Évaluation ex ante des systèmes de culture innovants par modélisation agronomique et économique : de la conception à l'adoption ; cas des systèmes de culture bananiers de Guadeloupe

English. Agricultural production is evolving towards systems able to provide multiple objectives in order to satisfy the complex concerns related to sustainability, therefore leading agricultural research to bear growing interest in the development of methodologies to allow the design and assessment of innovative cropping and farming systems able to fulfil these constraints. Although the number and the diversity of tools and concepts are increasing, only few transdisciplinary research have been done, therefore limiting the development of methodologies for integrated assessment from the design to the adoption of innovations by farmers. The objective of this thesis is to propose a trandisciplinary method for ex ante assessment of innovative cropping systems in order to palliate this shortcoming in the current research. After a survey of available assessment methodologies, we propose an original method which is made of a four-step approach: i) modelling farm diversity and prototyping innovative cropping systems, ii) use of a crop model to simulate the biophysical impacts of innovations for the different farm types, iii) development of a bio-economic farm model for assessment of the impacts of the adoption of innovations at farm level, and iv) econometric modelling of adoption by farmers. The method was then applied to the design and assessment of innovative cropping systems for banana production in the French West Indies, that are currently facing severe economic and environmental crisis. The first step led to the identification of six contrasting farm types and sixteen cropping systems prototypes, invoving rotation of banana with cover crop, intercropping, and regulation of pesticide use. The second step showed that the performances of innovation may differ greatly among fram types, and some systems appear to be promising from both agronomic and environmental critera. However simulations made in step 3 and 4 showed that promising innovations at field level maight have negative impacts at farm level while some promising innovation have low probability of adoption. Results of econometric model and bio-economic simulations made possible to define a set of proposals for local research and development stakeholders in order to improve the likelyhood of adoption of the innovations. In the last chapter we present a critical analysis of the advantages and shortcomings of our approach underling the genericity of the methodology, and the potential extension of its application to other context, for better matching the innovations with society and farmers demands.

French. Face à la multiplication et la complexité croissante des objectifs assignés à l’agriculture, les méthodologies de conception et d’évaluation ex ante de systèmes de culture innovants font l’objet d’un effort de recherche très soutenu. Cependant malgré le foisonnement de recherches et de productions d’outils disciplinaires, peu de recherches d’interface ont été entreprises, ce qui limite les possibilités d’évaluations ex ante globales des systèmes innovants, de la conception à l’adoption par les agriculteurs. L’objectif de cette thèse est de contribuer à l’avancée de ces travaux, en proposant une méthode transdisciplinaire d’évaluation ex ante de systèmes de culture innovants basée sur la combinaison d’outils de modélisation issus de l’agronomie et de l’économie. A partir d’une analyse de la littérature actuelle et de ses forces et faiblesses, nous construisons une méthode originale qui se décompose en 4 étapes : i) modélisation de la diversité des exploitations et prototypage de systèmes innovants plus durables, ii) utilisation d’un modèle de culture pour simuler le fonctionnement biophysique des innovations dans les types d’exploitations, iii) évaluation des impacts de l’adoption sur le fonctionnement et les performances des types d’exploitation à l’aide d’un modèle bio-économique d’exploitation, iv) modélisation ex ante de l’adoption par les planteurs à l’aide d’un modèle économétrique. La méthode est ensuite appliquée à la conception et à l’évaluation ex ante de prototypes de systèmes de cultures bananiers aux Antilles françaises, qui traversent actuellement une crise socio-économique et environnementale sévère. L’application de la première étape de la méthode a permis d’identifier 6 types d’exploitations très contrastés avec des problèmes de durabilité se déclinant différemment et de mettre au point 16 prototypes de systèmes innovants impliquant plante de couverture cultivées en association ou en rotation, nouvelles variétés de bananiers, et réduction de l’usage des intrants chimiques. La deuxième étape a montré que les performances agronomiques des prototypes peuvent varier considérablement d’un type d’exploitation à un autre, et que certains systèmes semblent très prometteurs sur le plan agronomique et environnemental. Cependant les modélisations réalisées en étape 3 et 4 montrent que d’une part, des innovations performantes à la parcelle peuvent poser des problèmes de trésorerie et de charge de travail à l’échelle de l’exploitation, et que d’autre part certaines innovations très prometteuses ont pourtant un taux d’adoption faible. Les résultats du modèle économétrique et des simulations réalisées en étapes 2 et 3 permettent alors de définir un ensemble de propositions d’action à destinations des acteurs de l’innovation et du développement en vue de maximiser les chances d’adoption de systèmes plus durables. Le dernier chapitre de cette thèse revient sur les forces et les faiblesses de la méthode et souligne sa généricité potentielle qui devrait donc permettre d’étendre son application à d’autres contextes afin d’assurer une meilleure adéquation entre les innovations produites par la recherche agronomique et les attentes des agriculteurs et de la société.