Performance environnementale de fermes maraîchères en agriculture biologique

In France, the organic vegetable production sector is dynamic, composed of farms with different levelsof agroecology, suggesting a bifurcation between "conventionalized" organic farms based on inputuse, and "agroecological" farms using the resources of the ecosystem. This heterogeneity raisesquestions about the potential diversity of associated environmental impacts. Based on qualitative datacollected on 165 farms and a conceptual analysis framework, this thesis proposes a characterizationof farm diversity and identifies four types: 1) diversified, low-input microfarms; 2) diversified, mediumsized market gardeners; 3) producers specialised in cultivation under shelter; and 4) large marketgardeners specialised in open field cultivation. The characteristics of the farms and their variabilityconfirm the existence of two poles, "conventionalized" and "agro-ecological", which should beconsidered as a conceptual perspective with two poles and a gradient of farms between them.To assess the environmental performance of these vegetable systems, life cycle assessment (LCA) wasused. Complex farms, growing a wide variety of vegetables by combining them on small areas in asystemic agroecological approach, challenges this method regarding their impacts on biodiversity andthe spatial and temporal interactions on which they rely. By adapting the SALCA-BD expert system, Icompared the farms’ impact on biodiversity, and highlighted the importance of semi-natural habitatsfor biodiversity. SALCA-BD allows a detailed assessment of the impact on biodiversity which can serveas a basis for developing assessment methods that combine global and local impacts in an LCAframework.A system LCA approach was used. This approach considers the farm as a whole producing differentproducts, all inputs, operations, and emissions are related to the total annual production. Itcorresponds to the logic of agroecology, where many inputs are reasoned at the farm scale rather thanthe crop level, and where crops complement each other. The system LCA approach, which is preferredto a crop LCA, considers the interactions occurring within the system and allows the comparison ofsystems. From a practical point of view, it is adapted to the data format often available on diversifiedfarms and avoids allocation.The application of system LCA to three contrasting farms allowed the analysis of their strengths andweaknesses with respect to their environmental impacts, revealing large differences between thesystems in their main impact contributors. Using of several impact categories and functional units, noone farm stood out as clearly better for the environment. Expressed per unit area, the extensive openfield farm had the lowest impact, and the specialized tunnel farm had the highest impact, regardlessof impact category. However, when impacts were expressed per kg product or per product valuevi(Euro), differences between the three farms were smaller. The comparison of the systems must bedone keeping in mind that the farms have different and complementary productions. The interactionsand complementarities between these models deserve to be studied.Finally, the application of the system LCA allowed to identify prospects for methodologicaldevelopment to better assess nitrate emissions, to harmonize the assessment of the environmentalimpacts of organic fertilizers and to integrate the issue of pollution by (micro)plastics
En France, le maraichage en agriculture biologique est un secteur dynamique, composé de fermesprésentant différents niveaux d’agroécologie laissant supposer une potentielle bifurcation entre desfermes biologiques « conventionnalisées » reposant sur l’utilisation d’intrants, et des fermes« agroécologiques » valorisant les ressources de l’écosystème. Cette hétérogénéité interroge sur ladiversité potentielle des impacts environnementaux associés. S’appuyant sur des donnéesessentiellement qualitatives collectées auprès de 165 fermes et sur un cadre d’analyse conceptuel, lathèse propose une caractérisation de la diversité des fermes et identifie quatre types : 1) lesmicrofermes diversifiées et utilisant peu d’intrants ; 2) les maraîchers diversifiés de taille moyenne ; 3)les producteurs spécialisés dans la culture sous abri ; et 4) les maraîchers spécialisés dans la culture deplein champ. Les caractéristiques des fermes et leur variabilité confirment l’existante de deux pôles« conventionnalisées » et « agroécologiques », tout en montrant qu’il s’agit d’une visionsimplificatrice, la majorité des fermes se trouvant entre ces deux pôles.Afin d’évaluer les performances environnementales de ces systèmes maraichers, l’analyse du cycle devie (ACV) a été mobilisée. Les fermes complexes, cultivant une grande diversité de légumes en lesassociant sur de petites surfaces dans une approche agroécologique systémique, posent des défis àcette méthode dans la prise en compte de leurs impacts sur la biodiversité et les interactions spatialeset temporelles sur lesquelles elles reposent. En adaptant le système expert SALCA-BD, j’ai comparédes fermes par rapport à leur impact sur la biodiversité, et mis en évidence l’importance des habitatssemi-naturels pour la biodiversité. SALCA-BD permet une évaluation détaillée de l’impact sur labiodiversité qui peut servir de base pour développer des méthodes d’évaluation combinant impactsglobaux et locaux dans un cadre d’ACV.Une approche système de l’ACV a été employée. Cette approche aborde la ferme comme un toutproduisant différents produits et où tous les intrants, opérations, et émissions sont rapportés à laproduction annuelle totale. Cette optique correspond à la logique de l'agroécologie, où beaucoupd’intrants sont raisonnés à l’échelle de la ferme et non à la culture, et où les cultures sontcomplémentaires les unes des autres. Préférée à une ACV par culture, l’approche système prend encompte les interactions au sein du système, et permet de comparer les systèmes entre eux. D’un pointde vue pratique, elle est adaptée au format des données souvent disponibles dans les fermesdiversifiées et évite des allocations.ivL’application de cette approche de l’ACV à trois fermes contrastées a permis l’analyse des forces etfaiblesses de ces fermes vis-à-vis de l’environnement, faisant apparaître de grandes différences entreles systèmes dans leurs principaux postes d’impact. Avec l’utilisation de plusieurs catégories d’impactet unités fonctionnelles, aucune ferme ne ressort clairement meilleure qu’une autre pourl’environnement. Exprimé par unité de surface, la ferme de plein champ, plus extensive, a le moinsd’impact et la ferme spécialisée sous tunnel a le plus d’impact, quelle que soit la catégorie d’impact.En revanche, quand les impacts sont exprimés par kg de produit ou par la valeur des produits (en Euro)les différences entre les trois fermes sont plus faibles. La comparaison des systèmes doit se faire engardant à l’esprit que les fermes ont des productions différentes et complémentaires. Les interactionset complémentarités entre ces modèles méritent d’être étudiées.Enfin, l’application de l’ACV système a permis d’identifier des perspectives de développementméthodologiques pour mieux estimer les émissions de nitrate, pour harmoniser l’évaluation desimpacts environnementaux des fertilisants organiques et pour intégrer la question de la pollution parles (micro)plastiques.