René Gommes est diplômé en Botanique et Docteur en Ecologie des végétaux. Il a travaillé pour l'OMM en 1978-1979 comme programmeur informatique en Algérie dans le projet METAG, en utilisant des canaux de communication météorologique spécifiques pour recueillir et diffuser des informations sur les cultures dans les pays d'Afrique de l'Ouest et du Nord.
René Gommes a commencé à travailler pour la FAO en 1980 en Tanzanie, dans le cadre du premier projet d'alerte rapide, puis en tant qu'agro-météorologue, chargé du suivi des cultures et des prévisions des cultures. Il a rejoint le Groupe d'agro-météorologie, au siège de la FAO en 1986, pour suivre les cultures. Il est, depuis 1994, coordonnateur du groupe d'Agrométéorologie dont les principales activités sont : le suivi des cultures, les bases de données agro-météorologiques, les changements climatiques et le développement d'outils d'agro-météorologie.
Parmi ses sujets d'intérêt, citons : les conditions climatiques extrêmes, les études d'impact, le développement de logiciels.
La présentation souligne le rôle déterminant des conditions climatiques sur la variabilité de la production agricole.
René Gommes analyse le champ de l'agro-météorologie, qui gère l'ensemble des interactions entre agriculture et conditions climatiques. L'agro-météorologie "moderne" s'appuie sur de nombreuses sources de données (terrestres et par satellite) et sur des outils, en particulier les modèles.
L'agriculture "réactive" - c'est à dire la stratégie de prise de décision des agriculteurs, basée sur l'observation des conditions météorologiques locales - pourrait être modernisée par le développement de tables de décision (préparées au niveau central avec des données locales) et par la diffusion vers les agriculteurs de conseils sur mesure basés sur le recueil de données locales.
Ces données seraient ensuite transmises aux services nationaux d'agro-météorologie, pour y être analysées. Les conseils en découlant (les meilleures options de gestion possibles) seraient retransmis aux agriculteurs, par les services de vulgarisation ou par la radio.
René Gommes décrit, lors de sa présentation, un prototype moderne de projet d'agriculture "réactive".
2. Le but de l'agro-météorologie "moderne".
4. La FAO et l'agro météorologie
5. Les conseils agro-météorologiques aux agriculteurs
Environnement et gestion sont les facteurs qui déterminent la disponibilité de produits agricoles au niveau local (exploitation, village). L'environnement inclut les facteurs biophysiques (climat, sol, parasites, disponibilité des sols...) alors que la gestion englobe les décisions prises par les agriculteurs eux-mêmes. Les décisions de gestion sont déterminées par la connaissance des interactions entre l'environnement, les caractéristiques des végétaux ou des animaux, la technologie, les facteurs économiques et le contexte institutionnel (qui comprend les coutumes, les règles gouvernementales, etc.). Par définition, les facteurs économiques jouent un rôle mineur pour les agriculteurs de base.
Le climat demeure le plus grand facteur de variabilité dans les produits de l'agriculture, directs ou indirects (parasites). Selon le niveau de développement, 20 à 80% de la variation des rendements d'une année sur l'autre repose sur les variations climatiques. Les pertes dues aux parasites, aux maladies et aux mauvaises herbes se situent autour de 15% (Oerke et al., 1994). Les pertes après-récolte représentent à peu près le même pourcentage.
Les événements agro-météorologiques extrêmes sont également des facteurs de variabilité. Ils sont rares (fréquences statistiques faibles), mais se caractérisent par leur haute intensité. Ils comprennent par exemple les graves attaques parasitaires, les incendies, les pluies torrentielles, les cyclones tropicaux etc. Ils peuvent provoquer des destructions massives d'infrastructures, de récoltes, de bétail, d'équipements de pêche, ainsi que la perte de vies humaines (Gommes, 1999a, 1999c).
Les événements extrêmes ne sont pas traités dans ce papier pour des raisons d'ordre méthodologique1. De plus, la majorité des pertes est plutôt associée aux effets chroniques et moins spectaculaires de variations climatiques, comme les sécheresses, les attaques parasitaires locales, la biodégradation des matériels agricoles, la grêle etc.
En dépit de leur variabilité, les précipitations, l'ensoleillement etc., constituent des ressources environnementales de base. L'agro-météorologie a le triple objectif d'étudier les ressources agro climatiques, d'évaluer leur impact (positif et négatif) sur l'agriculture, et d'utiliser ce savoir pour améliorer les rendements.
L'agro-météorologie traite de tous les éléments de la production agricole sensibles au climat, comme le montre le schéma 1. Le spectre des sujets est donc plutôt large. Il inclut la pollinisation, les migrations animales, les résistances à la circulation du matériel agricole roulant, le transport des agents pathogènes par le vent, l'irrigation, les manipulations climatiques, les climats artificiels, les évaluations des risques liés à l'eau, l'utilisation des prévisions météorologiques pour l'agriculture, les rendements des récoltes, les prévisions phénologiques, et surtout les conseils aux agriculteurs ... ainsi que les méthodes et données nécessaires.
Figure 1 : L'agro-météorologie traite tous les éléments sensibles au climat, depuis la production jusqu'à la consommation de tous les produits agricoles, notamment les animaux et les végétaux (Gommes, 1998a).
L'agro-météorologie repose désormais sur une série de nouveaux outils, qui constituent l'agro-météorologie "moderne". Cela inclut les techniques de collecte des données (observations au sol, par avion et par satellite), les techniques de transmissions de données (y compris Internet), et l'analyse des données (modèles et autres logiciels).
Un modèle est un programme (et la science qui le produit) qui simule (prédit) le comportement (produit) d'une plante (par ex. rendement) à partir de conditions environnementales (intrants, y compris gestion) et des variables qui décrivent l'éco-physiologie de la plante (paramètres). Il s'agit en fait de toute une série de modèles (et de problèmes associés) qui ne peuvent pas être décrits ici (voir Gommes 1999b). Le schéma 2 ci-dessous illustre le fonctionnement d'un modèle type.
Figure 2 : représentation schématique d'un modèle de simulation de culture montrant les interactions entre les facteurs environnementaux, la croissance et le développement de la plante et la gestion.
La modélisation des cultures et de nombreuses applications numériques en sciences naturelles sont désormais possibles grâce au développement de l'informatique et il est intéressant de comparer la sophistication des travaux actuels avec ce qui se faisait il y a seulement 15 ou 20 ans (Weiss, 1981; Gommes 1983 and 1985).
Le document d'Albert Weiss est intéressant : il montre que la plupart des questions actuelles sur les relations entre cultures et climat existaient déjà il y a 20 ans : problèmes d'échelle, collecte de données en temps réel, modélisation etc. Toutefois, trois nouvelles questions sont apparues dans le domaine de la simulation culture-climat : les systèmes d'information géographique (GIS), l'interpolation spatiale des données agro-climatiques, et les générateurs aléatoires de climats (RWG).
La plupart des modèles populaires disposent maintenant d'un générateur aléatoire de climat "associé", un programme qui génère des séries climatiques synthétiques pour une zone donnée3. Ils sont très utiles pour de nombreuses applications depuis l'évaluation des risques jusqu'aux prévisions de récoltes.
Parmi les modèles et outils associés, les systèmes d'information géographique sont les plus répandus. Les techniques des GIS, généralement combinées aux logiciels géostatistiques, sont utilisées pour préparer les données spatiales utiles aux applications régionales ; elles sont utilisées après modélisation, pour présenter les résultats et les analyses.
Enfin, les conditions climatiques ne sont normalement pas connues dans la zone précise où une modélisation a été effectuée. Les outils géostatistiques sont maintenant largement utilisés pour estimer les conditions climatiques dans les zones où un modèle a été utilisé, même si on ne dispose pas de station météo.
Il y a une complémentarité évidente entre les modèles de simulation et les données satellitaires, non seulement parce que la télédétection peut contribuer à estimer les variables4 de surfaces agrométéorologiques, mais aussi parce qu'elle fournit des données de modèles comme la phénologie (dates de plantation) et l'indice foliaire, une variable essentielle dans la modélisation.
Dans une organisation comme la FAO, il est difficile de délimiter exactement le "mandat" de l'agro-météorologie. Le "Groupe d'agro-météorologie", d'abord dans le Département de l'agriculture, a fusionné, en 1994, avec la télédétection et les systèmes d'information géographique (GIS), le "Groupe de l'énergie rurale", pour devenir le nouveau Service de l'environnement et des ressources naturelles au sein du Département du développement durable. Ceci résulte d'une décision logique dans la mesure où le climat englobe des ressources naturelles renouvelables.
Contrairement à d'autres organisations et institutions (comme l'OMM ou les départements d'agro-météorologie de plusieurs universités), la FAO a adopté une définition assez restrictive de l'agro-météorologie. Des services et produits qui comportent une composante agro-météorologique6 sont fournis par d'autres départements de l'organisation. Par exemple, les programmes d'irrigation sont traités par la Division de la Mise en Valeur des Terres et des Eaux, le Service des Eaux, Ressources, Mise en Valeur et Aménagement. Les manipulations micro-climatiques sont une composante essentielle de nombreux projets du service de production végétale, en particulier pour les légumes. Il en est de même de la production et de la protection des végétaux (y compris sylviculture), du développement de l'aquaculture, etc.
La seule section de la FAO qui ait un mandat explicite pour couvrir la climatologie agricole est le groupe d'agro-météorologie. Ses principales activités concernent les bases de données agro-climatiques, l'agro-météorologie, les prévisions et le suivi des cultures par télédétection, la collaboration internationale en matière de climat et d'eau, et les projets de terrain. Les récents changements climatiques sont devenus une activité essentielle du groupe.
Alors que la FAO a une longue expérience dans le domaine de la vulgarisation agricole, à tous les niveaux, l'assistance agro météorologique aux agriculteurs a été négligée. Il s'agit pourtant d'un champ important et potentiellement utile (Gommes, 1992). Le groupe d'agro- météorologie a essayé à plusieurs reprises de développer une activité dans ce domaine, mais sans parvenir à attirer l'attention des donateurs.
5.1 Prévisions météo
Les prévisions météo jouent un rôle essentiel dans la plupart des activités agricoles. Par exemple le désherbage doit être fait pendant des périodes sèches, la plantation demande des pluies régulières mais pas trop abondantes, l'épandage de pesticides ne peut pas se faire lorsque le vent souffle etc. La principale difficulté est souvent de présenter les prévisions de telle façon qu'elles puissent être comprises par les agriculteurs, en évitant le jargon et en s'assurant que les incertitudes liées à toute prévision sont bien comprises. La question générale de la communication de l'information en direction des communautés d'agriculteurs a été abordée récemment par Weiss et al. (2000)
5.2 Les applications d'agriculture "réactive"
L'agriculture "réactive" est une méthodologie développée par Stewart (1988), selon laquelle les agriculteurs peuvent améliorer leurs revenus en suivant précisément les prévisions météorologiques ou en utilisant ces informations dans leur gestion au jour le jour.
Figure 3 : "Diagramme en drapeau" pour Niamey (Niger), basé sur des données de 1953 à 1984, montrant la dépendance entre l'ensemble des pluies saisonnières et la date de démarrage de la saison (simplifié à partir de Gommes, 1992)
Le travail original de Stewart s'appuyait beaucoup sur les "diagrammes en drapeau", comme celui qui est illustré par le schéma n° 3. Un schéma aussi simple permettait aux cultivateurs de déterminer le niveau de précipitation qu'ils pouvaient espérer avoir sur la base de la date de départ et ainsi de planifier le choix de variétés et de sols en conséquence. Les diagrammes en drapeau opérationnels doivent être basés sur les années les plus récentes afin de prendre en compte les dernières fluctuations de climat.
L'agriculture « réactive » met l'accent sur l'utilisation de données quantitatives qui sont comparées avec les informations historiques et d'autres données locales de référence. (informations sur les sols, etc.).
C'est une simple variante de l'approche "que faire si". Que planter maintenant si seulement 25 mm d'eau sont tombés depuis le début de l'année ? Pourquoi ne pas utiliser 50 kg de fertilisants si les précipitations ont été si maigres jusqu'ici et que les fertilisants vont augmenter les demandes en eau des cultures et donc le risque d'un manque d'eau ?
La méthode suppose que les outils de décision ont été préparés à l'avance, en utilisant les informations historiques sur le climat (habituellement sous forme tabulaire ou de graphiques d'évolution). Ces moyens de décision sont basés sur :
Les modèles climatiques de culture peuvent améliorer l'agriculture réactive de deux façons. D'abord, les tables de décision peuvent être améliorées par l'utilisation de modèles de simulation afin de mieux comprendre l'impact du climat local sur les cultures locales. Ensuite, les modèles peuvent utiliser les données de l'année en cours pour tester les options de gestion et opter pour les stratégies les plus appropriées.
Dans les pays en développement, les outils de décision doivent être préparés par les services nationaux d'agro météorologie en collaboration avec les services de vulgarisation agricole et par la suite être diffusés chez les agriculteurs. La troisième opération sera la plus difficile à mettre en pratique (WMO/CTA, 1992).
Un concept voisin de l'agriculture "réactive" est la flexiculture. Elle est utilisée dans le contexte de rotations de culture en jachère d'été, particulièrement dans les zones sèches, comme les prairies canadiennes. Les rotations sont souvent décrites comme un sur deux (une année de culture, une année de jachère) ou deux sur trois (2 années de culture, une année de jachère). Le terme de flexiculture est apparu pour décrire un système moins rigide ou la décision de cultiver (ou non) est prise sur la base de l'humidité des sols et sur les prévisions d'humidité pendant la saison à venir (Zentner et al., 1993; Peter Dzikowski and Andy Bootsma, communication personnelle).
Weisensel et al. (1991) ont modélisé les avantages et les risques relatifs de différents modèles de décision de culture que l'on peut utiliser dans un tableau extensif. La valeur de l'information additionnelle apportée par des données sur la disponibilité d'une humidité de sol au printemps et son optimisation dynamique est particulièrement intéressante. La simulation a montré que la flexiculture basée sur la disponibilité d'humidité des sols au moment des semis constitue la stratégie de culture la plus profitable. L'auteur insiste sur l'importance d'une information précise sur l'humidité des sols.
L'auteur ne connaît pas d'expériences de flexiculture dans les pays en développement, mais le concept pourrait s'appliquer facilement.
5.3 Gestion et planification dans l'agriculture moderne
Les cultivateurs ont utilisé directement les prévisions climatiques pendant des années pour planifier leurs activités, du semis à la récolte, en passant par l'épandage des fongicides ! Toutefois, les modèles ne se sont pas vraiment imposés dans les exploitations malgré leur potentiel. La raison principale est à mi-chemin entre un manque de confiance et un manque de données. (Rijks, 1997).
Globalement, trois catégories d'application peuvent être identifiées :
Contrairement à beaucoup d'autres applications, les activités en temps réel dans les exploitations demandent des logiciels bien conçus qui peuvent être utilisés par des néophytes, de même que des données fournies sur une base régulière.
En théorie quelques données pourraient être récupérées directement depuis les stations météo, mais le rédacteur n'en a trouvé aucun exemple spécifique. Ce qui en est le plus proche est probablement une publication de Hess (1996). L'auteur souligne la sensibilité d'un modèle de simulation d'irrigation pour corriger les erreurs dans les lectures de prévisions météo.
Certains systèmes ont été décrits où des informations non relatives à la météo sont obtenues par mesure directe (Thomson et Ross, 1996). Les paramètres du modèle (PNUTGRO), étaient ajustés au fur et à mesure que le système était utilisé en se basant sur des détecteurs d'eau dans le sol en réponse à la sécheresse. Un système expert détermine quels détecteurs sont valables avant de les utiliser pour ajuster les paramètres.
Les systèmes d'irrigation ont beaucoup à gagner à utiliser les prévisions météorologiques plutôt que les statistiques climatologiques pour évaluer les futurs besoins en eau. Fouss et Willis (1994) ont montré comment des prévisions météo quotidiennes, - comprenant les hypothèses de précipitations en temps réel du bulletin quotidien de prévisions du service national de météorologie - peuvent être importantes pour optimiser le contrôle opérationnel d'humidité du sol et programmer les apports agro-chimiques. L'auteur indique que des modèles informatisés vont être incorporés dans les modèles d'appui à la décision (systèmes experts) qui sont utilisés par les agriculteurs et gestionnaires d'exploitation pour la mise en œuvre de systèmes d'irrigations fertilisants et de lutte contre les parasites.
Cabelguenne et al. (1997) utilisent les prévisions météo pour programmer l'irrigation en combinaison avec une variante de l'EPIC. L'approche est apparemment si efficace que les divergences entre les prévisions météo et la réalité permettent une gestion tactique de l'irrigation.
5.4 Mise en œuvre d'une agriculture réactive "moderne" dans les pays en développement8
Les outils décrits ci-dessus ne sont pas réservés aux agriculteurs des pays développés. Ils peuvent contribuer à une meilleure sécurité alimentaire à travers des pratiques agricoles moins dépendantes de la ressource en eau. Ceci peut être mis en œuvre grâce à un service de conseil agro météorologique plus efficace qui permettant aux agriculteurs de stabiliser leurs rendements à travers une meilleure gestion des ressources agro-climatiques et des autres intrants (engrais, pesticides).
Le paragraphe ci-dessous est basé sur un document de projet qui a été récemment préparé pour le delta du Mekong, la principale zone rizicole du Vietnam9.
Les conseils agro-météorologiques aux agriculteurs peuvent être améliorés seulement si une meilleure coordination est établie entre les services de vulgarisation agricole, les services nationaux d'agro-météorologie et les médias. En particulier l'agriculture réactive doit d'abord être expérimentée dans des conditions locales pilotes avec de meilleures informations provenant de la vulgarisation et des services météo, avant d'être appliquée à une plus vaste échelle.
L'approche générale implique plusieurs étapes : la préparation de la méthodologie (développement des outils d'aide à la décision) par les services de vulgarisation et de météorologie, l'expérimentation du schéma de gestion par plusieurs zones pilotes (fermes, communes), l'évaluation critique de l'impact du conseil aux agriculteurs en termes de quantité et de régularité, et le cas échéant l'adoption de la méthode dans une zone plus large. L'information publique et l'implication des médias constituent une composante essentielle de la méthodologie à toutes les étapes.
L'élément central, comme indiqué ci-dessus est la préparation des tables de décision. Il est proposé d'adopter les trois étapes ci-dessous comme principaux objectifs d'un projet agricole « réactif et moderne ».
A. Identification des principaux éléments pour un service de conseils agro- météorologiques et d'agriculture réactive
B. Des outils d'aide à la décision testés
C. Les services de conseils agro météorologiques sont étendus au-delà de la zone pilote
Les services de vulgarisation et de météorologie ont conjointement fourni une évaluation critique des résultats de la phase pilote et ont pris des décisions finales sur la méthodologie, la faisabilité et la pertinence de l'élargissement de l'approche sur une zone plus large (plusieurs provinces).
D. Un plan global pour améliorer les services de conseils météorologiques au niveau national
L'agro-météorologie moderne peut fournir un nombre important de sources de données et de techniques d'analyse comme les modèles, les systèmes d'information géographique, les générateurs de climat aléatoires et les techniques d'interpolation spatiale.
De plus, la transmission des données sur les cultures et le climat des zones rurales vers les services agro météorologiques est maintenant plus facile que précédemment.
Les services météorologiques nationaux devraient se concentrer sur deux points pour optimiser l'utilisation des ressources climatiques :
