chaque exploitation ont été représentés via les cartes des flux de ressource. L’empreinte carbone de chaque exploitation a été calculée à partir d’un outil élaboré dans le cadre de cette thèse appelé: TropiC Farm Tool. Cet outil, développé sur Microsoft Excel intègre tous les facteurs d’émission et de stockage de gaz à effet de serre (GES) adapté au contexte de l’Itasy. Pour l’étude des stocks de carbone du sol, 700 parcelles de culture ont été inventoriées et ont fait l’objet de prélèvement d’échantillons de sol sur une profondeur de 30 cm. La technique de la spectrométrie en moyen infrarouge (SMIR) a été utilisée pour déterminer les stocks de carbone du sol.
L’empreinte carbone des exploitations agricoles étudiées a été estimée en moyenne à 0,8 ± 5,5 tCO2eq.ha-1 si rapportée en unité de surface et 0,08 ± 2,4 tCO2eq.t-1 si rapporté en unité de production agricole. L’intégration des pratiques agroécologiques à l’échelle de la ferme a permis de réduire l’empreinte carbone des exploitations agricoles jusqu’à 364% grâce à la séquestration de GES via les puits de carbone comme la biomasse ligneuse et le sol.
L’application de la SMIR a permis d’élaborer des modèles performants et robustes pour la détermination du carbone organique du sol pour chaque type de sol dominant de la Région Itasy à savoir les sols ferrallitiques (R2=0,9 et RPD=3,15) et les sols volcaniques (R2=0,95 et RPD=4,31). L’étude a montré que le type de sol est un fort déterminant à l’origine de la grande variabilité spatiale du stock de carbone du sol de la Région Itasy. Les sols volcaniques ont montré un stock de carbone moyen de 125 ± 22 MgC.ha-1 tandis que les sols ferrallitiques ont affiché une valeur moyenne des stocks de 74 ± 46 MgC.ha-1. Sur un même type de sol, il a été observé que l’adoption des pratiques agroécologiques induit une tendance positive au stockage de carbone par l’apport de matière organique au sol. Néanmoins, il a été proposé comme perspective d’étude de travailler sur des parcelles paysannes contrôlées et sur des systèmes de plus longue durée pour pouvoir approfondir les effets de chaque pratique agroécologique sur le stockage de carbone dans le sol.
Cette étude a ainsi permis de montrer que l’intégration des pratiques agroécologiques à l’échelle de la ferme offre des bénéfices environnementaux à la fois (i) en termes de réduction des émissions de GES via les techniques de gestion des effluents d’élevage et de gestion de l’eau sur les systèmes de riziculture inondée et (ii) en termes de séquestration de carbone dans la biomasse ligneuse par la plantation d’arbres et dans le sol par l’apport de matières organiques.
Publications
Narindra H. Rakotovao, Tantely M. Razafimbelo, Stephan Rakotosamimanana, Zafyson Randrianasolo, Josoa R. Randriamalala, Alain Albrecht, 2016. Carbon footprint of smallholder farms in Central Madagascar: the integration of agroecological practices. Journal of Cleaner Production 140 (2017) 1165-1175.
Narindra H. Rakotovao, Tantely Razafimbelo, Stephan Rakotosamimanana, Alain Albrecht, 2016. Prédiction de la teneur en carbone organique et de la texture des principaux types de sol de la région Itasy par la spectrométrie en moyen infrarouge (SMIR). Akon’ny Ala 33 (2016) 1-6.
Communications scientifiques
Narindra H. Rakotovao, Tantely M. Razafimbelo, Stéphan Rakotosamimanana, Sylvain Deffontaines, Alain Albrecht, 2014 Drivers of soil organic carbon spatial variability at watershed scale, Itasy Region, Madagascar. Communication orale, Conférence internationale Agroecology for Africa 2014 (AfA), Antananarivo, Madagascar.
Narindra H. Rakotovao, Tantely M. Razafimbelo, Arimamy Mahefa, Razafisoazara Mihajasoa, Rabarison Felahasina, Stéphan Rakotosamimanana, Zafyson Randrianasolo, Clovis Grinand, Alain Albrecht, 2015. Mise en place d’une méthodologie d’estimation de l’empreinte carbone des exploitations agricoles de la région Itasy, Madagascar. Poster, Séminaire ADEME : « Recherche et Empreinte GES », Paris, France.
Rakotovao Narindra, Razakaratrimo Joyce, Razafimbelo Tantely, Deffontaines Sylvain, Rakotosamimanana Stéphan, Jahiel Michel, Albrecht Alain, 2015. Smallholders farm carbon footprint reduced by agro ecological practices (Highlands & East Coast, Madagascar). Poster, Conférence CSA2015 « Climate Smart Agriculture », Montpellier, France.
Rakotovao Narindra, Razakaratrimo Joyce, Razafimbelo Tantely, Deffontaines Sylvain, Rakotosamimanana Stéphan, Jahiel Michel, Albrecht Alain, 2015. Agroecological practices adopted by Malagasy farmers to reduce farms carbon footprint Central (Itasy) and East Coast (Analanjirofo) of Madagascar. Oral communication, International Scientific Conference Our Common Future Under Climate Change, 7-10 July 2015, Paris, France.
Narindra Rakotovao, Joyce Razakaratrimo, Tantely Razafimbelo, Stephan Rakotosamimanana, Michel Jahiel, Sylvain Deffontaines, Alain Albrecht, 2016. Carbon footprint of smallholder farms in Madagascar: examples of agroecological practices integrated at farm scale. Poster, Eco Summit 2016, Montpellier France.