Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences de gestion : Paris 8 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 255-275.

Les exploitations mixtes d'agriculture-élevage sont le pilier des systèmes agricoles des pays en développement. Dans les hauts plateaux de Madagascar, les exploitations familiales d'agriculture-élevage sont basées sur l'association riz et élevage bovin. Les bovins ont un rôle central dans l'économie et la reconnaissance sociale de ces exploitations malgaches. Cependant ces exploitations sont souvent confrontées à des problèmes de faibles productivités liés à la dégradation de la fertilité des sols et à un accès limité aux intrants. Dans ce contexte, les exploitants doivent gérer les ressources végétales pour trouver un compromis entre alimentation humaine, alimentation animale et retours aux sols. Certaines pratiques de gestion des biomasses peuvent aggraver les phénomènes de dégradation de la fertilité des sols et remettre alors en cause la durabilité des exploitations. L'objectif de cette thèse est de montrer que la diversité des pratiques de gestion des biomasses au sein des exploitations familiales d'agriculture-élevage des hauts plateaux de Madagascar conditionne la durabilité des systèmes en termes de fertilité des sols, de recyclage des éléments nutritifs, de revenus et de sécurité alimentaire. Pour cela, il a été nécessaire de : i) caractériser au préalable la diversité des exploitations familiales d'agriculture-élevage du Vakinankaratra et de comprendre le fonctionnement de ces exploitations mixtes ; ii) étudier les effets des pratiques de gestion des parcelles sur la variabilité de la fertilité des sols des exploitations ; iii) évaluer la durabilité des exploitations d'agriculture-élevage et tester l'impact d'améliorations des pratiques d'alimentation animale, de gestion des effluents et de fertilisation sur la durabilité des exploitation. Quatre exploitations d'agriculture-élevage du Vakinankaratra, sélectionnées à dires d'experts, ont été enquêtées par immersion. Une étude typologique des exploitations d'agriculture-élevage du Vakinankaratra a été effectuée. Des prélèvements de sol ont été effectués pour l'ensemble des parcelles des quatre exploitations d'agriculture-élevage étudiées. Un outil de calcul des flux d'azote au sein des exploitations a été élaboré, puis a été associé aux matrices du Network Analysis afin de générer des indicateurs environnementaux, sociaux et économiques. Cet outil a été utilisé pour simuler les options d'améliorations des pratiques d'alimentation animale, de gestion des effluents et de fertilisation.L'étude typologique a identifié six types d'exploitations d'agriculture-élevage au Vakinankaratra. L'étude du fonctionnement des exploitations sélectionnées a mis en évidence d'une grande diversité des pratiques d'alimentation des animaux, de gestion des effluents d'élevage et de fertilisation. Une hétérogénéité de la fertilité des sols induite par les pratiques de gestion des parcelles a été révélée. Pour les quatre exploitations étudiées, l'amélioration des pratiques d'alimentation du troupeau bovin laitier associée à l'amélioration des pratiques de gestion des effluents d'élevage a permis d'améliorer la durabilité environnementale (efficience azotée globale, recyclage de l'azote, bilan azoté du sol), économique (marge brute agricole) et sociale (autosuffisance alimentaire).Ce travail a permis de caractériser la diversité des exploitations d'agriculture-élevage du Vakinankaratra, la diversité des pratiques et leurs effets sur la fertilité du/des sol. Cette étude s'est avérée être une approche intéressante pour évaluer des options d'amélioration de la durabilité des exploitations d'agriculture-élevage dans un contexte peu documenté. / Mixed crop-livestock systems constitute the backbone of agriculture in developing countries. In highlands of Madagascar, crop–livestock systems are based on rice and cattle. Cattle play a major role in the economy and the social recognition of these smallholder farms. Smallholder farms used to face with low crop productivity related to soil fertility degradation and to low access to inputs. In this context, smallholders have to manage plant resources in order to find a trade-off between food, feed and soil returns. Some biomass management may increase soil fertility degradation and then compromise farms sustainability.The objective of this thesis is to show that the diversity of biomass management on smallholder crop–livestock systems of highlands of Madagascar determines the sustainability of farming systems in terms of soil fertility, nutrients recycling, incomes and food security. For this, it was necessary to: i) characterize the diversity of crop-livestock systems in the region of Vakinankaratra and understand how smallholder farms are managed; ii) study the effects of soil management on the soil variability; iii) assess the farms sustainability and explore improvements of feeding, manure management and fertilization.Four crop-livestock farms of the Vakinankaratra (selected with local experts) were surveyed using participant observation methodology. A typology of crop-livestock farms was performed. Topsoil samples were collected in all plots of the four cases studies. A nitrogen flows calculating tool was developed and has been associated with Network Analysis matrices to generate environmental, social and economic indicators. This tool was used to simulate improvements in feeding, manure management and fertilization.The typology identified six farm types of crop-livestock systems in the Vakinankaratra. The farms study revealed a great diversity of animal feeding practices, manure management and fertilization. Heterogeneity of soil fertility induced by farmer management was shown. For the four case studies, improved feeding practices on dairy combined with improved manure management have increased environmental (farm nitrogen efficiency, nitrogen recycling, soil nitrogen balance), economic (agricultural gross margin) and social (food self-sufficiency) sustainability.This study characterized the diversity of crop-livestock farms of the Vakinankaratra, the diversity of practices and their effects on soil fertility. It proved to be an interesting approach to explore options for improving sustainability of crop-livestock farms in context of data scarcity.

Le secteur canadien des pâtes et papiers (P&P) a joué un rôle socioéconomique majeur durant les deux derniers siècles. Ces compagnies, en plus de l’avantage de leur positionnement géographique, ont accumulé une expérience confirmée en matière d’industrie forestière, dont notamment le traitement de la biomasse ligneuse. Au cours des trois dernières décennies, ces entités ont encouru des contraintes environnementales difficiles, auxquelles vient s’ajouter une crise chronique du marché. Cette dernière crise a eu des retombées sans précédent sur le côté social, ce qui a amené à qualifier le contexte difficile du secteur comme une crise de soutenabilité. Au cours de la dernière décennie, l’industrie de l’énergie verte est devenue une composante basique des stratégies de transition énergétique pour les pays développés. La biomasse a toujours été au coeur de cette stratégie pour le Canada. Pour les P&P, cette orientation constitue une opportunité pour résoudre la crise environnementale et économique accrue du secteur. Les preneurs de décision ont besoin d’une feuille de route pour transformer les usines de P&P en Bioraffinerie Forestière Intégrée (BRFI). Le choix des technologies, le dimensionnement de la capacité de production et le choix des voies d’investissement bioénergétique constituent des préoccupations majeures pour les preneurs de décision. Toutefois l’évaluation de la soutenabilité de cette transformation demeure un défi de taille. Notre contribution vise à développer des approches et des outils d’aide à la décision pour supporter une transformation efficace, robuste et durable de l’industrie des P&P au Canada. L'objectif est d’évaluer la soutenabilité de l’intégration des BRFI et de communiquer un nouveau modèle d’affaires aux preneurs de décision, tout en renforçant leur capacité de négocier une politique incitative propice en matière des investissements bioénergétiques dans le cadre du partenariat public-privé. La méthodologie utilisée pour atteindre cet objectif se place à l'intersection de l'aide à la décision, de l'optimisation mathématique et de l'analyse financière et économique. Notre première contribution propose la conception et l’application d’une méthode d’évaluation de la soutenabilité intégrant l’approche cycle de vie à l'optimisation du réseau de création de valeur dans le cadre d’un modèle mathématique multiobjectif. Ce dernier modèle fournira une feuille de route pour les investissements soutenables en bioénergie, minimisant les émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) et maximisant la valeur financière de la bioraffinerie sur un horizon de planification à long terme tout en assurant une gestion optimale de l’activité incubatrice. Au niveau de la deuxième contribution, nous présentons une analyse de sensibilité du modèle mathématique proposé selon des scénarios plausibles, et ce, avec l’élaboration d’un canevas pour bien communiquer le modèle aux preneurs de décision. Le but de cette partie est d'évaluer la robustesse du modèle, de bien communiquer aux parties prenantes les implications des choix d'investissement dans la production de bioénergie dans un environnement incertain et d’identifier les perspectives pour améliorer l'efficacité du modèle proposé. Dans la troisième contribution, nous proposons une analyse fiscale approfondie des modes de dépréciations dérogatoires appliqués aux investissements en bioénergie. Cette analyse traite l’impact des types d’amortissements dérogatoires sur le choix d’investissement bioénergétique et sur la soutenabilité. Notre objectif est de fournir aux preneurs de décision un ensemble d’outils d’aide à la décision tout en renforçant leur pouvoir de négocier une politique fiscale favorable à l’investissement bioénergétique. Dans cette partie, on a mis en évidence le fait que le choix de l’investissement couplé avec le choix de sa façon de dépréciation offre à l’investisseur une visibilité plus complète sur les conséquences pratiques de l’investissement dans le domaine bioénergétique en connivence avec la législation fiscale en vigueur. Ce qui conforte le partenariat public-privé et détermine le niveau d’interventionnisme public dans la réussite des transformations escomptées du secteur de P&P. L’analyse d’impacts sociaux et les approches de programmation stochastique pour l’étude de robustesse n’ont pas été abordées par ce travail, elles ont été présentées comme perspectives de recherche. / The Canadian pulp and paper sector has played a major socio-economic role in the last two centuries. In addition to the advantage of their geographical position, P&P companies have accumulated proven experience in the forest industry, including the treatment of wood biomass. Over the last three decades, these entities have faced difficult environmental constraints, compounded by a chronic market crisis. This latest crisis has had unprecedented social consequences leading to a crisis of sustainability. Over the last decade, the green energy industry has become a basic component of the energy transition strategies for developed countries. Biomass has always been at the heart of such a strategy for Canada. For the P&P, this orientation is an opportunity to solve the growing environmental and economic crisis of the sector. Decision-makers need a road map to transform P&P's factories into an Integrated Forest Biorefinery (IFBR). The choice of technologies, the sizing of production capacity and the choice of bioenergy investment are major concerns for decision-makers. However, assessing the sustainability of this transformation remains a major challenge. Our contribution is focused on developing decision support approaches and tools to support an effective, robust and sustainable transformation of Canada's P&P industry. The objective is to assess the sustainability of the IFBR integration and to present a new business model to decision-makers, which can strengthen their ability to negotiate a favorable incentive policy for bioenergy investments within the framework of the public-private partnership. To achieve this goal, our methodology combines decision support tools, mathematical optimization models, along with financial and economic analysis. Our first contribution proposes the design and application of a sustainability evaluation method integrating the life cycle approach and the optimization of the value creation network as part of a multi-objective mathematical model. The proposed model provides a roadmap for sustainable bioenergy investments, minimizing GHG emissions and maximizing the financial value of the biorefinery over a long-term planning horizon while ensuring optimal management of the incubator activity. In the second contribution, we present a sensitivity analysis of the proposed mathematical model according to well selected scenarios, with the development of a framework for communicating the model to the decision-makers. The purpose of this analysis is to assess the robustness of the model, to communicate to stakeholders the implications of investment choices in bioenergy production in an uncertain environment, and to identify opportunities for improving the effectiveness of the proposed model. In the third contribution, we propose an in-depth tax analysis using accelerated depreciation methods applied to investments in bioenergy. This analysis deals with the impact of the types of depreciations on the choice of bioenergy investment and on sustainability. Our goal is to provide decision makers with a set of decision support tools while strengthening their power to negotiate a tax policy favorable to bioenergy investment. In this part, it was highlighted that the choice of the investment coupled with the choice of its depreciation way offers the investor a more complete visibility on the practical consequences of the investment in the bioenergetics field with respect to prevalent tax legislation. This reinforces the public-private partnership and determines the level of public interventionism needed for the success of the expected transformation of the P&P sector. The social impact analysis and stochastic programming approaches for the robust study were not addressed by this work, they were presented as research perspectives.

La lentille (Lens culinaris Med.) est une composante importante des régimes alimentaires de nombreuses populations à travers le monde mais sa consommation en Europe est relativement faible. L’Europe produit seulement 26% de sa consommation de lentille et ce déficit est en partie causé par d’importants verrous agronomiques comme la verse, les bruches et la compétition des adventices qui réduisent ses rendements, notamment en agriculture biologique. Les associations de cultures, définies comme la culture simultanée d’au moins deux espèces différentes sur une même surface pendant une durée significative, sont considérées comme une option pour lever ces verrous agronomiques et ainsi développer la production de lentille en agriculture biologique. Les objectifs de cette thèse étaient de (1) évaluer le potentiel des associations de lentille et de blé de printemps pour produire de la lentille en conditions d’agriculture biologique et (2) comprendre les principaux mécanismes sous-jacents à la performance des associations. Des essais agronomiques ont été mis en place en 2015 et 2016 en conditions d’agriculture biologique. Quatre variétés de lentille et de blé de printemps ont été conduites en culture pures et en plusieurs associations de type substitutif et additif. Nos résultats montrent que le rendement moyen des associations avant récolte mécanique était plus élevé que le rendement moyen des cultures pures. Néanmoins, le rendement de lentille en association était inférieur à celui de la lentille en culture pure en raison d’une compétition forte et précoce du blé pour les ressources qui a causé la diminution nombre de ramifications par plante de la lentille. Le prix de la lentille étant environ quatre fois plus élevé que celui du blé, la marge brute des associations avant récolte était inférieure à celle de la lentille en culture pure. Cependant, la verse de la lentille a été fortement réduite en association, entrainant une augmentation de l’efficacité de sa récolte mécanique. En conséquence les rendements de lentille issus de la récolte mécanique se sont avérés similaires en association et en culture pure. Enfin, après tri et nettoyage des graines, la marge brute des associations sur le rendement commercialisable était supérieure à celle des cultures pures. Nos résultats montrent que (1) les associations n’ont pas eu d’effet sur le taux de bruchage des lentilles, (2) l’association la plus performante est constituée de lentille à densité équivalente à la culture pure dans laquelle on ajoute 15-20% de blé, (3) la performance des associations est due à une utilisation complémentaire de l’azote rendue possible par la fixation symbiotique de l’azote par la lentille et (4) l’intensité des compétitions entre espèces dépendent de l’année, de la densité de blé et des génotypes. En conclusion, nos travaux indiquent que les associations de lentille et de blé de printemps peuvent permettre de développer la production de lentille en agriculture biologique mais qu’une meilleure compréhension des interactions de type génotype x environnement x conduite pourrait permettre de mettre au point des couverts encore plus performants. / Lentil (Lens culinaris Med.) is an important component of the human diet in the world, but in the meantime, Europe produces only 26% of the lentils it consumes. This is partly due to strong agronomic weaknesses that reduce yield such as lodging, bruchid beetles and weeds, especially in organic farming. Intercropping, the simultaneous growing of two or more species in the same field is tested here as an option to reduce these drawbacks and develop organic lentil production. The aims of this thesis were to (1) assess the potential of lentil-spring wheat intercrops to produce organic lentil, (2) understand the mechanisms that explain their performances, and (3) evaluate the profitability of such intercrops. A two-year field experiment was carried out in southwestern France in 2015 and 2016 under organic farming rules. Four lentil and two wheat cultivars were grown as sole crops and intercrops in multiple additive and substitutive designs. Our results showed that the total intercrop attainable grain yield was higher than the mean of sole crops. Yet, lentil yield in intercrop was lower than in sole crop as the result of a strong competition for resources from wheat in early lentil growth stages reducing the number of branches per plant of lentil. This led to lower gross margins of intercrops. However, lentil lodging was strongly reduced in intercrops thus its mechanical harvest efficiency increased. This led to similar mechanically harvested yields of lentil in intercrop and sole crop. Consequently, after mechanical harvest and grain cleaning, the marketable gross margin of intercrops was higher than that of sole crops. Our results suggest that (1) intercrop had no effect on bruchids, (2) the most effective intercrop is when lentil is at sole crop density and wheat at 15-20%, (3) intercrop performance is due to complementary use of N pools through legume N2 fixation and (4) the intensity of interspecific interactions depends on year, wheat density and genotypes. Our work indicates that lentil-spring wheat intercrop can develop organic lentil production but a better understanding of Genotype x Environment x Cropping system interactions may be useful to design optimized managements.