oracle_compte-rendu-final_mars2017_vfinale

Compte-rendu de
fin de projet
ANR-10-CEPL-011 projet ORACLE
Projet ANR- 10-CEPL-011
ORACLE
Programme CEP&S 2010
A IDENTIFICATION .............................................................. 3
B RESUME CONSOLIDE PUBLIC ................................................. 3
B.1 Résumé consolidé public en français .......................................... 3
B.2 Résumé consolidé public en anglais ........................................... 5
C MEMOIRE SCIENTIFIQUE ..................................................... 8
C.1 Résumé du mémoire ............................................................... 8
C.2 Enjeux et problématique, état de l’art ....................................... 9
C.3 Approche scientifique et technique .......................................... 10
C.3.1 Méthodologie : vue d’ensemble et scénarios climatiques 10
C.3.2 Développements spécifiques aux grandes cultures 12
C.3.3 Développements specifiques aux forets 13
C.3.4 De l’utilité des modèles génériques de grande échelle 14
C.4 Echantillons de Résultats obtenus ........................................... 15
C.4.1 De la faisabilité climatique du maïs en région Ile-de-France et Midi-
Pyrénées 15
C.4.2 Impacts des scénarios de changement climatique sur la productivité et
la distribution de quelques essences forestieres 17
C.4.3 Evolution de l’occupation et des usages des sols 18
C.4.4 Cohérence hydrologique des changements d’usage des sols : cas du
bassin de la seine 19
C.5 Exploitation des résultats ....................................................... 20
C.6 Discussion ........................................................................... 21
C.7 Conclusions .......................................................................... 21
C.8 Références (hors références oracle que l’on trouve en E.2) ........ 22
D IMPACT DU PROJET .......................................................... 24
D.1 Indicateurs d’impact ............................................................. 24
D.2 Liste des publications ............................................................ 25
D.2.1 Publications dans des revues à comité de lecture 25
D.2.2 Publications soumises à des revues à comité de lecture, ou en
préparation 26
D.3 Liste des éléments de valorisation .......................................... 27
D.3.1 Un outil générique pour le calcul d’indicateurs agro et éco-climatiques 27
D.4 Bilan et suivi des personnels recrutés en CDD (hors stagiaires) .. 28
E ANNEXES ..................................................................... 30
E.1 Table des Matières proposée pour l’ouvrage en cours de
rédaction ............................................................................ 30

ANR-10-CEPL-011 projet ORACLE 2/35

ANR-10-CEPL-011 projet ORACLE 3/35
A IDENTIFICATION
Acronyme du projet
ORACLE
Titre du projet
Opportunités et Risques pour les Agro-
ecosystèmes et les forêts en réponse aux
changements CLimatiquE, socio-
économiques et politiques en France (et en
Europe)
Coordinateur du projet
(société/organisme)
Nathalie de Noblet
(LSCE / Unité Mixte CEA-CNRS-UVSQ)
Période du projet
(date de début – date de fin)
21 Mars 2011
20 Mars 2016
Site web du projet, le cas échéant
https://oracle.lsce.ipsl.fr/
Rédacteur de ce rapport
Civilité, prénom, nom
Mme Nathalie de Noblet
Téléphone
01 69 08 77 26
Adresse électronique
[e-mail]
Date de rédaction
31 Mars 2017
Liste des partenaires présents à la
fin du projet (société/organisme et
responsable scientifique)
1. UMR LSCE – Nathalie de Noblet
2. INRA / AGROCLIM – Iñaki Garcia de
Cortazar Atauri
3. INRA / Agronomie – David Makowski
4. INRA / ECOPUB – Pierre-Alain Jayet
5. INRA / LEF-LERFoB – Jean-Daniel
Bontemps & Philippe Delacote
6. INRA / EPHYSE – Denis Loustau
7. UMR SISYPHE - Florence Habets
8. CNRM – Jean-Christophe Calvet
Subcontractor : CERFACS – Christian Pagé
B RESUME CONSOLIDE PUBLIC
B.1 RESUME CONSOLIDE PUBLIC EN FRANÇAIS
Scénarios d’évolution future des grandes cultures et des forêts en France
Les grandes cultures et les forêts françaises sont aujourd’hui soumises au changement
climatique, comme à une évolution des politiques publiques.
Le projet ORACLE avait pour objectif d’améliorer la vision / compréhension des
conséquences que l’évolution a) du climat et de sa variabilité, b) des choix de politiques
publiques, pourraient avoir sur l'agriculture et la sylviculture, en France comme en Europe.
Selon le 4ème rapport du GIEC, l’Europe est amenée à se réchauffer en toute saison, pour tous
les scénarios, mais de façon inégale géographiquement. Le réchauffement estival le plus fort
est attendu dans l’Ouest et le Sud, tandis qu’en hiver ce sont l’Est et le Nord qui connaîtront
sans doute les valeurs les plus fortes. Ce signal saisonnier d’évolution de la température est
d’ores et déjà visible. L’évolution attendue de la pluviométrie estimée par les modèles
climatiques est moins robuste, plus incertaine, mais cependant avec une augmentation non

ANR-10-CEPL-011 projet ORACLE 4/35
contestée de la sécheresse estivale dans les régions méditerranéennes, et un accroissement
important de la variabilité des pluies. Les conséquences de ces changements ont besoin
d’être anticipés pour l’ensemble des secteurs d’activité.
Nos résultats ont, à terme, vocation à être utilisés pour l’identification des risques et
opportunités, par région et pour chaque culture ou espèce forestière identifiée. Et ce afin
d’aider à la définition des stratégies d'adaptation.
L’intégralité de nos travaux est basée sur de la modélisation, qu’elle soit statistique ou
mécaniste, biophysique ou économique.
La méthode que nous avons développée est résumée sur la figure ci-dessous. Dans un premier
temps les scénarios de changement climatique sont traduits en indicateurs nous permettant
d’analyser l’évolution a) du fonctionnement et du rendement des grandes cultures et des
forêts, et b) de la distribution des aires favorables au développement de certaines essences
d’arbres. Dans un deuxième temps ces indicateurs sont utilisés par les modèles économiques, et
combinés à des scénarios socio-économiques, pour proposer des adaptations possibles de la
gestion des sols. Ces analyses sont faites de façon séparées pour les surfaces agricoles, à
surface agricole utile (SAU) constante, et pour les surfaces forestières. Dans un troisième temps
les impacts calculés du changement climatique sur le fonctionnement, la gestion et la
distribution des grandes cultures et des forêts sont combinés pour en déduire une évolution
possible, économiquement justifiée, des surfaces occupées par la SAU et par la forêt.
Les forçages climatiques que nous avons utilisés sont issus du 4ème rapport du GIEC (2007).
Ces scénarios ont été régionalisés pour la France, à la résolution de 8km.
Parmi les résultats produits nous nous sommes intéressés à l’évolution de la culture du maïs
dans 2 régions françaises contrastées : l’île de France et Midi-Pyrénées. Nous avons montré
qu’en IdF la variété longue de maïs pourra être cultivée au-delà de ~2060 puisque les
conditions thermiques le permettront. En midi-pyrénées par contre la précocité de plus en
plus importante des dates de semis fera apparaître des risques de gelée entre le semis et la
levée, risques qui n’existent pas aujourd’hui.
L’analyse des effets de plusieurs scénarios de changement climatique sur la productivité et la
probabilité de présence de 7 espèces ligneuses met en évidence une très forte variation de
réponse inter-spécifique à un même forçage climatique, avec des variations de productivité
en surface terrière allant de -34 à +28% sur le siècle prochain, et des variations de probabilité
de présence allant de -80% jusqu’à un doublement. Le sapin pectiné et le chêne pubescent
sont les seules espèces à présenter un gain de productivité, cette dernière restant stable pour
les chênes pédonculé et sessile et l’épicéa. Concernant la probabilité de présence, les chênes
pédonculé et pubescent sont les seuls à révéler une augmentation d’occurrence.
Ce projet a donné lieu à 18 publications dans des revues à comité de lecture, 1 article soumis
et 11 en préparation.
Un outil générique, GETARI, pour le calcul d’indicateurs agro et éco-climatiques a par
ailleurs été développé et est téléchargeable sur le site de l’INRA :
http://w3.avignon.inra.fr/getari .
Une journée de colloques a été organisée avec plusieurs porteurs d’enjeux des mondes
agricole et forestier (https://oracle.lsce.ipsl.fr/doku.php?id=meeting_-_23_octobre_2014). Elle

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a permis de nous conforter sur les orientations prises au cours du projet et sur la validité des
outils que nous avons développés.
schéma illustrant l'enchaînement des tâches, des modèles et des forçages. Les flèches en
bleu, pleines, indiquent le flux d’information entre forçages et modèles, ainsi qu’entre
modèles. La flèche en bleu à motifs illustre un flux d’informations que nous aurions
souhaité mettre en place mais qui n’a pas pu se réaliser en totalité
Le projet ORACLE est un projet de recherche fondamentale coordonné par Nathalie de
Noblet, directrice de recherche au CEA (Laboratoire des Sciences du Climat et de
l’Environnement). Ce projet associe de nombreux chercheurs d’unités INRA (AGROCLIM à
Avignon, AGRONOMIE et ECOPUB à Grignon, EPHYSE à Bordeaux, UREP à Clermont-
Ferrand, LEF/LERFoB à Nancy), ainsi que le CNRM (Météo-France) à Toulouse, le
laboratoire d’hydrologie SISYPHE à Paris, et le CERFACS à Toulouse. Le projet a commencé
en mars 2011, a été financé pour 48 mois et obtenu une prolongation de 12 mois. Il a bénéficié
d’une aide ANR de 1 199 996,54 €.
B.2 RESUME CONSOLIDE PUBLIC EN ANGLAIS
Scenarios of future changes in field crops and forests in France
Field crops and forests are subjected to climate change, as well as to changes public policies.
The ORACLE project aimed to improve the understanding of the consequences that the
evolution a) of climate and its variability, b) of choices of public policies, could have on
agriculture and sylviculture, in France and Europe.
According to the 4th IPCC report, Europe will be subjected to warming in any season, for all
scenarios, but in an unequal way geographically. Strongest summer warming is expected in
the West and South, while in winter it is the East and the North which will experience the
strongest values. This seasonal signal of change in temperature is already visible. The
expected evolution of rainfall, as estimated by the climatic models, is less robust, more
dubious, but however with an increase not disputed in the summer drought in the
Mediterranean regions, and an important increase in the variability of rains. The
consequences of these changes need to be anticipated for any societal and industrial sector.