Conception in silico par le modèle STICS

Cette deuxième approche fait appelle au modèle de culture STICS, un paramétrage du modèle a été nécessaire.

5.1.2.1 Paramétrisation de base de STICS

Le modèle STICS (Simulateur mulTIdisciplinaire pour les Cultures Standard), développé à l'INRA depuis 1996, décrit un grand nombre de processus éco-physiologiques et agronomiques en interaction avec les conditions pédoclimatiques et les itinéraires techniques les données d’entrée sont liée au climat, le sol et le système de culture, les données de sortie porte sur le rendement en terme quantitatif et qualitatif, et des grandeurs environnementaux liés au bilan hydrique, et azoté (fig. 2.5). Ce modèle dynamique à pas du temps journalière simule le fonctionnement de la plupart des espèces cultivées, en grande partie annuelles pendant un ou plusieurs cycles (Brisson et al., 2003; Brisson et al., 2002; Brisson et al., 1998).

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Figure 2.5 Principe de fonctionnement de modèle STICS (Brisson et al., 1998).

Le premier paramétrage du modèle STICS pour les conditions semi-arides algériennes a été fait à l’INRA de Toulouse (unité mixte de recherche UMR. AGIR) en 2013, dans le cadre d’un stage de courte durée. Les données nécessaires pour ce paramétrage ont été collectées sur le blé dur d’hiver (variété Waha) durant la saison agricole 2008/2009. Les résultats font l’objet d’une communication orale intitulée « l’utilisation des modèles de cultures STICS et BUDGET pour suivre le comportement de la culture du blé dur en zone semi–aride Algérienne ». Un deuxième paramétrage a eu lieu à l’INRA de Laon (UMR Agro Impacte) en 2015 en utilisant la variété Gta dur ; largement cultivée dans la région de Souk-Ahras.

La plus part des données utilisées pour le deuxième paramétrage sont issue d’une campagne de mesure qui avait pour objet l’étudede l’efficience d’utilisation de l’eau par deux variétés de blé dur (Gta dur et Simito) sous l’effet de précédent cultural. Les données mobilisées sont synthétisées dans le tableau 2.2.

Tableau 2.2 Synthèse des données mesurées durant l’expérience à la zone de Taoura (2014/2015).

Données liée au sol et au climat Donnée liée à la culture de blé dur - Analyse du sol

- Données climatiques standard - Humidité du sol

- Durée des stades phénologiques - Évolution de la biomasse

- Le rendement et indice de récolte

Pour le module climat, un fichier climat-Stics a été créé à partir des données climatiques journalières fournies par la station météorologique de Souk-Ahras pour la saison agricole

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2014/2015 et 2015/2016. Une mise en format csv du fichier climatique est nécessaire. Les données nécessaires à la création du module sol ont été tirées de l’analyse de 17 échantillons collectés de 5 communes (Taoura, M’daourouch, Sedrata, Ouillen et Bir Bouhouche). Ces données sont relatives à la granulométrie du sol, en particulier le taux d’argile, de limon, du sable et du pH.

Le sol est argileux dans 3 sites d’étude (48% en moyenne d’argile dans le site de Taoura, 44,7% d’argile dans la zone de M’daourouch et 43 à Ouillen), limoneux argileux à Sedrata (48% de limon et 36,3% d’argile) et limono sableux à Bir Bouhouche (64% de limon 24% de sable). Le pH est alcalin dans l’ensemble des échantillons analysés (Annexe II). Ses différentes caractéristiques telles que nous les avons fournies à STICS, sont résumées dans le tableau 2.3.

En ce qui concerne le module plante, le paramétrage nécessite des données qui ne sont pas faciles à acquérir par expérimentation dans nos conditions (effet de la concentration de Co2 atmosphérique sur le rendement, évolution de la biomasse racinaire, la sensibilité au gel des différents stades phénologiques, la répartition de la biomasse dans les organes, la conversation de biomasse en rendement en grain, les indices de stress hydrique et azoté …etc.). Deux approches ont été suivies ; le recours aux données bibliographiques fourni par les instituts techniques (ITGC et ICARDA) et dans le cas des données manquantes (effet de l’azote sur le nombre des grains, la teneur en protéines des grains, l’interception des rayons à différents stades), le paramétrage initial du modèle est maintenu.

Tableau 2.3 Données de paramétrage de module sol dans le modèle STICS.

Paramètres Valeurs Source des données

Taux d’argile 48 Résultat analyse

Humidité à la capacité au champ 35 Mesure

Humidité au point de flétrissement 18 Mesure

Humidité relative le jour de semis 30,1 Mesure

pH 7,8 Mesure

Albédo de la surface à l’état sec 0,15 Bibliographie

Le manque des données pour les cultures de lentille et du colza (cycle biologique, variétés), qui sont peu cultivées en Algérie nous amène à maintenir le paramétrage fourni par le modèle pour le module plante, les sorties fournies par lemodèle STICS sont nombreuses et c’est à l’utilisateur de sélectionner le jeu de donné adapté au contexte de sa recherche. Dans notre

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situation, la date de récolte, le rendement en grain, l’indice de récolte, la durée des stades phénologiquesont été recherchés pour une évaluation ex ante des SdC conçu.

La diversité de situation de production qui est caractérisée par un ensemble de descripteurs du milieu, du contexte socio-économique, et par un jeu de contraintes détermine plusieurs SdC qui peuvent être générés par le modèle STICS. La faisabilité technique, la cohérence agronomique et la contribution au développement durable constituent les éléments du choix des combinaisons qui font l’objet de simulation par le modèle STICS. La figure (fig. 2.6) illustre les différentes combinaisons utilisées pour la conception des systèmes de culture.

Figure 2.6 Démarche de génération et d’évaluation ex ante des systèmes de culture innovants adopté dans la thèse.

5.2 L’évaluation à priori (ex ante) des systèmes de culture innovants issus et