MAELIA

La plateforme de modélisation et d’évaluation de la transition agroécologique et bioéconomique des territoires

MAELIA permet d’évaluer les impacts environnementaux, économiques et sociaux des changements combinés d’activités agricoles, de transformation et recyclage des biomasses, de modes gestion des ressources naturelles et des changements globaux.


Histoire

La plateforme MAELIA émane des travaux de recherche d'INRAE (UMR AGIR et UMR LAE) depuis 2011. L'objectif initial était de développer une plateforme de modélisation permettant d’évaluer ex ante les impacts sur l’état quantitatif des ressources en eau et les performances économiques et sociales des systèmes agricoles de différents scénarios relatifs aux modes de gestion des ressources en eau, à la distribution spatiale de systèmes de culture et aux changements climatiques. Par la suite, son utilisation a été étendue à une gamme d'enjeux plus larges : la méthanisation, l'agroforesterie ou la gestion des flux de biomasse par exemple.

Une démarche de prospective territoriale pour accompagner les transitions

Dans les territoires ruraux, les systèmes agricoles sont au cœur des enjeux de transition agroécologique et bioéconomique vers des formes d’organisations territoriales plus durables et résilientes aux bouleversements locaux et globaux. Concevoir des territoires agricoles nécessite de repenser les organisations territoriales de modes de production, transformation et recyclage des biomasses qui permettraient de répondre aux enjeux relatifs à la production alimentaire, non alimentaire et à la conservation des ressources naturelles.

Accompagner la conception de ces nouvelles organisations territoriales requiert le développement d’outils permettant d’évaluer les impacts d’organisations alternatives considérant les incertitudes sur le futurs (l'évolution des prix et du climat par exemples). Étant donné la difficulté à tester ces alternatives dans la réalité, l’utilisation d’outils de modélisation et évaluation intégrées permettant de conduire une prospective spatialisée sont une solution privilégiée.

Ce type d’approche de modélisation doit être fondée sur une représentation fine des interactions entre les activités humaines et les processus écologiques et une évaluation de leurs effets sur les performances environnementales, économiques et sociales. Autrement dit, il s’agit de fournir une approche de modélisation porteuse d’une description pertinente, légitime et opérationnelle des territoires agricoles pour l’aide à la décision des décideurs et planificateurs des projets de développement des territoires en lien avec la production et l’utilisation des biomasses agricoles.

Scénarios


  • Stratégies d'atténuation et d'adaptation au changement climatique (ex. Plan Climat-Air-Energie Territorial)

  • Modes de gestion quantitative de l’eau et implantation d'infrastructures d'irrigation et de stockage (ex. Projets de Territoire pour la Gestion de l'Eau)

  • Stratégies de bioéconomie territoriale, comme l'implantation d'un méthaniseur ou la mobilisation des produits résiduaires organiques territoriaux

  • Changement de cultures et introduction de cultures intermédiaires et d'agroforesterie

  • Changement de pratiques agricoles

La démarche de prospective avec MAELIA


Elle est utilisée dans une démarche participative dans laquelle les acteurs locaux :

  1. définissent les enjeux du territoire,

  2. valident la capacité de MAELIA à représenter la situation actuelle,

  3. conçoivent des scénarios d’adaptation, factoriels et combinatoires, à implémenter dans la plateforme

  4. co-analysent les résultats multicritère des impacts environnementaux, économiques et sociaux pouvant aboutir à une reformulation des scénarios et nouvelles simulations.

La plateforme MAELIA

La plateforme MAELIA est basée sur une architecture multi-agent GAMA® qui permet de représenter les interactions entre les activités de production, transformation et recyclage des biomasses et les processus écologiques liés aux cycles de l’eau, de l’azote et du carbone, considérant la variabilité du climat, des marchés agricoles et des politiques agro-environnementales. Elle combine combine des modèles scientifiquement éprouvés :

  • AqYield pour la croissance des cultures et Herb'Sim pour la croissance des prairies

  • SWAT® pour l'hydrologie adapté pour représenter les retenues, barrages et nappes phréatiques

  • STICS pour le formalisme des dynamiques azote et carbone dans le sol

  • UPUTUC pour la chaîne de bioéconomie

  • SYS-METHA pour la méthanisation et les digestats

L’évaluation est conduite sur plusieurs années, passées ou futures, sous différents scénarios de changement climatique, au pas de temps journalier et à l’échelle de la parcelle/du bassin versant.



Évaluation multicritère

Les simulations permettent d’obtenir une évaluation multicritère des impacts environnementaux et sociaux-économiques. Les variables brutes sont indiquées à la parcelle puis agrégées à un lot de parcelles, à l’exploitation, au territoire sur les pas de temps demandés (du jour jusqu’à la ou des décades).




Exemple de résultat : effets de l’utilisation de fertilisants minéraux et organiques >

Applications : exemples de projets utilisant MAELIA