BIOFUNCTOOL

Délégation régionale Occitanie - 2022

L’agriculture mondiale va devoir faire face à un double défi, nourrir 9 milliards de personnes en 2050 ce qui équivaut à augmenter de 70% la production agricole sur des terres de plus en plus dégradés (~70% selon la FAO) et principalement au Sud !

Carte des sols dégradés

Enjeux

Problèmes liés à ces mesures

Lentes et onéreuses

Statiques et non fonctionnelles ( stock vs flux)

Peu adaptées aux climats tropicaux

Le sol et l’agenda politique

La santé des sols ?

Enjeux

Dokuchaev V.V.

Conférence de Stockholm

Conférence de Rio de Janeiro

Crise alimentaire mondiale

Conférence de Rio de Janeiro

Réaction planétaire

1883

1972

1992

2012

Sols peu reconnus

agenda politique adaptée de la réalisation de JL Chotte

Établie en 1994, la Convention des Nations unies sur la lutte contre la désertification (UNCCD) est le seul accord international juridiquement contraignant qui lie l'environnement et le développement à la gestion durable des terres. La Convention porte spécifiquement sur les zones arides, semi-arides et subhumides sèches, connues sous le nom de "terres arides", où l'on trouve certains des écosystèmes et des populations les plus vulnérables.

Lancée en 2009, l'Alliance mondiale de recherche sur les gaz à effet de serre en agriculture, son objectif est de contribuer à réduire l'intensité des émissions des systèmes de production agricole et d'augmenter leur potentiel de piégeage du carbone dans le sol, et d'améliorer leur efficacité, leur productivité, leur résilience et leur capacité d'adaptation, contribuant ainsi de manière durable aux efforts globaux d'atténuation, tout en aidant à atteindre les objectifs de sécurité alimentaire.

Le rapport d'évaluation sur la dégradation et la remise en état des terres, paru en 2018, de l'IPBES (la plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques) fournit une analyse critique de l'état des connaissances concernant les écosystèmes terrestres. Le rapport reconnaît que la lutte contre la dégradation des terres, est une priorité urgente afin de protéger la biodiversité et les services écosystémiques qui sont essentiels à toute vie sur Terre et de garantir le bien-être humain.

Un rapport spécial du GIEC, parue en 2019, sur le changement climatique, la désertification, la dégradation des terres, la gestion durable des terres, la sécurité alimentaire et les flux de gaz à effet de serre dans les écosystèmes terrestres.

Le Groupe technique intergouvernemental sur les sols (ITPS) a été créé lors de la première assemblée plénière du Partenariat mondial pour les sols qui s'est tenue au siège de la FAO en 2013.

Le SPTI est composé de 27 grands experts des sols représentant toutes les régions du monde. La principale fonction du SPTI est de fournir des conseils et des orientations scientifiques et techniques sur les questions mondiales relatives aux sols au Partenariat mondial pour les sols principalement et aux demandes spécifiques soumises par les institutions mondiales ou régionales. L'ITPS plaide en faveur de la prise en compte de la gestion durable des sols dans les différents agendas de développement durable.

Le Partenariat mondial pour les sols (GSP) est un mécanisme mondialement reconnu, créé en 2012. Sa mission est de positionner les sols dans l'agenda mondial par une action collective. Ses objectifs clés sont de promouvoir la gestion durable des sols (GDS) et d'améliorer la gouvernance des sols afin de garantir des sols sains et productifs, et de soutenir la fourniture de services écosystémiques essentiels pour la sécurité alimentaire et l'amélioration de la nutrition, l'adaptation au changement climatique et l'atténuation de ses effets, ainsi que le développement durable

A l’origine, une journée internationale pour célébrer les sols a été recommandée par l'Union internationale des sciences du sol (IUSS) en 2002. Sous le patronage du Royaume de Thaïlande et dans le cadre du Partenariat mondial sur les sols, la FAO a soutenu l’instauration du WSD en tant que plate-forme mondiale de sensibilisation. La Conférence de la FAO a approuvé à l'unanimité la Journée mondiale des sols en juin 2013 et a demandé son adoption officielle lors de la 68ème Assemblée générale des Nations Unies. En décembre 2013, l'Assemblée générale des Nations Unies a répondu en retenant le 5 décembre 2014 comme la toute première journée mondiale des sols.

Vassili Vassilievitch Dokoutchaïev était un géographe russe.

C'est le premier pédologie, considéré comme le père de la pédologie (science du sol).

Conférence des Nations unies sur l'environnement ou conférence de Stockholm, c'est la première conférence internationale sur le thème de l'environnement.

Conférence des Nations unies sur l’environnement et le développement ou sommet de Rio. Elle fait site à celle de Stockholm. C'est lors de ce sommet que la notion de développement durable est précisée.

Causée par une forte hausse du prix des aliments de base, elle a plongé les régions les plus pauvres du monde dans un état de crise et causé une instabilité politique et des émeutes dans plusieurs pays.

Conférence des Nations unies sur le développement durable, elle fait suite au sommet de Rio de 1992.

Le sujet était de commencer à établir les Objectifs de Développement Durable (ODD).

Une approche terrain innovante pour évaluer la santé des sols.

Bas coût

Low-tech

Sur le terrain

Transférable au monde agricole

7 indicateurs sur 9 donnent des résultats immédiats et l’intégrité du sol est préservée

Mesures à bas coût permettant des répétitions

La biodiversité des sols comme moteur principal du fonctionnement des sols

Le public visé est principalement les acteurs du monde agricole.

Une méthode de notation basée sur 3 fonctions principales du sol : dynamique du carbone, cycle des nutriments, et maintien de la structure des sols.

GIEE

IFC

L'Institut de recherche pour le développement est un organisme pluridisciplinaire reconnu internationalement, travaillant principalement en partenariat avec les pays méditerranéens et intertropicaux.

Alain Brauman - Chercheur

Nancy Rakotondrazafy - Technicienne

Le Cirad est l’organisme français de recherche agronomique et de coopération internationale pour le développement durable des régions tropicales et méditerranéennes.

Alexis Thoumazeau - Chercheur

L’Institut français du caoutchouc (IFC) vise à répondre aux besoins sur les plantations et promouvoir le caoutchouc naturel.

L’Oréal est un groupe industriel français de produits cosmétiques.

Intactil DESIGN est une société de design spécialiste de la conception d’interfaces pour des domaines experts.

Les Chambres d’agriculture, représentent l’ensemble des acteurs du monde agricole, rural et forestier : exploitants, propriétaires, salariés, groupements professionnels…

(ex : Pyrénées atlantiques, Ariège, Grand Est )

Le Gret est une ONG internationale de développement, de droit français, qui agit depuis 1976 pour apporter des réponses durables et innovantes aux défis de la pauvreté et des inégalités.

TERRE VERTE, est une association engagée dans le développement rural au Burkina Faso. Il s’agit d’un développement rural familial et communautaire basé sur la restauration des sols, l’aménagement d’un bocage spécifique au Sahel et la mise en place d’une agriculture durable.

Les GIEE sont des collectifs d'agriculteurs reconnus par l'État qui s'engagent dans un projet pluriannuel de modification ou de consolidation de leurs pratiques en visant à la fois des objectifs économiques, environnementaux et sociaux.

Scope est spécialiste des domaines de l’informatique de gestion.

E-tumba fourni des solutions pour faciliter et optimiser l’encadrement agronomique individualisé de toutes les zones culturales africaines s’inscrivant dans une démarche durable de co-construction.

Agrisud est une ONG qui agit sur le terrain dans l'objectif de former les populations locales aux principes de l'agro-écologie.

Terra Inova est une entreprise de valorisation des terres de chantier vers l’agriculture.

INRAE, l’institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement est une des tutelle de l'UMR ECO&SOLS

l'UMR CEFE (Centre d'Ecologie Fonctionnelle Evolutive) vise à comprendre la dynamique, le fonctionnement et l’évolution du vivant, de «la bactérie à l’éléphant », et « du génome à la planète ».

L'UMR PHIM (Plant Health Institute Montpellier) étudie, parmi les interactions entre la plante et son environnement, celles qui ont un impact sur l'état sanitaire des plantes, leur croissance et leur productivité.

L'IEES Paris (Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris ) analyse et modélise l’organisation, le fonctionnement et l’évolution des systèmes écologiques et environnementaux.

L'Université de Montpellier rassemble 17 facultés, écoles ou instituts, et de ses 73 structures de recherche.

Sénégal

• ISRA, Institut Sénégalais de Recherches Agricoles, Dr. Yacine Ndour
• UCAD, Université Cheick Anta Diop de Dakar
• ENSA, Ecole Nationale Supérieure d'agriculture, Université de Thiès
• UGB, Université Gaston Berger de Saint Louis

Burkina Faso

• INERA, Institut de l'Environnement et de Recherches Agricoles du Burkina Faso
• Université Norbert Zongo Koudougou

Cote d’Ivoire

• UNA, Université Nangui Abrogoua, Abidjan
• CNRA, Centre National de Recherche Agronomique de Côte d'Ivoire

Cambodge

• RUC : Royal University of Cambodia
• ITC : institut de technologie du Cambodge

Thaïlande

• LDD, Land Developement Departement
• The Faculty of Agriculture, KhonKaen University (KKU)

Vietnam

• SFRI, The Soils and Fertilizers Research Institute
• USTH, The University of Science and Technology of Hanoi

Laos

• DaLaM, Department of Agricultural Land Management
• NUOL, The Faculty of Agriculture of the National University of Laos

Madagascar

• LRI, laboratoire des radio isotopes, Université Université d’Antananarivo

Cycle des nutriments

Maintien de la structure du sol

Transformation du carbone

Variables mesurées :

• Dosage d'ions du sol ;
• Membranes échangeuses d'ions

Variables mesurées :

• Evaluation visuelle de la structure ;
• Stabilité d'agrégats ;
• Infiltration

Variables mesurées :

• activités de la faune du sol
• carbone labile
• respiration basale du sol

Afin de réduire ses coûts et qu’il soit accessible au plus grand nombre, un kit BIOFUNCTOOL® associé à une application mobile est en cours de développement, l’idée est de rendre le kit 100% terrain (sans avoir a passer par un laboratoire) et d’autonomiser les utilisateurs en rendant possible l’auto-construction d’outils via l’utilisation de techniques ARDUINO et d’impressions 3D

Cycle des nutriments

Maintien de la structure du sol

Transformation du carbone

9 indicateurs de 3 fonctions du sol …

•SituResp

Respiration basale du sol – émission de CO2 du sol par l’activité microbienne

•POXC

Pool labile de carbone organique du sol

•Lamina Baits

Activité de la mésofaune et de la petite macrofaune

•Beerkan

Vitesse d’infiltration de l’eau dans le sol

•VESS

Structure et compaction d’un bloc de sol

•AggSurf

•AggSol

Stabilité des agrégats à l’immersion dans l’eau

• Membranes échangeuses d’ions

Dynamique des nutriments disponibles dans le sol

•Extraction de l’azote minéral

Quantification des nutriments disponibles dans le sol

Les résultats sont développés sous forme d’un Index de Qualité des Sols (SQI entre 0 et 1) qui synthétise la contribution de chaque fonction à l’index.

Graphique comparant la santé du sol en agriculture conventionnelle et de conservation selon trois critères : le maintient de la structure, le cycle des nutriments et la transformation du carbone.

Côte d'Ivoire

Validation

France

Thaïlande

Cambodge

Madagascar

Indonésie

Nouvelle Calédonie

Méthode testée et validée scientifiquement et utilisée par des acteurs publics et privés, académiques et non académiques.

Sénégal, Mali et Burkina-Faso

Ouganda

Afrique du Sud

Entreprises (2019)

Reboisement dans des plantations d’hévéa (caoutchouc)

Instituts techniques et Organismes de Recherche (2020)

- Pratiques agroécologiques avec des rotations colza
- Agroforesterie

Land Development Department (LDD) (2016)

Plantations d’hévéas âgés

RUA (Royal University of Agriculture) (2017)

Agriculture de conservation dans les rotations de soja

ONG GRET (2019)

Pratiques agroécologiques avec des rotations maïs

L'Oréal et Jambi University (2020)

Pratiques agroécologiques dans des plantations de palmiers à huile

Instituts techniques (IAC) (2018)

Agriculture de conservation avec des rotations maïs

Projet DESIRA AE

Pratiques agroécologique

Projet DESIRA AE

Pratiques agroécologique

North-West University

Objectif 3

Objectif 1

Finaliser le kit 100% terrain afin de pouvoir réaliser les analyses sur le terrain, sans laboratoire, au plus proche des agriculteurs/conseillers.

Objectif 2

+INFO

+INFO

+INFO

Aujourd'hui encore 3 indicateurs sur 9 nécessitent une analyse de laboratoire (soit un kit ~70% terrain), l’objectif est qu’il devienne un kit 100% terrain.

L'application contiendra aussi des tutos pédagogiques permettant l’utilisation de la mallette et un guide pour l’analyse statistique des résultats.

• Développer l’autonomie des utilisateurs finaux en leur mettant à disposition tous les protocoles, didacticiels et informations (fichiers numériques, plan de construction, tutoriels de construction, liste des matériels, etc.) permettant de sourcer les composants et de construire les kits en petites séries.
• De faible coût pour permettre son utilisation par des acteurs du Nord et du Sud.

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ird.fr/occitanie

Hévéaculture : comment restaurer la santé des sols après l’abattage d’une plantation de 40 ans ?

Perron T., Kouakou A., Simon C., Mareschal L., Gay F., Soumahoro M., Kouassi D., Rakotondrazafy N., Rapidel B., Laclau J-P., Brauman A. 2022. Logging residues promote rapid restoration of soil health after clear-cutting of rubber plantations at two sites with contrasting soils in Africa. Science of the Total Environment:151526, 12 p.

Heepngoen P., Thoumazeau A., Renevier M-S., Sajjaphan K., Gay F., Brauman. 2021. Relationships between physico-chemical, biological and functional approaches for soil quality assessment. A case study along a gradient of disturbance. European Journal of Soil Biology, 104:103300, 11 p.

Kulagowski R., Thoumazeau A., Leopold A., Lienhard P., Boulakia S., Metay A., Sturm T., Tixier P., Brauman A., Fogliani B., Tivet F. 2021. Impacts of conservation agriculture maize-based cropping systems on soil health and crop performances in New Caledonia. Soil and Tillage Research. 212, 105079.

Brauman A., Thoumazeau A., 2020. Biofunctool® : un outil de terrain pour évaluer la santé des sols. Etude et Gestion des Sols 27 (1), n.spéc. Fonctions des sols et services écosystémiques : 289-303.

Thoumazeau A., Chevallier T., Baron V., Rakotondrazafy N., Panklang P., Marichal R., Kibblewhite M., Sebag D., Tivet F., Bessou C., Gay F., Brauman A. 2020. A new in-field indicator to assess the impact of land management on soil carbon dynamics. Geoderma, 375 : 114496.

Pheap, S., Lefèvre, C., Thoumazeau, A., Leng, V., Boulakia, S., Koy, R., Hok, L., Lienhard, P., Brauman, A., Tivet, F. 2019. Multi-functional assessment of soil health under Conservation Agriculture in Cambodia. Soil and Tillage Research, 194, 104349.

Thoumazeau A., Bessou C., Renevier M.S., Panklang P., Puttaso P., Peerawat M., Heepngoen P., Polwong P., Koonklang N., Sdoodee S., Chantuma P., Lawongsa P., Nimkingra P., Thaler P., Gay F., Brauman A. 2019. Biofunctool®: A new framework to assess the impact of land management on soil quality. Part B: Investigating the impact of land management of rubber plantations on soil quality with the Biofunctool® index. Ecological Indicators, 97 : p. 429-437.

Thoumazeau A., Bessou C., Renevier M.S., Trap J., Marichal R., Mareschal L., Decaëns T., Bottinelli N., Jaillard B., Chevallier T., Suvannang N., Sajjaphan K., Thaler P., Gay F., Brauman A. 2019. Biofunctool®: A new framework to assess the impact of land management on soil quality. Part A: Concept and validation of the set of indicators. Ecological Indicators, 97 : p. 100-110.

Thoumazeau A., Gay F., Alonso P., Suvannang N., Panklang P., Chevallier T., Bessou C., Brauman A. 2017. SituResp®: A time- and cost-effective method to assess basal soil respiration in the field. Applied Soil Ecology, 121 : p. 223-230.

Renforcer la capacité des acteurs

Mise en place

Evaluation de mise à l'échelle du réseau

Réseau ouest-africain de production d'inoculum

Formaliser des procédures et co-développer des outils de formations technique, économique et réglementaire

Diversifier les modèles d'organisations (Groupement d'intérêt Economique, Association de Producteurs, Coopératives, Unité Municipale)

Préciser les conditions optimales d'implantation des unités (densité et répartition géographique en fonction des zones agro-écologique et en fonction des modèles de production)

• Tester et comparer les inoculum produits aux champs et en laboratoires
• Identifier les acteurs, caractériser leur pratiques, leur stratégies, évaluer les coûts, les avantages, les inconvénients et les contraintes, en fonction des systèmes socio-économique

• Améliorer les éléments de mise en conformité avec le protocole de Nagoya
• Formaliser les conditions de fonctionnement du réseau: Gouvernance, droits et devoirs des membres (charte), dispositif de contrôle de qualité, renforcement des capacités

PARTENARIAT PUBLIC-PRIVE

Accord pour co-développement et déploiement de SMART-CARBON SOILS

APPROCHE

Description de l'approche SMART - CARBON SOIL

BUSINESS MODEL

Construction d'un modèle pour la vente de l'outil

GESTION CLIMATO-INTELLIGENTE

Recommanda-tions de pratqiues de gestion du sol pour l'aéroport d’Abidjan

PLATEFORME INFORMATIQUE

Elaboration d’une plateforme d’aide à la décision utilisant l’intelligence artificielle

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Partenariat

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Preuve de concept

Validation et amélioration de l'approche pour l'appliquer dans d'autres territoires avec d'autres clients

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MéTHODOLOGIE

Co-construction et test pour une opérationnalisation de l'expertise Eco&sols - EGIS