Thèse Modélisation de Scénarios de Transition du Système Agricole Français H/F

Université de Bordeaux

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Mathématiques et Informatique
Laboratoire de recherche : LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique
Direction de la thèse : Olivier GAUWIN ORCID 000000027250043X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-04T23:59:59

Pour faire face aux enjeux environnementaux, une transition du secteur agricole est nécessaire.
Cependant, la complexité des mécanismes régissant le fonctionnement des agro-écosystèmes au sens des interactions entre cultures, prairies, élevage et consommation humaine rend difficile l'anticipation de l'effet d'un changement dans le système sur sa réponse en terme de performance et de soutenabilité. Par exemple, l'effet d'un changement de la taille et du type de cheptel sur la durablité et la productivité du système agricole est difficile à prédire du fait d'effets induits qui peuvent être antagonistes. Les systèmes d'élevage sont émetteurs de gaz à effet de serre et en compétition direct avec l'alimentation humaine, mais contribuent au maintien des prairies et donc de la biodiversité et assurent un rôle important dans la fertilité des cultures via les effluents d'élevage.

Tout cela rend difficile à la fois (i) pour la recherche l'élaboration des scénarios de transition et (ii) pour le grand public la compréhension de ces questions qui sont pourtant au centre des débats dans la société civile.

L'objectif général de cette thèse est donc d'exploiter les possibilités offertes par l'informatique pour concevoir un outil visuel, didactique et interactif mettant en lumière toute cette complexité et les différents liens de cause à effets avec pour but final d'éclairer les débats publics et choix sociétaux en offrant une vision à la fois plus réaliste mais aussi moins caricaturale et binaire. Il s'agit d'un vaste sujet s'inscrivant dans un projet plus large que cette thèse en collaboration avec une équipe d'agronomes de l'INRAE. Dans un premier temps, le focus sera mis sur un sous-ensemble des mécanismes clefs autour de l'élevage bovin avant d'être étendu à l'ensemble du système agricole. Le travail de thèse abordera les aspects suivants :

- Etude bibliographique de la littérature sur les modèles agronomiques et économiques ; compilation des données.
- Conception d'un modèle mathématique/informatique permettant d'évaluer les impacts (GES, surface, intrants, etc.) sur le système en fonction de différentes variables d'entrées (ex. taille de cheptel de race laitière, taux de pâturage, etc.)
- Implémentation du modèle.
- Conception d'un outil web permettant de visualiser et d'interagir avec le modèle pour permettre à l'utilisateur de mieux comprendre les mécanismes et d'explorer différents scénarios.

Le secteur de l'élevage bovin constituera une première étape. Il bénéficie déjà de plusieurs modèles ainsi que de certains outils, analysant notamment les impacts environnementaux associés [1,2,3,4,5,6,7]. Ces outils opèrent à différentes échelles, de la ferme à l'échelon national voire mondial. Chacun possède des limites par rapport aux fonctionnalités proposées ci-dessus : l'aspect temporel (modéliser une transition sur plusieurs décennies), l'interaction en temps réel (certains modèles mettent actuellement 4 jours sur un ordinateur standard), l'échelle spatiale (périmètre et granularité), la prise en compte des cycles (azote, carbone...), etc.

Pour la conception de l'outil, nous nous appuierons sur plusieurs sources d'inspirations telles que les explorable explanable [8], model-driven reading/debate [9], des outils tels qu'AeroMAPS pour l'aéronautique [10], et un prototype sur la modélisation du transfert de données par Internet [11].

La partie modélisation est amorcée en collaboration avec l'équipe Agrofor d'INRAE.

L'objectif général de cette thèse est d'exploiter les possibilités offertes par l'informatique pour concevoir un outil visuel, didactique et interactif mettant en lumière toute la complexité du système agricole, de ses productions et de ses effets, et les différents liens de cause à effets avec pour but final d'éclairer les débats publics et choix sociétaux en offrant une vision à la fois plus réaliste mais aussi moins caricaturale et binaire.

Le travail de thèse abordera les aspects suivants :
- Etude bibliographique de la littérature sur les modèles agronomiques et économiques ; compilation des données.
- Conception d'un modèle mathématique/informatique permettant d'évaluer les impacts (GES, surface, intrants, etc.) sur le système en fonction de différentes variables d'entrées (ex. taille de cheptel de race laitière, taux de pâturage, etc.)
- Implémentation du modèle.
- Conception d'un outil web permettant de visualiser et d'interagir avec le modèle pour permettre à l'utilisateur de mieux comprendre les mécanismes et d'explorer différents scénarios.