Processus et gestion des transferts d’eau et de matières du bassin versant à l’agro-écosystème: écohydrologie et ingénierie écologique.
HDR Soutenue le 8 décembre 2017, à l' IRD Montpellier
Le récent développement du concept de Services Ecosystémiques a largement contribué à améliorer notre compréhension du rôle de l’environnement naturel dans le développement des sociétés humaines. La notion de gestion intégrée des ressources naturelles (IWRM) a été dépassée par le nexus Eau-Energie-Sol-Nourriture (WELF). Aussi au-delà de la notion de bassin versant de l’hydrologue s’est imposée la notion d’écosystème de l’écologiste. Aujourd’hui il est évident pour tous que l’étude des conditions environnementales (physiques, hydrologiques, chimiques, biogéochimiques et biologiques) associée aux forçages climatiques et anthropiques constitue un axe majeur de recherche pluridisciplinaire nécessaire pour une gestion éco-responsable de nos ressources naturelles. Dans ce sens, l’objectif général de mon itinéraire scientifique a été de comprendre, quantifier et modéliser la dynamique du transfert des flux d’eau, de nutriments et de carbone dans les agroécosystèmes en fonction de perturbations climatiques et anthropiques, de l’échelle locale à l’échelle régionale, pour promouvoir des technologies innovantes participant aux nexus IWRM puis WELF. Les mots clés sont : Hydrologie, Ecohydrologie, Erosion, Biogéochimie, Agroécologie, Ingénierie écologique et Gestion de bassins versants.
Mes travaux de recherche ont montré que les transferts d’eau et de matières dans les rivières étaient fortement impactés en quantité et qualité par un nombre important et divers de facteurs, autochtones et allochtones. Outre la qualité du sol et de son couvert végétal, la distribution des pluies et leur intensité au cours de l’année en fonction des calendriers culturaux ont un impact majeur. Mais mes travaux montrent que la pratique agricole, voire la politique agricole, peut avoir un impact encore supérieur. Il est donc primordial d’approcher la gestion des ressources naturelles dans un ensemble d’échelles de temps et d’espace emboitées, du local au régional, dans une approche holistique en relation directe avec les problématiques de production de l’agriculteur et d’aménagement du territoire du décideur régional. Aussi mes résultats de recherche se résument autour de 3 axes :
- Les perturbations climatiques et les usages anthropiques agricoles influencent directement les transferts d’eau et de matières en quantité et qualité, à toutes les échelles.
- La modélisation distribuée à base écohydrologique des services écosystémiques en action au sein du bassin versant permet de dégager les principes généraux d’évolution des agroécosystèmes les constituant.
- Il convient de placer les défis sociaux comme moteur de l’innovation et les technologies comme moyens de l’innovation, les actions incitatives (économiques ou non) pouvant être mobilisées pour apporter l’information nécessaire (i.e. de l’énergie au système) afin de connecter les parties
prenantes pour une bonne gouvernance.
En effet, il n’est pas possible de dégager les principes généraux de l’évolution des écosystèmes à partir de leurs seuls constituants fonctionnels, les règles de décision des acteurs locaux et les perturbations venant de l’environnement sont des contraintes majeures qu’il faut associer. Aussi la gestion des transferts d’eau et de matières doit être multifactorielle et multi-échelle, de l’agroécosystème au bassin versant, localisée et en réponse à un questionnement précis : quels services écosystémiques je privilégie ? Selon quelle séquence ? Inévitablement, la complexité accrue de la gestion des écosystèmes liée à la pression sur la ressource se traduira par des compromis, répondant obligatoirement à des contraintes sociales et environnementales.
Comprendre les interactions complexes entre systèmes écologiques, concernant spécifiquement l’utilisation des sols et des eaux, et systèmes socio-économiques réels des individus (et non seulement des investisseurs) dans le respect mutuel des populations reste assurément un défi majeur de l’écohydrologie.