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The nitrogen cycle is one of the most disrupted geo-chemical cycles on earth. Human activity, mainly through intensive farming, releases nitrogen by-products such as nitrates and ammonium into the environment where they have wide ranging impacts on human health, biodiversity and climate change. One of the earliest and most ambitious regulations of nitrogen use in the world is the EU Nitrate Directive, which not only sets limitations on the amount and timing of nitrogen application but also makes the adoption of modern nitrogen management tools mandatory in an effort to enhance nitrogen use efficiency. We leverage the geographical and temporal variation in the implementation of the Nitrate Directive in France to estimate its causal effects on water quality, biodiversity and farmers’ practices, productivity and profits in a Difference In Difference (DID) framework. We modify the DID estimator to account for the existence of diffusion effects along river streams, leveraging recent developments in the analysis of Randomized Controlled Trials over a network of interrelated units. This is a methodological extension that can be of interest for similar applications. We find that the EU Nitrate Directive reduced the concentration of nitrates in surface water by 1.23 milligrams per liter: a decrease of 8%. We find a clear dose-response relationship, with higher impacts where more of the upstream area is covered by the Directive. We also find that other biochemical indicators, as well as biodiversity, as measured by the number of fish and fish species, also improved as a result of the Directive. We also find that the Directive managed to improve farmers’ nitrogen use efficiency and productivity and did not decrease their profits. These findings are consistent with the Porter hypothesis. Finally, we show that not accounting for diffusion effects biases downwards the estimate of the effect of the Directive obtained with a classical DID estimator and the more recent geographic discontinuity estimator.

Prospective scientifique interdisciplinaire; INRAE, à travers son ancrage local et national, sa visibilité à l’international et sa très bonne couverture thématique, dispose des atouts essentiels pour aborder toutes les dimensions des risques naturels, alimentaires et environnementaux et d’un réel potentiel pour apporter une contribution significative à l’analyse systémique et à la compréhension des risques, le renforcement de la gouvernance, la gestion intégrée des risques et l’augmentation de la résilience des territoires. Ceci a conduit INRAE, en 2019, à engager une réflexion prospective interdisciplinaire dont le présent document constitue le rapport de synthèse. Les travaux ont été organisés selon trois axes thématiques (risques d’origine climatique et biotique ; risques alimentaires ; risques environnementaux), deux axes méthodologiques (modélisation quantitative des risques ; approches économiques des risques) et deux axes transversaux impliquant des démarches interdisciplinaires (liens entre santé de l’environnement et santé humaine ; approches multi-risques). Les recommandations issues du rapport portent sur les priorités scientifiques dans le domaine des risques et sur les modalités de programmation et d’animation de cette thématique.

Trouver des moyens d’économiser l’eau en agriculture est un enjeu crucial. En Europe, l’agriculture est le principal utilisateur d’eau, avec plus de 50 % des prélèvements totaux. Dans de larges portions du territoire européen, les utilisations d’eau pour l’irrigation dépassent déjà les apports d’eau de pluie. Dans les pays du sud et de l’est de l’Europe, la sécheresse et le manque d’eau se font sentir de manière particulièrement aiguë, et le changement climatique ne fera qu’aggraver cette situation. Alors que les agronomes essaient de rendre les cultures moins dépendantes à l’eau, ou de rendre l’utilisation de l’eau plus efficace en améliorant le matériel et les techniques, et que les économistes suggèrent de taxer ou de mieux tarifer l’utilisation d’eau, dans ce projet, nous avons tenté de réduire l’utilisation d’eau par les agriculteurs en utilisant des leviers psychologiques, ou nudges, n’impliquant pas de transferts monétaires. De manière encourageante, le nudge que nous avons testé a permis de réduire les consommations les plus élevées. Malheureusement, il a aussi augmenté les consommations les plus faibles, et a donc eu un effet globalement neutre. Ce résultat montre que nous devons encore affiner la conception des nudges pour les rendre plus efficaces en pratique.

In a global context of increasing water scarcity, reducing water use in the agricultural sector is one of the spearheads of sustainable agricultural and environmental policies. New technologies such as smart water meters are promising tools for addressing this issue, but their voluntary adoption by farmers has been limited. Conducting a discrete choice experiment with randomized treatments, we test two policy instruments designed to foster the voluntary adoption of smart water meters: a conditional subsidy and green nudges. The conditional subsidy is offered to farmers who adopt a smart meter only if the rate of adoption in their geographic area is sufficiently high (25%, 50% or 75%). In addition, we implement informational nudges by providing farmers specific messages regarding water scarcity and water management. With the responses of 1,272 French farmers, we show that both policy instruments are effective tools for fostering smart water meter adoption. Surprisingly, our results show that the willingness to pay for the conditional subsidy does not depend on the collective adoption threshold. We also demonstrate that farmers who receive an informational nudge are more likely to opt for a smart water meter. This result calls for a careful joint design of these two policy instruments..

L'objectif de cet article est d'analyser la fixation du prix par les services d'eau délégués à des opérateurs privés en France, à l'aide d'un modèle économétrique décrivant à la fois l'offre et la demande en eau potable. La structure de production des services d'eau municipaux est représentée par une fonction de coût Translog, et la fonction de demande en eau est spécifiée en prenant en compte les usagers domestiques et industriels. On emploie la méthode des moments généralisés (GMM) avec des données de panel, sur un échantillon de services d'eau de la région de Bordeaux, afin d'estimer conjointement les fonctions d'offre et de demande. Sur la base des paramètres estimés de la technologie et de la demande, on simule les prix selon la règle du coût marginal (First-best pricing) et la variation de surplus social. On montre que le schéma optimal de tarification est d'abord caractérisé par des prix marginaux plus élevés, et ensuite par des charges fixes plus faibles. Cependant, le passage à une tarification plus efficace n'a pas de conséquences importantes en termes de bien-être social.