Évolution des risques agro-climatiques en lien avec les modifications de l’aléa climatique en contexte de réchauffement

Début de la thèse : décembre 2020

Financement : CIFRE en partenariat avec Groupama Rhône-Alpes Auvergne (Domaine Assurance Récolte)

Directeurs : Albin Ullmann et Thierry Castel

Soutenance le 12 mars 2024

Résumé

Le changement climatique modifie l’aléa climatique et impose de reconsidérer les risques agro-climatiques. En France, depuis les années 1960, le changement climatique se traduit par une hausse abrupte des températures autour des années 1987/1988. Ces modifications rapides de l’aléa climatique sont susceptibles de modifier les risques agro-climatiques et d’entraîner des pertes historiques dans les récoltes. La compréhension des effets régionalisés du changement climatique sur les risques agro-climatiques constitue donc un enjeu majeur pour le monde agricole. La sécheresse est l’un des risques agro-climatiques qui impacte fortement la production agricole et les performances des assurances climatiques sur récoltes. Ce travail de thèse, fruit d’une collaboration entre un assureur et un laboratoire de recherche, se propose d’étudier comment et dans quelle proportion les modifications de l’aléa climatique affectent le risque sécheresse, et à terme les performances de l’assurance climatique sur récoltes. Le blé, le maïs et la vigne sont des cultures importantes pour l’entreprise, et sont donc étudiées plus particulièrement dans ce travail. Les données Safran-Isba-Modcou produites par Météo-France permettent, à l’échelle régionale, de quantifier l’évolution structurelle de l’aléa climatique lié au cycle de l’eau sur la période 1959-2021. La prise en compte de la vulnérabilité des cultures via l’utilisation d’un modèle de bilan hydrique simplifié donne l’opportunité d’évaluer les changements dans la contrainte hydrique sur les bassins de production des cultures d’intérêt. La définition d’un seuil de stress hydrique pour les cultures étudiées conduit au développement d’un indice de sécheresse. Les distributions statistiques de ce dernier sont probabilisées avec un modèle de Tweedie, donnant lieu à une caractérisation régionalisée des modifications structurales du risque agro-climatique sécheresse suite aux réchauffement rapides observés en France. Après le réchauffement rapide de 1987/1988, la demande évaporative est en forte hausse, particulièrement au printemps et en été. Cela induit un assèchement progressif des réservoirs en eau du sol, faisant augmenter la contrainte hydrique sur le couvert végétal. La prise en compte de la vulnérabilité des cultures d’intérêt montre que par exemple pour le blé tendre d’hiver, le bilan hydrique évolue en conséquence. Les périodes de dépassement du seuil de stress hydrique s’allongent ou s’intensifient avec le réchauffement, de manière variée selon les bassins de production considérés. Ces évolutions peuvent être expliquées par une forte augmentation de l’évapotranspiration. En fin de saison végétative, la modification des séquences sèches joue également un rôle. La structure du risque agro-climatique lié à la sécheresse en est affectée. Cela se traduit par une augmentation de l’intensité et/ou de l’occurrence des épisodes de sécheresse. Ces modifications dépendent du bassin de production étudié et s’accompagnent d’une hausse des sécheresses extrêmes. Ces modifications du risque sécheresse suite à l’évolution rapide de l’aléa climatique affectent des stades sensibles des cultures, ce qui peut amener à des pertes de rendement importantes. Les performances de l’assurance multirisque climatique sont donc étroitement liées à l’évolution de ce type de risque. L’indice développé dans ces travaux montre, dans certaines conditions, une bonne corrélation avec l’indice de sinistralité utilisé par les assurances. Cela ouvre des perspectives pour étudier la volatilité des performances de l’assurance climatique sur récolte. Il convient néanmoins d’affiner et de consolider ces résultats, qui, pour certaines cultures telles que le blé, ne montrent pas d’améliorations probantes. La projection de ces indices sécheresse pourrait aider les assureurs à élaborer et tester des stratégies de prévention et d’adaptation territorialisées pertinentes pour l’ensemble des parties prenantes.

Mots-clés

aléa climatique, risque agro-climatique, sécheresse, agriculture, France, changement climatique

Comité de suivi de thèse

Freddy Vinet, université Paul Valéry, UMR GRED, Montpellier
Benjamin Sultan, UMR Espace-Dev, Institut de Recherche pour le Développement, Montpellier

Composition du jury

Marie Launay, INRAE Provence Alpes Côte d’Azur, unité AgroClim – rapporteure
Gilles Drogue, UFR SHS, université de Lorraine, Metz – rapporteur
Nathalie Colbach, UMR1347 Agroécologie, université de Bourgogne, INRAE, Dijon –  examinatrice
Jean-Michel Soubeyroux, direction de la climatologie et des services climatiques, Météo France – examinateur
Claude Perrot, Groupama Rhône-Alpes Auvergne – invité
Benjamin Bois, Institut universitaire de la vigne et du vin, Dijon – invité
Albin Ullmann, université de Bourgogne – UMR 6282 Biogéosciences – directeur de thèse
Thierry Castel, Institut Agro Dijon – UMR6282 Biogéosciences – co-directeur de thèse

extrait:

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Évolution des risques agro-climatiques en lien avec les modifications de l'aléa climatique en contexte de réchauffement

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décembre 2020

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Laurent

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Évolution des risques agro-climatiques en lien avec les modifications de l'aléa climatique en contexte de réchauffement

Début de la thèse : décembre 2020

Financement : CIFRE en partenariat avec Groupama Rhône-Alpes Auvergne (Domaine Assurance Récolte)

Directeurs : Albin Ullmann et Thierry Castel

Soutenance le 12 mars 2024

 

Résumé

Le changement climatique modifie l’aléa climatique et impose de reconsidérer les risques agro-climatiques. En France, depuis les années 1960, le changement climatique se traduit par une hausse abrupte des températures autour des années 1987/1988. Ces modifications rapides de l’aléa climatique sont susceptibles de modifier les risques agro-climatiques et d’entraîner des pertes historiques dans les récoltes. La compréhension des effets régionalisés du changement climatique sur les risques agro-climatiques constitue donc un enjeu majeur pour le monde agricole. La sécheresse est l’un des risques agro-climatiques qui impacte fortement la production agricole et les performances des assurances climatiques sur récoltes. Ce travail de thèse, fruit d’une collaboration entre un assureur et un laboratoire de recherche, se propose d’étudier comment et dans quelle proportion les modifications de l’aléa climatique affectent le risque sécheresse, et à terme les performances de l’assurance climatique sur récoltes. Le blé, le maïs et la vigne sont des cultures importantes pour l’entreprise, et sont donc étudiées plus particulièrement dans ce travail. Les données Safran-Isba-Modcou produites par Météo-France permettent, à l’échelle régionale, de quantifier l’évolution structurelle de l’aléa climatique lié au cycle de l’eau sur la période 1959-2021. La prise en compte de la vulnérabilité des cultures via l’utilisation d’un modèle de bilan hydrique simplifié donne l’opportunité d’évaluer les changements dans la contrainte hydrique sur les bassins de production des cultures d’intérêt. La définition d’un seuil de stress hydrique pour les cultures étudiées conduit au développement d’un indice de sécheresse. Les distributions statistiques de ce dernier sont probabilisées avec un modèle de Tweedie, donnant lieu à une caractérisation régionalisée des modifications structurales du risque agro-climatique sécheresse suite aux réchauffement rapides observés en France. Après le réchauffement rapide de 1987/1988, la demande évaporative est en forte hausse, particulièrement au printemps et en été. Cela induit un assèchement progressif des réservoirs en eau du sol, faisant augmenter la contrainte hydrique sur le couvert végétal. La prise en compte de la vulnérabilité des cultures d’intérêt montre que par exemple pour le blé tendre d’hiver, le bilan hydrique évolue en conséquence. Les périodes de dépassement du seuil de stress hydrique s’allongent ou s’intensifient avec le réchauffement, de manière variée selon les bassins de production considérés. Ces évolutions peuvent être expliquées par une forte augmentation de l’évapotranspiration. En fin de saison végétative, la modification des séquences sèches joue également un rôle. La structure du risque agro-climatique lié à la sécheresse en est affectée. Cela se traduit par une augmentation de l’intensité et/ou de l’occurrence des épisodes de sécheresse. Ces modifications dépendent du bassin de production étudié et s’accompagnent d’une hausse des sécheresses extrêmes. Ces modifications du risque sécheresse suite à l’évolution rapide de l’aléa climatique affectent des stades sensibles des cultures, ce qui peut amener à des pertes de rendement importantes. Les performances de l’assurance multirisque climatique sont donc étroitement liées à l’évolution de ce type de risque. L’indice développé dans ces travaux montre, dans certaines conditions, une bonne corrélation avec l’indice de sinistralité utilisé par les assurances. Cela ouvre des perspectives pour étudier la volatilité des performances de l’assurance climatique sur récolte. Il convient néanmoins d’affiner et de consolider ces résultats, qui, pour certaines cultures telles que le blé, ne montrent pas d’améliorations probantes. La projection de ces indices sécheresse pourrait aider les assureurs à élaborer et tester des stratégies de prévention et d’adaptation territorialisées pertinentes pour l’ensemble des parties prenantes.

 

Mots-clés

aléa climatique, risque agro-climatique, sécheresse, agriculture, France, changement climatique

 

Comité de suivi de thèse

Freddy Vinet, université Paul Valéry, UMR GRED, Montpellier
Benjamin Sultan, UMR Espace-Dev, Institut de Recherche pour le Développement, Montpellier

 

Composition du jury

Marie Launay, INRAE Provence Alpes Côte d'Azur, unité AgroClim - rapporteure
Gilles Drogue, UFR SHS, université de Lorraine, Metz - rapporteur
Nathalie Colbach, UMR1347 Agroécologie, université de Bourgogne, INRAE, Dijon -  examinatrice
Jean-Michel Soubeyroux, direction de la climatologie et des services climatiques, Météo France - examinateur
Claude Perrot, Groupama Rhône-Alpes Auvergne - invité
Benjamin Bois, Institut universitaire de la vigne et du vin, Dijon - invité
Albin Ullmann, université de Bourgogne - UMR 6282 Biogéosciences - directeur de thèse
Thierry Castel, Institut Agro Dijon - UMR6282 Biogéosciences - co-directeur de thèse