Modélisation des systèmes agri-alimentaires

Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Vous serez accueilli(e) à Rennes au sein de l‘axe Evaluation intégrée de l’UMR SAS (https://www.rennes.inrae.fr/umrsas/). Votre poste de recherche postdoctorale participera au nouveau projet DESCALE (ANR-25-CE32-4555) intitulé : Évaluation des échelles temporelles et spatiales des futures transitions agri-alimentaires dans les territoires d'élevage. Vous ferez partie d’une équipe qui sera composée à terme du chargé de recherche porteur de l’ANR, d’un.e doctorant.e et de stagiaires. Le projet DESCALE est accompagné d’un comité de pilotage de 5 chercheurs et enseignants-chercheurs.

Etat de l’art sur la modélisation des transitions agri-alimentaires

Plusieurs travaux récents de la littérature soulignent l'importance d'analyser les flux de matière et d'énergie (Gingrich et al., 2018; Le Noë et al., 2018), notamment via le cadre socio-métabolisme (Harchaoui and Chatzimpiros, 2018), pour comprendre les dynamiques de transition des systèmes agri-alimentaires. La modélisation des systèmes agri-alimentaires rend compte du rôle majeur des systèmes d’élevage dans la circularité des nutriments( Harchaoui et al., 2024) ,la réduction des impacts environnementaux, et la sécurité alimentaire. Toutefois, il existe encore des lacunes dans la mise en place de cadres d’évaluation, facilement manipulables et calibrables, intégrant les flux de carbone, d’azote, de phosphore et d’énergie. Certains modèles existent mais rencontrent des difficultés à représenter la diversité des systèmes d’élevage ou différents niveaux d’intégration culture-élevage (Duru et al., 2015). Par ailleurs, les cadres d’évaluation actuels peinent à établir des liens entre des analyse territoriales moyennées et des évaluations prenant en compte la diversité des exploitations agricoles constituant le territoire. Le projet postdoctoral vise à lever certains de ces manques identifiés dans la littérature.

Missions et activités

Le projet DESCALE vise à construire un cadre d'évaluation intégrant le fonctionnement énergétique et de l'azote, permettant de décliner des objectifs environnementaux multicritères des systèmes agri-alimentaires, de l'échelle territoriale aux exploitations, en tenant compte de la diversité des pratiques d'élevage et des espèces animales et la production de connaissances pour évaluer les temporalités des différents chemins de transition, en considérant le séquençage des leviers mobilisables à l'échelle des exploitations et du territoire. Les scénarios de transition testeront une combinaison d'objectifs politiques et territoriaux, incluant le développement de l'agriculture biologique, la production de bioénergie, et la réduction des intrants non renouvelables. L'étude se concentre sur la Bretagne, caractérisée comme l’une de régions d’Europe avec la plus grande concentration densité animale, une diversité de pratiques des systèmes d'élevage et plus récemment une décapitalisation du cheptel bovin laitier.

Dans ce cadre, nous proposons un poste de chercheur.e postdoctoral.e, d’une durée de deux ans, centré sur le développement d’une approche de modélisation territoriale des systèmes agri-alimentaires visant à caractériser les flux d’azote, d’énergie et d’émissions de gaz à effet de serre afin de quantifier les impacts environnementaux et leurs incertitudes. Cette modélisation intégrera les différents rôles des systèmes d’élevage dans les systèmes agri-alimentaires (producteurs de protéines, producteurs d’effluents pour la fertilisation des cultures, pour la valorisation d’énergie, consommateurs de biomasse consommables et non-consommables par l’homme).

Vos principales missions seront :

• Construction d’un modèle de flux de biomasse, d’azote, d’énergie et d’émissions de gaz à effet de serre d’un système agri-alimentaire avec un focus sur les systèmes d’élevage à partir d’un modèle existant ALPHA

• Élaborer le cahier des charges du modèle en partenariat avec les membres de l’équipe du projet, en particulier sur la prise en compte de la diversité des systèmes d’élevage
• Modéliser les flux de biomasse, d’azote, d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre (GES) d’un territoire – en améliorant le modèle ALPHA (Chatzimpiros and Harchaoui, 2023; Vergely et al., 2024) notamment en intégrant sur les liens entre alimentation animale, productivité des systèmes d’élevage (herbivores et non herbivores) et en tenant compte des unités de méthanisations dans la description du système agri-alimentaire
• Intégrer des indicateurs de compétition entre alimentation humaine, animale et énergie issues de la littérature scientifique

• Calibration du modèle à l’échelle Bretagne

• Collecter les données statistiques agricoles, énergétiques ainsi que des données de déclaration de flux azotés sur la Bretagne
• Calibrer le modèle entre 2000 et aujourd’hui
• Estimer l’incertitude de certaines variables clés en s’appuyant sur la littérature scientifique et des enquêtes

3. Simulations sous contraintes de transitions attendues

• Développer des simulations sous contraintes (telle que la réduction de l’importation d’aliments du bétail, réduction des GES, le niveau d’exportation agricole ou la production de biogaz)
• Estimer des compromis et synergies possibles autour de l’élevage

Vous serez particulièrement en charge de:

• une nouvelle version du modèle ALPHA pour répondre aux questions de recherche du projet (participant à l’écriture des équations du modèle et le développement du codage sous Python ou R)
• la rédaction deux publications scientifiques sur le travail effectué, valorisables dans un dossier de concours et la participation à des communications orales et colloques
• la valorisation sous forme d’un data paper sur les données mobilisées
• la participation à la vie scientifique et des interactions de façon régulière avec les membres de l’équipe projet (potentiellement stagiaires) et de l’UMR SAS

Références

Chatzimpiros, P., Harchaoui, S., 2023. https://doi.org/10.1038/s43016-023-00741-w

Duru, M., et al. 2015. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0318-x

Gingrich, S. et al. 2018. https://doi.org/10.1007/s10113-017-1261-y

Harchaoui, S., Chatzimpiros, P., 2018.. https://doi.org/10.1111/jiec.12760

Harchaoui, S et al. 2024. https://doi.org/10.1007/s10705-024-10344-x

Le Noë, J et al. 2018. https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.06.006

Vergely, F. et al. 2024. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2024.107726

Formations et compétences recherchées

Formation recommandée : Doctorat en sciences de l’environnement, en agronomie ou zootechnie, en lien avec la modélisation.

Connaissances souhaitées : Solide compréhension des flux de nutriments, émissions de gaz à effet de serre et de la mobilisation des ressources (dont l’énergie) au sein des systèmes agri-alimentaires ainsi qu’une excellente maîtrise de l’anglais, tant à l’oral qu’à l’écrit.

Expérience appréciée : Une expérience de modélisation et manipulation de données de statistiques agricoles, expérience dans la programmation en langage Python our R

Aptitudes recherchées : Curiosité, autonomie et capacité d’initiative. Bonnes qualités rédactionnelles et de communication orale. Vous aimez le travail en équipe.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

• jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
• d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
• de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
• d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
• de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
• d'activités sportives et culturelles ;
• d'une restauration collective.

Modalités pour postuler