Soutenance mémoire
Fonctionnement global du dispositif colonnes
Présentation de la structure d’accueil
LE Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique (le CIRAD) est né en 1984 de la fusion d’instituts de recherche en sciences agronomiques, vétérinaires, forestières et agroalimentaires dans les régions chaudes. Tous avaient une double vocation : la recherche spécialisée et la coopération scientifique. Aujourd’hui, le CIRAD a pour mission de contribuer au développement rural des pays des régions tropicales et subtropicales par des recherches, des réalisations expérimentales, la formation et l’information scientifiques et techniques. Cette mission peut s’élargir à la prise en compte des enjeux environnementaux et à la gestion des ressources. Les problématiques retenues sont donc l’approche environnementale de l’agriculture intégrée, de l’élevage et de la forêt et la gestion durable des ressources naturelles et de l’environnement dont l’importance n’est plus à démontrer dans le contexte international actuel. Le CIRAD compte 1800 agents dont 650 dans les DOM TOM et à l’étranger. Son centre névralgique se situe en métropole à Montpellier mais il est présent dans plus de 50 pays et coopère avec plus de 90 pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique latine. L’Outre-mer français constitue cependant la part la plus importante du CIRAD puisqu’il regroupe 500 agents. Le principe d’action est basé sur le partenariat établi dans le cadre de conventions ou de projets internationaux avec les acteurs de la recherche et du développement (collectivités locales, instituts de recherche, bailleurs de fonds, entreprises, universités…). À l’heure actuelle, le CIRAD concentre 28 programmes d’études répartis dans 7 départements de recherche : Cultures Annuelles (CIRAD-CA) Cultures Pérennes (CIRAD-CP) Productions Fruitières et HORticoles (CIRAD-FLHOR) Elevage et Médecine Vétérinaire (CIRAD-EMVT) Forêts (CIRAD-FORET) Territoires, EnviRonnement et Acteurs (CIRAD-TERA) Amélioration des Méthodes pour l’Innovation Scientifique (CIRAD-AMIS) A l’occasion de ce stage, j’ai pu travailler avec l’équipe REGARD du département CIRAD-CA à la Réunion et l’équipe SOLEMI du département CIRAD-AMIS à Montpellier. 1. Le département Culture Annuelles et l’équipe REGARD Le département Cultures Annuelles comprend quatre programmes de recherche, intitulés canne à sucre, coton, cultures alimentaires et gestion des écosystèmes cultivés. Ce dernier vise à développer dans les pays du Sud une agriculture productive, durable et écologiquement ancrée. Un des thèmes développés par ce département concerne l’élaboration de diagnostics des risques, en terme de quantification, de prévention et de traitement des flux de pollutions potentiels pour les eaux et les sols impliqués dans le recyclage agricole des déchets et des effluents. C’est dans ce cadre que le projet REGARD (Risque Environnemental, Gestion Agronomique, Recyclage des Déchets) a été créé à la Réunion. Ce projet a été programmé pour une durée de cinq ans (2001-2006) et bénéficie des acquis de l’équipe Gdor (Gestion des déchets organiques) dont il poursuit une partie des activités en les élargissant à des thématiques nouvelles. REGARD est positionné, dans le dispositif du CIRAD à la Réunion, au sein du PADEF (Pôle Agriculture Durable Environnement et Forêt). Ce pôle recoupe les compétences de plusieurs départements et permet une meilleure intégration des objectifs des contrats de plan au sein des activités de chacun d’entre eux. 7 La problématique générale du projet REGARD est l’acceptabilité des déchets par les systèmes agricoles. Pour y répondre, il se propose d’atteindre plusieurs objectifs : identifier des situations et des pratiques à risque par un état des lieux et des connaissances sur les déchets ; comprendre les mécanismes du fonctionnement biologique, physique et chimique des systèmes sol-plante-déchet ; concevoir des systèmes de recyclage agricoles « anti-risques » ; raisonner la gestion des déchets et pratiques agricoles à différentes échelles ; établir des méthodes d’évaluation socio-économique des externalités. Exemples de projets menés Pour citer quelques exemples de projets menés par cette équipe, nous pouvons citer l’étude du suivi de l’épandage de vinasses de distillerie ou encore celle concernant la répartition des ETM (Eléments Trace Métallique) à La Réunion dans les sols, les végétaux et les déchets. 2. Le département Amélioration des Méthodes pour l’Innovation Scientifique et l’équipe SOLEMI Le département d’Amélioration des Méthodes pour l’Innovation Scientifique (CIRAD-AMIS) a pour vocation d’approfondir les connaissances et d’élaborer les méthodes, les outils et les modèles indispensables aux actions de recherche et de développement menées dans les autres départements du CIRAD, qu’ils soient structurés par filière de production ou organisés autour d’une approche territoriale ou régionale. Six programmes sont développés par le CIRAD-AMIS : agroalimentaire, agronomie, biotechnologie et ressources génétiques végétales, économie, politique et marchés, modélisation des plantes, protections des cultures. Au sein du programme Agronomie, l’équipe SOLEMI a pour mandat de mener différents travaux de recherche et de développement dans le domaine du transfert et de la disponibilité des solutés dans les sols tropicaux. Ils sont appliqués à l’étude des impacts agronomiques (nutrition hydrique et minérale des cultures) et risques environnementaux (dégradation des sols et pollution des eaux) à une échelle locale et dans une perspective d’extrapolation à l’échelle de la parcelle cultivée. L’étude des mécanismes est abordée sous la forme d’approches intégrées du fonctionnement du sol dans lesquels les principaux déterminants, qu’ils soient de nature hydrologique, chimique ou biologique, sont abordés conjointement. Le recours à la modélisation des processus biogéochimiques couplés aux processus de transfert est utilisé le plus souvent comme outil d’analyse de ces mécanismes et de leurs interactions. Les opérations de recherche portent sur la gestion raisonnée des pratiques agricoles dans différentes situations caractérisées par des contraintes abiotiques majeures, le recyclage agricole de déchets, la mise en œuvre de systèmes de culture innovants, des risques de dégradation de la qualité des sols irrigués ou l’usage de pesticides. Les thématiques de recherche s’intitulent : Mécanismes d’adaptation des plantes aux sols acides, Fonctionnement hydrique et minéral des systèmes de culture, Impact environnemental des pesticides, Salinisation, sodisation et alcalinisation des sols sous irrigation Impact agronomique et environnemental à moyen et long terme du recyclage agricole des déchets sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols. 8 Cette dernière thématique est développée dans le cadre d’une ATP (Action Thématique Programmée) CIRAD : « Méthodes d’évaluation de l’impact agronomique et environnemental du recyclage agricole des déchets agro-industriels (2001-2003) » en collaboration notamment avec le programme Palmier (CIRAD-CP) et l’équipe REGARD (CIRAD-CA). La collaboration scientifique avec l’équipe REGARD (GEC/CIRAD-CA) à la Réunion s’articule autour de la thèse de Nicolas PAYET (2001-2004) et, plus récemment, de ce stage (2003), co-encadré par Frédéric FEDER de l’équipe REGARD et Antoine FINDELING de l’équipe SOLEMI. Exemples de projets menés L’équipe SOLEMI a notamment travaillé sur la fertilisation raisonnée dans des systèmes de culture avec couverture végétale (SCV) au Brésil ou encore sur l’étude de la dégradation anaérobie de substances fermentescibles dans les sols.
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Table des matières
INTRODUCTION
I. Présentation de la structure d’accueil
1. Le département Culture Annuelles et l’équipe REGARD
2. Le département Amélioration des Méthodes pour l’Innovation Scientifique et l’équipe
SOLEMI
II. Présentation du stage, problématique, objectifs
1. Contexte agroclimatique et pédologique
2. Transformations physico-chimiques et transfert de solutés
III. Matériel et méthodes
1. Le dispositif colonne
A. Généralités sur les colonnes de sol
B. Conception du dispositif « colonnes de sol »
C. Instrumentation
D. Scénarios
2. Mesures physico-chimiques réalisées
A. Mesure en temps réel sur la colonne
B. Analyses de solution prélevée
IV. Résultats
1. Fonctionnement global du dispositif colonnes
2. Analyse des mesures réalisées
A. Propriétés physico chimiques du système sol-solution
B. Transferts d’eau et de solutés
Synthèse et conclusion
Conclusion personnelle
Bibliographie
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