Insurance impact on emissions in the CRRA 4 scenario

Emission Reduction for risk averse farmers in CRR4 4 scenario (in %)

Insurance Trigger Threshold - τ (in percentage of the expected yield)

0,1 0,5 0,9 Insurance Premium (euros/ha) 25 - 3,4 - 5,0 -8,2 50 - 3,3 - 5,0 - 8,2 400 - 2,2 - 4,4 - 8,1 600 - 2,1 - 3,9 - 8,0

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Conclusion Générale

La forte contribution de l’agriculture au réchauffement climatique nécessite la mise en œuvre d’outils de régulation qui visent à atténuer ses émissions au coût le plus faible possible. L’étude du coût marginal d’abattement offre un éclairage quantitatif permettant d’analyser l’impact d’un prix sur les pratiques agricoles et les émissions de GES. L’objectif de cette thèse est d’analyser ce potentiel à l’échelle de plusieurs mesures associées aux pratiques de fertilisation des agriculteurs.

En étudiant le coût d’opportunité associé à la mise en place de plantes légumineuses dans les assolements, et en comparant ce coût par rapport aux données réelles, les résultats du premier chapitre révèlent que des réductions importantes d’émissions sont possibles, tout en augmentant le profit des agriculteurs. Ce résultat est robuste aux analyses de sensibilité effectuées. De telles augmentations de profit apparaissent également lorsque la pratique d’atténuation consiste à modifier les rotations des agriculteurs dans le chapitre 2.

Nous l’avons vu au cours des différentes discussions menées dans les chapitres 1 et 2, la mise en évidence de telles opportunités économiques conduit naturellement à la question suivante : pourquoi les agriculteurs ne modifient pas leurs pratiques alors qu’il apparaît que ceux-ci peuvent augmenter leur profit tout en réduisant leurs émissions de GES ? Une réponse possible à cette interrogation est sans doute l’existence d’autres coûts, liés à trois grands niveaux. Le premier est associé à l’aspect comportemental des agriculteurs. S’il est généralement admis que les individus prennent leur décision sur la base de la maximisation de leur profit, c’est une hypothèse que retiennent notamment les deux premiers articles de cette thèse, la prise de décision réelle des individus repose cependant sur un éventail plus large d’éléments d’ordre psychologique et social. Ceci, par conséquent, induit un écart entre les comportements des individus observés et le comportement attendu lorsque les modèles reposent sur la seule hypothèse de minimisation des coûts. Par conséquent, la représentation de la maximisation de l’utilité, intégrant ces autres éléments apparaît plus réaliste que celle de la seule minimisation du coût. Le deuxième niveau est celui des coûts de mise en œuvre de politiques d’atténuation. La mise en place d’instruments de régulation des émissions de gaz à effet de serre implique un coût administratif dont l’estimation est d’autant plus déterminante que l’agriculture présente la caractéristique d’une forte dispersion des émissions attribuées à un nombre important d’acteurs établis sur le territoire. Ce coût dépendra par ailleurs de la nature de l’instrument retenu. Une taxe aura l’avantage de ne pas impliquer la gestion des quotas que suppose la mise en place d’un marché d’échange d’émissions et dont les coûts de transaction peuvent s’avérer potentiellement élevés. Enfin, le troisième niveau est celui des interactions existant entre les pratiques des agriculteurs et la filière en amont et en aval de l’exploitation agricole.

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Si certains articles de la littérature représentent les interactions entre pratiques au sein de l’exploitation ou bien sur les coûts de mise en œuvre, le troisième article de cette thèse se focalise sur l’un des aspects de la dimension comportementale à savoir le rôle de l’aversion pour le risque dans la définition des quantités d’azote à apporter par hectare.

Nous avons pu voir dans ce troisème chapitre, qu’en retenant l’hypothèse de fonctions d’utilité type CARA ou CRRA, à l’échelle d’un individu, l’aversion pour le risque se traduit par des apports supplémentaires d’engrais par rapport à un comportement de type neutre au risque en raison de la réduction de la variabilité des rendements en fonction de la quantité d’engrais apportée. A l’échelle de notre échantillon d’agriculteurs français comportant à la fois des individus neutres, riscophiles et averses pour le risques, dans trois départements français, les simulations numériques effectuées ne donnent pas de différences importantes entre les apports d’engrais appliqués par les agriculteurs après avoir identifié leur aversion pour le risque et les apports lorsque que ceux-ci sont tous considérés comme neutres au risque. Ceci est lié au fait que l’apport additionnel d’engrais des agriculteurs averses au risque est compensé par l’apport moindre d’engrais par les agriculteurs ayant du goût pour le risque. Nous avons également identifié les conditions dans lesquelles l’aversion au risque constitue un frein par rapport à un signal prix appliqué sur les émissions de N2O. Les simulations numériques ne permettent pas d’identifier un frein important de l’aversion pour le risque dans la réduction des émissions puisque ces conditions⁵⁰ sont présentes dans une minorité de cas. Enfin, la prise en compte de l’aversion pour le risque dans la prise de décision suggère l’intérêt d’une assurance en termes d’atténuation des émissions comme un outil efficace d’atténuation pour les agriculteurs averses au risque.

Ce travail ouvre la voie à de futures extensions, invitant à poursuivre les efforts de modélisation dans le but d’intégrer les différents niveaux interagissant avec les pratiques des agriculteurs décrits précédemment. Ainsi, je propose l’exploration des voies suivantes :

 Elargir le modèle d’intégration des légumineuses, présenté dans le chapitre 1, en modèle d’optimisation de l’ensemble des cultures composant les assolements agricoles et le combiner ensuite avec l’optimisation de la fertilisation par hectare étudiée en chapitre 3. Ce modèle devra tenir compte de l’interaction avec le poste de l’élevage et pourrait être construit en envisageant les liens avec les postes d’activités en amont et aval de l’exploitation.

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 Le modèle d’assurance à l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre présenté dans le chapitre 3 devra aborder la question de l’offre d’assurance dans l’optique de savoir si ce type de couverture de risque peut être proposé par une agence privée ou publique.

Ces deux points pourraient être traités de manière innovante en abordant davantage la compréhension des phénomènes de verrous (lock-in) bloquant le changement des pratiques et responsables d’inertie dans l’organisation de la filière agricole. Une attention particulière pourrait être accordée à l’impact des coûts fixes, tels que l’endettement, sur la capacité des différents maillons de la filière à pouvoir changer leurs pratiques. A l’échelle de l’agriculteur spécifiquement, une étude sur leur capacité à accepter de nouveaux dispositifs fiscaux pourrait être menée en abordant particulièrement le lien entre leur compréhension de l’enjeu climatique et la capacité à accepter les dispositifs économiques environnementaux nouveaux.

Titre : Le coût de l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre liées à la fertilisation des cultures.

Mots clés : atténuation du changement climatique, légumineuses, fertilisation, prix du carbone, aversion pour le risque, assurance à l’atténuation

Résumé : L’objectif de cette thèse est d’estimer le coût de mesures d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre (GES) liée à la fertilisation des cultures qui représente en Europe et en France respectivement 38% et 44% des émissions de GES de l’agriculture. L’étude du coût et du potentiel d’abattement est effectuée sur deux mesures clés dans l’atténuation des émissions à savoir la mise en place de plantes fixatrices d’azote (i.e. légumineuses) et la réduction de la fertilisation par hectare. Le potentiel d’atténuation des légumineuses est étudié en simulant leur augmentation dans les assolements agricoles français et dans un deuxième temps à l’échelle de rotations de cultures pouvant durer jusqu’à six ans dans cinq régions européennes. Les

résultats obtenus révèlent que des réductions importantes d’émissions sont possibles, tout en augmentant le profit des agriculteurs.

Le rôle de l’aversion pour le risque est aussi étudié concernant la réduction de la fertilisation des cultures par hectare. Nous montrons analytiquement les conditions conduisant à une sur-application d’engrais par hectare permettant aux agriculteurs averses au risque de minimiser le risque de perte de rendement. Les simulations numériques effectuées spécifiquement sur les agriculteurs averses au risque démontrent qu’une assurance d’atténuation des émissions peut potentiellement déclencher des réductions importantes d’émissions de gaz à effet de serre.

Title : Mitigation cost of greenhouse gas emissions from fertilization in agriculture

Keywords : mitigation cost, legume crops, fertilization, carbon price, risk aversion, mitigation insurance

Abstract : In this thesis, we assess the mitigation cost of greenhouse gas (GHG) from fertilization which represents 38% and 44% of agricultural GHG emissions in Europe and in France.

This assessment is conducted for two key measures in climate mitigation which are the implementation of legumes crops and the reduction of fertilization per hectare. The abatement potential of legume crops is computed by simulating their increase in French croplands and also by a switch of crop rotations on several years (up to 6 years) in five European regions. Results show that significant mitigation amounts can be obtained by increasing farms revenues.

The role of risk aversion is studied through the reduction of fertilisation per hectare. We analytically shows the conditions leading to nitrogen over-applications on crops which allows farmers to minimize their risk of loss on crop yields. The simulations lead on risk averse farmers show that an insurance covering yield variability could be foreseen as an interesting tool to mitigate emissions.