Sécheresses et agriculture : les recherches de l’UMR FARE URCA/INRAE publiées dans Nature Reviews Earth & Environment

Une saison agricole peut recevoir presque autant de pluie que d'habitude et pourtant voir ses récoltes s'effondrer. Ce paradoxe est aujourd'hui l'un des grands défis de l'agriculture face au changement climatique. Comment comprendre l'impact réel des sécheresses et des épisodes de pluie extrêmes sur les cultures ? Pour répondre à cette question, Abderrahim Bouhenache, jeune docteur de l'unité de recherche mixte FARE de l'Université de Reims Champagne-Ardenne et de l'INRAE, a développé un dispositif expérimental inédit au Zimbabwe. Sa conception et son utilisation viennent d'être présentées dans la prestigieuse revue Nature Reviews Earth & Environment.

Un dispositif pour mieux comprendre les effets du changement climatique

Cette publication inscrite dans le cadre du projet de thèse CLIMAZOTE, et menée à l'URCA en collaboration avec le CIRAD et l'Université du Zimbabwe a un objectif précis. Face à l'augmentation annoncée des événements climatiques extrêmes, les chercheurs cherchent à mieux comprendre comment les cultures réagiront aux futures modifications des régimes de pluie.

Si les projections climatiques annoncent une augmentation des épisodes de sécheresse et de pluies intenses, les observations réalisées directement sur le terrain restent encore rares, en particulier en Afrique subsaharienne. Pourtant, cette région figure parmi les plus vulnérables au changement climatique et dépend largement d'une agriculture pluviale.

Simuler la sécheresse en plein champ

Pour mieux comprendre ces phénomènes, les chercheurs ont conçu un vaste dispositif expérimental de 1,5 hectare composé de trente parcelles équipées d'abris transparents. Ces structures permettent de réduire artificiellement de 30 % les précipitations reçues par les cultures afin de reproduire des conditions de sécheresse comparables à celles attendues dans les prochaines décennies.

L'originalité du système réside dans plusieurs aspects : sa taille, son implantation en Afrique, son faible coût grâce à l'utilisation de matériaux locaux et recyclables, ainsi que sa capacité à suivre les effets du changement climatique sur le long terme et en interaction avec d'autres facteurs. Le dispositif est complété par une seconde installation capable, à l'inverse, de simuler des épisodes de pluies extrêmes atteignant jusqu'à 100 millimètres par jour. A titre de comparaison, il a plu 83 mm à Reims, sur tout le mois de février.

« Malgré ces enjeux majeurs, les études d'impact reposant sur des observations de terrain restent encore rares pour comprendre la réponse des cultures aux modifications des régimes de pluies. Ce travail visait donc à combler cette lacune scientifique tout en contribuant aux efforts d'intensification durable des systèmes agricoles et de sécurité alimentaire face au changement climatique. » témoigne Abderrahim Bouhenache.

Des résultats plus inquiétants qu'attendu

Si la publication dans Nature Reviews Earth & Environment s'intéresse principalement au dispositif lui-même, celui-ci a déjà permis de produire plusieurs résultats scientifiques dans le cadre d'autres travaux issus de la thèse.

Le jeune docteur et les co-auteurs montrent qu'une mauvaise répartition des précipitations peut entraîner une baisse de productivité allant jusqu'à 90 %, même lorsque le cumul annuel reste proche de la moyenne. Plus encore, les épisodes de sécheresse expliquent à eux seuls jusqu'à 78 % de la variabilité des rendements du maïs.

Les travaux mettent également en évidence que les pratiques agricoles couramment utilisées, comme le paillage ou la fertilisation azotée, ne suffisent pas à compenser les effets des extrêmes climatiques. Ces événements perturbent non seulement la production agricole, mais aussi le fonctionnement des sols en affectant le recyclage des résidus végétaux, l'assimilation de l'azote et les cycles du carbone.

Un outil pour anticiper l'agriculture de demain

Au-delà des résultats déjà obtenus, le principal intérêt du dispositif réside dans sa capacité à générer des données sur le long terme. Maintenu après la fin de la thèse, le site continuera à suivre l'évolution des cultures et des sols afin d'étudier des phénomènes plus lents, comme les variations du carbone stocké dans les sols.

L'approche suscite déjà l'intérêt de plusieurs équipes internationales. Une équipe du CIAT travaille actuellement à la mise en place d'un système similaire au Kenya, preuve du potentiel de cet outil pour mieux comprendre les impacts du changement climatique dans différents contextes agricoles.

Observer aujourd'hui pour mieux nourrir demain

Alors que les sécheresses et les épisodes de pluie extrêmes devraient s'intensifier au cours des prochaines décennies, disposer d'outils capables de reproduire ces conditions devient essentiel. Grâce à cette publication dans Nature Reviews Earth & Environment, le jeune docteur, Abderrahim Bouhenache, et les chercheurs contribuent à mettre à disposition de la communauté scientifique une nouvelle méthode pour anticiper les défis agricoles de demain.