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Thèse Année : 2020

Consider the energy flows in the farm

Considérer les flux d'énergie à la ferme

Résumé

Like all human activities, agricultural production systems are currently under great pressure due to the high consumption of fossil fuels, the impact on the climate that this generates, and the low sustainability of certain practices that degrade biodiversity and natural resources. The agricultural production system is at the crossroads of the socio-economic world and the agroecosystem and must be addressed through these two components. We believe that an energy point of view would make it possible to reconcile the two (both being subject to the laws of thermodynamics) and to apprehend the sustainability of the agricultural production system as a whole. In this sense, this thesis tries to answer the following question: "How can energy analysis be used to assess and design an efficient and sustainable agricultural production system? ", with the operational objective of developing an evaluation of the farm in terms of energy flow. This method has been built through a systemic approach that differentiates storage processes (fixed capital and natural capital), which provide services, and production processes (cultivated biomass, animal production), which transform one product into another. Special attention was paid to the circularity of flows between agricultural activity and its natural capital through the biomass invested in it maintaining the functionalities of the agroecosystem. Just as our machines and tools constitute fixed capital for production, soil and biomass represent an intrinsic stock of the agroecosystem and contribute to the provision of ecosystem services. Soil organic matter is seen as the "bio-battery" of the agroecosystem, whose capacity to provide services is measured through soil mineralization, a mirror of soil microbial activity. This method has been applied to a real case study in France. Three contrasting farm management scenarios are proposed in order to test the tool. The method was then used to compare two contrasting regions to assess its adaptability on a larger scale. The perspectives and potentialities of this approach are then presented and discussed with a view to future use of agricultural advice.
Comme l’ensemble de la société, les systèmes de production agricole sont actuellement soumis à une forte pression en raison de la forte consommation en énergie fossile, de l'impact sur le climat que cela engendre et de la faible durabilité de certaines pratiques qui dégradent la biodiversité et les ressources naturelles. Le système de production agricole est au carrefour du monde socio-économique et de l'agroécosystème et doit être abordé à travers ces deux composantes. Nous pensons qu'un point de vue énergétique permet de concilier les deux (les deux étant soumis aux lois de la thermodynamique) et d'appréhender la durabilité du système de production agricole dans son ensemble. En ce sens, cette thèse tente de répondre à la question suivante : "Comment l'analyse énergétique permet-elle d'évaluer et de concevoir un système de production agricole performant et durable ? ", avec pour objectif opérationnel de développer une évaluation de l'exploitation agricole en termes de flux énergétique. Cette méthode a été construire au travers d’une approche systémique qui différencie les processus de stockage (le capital fixe et le capital naturel), qui fournissent des services, et les processus de production (la biomasse cultivée, la production animale), qui transforment un produit en un autre. Une attention toute particulière a été portée à la circularité des flux entre l’activité agricole et son capital naturel à travers la biomasse investie pour maintenir les fonctionnalités de l’agroécosystème. Tout comme nos machines et nos outils constituent un capital fixe pour la production, le sol et la biomasse représentent un stock intrinsèque de l'agroécosystème et qui contribue à la fourniture de services écosystémiques. La matière organique du sol est perçue comme la "bio-batterie" de l'agroécosystème, dont la capacité à fournir des services est mesurée à travers la minéralisation du sol, reflet de l’activité microbienne des sols. Cette méthode a été appliquée sur une exploitation polyculture-élevage réelle en France. Trois scénarios contrastés de gestion agricole ont été proposés afin de tester l'outil. La méthode a ensuite été utilisée pour comparer deux régions contrastées, pour tester l’outil à une autre échelle. Les perspectives et les potentialités de cette approche sont ensuite présentées et discutées dans l’objectif d’un futur usage de conseils agricoles.
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PhD Manuscript Hercher-Pasteur Jean.pdf (8.36 Mo) Télécharger le fichier
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04049486 , version 1 (28-03-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04049486 , version 1

Citer

Jean Hercher-Pasteur. Consider the energy flows in the farm: Development of an energy analysis method encompassing the agroecosystem. Chemical and Process Engineering. Institut Agro, 2020. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04049486⟩
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