Modélisation de la répartition spatio-temporelle des actions culturales

Analyse des processus de gestion technique pour la modélisation

 Dans le cadre de notre problématique sur la pollution de l’eau par les pesticides en milieu viticole, on a adopté une démarche de modélisation des agro-écosystèmes dans l’objectif de produire un outil d’évaluation des pratiques culturales à l’échelle de bassin versant. L’inltrabilité de la surface du sol et la concentration en matières actives au sol ont été identiés comme deux facteurs déterminants des impacts hydrologiques et fortement dépendants spatiotemporellement des pratiques mises en oeuvre par les agriculteurs, en terme d’entretien du sol et de protection phytosanitaire. En eet, à l’échelle d’un bassin versant cultivé, le motif créé par les parcelles agricoles dénit une distribution spatio-temporelle des variables d’état du système que l’on peut assimiler à une mosaïque dynamique animée par les actions culturales 1 réalisées ponctuellement sur chaque pièce de la mosaïque. Il nous faut donc dénir pour les opérations qui provoquent une modication de la mosaïque où et quand elles sont réalisées pour chercher à les reproduire dans l’outil d’évaluation des impacts des pratiques. Le grain spatial de la mosaïque des variables dans l’agro-écosystème est celui de la parcelle agricole. On va donc s’intéresser à représenter l’itinéraire technique, ou tout du moins, une partie des opérations qui constitue l’itinéraire technique de chaque parcelle du bassin versant. On a donc porté l’étude des pratiques au niveau de l’exploitation car c’est bien la conduite technique de l’exploitation qui conditionne in ne les itinéraires techniques réalisés sur les parcelles. La conduite technique mise en oeuvre dans l’exploitation agricole repose sur des décisions d’ordre stratégique que réalise le chef d’exploitation, qui concernent des temps longs et dépendent principalement de déterminants socio-économiques et de certaines contraintes liées au milieu (Aubry et Michel-Dounias, 2006). On précise que l’on considère ce cadre stratégique xé et que l’on s’intéresse uniquement aux décisions d’ordre tactique qui conduisent la réalisation des opérations techniques sur les parcelles au cours d’un cycle cultural. Pour représenter la gestion technique d’une exploitation agricole, il est nécessaire de se situer dans un cadre de formalisation des actes techniques Le modèle conceptuel de représentation des actions techniques des agriculteurs couramment utilisé par les agronomes est le modèle d’action (Sebillotte et Soler, 1990). Ce modèle intègre les théories de la gestion de l’entreprise ou de l’intelligence articielle (Papy, 1994 ; Aubry, 2000). Il se base sur la vision de l’agriculteur en tant qu’entrepreneur qui établit des plans prenant en compte les aléas et les moyens d’y répondre. Ainsi, le modèle de comportement de l’agriculteur est caractérisé par des objectifs généraux, un programme prévisionnel avec des états-objectifs intermédiaires et un corps de règles d’organisation et d’ajustement aux éventualités. A partir de ce concept de modèle d’action, Aubry (1995) a déni dans le cadre d’études d’exploitations en grandes cultures une représentation conceptuelle du raisonnement technique de l’agriculteur qui explicite le plan prévisionnel d’action sous forme de variables décisionnelles et de règles de décision catégorisées (gure 2.1 et encart 2.1). Dans la suite, nous utiliserons le terme de variables et de règles pour l’action plutôt que de variables décisionnelles et de règles de décision, car elles n’ont pas vocation à décrire le raisonnement ou le processus de décision lui même mais bien à prédire le résultat c’est à dire les actions. Quelques autres approches françaises de la représentation des décisions techniques de l’agriculteur existent, notamment pour le cas de l’élevage (Bellon et al., 1999, Girard et al., 2001) mais peu de modèles ont été identiés à l’échelle internationale (Aubry et Michel-Dounias, 2006). De plus, la représentation conceptuelle d’Aubry ayant démontré son caractère extrapolable à d’autres cultures et notamment à des cultures pérennes (Bellon et al., 2001, Luneau, 2004), c’est l’approche qui a été utilisée comme grille de lecture des pratiques des viticulteurs. On considère donc que l’on peut dénir, via un ensemble de règles et de variables, un plan d’action du chef d’exploitation à l’échelle du cycle cultural associé à des décisions de mise en oeuvre à un pas de temps très court (la journée). Pour notre cas d’étude qu’est la viticulture languedocienne, on utilise donc cette grille de formalisation des pratiques pour rendre compte de la variabilité des processus de gestion technique du vignoble dans un méso bassin versant (75 km²). Cette analyse se fait nécessairement au regard de la problématique de la pollution de l’eau par les pesticides. Il ne s’agit pas d’établir une typologie de modèles d’action sous-tendant la gestion technique, mais de caractériser l’organisation anticipée de chacune des opérations culturales impliquée dans la conduite du vignoble et sa variabilité selon les exploitations. Cette caractérisation doit permettre de construire un cadre de modélisation des processus de gestion technique du vignobles, qui permette de rendre compte de diérents choix techniques mis en oeuvre sur des vignobles diérents, avec de niveaux de ressources en matériels et main d’oeuvre variés. Pour ce faire, la caractérisation de la variabilité de la gestion technique vignoble doit donc s’accompagner d’une caractérisation de la diversité des vignobles, des parcelles de vigne, des ressources en matériel et en main d’oeuvre. Pour l’étude, on pose l’hypothèse qu’il faut représenter l’ensemble du cycle cultural qui constitue l’unité temporelle signicative de l’agriculteur. En viticulture, le cycle dure une année et on considère qu’il s’étend de la n des vendanges (la récolte se situe généralement à la n septembre-début octobre) d’une année à la n des vendanges de l’année suivante. Cette hypothèse est liée à l’étalement des diérentes opérations que l’on souhaite représenter sur l’ensemble du cycle cultural (les opérations d’entretiens du sol s’étalent de l’automne au début de l’été). 

 Le plan d’échantillonnage 

Cinquante-quatre enquêtes ont été réalisées sur le bassin versant de la Peyne. L’échantillonnage a été réalisé spatialement : 5 transects orientés nord-est/sud-ouest et régulièrement espacés ont permis de sélectionner des parcelles puis un tirage au sort de ces parcelles a permis de sélectionner des exploitations à enquêter. Cette sélection par l’espace a été réalisée dans le cadre d’une étude visant à simuler la distribution spatiale des stratégies d’entretien du sol (Biarnès et al., 2009) et pour laquelle un échantillon de 65 exploitations a été constitué. Les 54 exploitations enquêtées au cours de ce travail du thèse sont issues de cet échantillon. Neuf exploitants n’ont pu être rencontrés pour cause de refus ou d’absence de disponibilité. Ce choix de sélection par l’espace est lié à la question environnementale et au contexte de la zone d’étude. En eet, en 2000, selon les données du dernier recensement général agricole, les petites exploitations (de moins de 5 ha) représentaient 54% du nombre total d’exploitations mais n’occupaient que 8% du territoire. Une sélection d’un échantillon représentatif, basé sur les caractéristiques structurelles d’exploitation, notamment la surface en vigne de l’exploitation, aurait donc conduit à une sur-représentation de ces petites exploitations qui ont a priori un poids plus faible sur les résultats environnementaux à l’échelle du territoire. De plus, cette sélection spatiale assure une bonne répartition spatiale des exploitations enquêtées sur la zone et permet de couvrir les diérentes unités pédologiques ainsi que les diérentes communes de la vallée. On fait l’hypothèse qu’elle assure une bonne représentation de la diversité des stratégies techniques présente dans la Peyne. Les enquêtes ont été réalisées durant le printemps 2008 (20) et le printemps 2009 (34). Les enquêtes, de 2h en moyenne, ont été réalisées au domicile de l’exploitant par entretien semi-directif enregistré avec des questions ouvertes.

Les données récoltées 

Une première partie des enquêtes s’est attachée à poser le cadre de l’exploitation. Les informations structurelles récoltées ont porté sur les caractéristiques générales de l’exploitation (surface, date d’installation, type de valorisation de la production, etc.), le parcellaire : distribution spatiale et caractéristiques des parcelles (date de plantation, cépage, etc.), la main d’oeuvre et le matériel : nombre, qualité, compétences. Ces informations déjà récoltées lors de précédentes enquêtes ont seulement été mises à jour. Pour compléter la dénition de ce qu’était l’objet cultivé, les modalités d’entretien des parcelles ont ensuite fait l’objet d’un inventaire. En eet, en viticulture, l’organisation en rangées ore des possibilités de mettre en oeuvre diérents entretiens du sol. Les viticulteurs ont à leur disposition divers moyens pour entretenir le sol :  le travail du sol ;  le désherbage chimique  l’enherbement