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Rôle Adaptatif des Arbres dans l'Agroforesterie Soudanienne (RA3S) - GICC 2012 1

A) RÉCAPITULATIF DU PROJET (rappeler en titre "réponse à l'APR GICC 2012")

Titre du projet : Rôle Adaptatif des Arbres dans l'Agroforesterie Soudanienne (RA3S).Réponse à l'APR GICC 2012 .

- Mots-clés (5 à 10) : Adaptation - Cycle de l'eau - Dynamique – Eco-hydrologie - Evolution - Régulation – Socio-écosystèmes - Succession -Vulnérabilité.

- Thème(s) de l'APR concerné(s): Axe 1 : l’approche intégrée qui explore de nouvelles méthodologies et de nouveaux outils utiles aux stratégies et actions d’adaptation en s’appuyant sur les modèles et scénarios de l’AR5 au fur et à mesure de leur disponibilité.

Responsable/Coordinateur scientifique :

- Nom, Prénom, Titre, Fonction, Organisme, Adresse, Tél., Fax, mél.

SEGHIERI Josiane (PhD, HDR), Chercheur, IRD, UMR HydroSciences Montpellier.Université Montpellier 2, HydroScience Montpellier (http://www.hydrosciences.org)Place Eugène Bataillon - CC MSE, F-34095 Montpellier cedex 5, FranceTel. +33 (0)4 67 14 90 72 ; fax : +33 (0)4 67 14 47 74 ; Email : [email protected].

- Organisme (s) / Laboratoire (s) impliqué (s) dans le projet

UMR HydroSciences Montpellier (HSM) : CNRS - Université Montpellier 1 - Université Montpellier 2 - IRD .

UMR Laboratoire d'étude des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE) Grenoble : CNRS – IRD - Université Joseph Fourier.

UMI Résiliences : IRD / CIRES (Centre Ivoirien de Recherche Economique et Sociale) de l’université de Cocody-Abidjan (Côte d'Ivoire)

UMR Aménagement, Développement, Environnement, Santé, Sociétés (ADES) : CNRS - Univ. Bordeaux 3 - Univ. Bordeaux 2.

- Organisme (s) gestionnaire (s) des crédits

IRD pour les UMR HSM & LTHE et l'UMI Résiliences,CNRS pour l'UMR ADES.

- Coût prévisionnel total (TTC) et montant de l’aide demandée (TTC)

Coût prévisionnel total : 300 k€, dont 195,6 k€ demandés au GICC.

- Cofinancements assurés et/ou prévus (TTC) (y compris autres que nationaux)1 bourse de thèse a été demandée à l'IRD pour la thèse en cotutelle sur l'écologie fonctionnelle

des arbres et l'estimation de leur transpiration. Elle inclue 1 voyage/an entre la France et le Bénin pour le doctorant (environ 27 k€).

Sur le projet CIRAD-IRD : « Recherche de compromis entre productions et services écosystémiques fournis par les systèmes agroforestiers » (SAFSÉ, 2012-2015), 50 k€ vont financer une partie du dispositif de mesures des flux de sève, station météorologique et tensiomètres, l'ensemble du dispositif de mesure d'humidité du sol et du salaire du

mailto:[email protected]


technicien béninois assurant une partie des observations et des mesures biophysiques. 20 k€ vont financer une partie des enquêtes socio-économiques et de leur encadrement. Ce financement est faible mais acquis car SAFSÉ n'est pas une réponse à un appel d'offre. Il émane d'une volonté de collaboration du CIRAD et de l'IRD sur les systèmes agroforestiers.

Un projet interne à HSM (6 k€) finance actuellement plus de la moitié des analyses de feuilles pour le traçage chimique de la profondeur d'enracinement des arbres.

- Durée (36 mois maximum)36 mois (3 ans)

Résumé du projet de recherche et résultats attendus en termes de gestion environnementale (1 page maximum)

Le projet a pour objectif de caractériser, quantifier et comparer, en termes de réponses au climat et à ses changements possibles, les interactions entre les différentes composantes de la végétation et le régime hydrique des sols et du sous-sol dans le contexte d'évolution de l'usage des terres qui prévaut actuellement en zone soudanienne. Cette évolution étant consécutive aux mutations socio-économiques récentes, le projet cherchera à caractériser celles-ci également. Il permettra d'estimer le potentiel économique et social susceptible d'être affecté par les changements climatiques, d'autre part d'approfondir la connaissance sur les contraintes et opportunités en jeu dans les mutations socio-économiques associées aux changements de couvert étudiés du point de vue biophysique.

Le site d'étude se situe dans le nord-ouest du Bénin. Le changement d'usage des terres étudié concerne une succession agronomique largement représentée dans toute la bande soudanienne; forêt - culture sous parc à karités - jachère à karités. Les approches biophysiques et socio-économiques sont toutes deux de nature synchronique. Le projet comparera les impacts du climat et de ses changements attendus entre les trois états de surface composant la succession. L'analyse des mutations socio-économiques s'appuiera sur une comparaison de la filière d'exploitation et de commercialisation des produits du karité entre une situation de vieux parc en voie de dégradation et une situation de jeune parc situé en front pionnier et d'immigration de populations, celui là même qui sera instrumenté pour les mesures biophysiques.

Les activités de recherche se distribueront en trois volets : - le premier concerne les observations, mesures et analyses biophysiques (météorologie, hydrologie, hydrogéologie et écophysiologie),- le deuxième concerne de la modélisation biophysique de type SVA, pour les cycles de l’énergie et de l’eau, en s'appuyant sur trois modèles des processus hydrodynamiques et écologiques à l’interface Sol-Végétation-Atmosphère : le code HYDRUS-1D et HYDRUS-2D à l'échelle de l'arbre et de la parcelle, le modèle de Sperry à l'échelle de l'arbre (transpiration) et le modèle couplé Parflow/CLM mis en œuvre en 3D à l'échelle de la parcelle,- le troisième concerne le contexte socio-économique de l'exploitation du karité autour des acteurs de la filère de production et d'exploitation du beurre de karité.L'approche pluridisciplinaire adoptée contribuera à discerner l'impact antropique de

l'impact climatique sur le développement à long terme d'une production (le karité) en pleine expansion en Afrique sub-saharienne. Le projet abordera les rôles sociaux, économiques et écohydrologiques du karité et les conditions de son exploitation à long terme. L'effet de la

Isabelle DROY, 30/03/12,

J'ai enlevé prévisionnel


présence de l'arbre sur la disponibilité des ressources en eau pour l'agriculture vivrière de base ou la strate herbacée sous-jacentes sera quantifié. Enfin, le projet évaluera la vulnérabilité de ce système agroforestier à des conditions économiques et sociales de plus en plus contraignantes qui pèsent lourd sur la vulnérabilité au climat et la sécurité alimentaires des communautés qui en dépendent. Il fournira des arguments rigoureux et réalistes pour appuyer la définition de stratégies d’adaptation au changement climatique au cœur des politiques de développement dans la région soudanienne.

B) DESCRIPTIF DU PROJET (15 pages maximum)

Montant de l ’ aide (TTC) demandé au programme GICC (MEDDTL et/ou autres financeurs du programme) : 195,6 k€ (Cent quatre Vingt Quinze mille Six cent euros)

Montants des aides demandées au GICC :Montant en k€ (kilo-euros) UMI Résiliences ADES LTHE HSM TotalPersonnels 7,2 2,5 5,4 5,4 20,5Gratifications 6 stages master France (5 mois 0.5k€/mois) 2,5 2,5 5,4 5,4

22,7

1 0 43,5 27,7 72,2

7,51 Analyseur de gaz Li7500A 15

3,81 centrale d'acquisition CR3000 3,21 Capteur de rayonnement CNR4 6

12 capteurs concentration de CO2 5alimentation électrique (panneau solaire batteries, régulateur) 2

Complément dispositif flux de sève1 centrale acquisition 1,3

11,414

Petit équipement 1 1Fonctionnement 9,4 6,5 17,5 36,5 69,9Missions France-France (380/pers.x10 persx3) 0,4 0,5

5 5 12,52x1missions installation station de flux 5Transport station de flux 5Tournées flux (collecte des données toutes les 3 semaines) 7,52 Billets et déplacements Master 1 1Tournées terrain étudiants 3 15Frais publication 2Traçage chimique pour évaluation profondeur racines 5Courbes de vulnérabilité (prélèvement + transport branches) 2Informatique 2 0 1 2 54 pc portables 1 2Consommables 1 1Total activités 19,6 9 67,4 71,6 167,6Frais de gestionfrais gestion tutelle (10% IRD, 8% CNRS) 2,0 0,7 6,7 7,2

0,0 0,4 6,7 4,3Montant par partenaire et Total projet 21,6 10,1 80,9 83,1 195,6

** 6 arbres x 5 profondeurs dans le tronc = 30 capteurs + 5 de réserve (SAFÉ financera 5 capteurs supplémentaires de réserve)

Indemnites 2 stages Master Bénin (2x4mois/an site)3 enquêteurs (socio-économie, 0.3k€/mois*3mois)Equipements1 tour de flux (evapotranspiration et CO2)

1 Anémomètre sonic CSAT3

1 mat téléscopique Clark Mast 10m

2 capteurs Temp. Et Humidité

30** capteurs de flux de sève Dynamax182* tensiomètres (watermark+thermistance)

9x missions France-Bénin : scientifique + encadrement

frais gestion labo (6% HSM, 10% LTHE, 4% ADES)

* 3 arbres x 4 directions x 4 profondeurs x 4 distances à l'arbre = 192 dont 10 financés par SAFÉ


Totaux par partenaires :

Justifications du projet de recherche :

- Position par rapport aux termes de l’appel à propositionsLa vulnérabilité de l'Afrique sub-saharienne, la région d 'étude du projet proposé, fait

partie de la deuxième catégories définie par Hallegate et al. (2011). Les sociétés subissent directement l'impact de l'économie mondiale, n'ont pas accès aux services médicaux et sociaux minimums, font face à de multiples stress et à l'insécurité alimentaire. Enfin, elles ont de plus en plus faibles capacités d'adaptation aux variations du climat. En effet, en réponse aux besoins d'une croissance démographique qui s'accélère (4% par an), la mise en culture, le pâturage, l'usage du feux (brûlis) et le prélèvement du bois se conjuguent pour diminuer la quantité et la diversité des ressources forestières. Un arbre, véritable « machine à évaporer », transpire environ mille fois ce qu’il gagne en poids, d’où le rôle de régulateur climatique des forêts et les effets dévastateurs de la déforestation (Hopkins 1999). Cependant, en plus de la diminution de sa densité, la modification des caractéristiques fonctionnelles spécifiques du couvert va jouer un rôle important dans sa vulnérabilité au climat. Mais les connaissances sont encore très réduites concernant les modifications de l'impact du climat, a fortiori de ses changements possibles, quand on passe des forêts et des savanes boisées aux systèmes agricoles qui les remplacent. Ces modifications du couvert devraient pourtant avoir des conséquences fortes en termes d'interactions avec le climat (Zheng & Eltahir 1998, Bounoua et al. 2000, Boko et al. 2007). Le projet contribuera à les comprendre et à les quantifier. En effet, au delà des déterminants socio-économiques, ce sont les propriétés fonctionnelles biophysiques des surfaces qui président à leur durabilité via leur adaptation au climat. L'impact du climat sur les nouveaux usages des terres participe à la sécurité alimentaire des sociétés qui en dépendent. De plus, le système agroforestier étudié constitue un usage qui limite les emissions de gaz à effet de serre, pouvant être ainsi l'objet d'une intensification écologique d'une production encore essentiellement tournée vers l'auto-consommation et l'économie de subsistance.

Le projet proposé s'intègre donc à l'axe 1 de l'appel d'offre. Il répond au besoin de recherches pluridisciplinaires sur la vulnérabilité/adaptation au climat et à l'impact des changements les plus probables sur un système de production dont l'expansion s'accélère irrémédiablement sous la pression démographique. L'agroforesterie est, en effet, une stratégie spontanée d'adaptation des sociétés rurales subsahariennes à leurs contraintes démographiques, sociales et économiques en pleine mutation. Le projet évaluera donc aussi les potentialités dynamiques de ce système dans le contexte international de mondialisation de l'économie, à travers notamment l'étude d'une filière d'exportation d'un produit forestier en plein essor en occident: le beurre de karité. Le projet cherchera à appréhender les conditions d'une adaptation robuste, efficace et durable aux variations et aux évolutions probables du

Montant par partenaire (en k€) UMI Résiliences ADES LTHE HSM TotalPersonnels 7,2 2,5 5,4 5,4 20,5

1,0 0,0 43,5 27,7 72,2Fonctionnement 9,4 6,5 17,5 36,5 69,9Informatique 2,0 0,0 1,0 2,0 5,0Total activités 19,6 9,0 67,4 71,6 167,6frais gestion tutelle (10% IRD, 8% CNRS) 2,0 0,7 6,7 7,2 16,6

0,0 0,4 6,7 4,3 11,4Montant par partenaire et Total projet 21,6 10,1 80,9 83,1 195,6

Equipements

frais gestion labo (6% HSM, 10% LTHE, 4% ADES)


climat de cette forme de production associée aux cultures vivrières et particulièrement prometteuse dans toute la bande soudanienne de l'Afrique sub-saharienne.

Figure1. Parc agroforestier à karités (Vitellaria paradoxa), Bénin (photo Gnanglé C.).

- Situation actuelle du sujet : L'insécurité alimentaire a des chances d'augmenter avec le changement climatique, à

moins que des programmes de développement efficaces permettent de l'anticiper (Brown, & Funk 2008). Ce constat est particulièrement vrai pour l'Afrique subsaharienne. Si les projections actuelles du changement climatique prédisent globalement une augmentation de la température et une diminution des pluies (Mearns et al., 2001, Haarsma et al. 2005, Metz et al. 2007), l'augmentation de la fréquence d'événements extrêmes est également attendue dans différentes parties de l'Afrique (Hély et al. 2006, Frappart et al. 2009, Lebel & Ali 2009). D'après les prévisions de l'IPCC1 pour le 21e siècle, le réchauffement global serait également plus intense en Afrique que dans le reste du monde : 3 à 4°C pour l'ensemble du continent entre 1980-90 et 2080-99, soit 1,5 fois plus élevée qu'à l'échelle globale. Cependant, il semble que depuis le milieu des années 1990, on assiste à un retour à des conditions pluviométriques proches de la moyenne des cinquante années précédentes sur la partie sud de l'Afrique de l'Ouest (Lebel et Ali 2009). Mais très peu de modèles reproduisent la variabilité saisonnière actuelle de la pluviosité liée aux systèmes convectifs (de juin à Août). De plus, les prévisions pour les 100 prochaines années sont incertaines et peu fiables, faisant preuve d'une grande divergence (Neelin et al. 2006, Cook & Vizy 2006). Des études sont donc encore nécessaires pour comprendre comment un changement de régime climatique global, quel qu'il soit, pourrait influencer la variabilité climatique future, en particulier en Afrique (Boko et al. 2007). Il apparaît donc d'autant plus pertinent de tester plusieurs scenarii de changement climatique issus des RCPs pour prendre en compte l'incertitude des prévisions.

Cependant, aucune trajectoire de changement climatique, y compris le maintien de l'amélioration récente de la pluviométrie, n’empêchera la poursuite des dynamiques actuelles d’évolution de l'usage des terres et de leurs ressources. Les demandes croissantes des sociétés rurales, confrontées à un environnement très changeant d'un point de vue à la fois climatique, économique et social, les incitent spontanément à produire en anticipant les changements tels que la mémoire communautaire les perçoit en fonction des crises antérieures. Elles se donnent ainsi la capacité d'une exploitation diversifiée et durable a priori. Or, l durabilité des systèmes agroforestiers qui se développent en Afrique subsaharienne est indissociable de leur capacité d'adaptation au climat. Ainsi, l'agroforesterie traditionnelle fait partie des stratégies adaptatives les plus anciennes mais qui se développe considérablement depuis plusieurs décennies avec la déforestation (Fig. 1). L'arbre joue des rôles multiples, à la fois techniques, économiques et sociaux : complément alimentaire ou condiment, aliment de substitution en cas de disette, fourrage, médicament, bois d'œuvre et combustible. Les arbres ont aussi une

1 Intergovernmental Panel on Climate Change


fonction importante dans l’appropriation foncière (Pelissier 1980). La mise en culture favorise ainsi la sélection de certaines espèces arborées ayant une valeur utilitaire pour le ménage ou une valeur commerciale sur le marché local, régional ou, plus rarement, international (Ouédraogo & Devineau 1996). La déforestation se fait donc en faveur de productions alimentaires de plus en plus intensives et mécanisées, mais en préservant les arbres « utiles ». Les arbres maintenus dans les champs sont susceptibles de tamponner, au moins partiellement, l'effet de cette déforestation irrémédiable, tout en constituant une production précieuse mais, à ce jour, encore très précaire.

Dans ce contexte, le karité tient une place privilégiée fondamentale, à la fois écologique mais aussi économique, en particulier au niveau familial. Les femmes sont les principaux acteurs de la transformation et de la vente des produits issus du karité. Elles en tirent un revenu qui est essentiel, notamment en période de soudure et pour faire face à leurs obligations familiales dans des sociétés où il n’y a pas de mise en commun des ressources au sein de la famille. Cependant, elles ne sont pas pour autant propriétaires des arbres. Ces marqueurs des droits sur la terre sont en effet réservés aux premiers occupants masculins des lieux. Ainsi, les parcs agroforestiers à karités sont l’archétype de la complexité des droits sur les ressources. Paradoxalement, au un niveau macro-économique, le karité est en train de devenir une ressource importante d’exportation pour la confiserie ou les cosmétiques. L’activité de la filière est donc en forte expansion. Cependant, le vieillissement et la dégénérescence des parcs est un phénomène préoccupant. Il semble y avoir une déconnexion entre les mécanismes de régulation de la ressource et l’intérêt économique, social et environnemental qu’elle représente. La pression foncière et la privatisation des droits bousculent ces équilibres complexes, le plus souvent au détriment de ceux qui ont les droits les plus précaires.

Ces dynamiques spontanées de l'usage des terres, préjugées « efficaces » par les communautés qui les pratiquent, ont fait l'objet de très peu, ou pas du tout, d'études de leur réponses au climat. A l’intérêt écologique du maintien des parcs s’ajoute une forte dimension sociale et économique. L’investissement dans les produits du karité des acteurs du commerce équitable en témoigne. Aucun travaux sur ces questions n'ont été effectués au Bénin dont l'économie dépend pourtant beaucoup du karité. Les quelques études qui existent portent majoritairement sur le Burkina et le Mali.

- Étude bibliographique commentéeL'aire de répartition du karité s'étend entre les isohyètes 600 et 1500 mm, sur toute la

ceinture soudanienne allant du Sénégal jusqu'au bord du Soudan et de l'Ethiopie (Teklehaimanot 2004b). Elle se superpose à celle du néré (Parkia biglobosa, Fig. 2). Cependant, le karité sud-soudanien par ses exigences écologiques, tolérant les sols les plus squelettiques, particulièrement invulnérable aux feux de brousse mais résistant dans les forêts mixtes les plus fermées, déborderait fréquemment ses latitudes originelles (Pelissier 1980). Sa représentativité en tant qu'objet d'étude est donc grande.


Figure 2. Aires de distribution du karité (Vitellaria paradoxa) et du néré (Parkia biglobosa) en Afrique (Teklehaimanot 2004b)

L'espèce fournit des fruits comestibles, de l'huile pour la cuisine extraite de ses amendes et le fameux beurre de karité (d'où son nom d'« arbre à beurre ») qui entre dans la pharmacopée locale et de l'industrie des cosmétiques et du chocolat, constituant une ressource d'exportation croissante pour les pays africains producteurs (Pelissier 1980 ; Glèglè Kakaï et al. 2011). Seul continent importateur de noix de karité de façon régulière, l'Union Européenne a financé, au cours de ces dix dernières années, des projets de recherche en Afrique sub-saharienne sur des aspects très variés des parcs agroforestiers, plus particulièrement à nérés et à karités. Ces recherches ont abouti à des publications majoritairement sur le Burkina Faso (Kessler 1992, Bofa et al. 2000, Bayala et al. 2002, 2004, 2008a & b) et le Mali (Kater et al. 1992, Kelly et al. 2004, Kelly et al. 2007, Assé & Lassoie 2011). Mais très peu concernaient le Bénin (Djossa et al. 2008, Glèglè Kakaï et al. 2011) ou des aspects biophysiques (Bayala et al. 2008). De plus, le nombre d'études sur le système agroforestier à karités en Afrique de l'Ouest reste encore bien trop faibles pour pouvoir embrasser toute la variabilité des situations. Les interactions arbre-culture devraient dépendre, en effet, d'une part de la disponibilité et de l'accessibilité aux ressources susceptibles de limiter la croissance des deux composants du parc, d'autre part de l'âge, de la taille et des espèces le composant (Kater et al. 1992, Ong & Leakey 1999).

Le karité est considéré comme une espèce « typique » des savanes soudaniennes, tolérante au feu et à feuillaison précoce (Fournier 1991, Seghieri et al. 2012). Sa capacité à rejeter ne s'acquiert que vers quatre ans (Ouédraogo & Devineau 1996). Il fructifie au bout de 15-20 ans. Cependant, le maintien d'un parc fonctionnel est difficilement compatible avec la forte demande d'espace et de productivité qui accompagne les densités de populations humaines croissantes. Malgré son importance socio-économique, le karité n'est, en effet, pas encore planté ni cultivé, au sens classique, par les populations rurales. Son maintien dépend toujours de sa régénération naturelle. Ainsi, la permanence de la culture maintient les arbres préexistants, mais elle ne permet pas la régénération de l'espèce (Ouédraogo & Devineau


1996, Djossa et al. 2008). De plus, une densité trop forte d'arbres matures dans les parcs devient vite concurrentielle des cultures et menace le maintien du parc (Pelissier 1980). De plus, au cours des dernières décades, les parcs à karités ont été soumis à une forte dégradation due à la sécheresse, la pression démographique, accompagnée du raccourcissement du temps des jachères dans lesquelles le karité se régénérait, la mécanisation et les usages conflictuels des sols tels que la pratique incontrôlée des feux de brousse éliminant ses niches de régénération potentielles (Teklehaimanot 2004a). La répétition des sarclages et du nettoyage des adventices et des buissons rend quasiment impossible sa régénération dans les champs dans lesquels les juvéniles sont rares. La dispersion de ses lourdes graines dépend des chauves-souris et des oiseaux dont les populations décroissent à cause de la chasse (Djossa et al. 2008). La remise en jachère est donc indispensable car elle offre une protection favorable aux germinations. Dans les premiers stades, elle se traduit naturellement par une forte dominance des jeunes karités, mais qui sont moins productifs que les karités plus âgés et entretenus situés dans les champs (Teklehaimanot 2004b). Cependant, les populations de karité régressent après 25 ans de mise en jachère pour devenir rares sur les jachères de plus de 30 ans (Ouédraogo & Devineau 1996). Ainsi, l'alternance de cultures et de jachères de quelques années joue finalement un rôle essentiel dans la régénération et le maintien des populations de karité avec, dans une moindre mesure, les aires protégées (Ouédraogo & Devineau 1996 ; Djossa et al. 2008).

Les parcs à karité sont abondants du sud au nord du Bénin (Glele Kakaï et al. 2011). Le karité constitue jusqu'à 70% de la végétation ligneuse dans certaines parties du pays (Agbahungba & Depommier 1989). La contribution de l'exportation des produits issus du karité au Budget National place l'espèce en troisième position après le coton et l'anacarde (Gnanglé 2005). Au nord du Bénin, les parcs à karités se développent au détriment de la forêt sèche à Isoberlinia ssp. (I. doka et I. tomentosa). Forêts protégées, parcs agroforestiers et jachères constituent les trois types de surface les plus abondants de la zone soudanienne du pays. Les structures, compositions et fonctionnements propres de ces différentes modalités de l'agroforesterie locale interagissent de façon encore méconnue avec les disponibilités hydriques, que ce soit la partie de la pluie qui ruisselle et rejoint les rivières et les nappes (« l'eau bleue ») ou celle contenue dans le sol et potentiellement disponible pour les plantes (« l'eau verte », Falkenmark & Rockström 2006). Dans les cultures sous parc à karités, il n'est pas encore établi clairement si l'association avec l'arbre est, ou non, favorable aux cultures du point de vue hydrique (Boffa et al. 2000, Bayala et al. 2002, Bayala et al. 2008) et s'il l'est, dans quelles conditions. Cette ignorance est en partie due à la difficulté de séparer clairement les effets de l'arbre sur les différentes ressources nécessaires à la culture, notamment la lumière, l'eau et les nutriments (Bayala et al. 2002). D'un coté, les taux de transpiration élevés des arbres non élagués de karité (83,4 cm/h) pourrait contribuer à réduire le rendement de la culture sous-jacente (Teklehaimanot 2004b). D'un autre coté, l'influence positive des arbres sur les cultures est indiquée souvent comme étant issue d'une redistribution des ressources en eau et en nutriments dans la zone d'influence de l'arbre, contrebalancée par un risque de diminution progressive avec la distance à l'arbre (Boffa et al. 2000).

Dans les systèmes agroforestiers de la zone soudanienne, où l'eau n'est pas le facteur le plus limitant de l'activité végétale, contrairement à la zone sahélienne (Seghieri et al. 2009), les besoins en eau de la strate ligneuse ne devrait pas limiter la disponibilité en eau pour les cultures. Les arbres devraient même permettre d'exploiter les ressources sous-utilisées par ces dernières, en limitant à la fois l'évaporation du sol et leur transpiration grâce à un rapport feuillage/tronc relativement faible comparé aux arbres des zones très sèches (Ong & Leakey


1999). Cependant, une attention particulière doit être portée à la profondeur de l'eau exploitée par les arbres par rapport à celle exploitée par la culture (différentiation ou non des horizons exploités), ainsi qu'aux perspectives de recharge hydrique en profondeur par rapport à la consommation des arbres, supérieure ou non à la recharge (Ong & Leakey 1999). Le premier aspect détermine si on est en situation de compétition ou de complémentarité entre arbres et culture à travers la plus ou moins grande complémentarité de la répartition de leurs systèmes racinaires. Le deuxième aspect pourrait avoir des conséquences éco-hydrologiques d'autant plus importantes que l'on serait dans une perspective de diminution des pluies depuis les années 1960 dans le Centre-Bénin (Glele Kakaï et al. 2011).

L'eau de pluie est capturée par les racines et remontée par le flux de sève du xylème (aubier) vers la canopée des arbres. Cependant, il est maintenant avéré que, chez certaines espèces ligneuses, l'eau peut être momentanément stockée profondément dans le sol, à proximité des racines, puis être remontée par le phénomène d'ascenseur hydraulique vers les horizons situés sous la canopée. C'est une remontée passive de l’eau qui se produit la nuit, c'est à dire en l'absence de transpiration, par le système racinaire, le long d’un gradient de potentiel hydrique, jusque vers les horizons secs de la surface (Caldwell et al. 1998, Roupsard et al. 1999, Muñoz et al. 2008). Il peut affecter la frange capillaire de la nappe et pourrait maintenir la transpiration diurne des arbres en saison sèche à des densités de flux supérieurs à ceux qui seraient générés en l'absence d'ascenseur hydraulique. Ce processus permet aux espèces concernées de limiter le stress hydrique en périodes de diminution ou de distribution irrégulière des pluies. Cependant, il se fait aussi au bénéfice des plantes voisines situées dans la zone d'influence de l'arbre. En périodes de sécheresse, cette redistribution de l'eau pourrait donc constituer un impact positif significatif de l'association karité/culture. A l'heure actuelle, seuls Bayala et al. (2008) ont étudié le processus sur le karité dans un parc agroforestier du Burkina Faso (800 mm de pluies/an). Ces auteurs ont estimé à environ 73 L par jour et par arbre la quantité d'eau redistribuée, ce qui représenterait 60% de la quantité journalière transpirée. Ce processus singulier est mentionné généralement chez des espèces ayant un système racinaire dimorphique exploitant à la fois les couches superficielles et les couches très profondes du sol. Ouédraogo & Devineau (1996) confirment en effet que, chez les jeunes plants de karité, un système souterrain pivotant est élaboré. Le pivot constitué est profond mais il peut épouser une allure plagiotrope ou s'écourter avec l'âge en fonction des conditions pédologiques. L'ascenseur hydraulique est un processus encore insuffisamment étudié et quantifié qui, s'il est confirmé, contribuerait à la résilience de l'espèce mais aussi à celle de l'agrosystème tout entier (herbes dans les jachères et culture dans les champs) grâce à ses apports d'eau complémentaires de ceux des pluies. D’autres auteurs (Bariac et al. 1994, Boujamlaoui et al. 2005) ont également montré, à partir du traçage isotopique naturel, qu’à l’échelle d’un cycle nycthéméral, certains végétaux étaient susceptibles de faire évoluer la profondeur d’extraction racinaire en fonction de la quantité d’eau disponible dans le sol et de la demande évaporatoire. Les prélèvements d'eau par les arbres, s'ils s'avéraient significatifs par rapport à l'évapotranspiration, devront être pris en compte dans les modèles de bilans hydriques de la zone non saturée et de la nappe.

- Articulation avec les programmes régionaux, nationaux et européens Le projet RA3S s'appuiera sur le dispositif de l'ORE AMMA-CATCH (Analyse

Multidisciplinaire de la Mousson Africaine - Couplage de l'Atmosphère Tropicale et du Cycle Hydrologique, Lebel et al. 2009, http://www.amma-catch.org/) dans le nord du Bénin, sans toutefois relever de l'observation à long terme de cet ORE. En revanche, le projet utilisera le

http://www.amma-catch.org/


dispositif de mesures météorologiques, hydrologiques et de transpiration des arbres déjà en place dans la forêt et dans la jachère. Les données météorologiques existant depuis plus d'une dizaine d'années seront analysées pour mettre en évidence d’éventuelles tendances récentes sur des variables importantes pour les impacts étudiés dans RA3S.

Les activités proposées dans le projet RA3S s'inscrivent dans le cadre des objectifs plus généraux du Programme Pilote Régional (PPR) « Sociétés Rurales, Environnement et Climat » (SREC) en cours de construction à l’IRD, en proposant une étude de cas concret mais non financée par ce PPR.

Les travaux proposés complètent, en les élargissant à la succession foret-culture-jachère, ceux focalisés sur la seule culture sous parc à karités autour du « service de régulation hydrique de l'arbre » de la tache 1 du WP2 du projet CIRAD-IRD SAFSÉ: « Recherche de compromis entre productions et services écosystémiques fournis par les systèmes agroforestiers » (2012-2015). De plus, dans le cadre du projet SAFSÉ, et dans ce même parc, l'UMR Eco&Sols analysera l'effet de l'arbre sur la fertilité du sol en fonction de la distance à l'arbre. Les enquêtes socio-économiques sur la dynamique des parcs à karité dans cette région seront initiées également dans SAFSÉ par l'UMR ADES et l'UMI Résiliences, mais elles seront largement complétées dans RA3S, qui permettra de focaliser les analyses sur la filière équitable et les revenus qu'elle procure aux femmes plus particulièrement. Enfin, SAFSÉ constitue surtout l'opportunité, grâce aux collaborations avec des équipes du CIRAD et d'autres équipes de l'IRD, de pouvoir replacer la culture sous parcs à karités dans la gamme des différents systèmes agroforestiers pratiqués dans la zone tropicale plus humide (Costa-Rica, Afrique de l'Est et centrale) mais aussi dans la zone sahélienne, plus sèche (Sénégal, Niger).

L'ANR ESCAPE (Changements environnementaux et sociaux en Afrique: passé, présent et futur, 2011-2015) apportera au projet GICC les compléments de connaissances à plus large échelle qui sont nécessaires pour estimer la représentativité régionale de ses résultats. Il s'agit, en particulier, des travaux du WP2 sur le rôle des changements climatiques et environnementaux dans l’évolution passée et actuelle des pratiques des sociétés rurales en Afrique de l'Ouest et sur la manière dont celles-ci perçoivent et appréhendent la variabilité de leur environnement et s’y adaptent. De plus, le projet RA3S bénéficiera des résultats du WP3 de cette ANR sur l'évaluation des scenarii de changement climatique régionaux CORDEX (COordinated Regional climate Downscaling Experiment) sur la région incluant la zone d'étude. Le porteur de cette ANR (B. Sultan du Laboratoire d'Océanographie et de Climatologie par Experimentation et Approche Numérique, LOCEAN) travaille sur les impacts climatiques en Afrique de l'Ouest. Il nous procurera des scenarii climatiques régionaux qui soient adaptés au cadre du projet GICC RA3S.

Les résultats de l'ANR ECLIS (Contribution de l’élevage à la réduction de la vulnérabilité des ruraux et à leur adaptabilité aux changements climatiques et sociétaux en Afrique sub-saharienne, 2009-2011) concernant l'évolution du couvert végétal depuis 50 ans contribueront à situer l'évolution récente des cultures à l'échelle de la région incuant le site du projet GICC RA3S. De plus, RA3S bénéficiera des résultats des études entreprises dans cette ANR sur les vulnérabilités des sociétés dans cette même région.

- Autres projets ou collaborations conduits par les proposants sur le même sujetLe responsable et coordinateur du projet GICC RA3S est également porteur et

coordinateur pour l'IRD du projet CIRAD-IRD (600.000 €) : « Recherche de compromis


entre productions et services écosystémiques fournis par les systèmes agroforestiers (SAFSÉ) ».

Il est également porteur d'un projet interne à HSM (6 k€) qui finance une partie des analyses des feuilles pour le traçage chimique de la profondeur d'enracinement des arbres.

Enfin, il est porteur de la demande de bourse de thèse qui a été soumise à l'IRD et dont le fonctionnement est prévu d'être assuré par SAFSÉ et par RA3S conjointement afin d'assurer au doctorant les meilleures conditions possibles de travail et d'encadrement.

Plan de recherche détaillé :

- Objectif général, question(s) traitée(s), résultats attendus et aspects innovants:Le projet a pour objectif de caractériser, quantifier et comparer, de l'échelle de l'arbre à

celle de la parcelle, les réponses au climat et à ses changements possibles des interactions entre les différentes composantes de la végétation et le régime hydrique des sols et du sous-sol, le long d'une succession d'usage des terres qui prévaut actuellement en zone soudanienne. Cette évolution étant consécutive aux mutations socio-économiques récentes, le projet cherchera également à caractériser celles-ci à l'échelle du territoire. On estimera ainsi le potentiel économique et social susceptible d'être affecté par les changements climatiques tout en cernant les contraintes et opportunités en jeu dans les mutations responsables des changements de couvert étudiés. Le croisement des analyses biophysiques et socio-économiques contribueront à mieux anticiper leur possible évolution. Le projet RA3S approfondira aussi le rôle des karités sur la dispoinibilité des ressources en eau et sur la vulnérabilité économique des communautés qui en dépendent.

Plus spécialement, les questions suivantes seront traitées:Sur le plan de l'écohydrologie :

(1) Quelles sont les répercussions sur les ressources en eau du sol et du sous-sol quand on passe d'une utilisation des terres à l'autre, sous le climat actuel et en cas de changements ?(2) Quelles sont les modifications de la réponse fonctionnelle spécifique de la composante ligneuse dominante; en particulier, que deviennent les limites fonctionnelles de l'espèce dominante ? Les limites du karité risquent-elles d'être dépassées si le climat change ?(3) Quelles sont les modifications de la contribution de la transpiration ligneuse à l'évapotranspiration d'une parcelle et à la variation des disponibilités en eau du sol et du sous-sol ? L'effet présumé d'atténuation des impacts climatiques sur les disponibilités en eau (cultures, niveaux des nappes) par les arbres présents dans les champs est-il confirmé ? La densification des arbres peut-elle constituer une forme d'intensification écologique ?

Sur les plans social et économique, elles concernent les conditions sociales et économiques de gestion des parcs à karités et de leur évolution probable:(1) Quel est le rôle de la transformation des modes et des techniques de culture et de la diminution des jachères dans les difficultés de régénération naturelle des parcs ?(2) Quels sont les rôles des différents acteurs dans la gestion de la ressource et dans la filière de commercialisation et d'exportation, en particulier “équitable”, du karité ? (3) Quelle est la place du karité dans l’économie familiale et les ressources des femmes ?

Le principal résultat attendu est une appréciation de la vulnérabilité au climat actuel des différents états de surface constitutif de la succession forêt-parc à karités-jachère à karités et une évaluation des impacts sur chacun en cas de changement climatiques. Les résultats biophysiques documenteront ainsi les conditions d'une gestion rationnelle, intégrée et durable des ressources hydriques et végétales. On recherchera également dans quelles


mesures les enjeux qu'il y a derrière la commercialisation du karité et les conditions actuelles de son exploitation sont suceptibles de faire évoluer ces états de surface au niveau territorial et par là même, la durabilité de la production du karité, indépendemment du climat.

L'aspect innovant du projet RA3S tient dans l'approche transdisciplinaire qui contribuera à discerner le déterminisme antropique (économique et social) de l'impact climatique sur le développement à long terme d'une production en pleine expansion en Afrique sub-saharienne.

- Sites et cas retenus, en justifiant la pertinence de ce choix, en précisant les opérations terrains, le calendrier envisagé et les co-financements s’il y a lieu.

Le site d'étude se situe dans le nord-ouest du Bénin, dans la région de Djougou, sur le bassin versant de la Donga (entre les parallèles 9°40’ - 9°54’N et 1°34’ - 1°58’ E). La saison des pluies s’étend d’avril à octobre et la pluviométrie annuelle moyenne est de 1200 mm (1950-2005, Lawin, 2007). Cette région a été choisie pour plusieurs raisons :

- c’est une région où les indicateurs sociaux (taux de malnutrition infantile, taux de pauvreté, traite des enfants) sont parmi les plus mauvais, révélant une situation économique et sociale dégradée. Pourtant peu de travaux sur le rôle économique et social du karité y ont été effectués. - aucune étude biophysique sur la culture sous parc à karités n'y a encore été menée.- on y retrouve les trois usages des terres composant la succession agronomique étudiée dans un rayon d'accès raisonnable dont deux sont déjà instrumentés pour le mesures biophysiques (forêt et jachère).

Les 3 parcelles qui disposeront des dispositifs de mesures biophysiques sont situées dans : - une forêt sèche, la forêt classée de Béléfoungou. C’est une forêt claire résultant de la dégradation d’une forêt à Légumineuses (Aubréville, 1950). Elle est dominée par Isoberlinia doka qui compose 43 % de la densité du couvert ligneux ; - une culture sous parc à karités typique du front pionnier de colonisation de la zone d'étude, qui sera instrumenté en 2012 ; - une jachère de moins de 10 ans (Bira) dont la strate ligneuse est fortement dominée par de jeunes karités qui composent plus de 50% de la densité du couvert ligneux.

Les opérations de terrain socio-économiques se feront principalement sous forme d'enquêtes auprès des acteurs intervenant dans la filière du karité. Le projet CIRAD-IRD SAFSÉ financera une partie des frais d'enquêtes et de leurs analyses.

Pour les observations biophysiques de terrain, la forêt à Isoberlinia et une jachère jeune à karités sont déjà instrumentées en tours de flux (eddy-covariance), flux de sève (dissipation thermique de Granier, 1985) et dispositifs de mesures météorologiques, hydrologiques et hydrogéologiques depuis plusieurs années. Deux presses hydrauliques pour mesurer le potentiel hydrique foliaire des arbres et un poromètre AP4 pour mesurer leur conductance stomatique sont déjà acquis. Le projet SAFSÉ financera une petite partie du dispositif qui sera installé sur la culture sous parc et une petite partie du fonctionnement du doctorant en écologie fonctionnelle des arbres, le GICC en assurant la plus grosse part. Une bourse de thèse sur 3 ans a également été déposée à l'IRD début février pour un commencement de la thèse en octobre. Le doctorant prévu est béninois. Il achève actuellement son master à l'UM2 et a fait ses stages de M1 et de M2 à HSM en donnant toute satisfaction (soumission d'un article en fin de stage). Plus de la moitié des analyses relatives


au traçage chimique des feuilles pour l'estimation de la profondeur d'exploitation racinaire des arbres sera assurée par le projet interne HSM.

Calendrier envisagé :

- Programme de travail : hypothèses, méthodes, outils et protocoles envisagés, calendrier prévisionnel

Le cadre conceptuel du projet RA3S proposé pour financement au GICC est présenté dans la figure 3.

Hypothèses : 1) L'arbre joue un rôle central dans l'adaptation des sociétés et de l'agro-écosystème à la variation du climat et au changement climatique (Fig. 3),2) Il contribue à la résilience des sociétés comme à celle des agro-systèmes en atténuant les impacts climatiques et socio-économiques, en participant à la sécurité alimentaire des sociétés et à la régulation des pertes en eau de l'agrosystème forestier 3) Les groupes communautaires les plus vulnérables, a priori les femmes, sont responsables des dégradations les plus fortes sur les écosystèmes en même temps qu’ils sont les plus sensibles à la dégradation de leur environnement naturel.

Figure 3. Cadre conceptuel du projet RA3S : L'arbre au centre des services écosystémiques et socio-économiques locaux pour faire face au changement climatique.

1ère année 2ème année 3ème annéeActivités transversales aux volets O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S

observations observations rédaction soutenanceConcertation pour l'organisation des activités

Observations jachères et forêtMise en place du dispositif sur le parc à karitésObservations parc à karités

Volet 2 : modélisation biophysique

Analyse de filière et acteurs impliquésTraitement enquête et présentation des résultats

Activité en cours

Thèse écophysiologie (si bourse obtenue) modé- lisation

Volet 1 : Observations biophysiques

Hydrus 1 D et 2DSperryParflow/CLM 3DVolet 3 : socio-économie de la filière karitéAnalyse qualitative de la situation socio économique Enquêtes socioéconomiques

nappe

Zone non saturée

Besoins des sociétés

Atmosphère

Ressources en eau

L'arbre


Méthodes : Les approches biophysiques et socio-économiques sont, toutes deux, de nature

synchronique. Le projet RA3S s'appuiera sur les observations, les mesures de terrain et la modélisation des processus hydrodynamiques et écologiques à l’interface Sol-Végétation-Atmosphère (SVA) impliqués dans les cycles de l’énergie et de l’eau sur les trois couverts de la succession étudiée, en valorisant les résultats déjà acquis sur la forêt et la jachère. Un dispositif complet de mesures biophysiques (tour de flux, météorologie, mesure de la transpiration des arbres) sera installé, en complément, sur une culture sous parc à karités. La compréhension de la dynamique des parcs s'appuiera sur une comparaison des acteurs et de leurs rôles respectifs dans la filière d'exploitation et de commercialisation des produits du karité entre un parc ancien en voie de dégradation, au nord de Djougou en pays Bétamaribé, et un parc plus récent près de Djougou dans la zone de front pionniers et d’immigration des Bétamaribé et d'autres populations rurales vivant de l'agriculture et de l'élevage. Seul le parc plus récent, situé dans la zone de front pionniers, sera instrumenté par les biophysiciens.

Les activités de recherche se distribueront en trois volets :

Volet 1 : observations, mesures et analyses biophysiquesMesures automatiques : tours de flux (Eddy-covariance) pour la mesure des flux d’eau

et de CO2 à l'échelle de la parcelle, flux de sève sur les espèces ligneuses dominantes (6 arbres par usage des terres) pour l'estimation de la transpiration ligneuse à l'échelle de l'arbre et de la parcelle, mesures météorologiques.

Mesures manuelles : potentiel hydrique foliaire et conductance stomatique des arbres échantillonnés pour le suivi flux de sève (Granier 1985), niveau piézométrique et humidité du sol par sonde à neutrons de la surface à la nappe.

Analyses : Le fonctionnement hydrique des arbres sera analysé en relation avec les variables climatiques, hydrologiques et hydrogéologiques. L'estimation de la transpiration ligneuse sera confrontée aux estimations mesurées et/ou simulées de l'évapotranspiration à l'échelle de la parcelle. Les limites fonctionnelles du karité seront quantifiées grâce à l'établissement des courbes de vulnérabilité du xylème (Cochard et al. 2002) à partir de rameaux passés dans un cavitron. Ce sont des courbes qui relient la perte de la conductivité hydraulique des rameaux en fonction d'un potentiel hydrique contrôlé croissant, c'est à dire de stress. Une expérimentation de traçage chimique pour l'estimation de la profondeur d'exploitation de l'eau par les racines des espèces ligneuses dominantes a été initié en 2011. Elle sera poursuivi au cours des trois années du projet afin de détecter d'éventuelles variations en fonction de la saison et en fonction de l'usage des terres.

Volet 2 : modélisation biophysique à l'échelle de l'arbre et à l'échelle de la parcelleLa modélisation servira à la fois de contexte conceptuel, d'outil de simulation et d'outil

de projection du fonctionnement hydrologique de l'arbre à la parcelle sur les trois états de surface correspondant aux trois usages des terres de la succession agronomique étudiée. Plusieurs scénarii de changement climatique seront testés pour prendre en compte l'incertitude des prédictions. Ils seront choisis parmi les simulations utilisant le RCP8,2, correspondant au cas où aucune action politique ne serait entreprise pour atténuer les émissions de GES à l'échelle globale, et le RCP4,5 correspondant à la mise en place de politiques d'atténuation réalistes.


La modélisation permettra donc :(a) d'estimer la transpiration maximale de la composante ligneuse dans des conditions hydriques données,(b) de prédire les reprises évapotranspiratoires et le drainage à l'échelle de la parcelle,(c) d'explorer les conséquences sur les ressources en eau (sol et nappe) du changement de l'usage des terres ou du changement climatique. Nous utiliserons les codes HYDRUS-1D et HYDRUS-2D, utilisés dans beaucoup

d’études au laboratoire comme sur le terrain. Ce modèle résout l’équation de Richards, basée sur les différence de potentiel hydrique, pour modéliser le transfert d’eau entre le sous-sol, le sol et la surface. Les caractéristiques hydrodynamiques du sol seront paramétrées en inversant des profils d'humidité. Dans une première étape, le modèles Hydrus-1D sera employé à l’échelle de l’arbre. Le modèle sera calibré sur les humidités dans le sol et évalué par comparaison entre l’évapotranspiration calculée et celle mesurée par la tour de flux. Sa représentation simplifiée de l’évapotranspiration est un avantage pour pouvoir tester rapidement l’impact de différents scenarii de précipitations sur les stocks d'eau et l’évapotranspiration. A l’aide de Hydrus-2D, nous pourrons étendre ces résultats à des transects herbe ou culture-arbres où nous ferons varier la densité des arbres. Les résultats seront confrontés à ceux des deux autres modèles qui concernent chacun une seule des deux échelles : l'arbre ou la parcelle respectivement. Cette confrontation contribuera à analyser l'effet du changement de modèle et celui du changement d'échelle.

Le modèle de Sperry (Sperry et al. 1998) constituera le cadre conceptuel de l'analyse des limites fonctionnelles en conditions de sécheresse, principalement du karité, dans la jachère et le parc agroforestier respectivement. Il est basé sur la théorie de la cohésion-tension qui décrit les processus hydrauliques entre le sol et la feuille à travers le gradient de potentiel hydrique. Le modèle estime la transpiration maximale de la plante sous différentes conditions de stress (de potentiels hydriques). Il prédit dans quelles conditions le continuum hydraulique risque d'être rompu en entraînant un dessèchement létal de l'arbre (conditions aux limites de la résolution de l'équation de Richards) en lien avec les courbes de vulnérabilité.

Le modèle couplé Parflow/CLM sera mis en œuvre en 3D afin de simuler la distribution spatiale des teneurs en eau dans la zone non saturée et dans la zone saturée à l’échelle d’une parcelle. Plus sophistiqué qu'Hydrus, sa résolution, de l’ordre du mètre en horizontal et de 10cm en vertical, permettra de simuler l’emprise hydraulique des karités dans différentes configurations. En particulier, on fera varier, d'une part les caractéristiques hydrodynamiques des différents horizons pour lesquelles une grande variabilité a été observée, d'autre part les caractéristiques des profils racinaires et des cycles de LAI des différentes composantes du couvert de manière à rendre compte des stades successifs de croissance. Enfin on fera également varier la densité de karités au sein de la parcelle. On attend de cette simulation une meilleure compréhension de l'utilisation de l'eau par les karités, à la fois pour ce qui concerne la zone non saturée et les nappes permanentes.

Volet 3 : le contexte socio-économique de l'exploitation du karité: Plusieurs étapes sont prévues :1) Préparation des enquêtes socio-économiques : Cette préparation passe, en premier lieu, par la rencontre avec différents acteurs

intervenants dans la filière du karité pour préparer un questionnaire par entretiens qualitatifs autour des questions suivantes :


J'ai enlevé prévisionnel


- gestion foncière des parcelles à parcs à karité, décryptage des droits et de leurs évolutions,

- évolution des techniques de transformation des noix de karité, acteurs en présence dans la filière,

- place du karité dans la consommation familiale, importance du revenu des ventes de karité pour les femmes : saisonnalité, destination du revenu etc.

- identification des formes de gestion des arbres, des problèmes liés au renouvellement du parc.

Ensuite il s'agira d'identifier les niveaux de décision sur la gestion et l’exploitation du parc à karité et de préparer un questionnaire à ces niveaux. Puis on préparera l’échantillonnage stratifié à deux niveaux, en fonction de l’état des parcs. Des enquêtes sont prévues sur un échantillon de 150 familles par site et toutes les femmes adultes de chaque famille (effectif entre 300 et 400). L’objectif est de faire le lien famille/femme sur l’activité de gestion des parcs, collecte et transformation. Suivra la rédaction du questionnaire concernant les modules socio-démographiques, les activités agricoles et non agricoles, les questions spécifiques sur les parcs à karité et leur gestion, les droits sur l’arbre et sur les fruits, l’organisation de la transformation et de la commercialisation. Ce questionnaire sera réalisé en utilisant le cadre conceptuel des livelihoods (moyens d'existence). Est prévue la réalisation d’enquêtes qualitatives complémentaires sur l’organisation de la filière : acteurs pour la commercialisation, ONG d’appui à la régénération des parcs (pépinières) et ONG d’appui aux femmes dans les activités de transformation, ainsi que des entretiens avec les acteurs travaillant à l’exportation, que ce soit sur le conventionnel ou sur des filières labellisés (commerce équitable ou biologique).

2) Entretiens semi-dirigés avec différents acteurs sur la perception qu’ils ont des usages des karités, de leur rôle pour la fertilité des champs et des problèmes qui se posent. Analyse textuelle par data-mining des entretiens.

3) Application du cadre des livelihoods comme outil de compréhension des vulnérabilités et des stratégies des acteurs avec l'identification des contradictions entre la gestion parfois non durable des parcs à karités et les ressources alimentaires et monétaires fournies par leur exploitation.

- Composition et descriptif des travaux de chaque partenaire

Nom Prénom Statut Discipline Travaux dans le projet RA3S

Partenaire 1. Porteur UMR HSM

Seghieri40% ETP

Josiane Chargée de Recherche IRD

Ecophysiologie Coordination du projet, groupes 1 & 2 : relations eau-arbre-environnement, direction principale de l'étudiant en écologie fonctionnelle des arbres

Seguis20% ETP

Luc Chargé de Recherche IRD

Hydrologie & hydrogéologie

Groupes 1 & 2 : relations arbre-souterrain + modélisation du fonctionnement hydrique souterrain

Peugeot15% ETP

Christophe Chargé de Recherche IRD

Hydrologie Groupes 1 & 2 : modélisation hydrologique

Awessou60% ETP

Béranger Doctorant béninois cotutelle UAC-UM2, Dir. J.

Ecologie fonctionnelle

Groupes 1 & 2 : Vulnérabilité, adaptation et limites fonctionnelles des ligneux.


SeghieriCodir. Pr. Agbossou

Partenaire 2. UMR LTHE

Cohard20% ETP

Jean-Martial

Maitre de Conférence

Modélisation SVAT de type physique

Groupe 2: modélisation de l'évapotranspiration à l'échelle de la parcelle

Galle10% ETP

Sylvie Chargée de Recherche IRD

Hydrologie Groupes 1 : maintenance et analyse critique des variables climatiques

Partenaire 3. UMI Résiliences

Droy 20% ETP

Isabelle Chargée de Recherche IRD

Socio-économiste Groupe 3 : rôle du karité dans l'économie familiale et la réduction de la vulnérabilité

Partenaire 4. UMR ADES

Bidou20% ETP

Jean Etienne

Maître de Conférence

Géographie Groupe 3 : rôle du karité dans l'économie familiale et la réduction de la vulnérabilité

Expérience et moyens des équipes dans le domaine considéré (publications, réalisations,...)

Expérience :Les chercheurs impliqués dans le projet ont tous une expérience significative dans le

domaine où ils interviennent. Leurs publications en témoignent.L'UMI Résiliences, l'UMR Ades et l'UMR HSM ont une expérience transdisciplinaire

antérieure commune. Ils avaient conçu ensemble l'approche développée dans le FSP RIPIECSA VASA (Vulnérabilité et Adaptation des Sosio-écosystèmes en Afrique de l'Ouest), l'ANR ECLIS (Contribution de l’élevage à la réduction de la vulnérabilité des ruraux et à leur adaptabilité aux changements climatiques et sociétaux en Afrique sub-saharienne). Ils poursuivront cette collaboration dans le cadre du projet CIRAD-IRD SAFSÉ (Recherche de compromis entre productions et services écosystémiques fournis par les systèmes agroforestiers) sur le site du Bénin et souhaitent la renforcer dans le cadre du projet RA3S.

Les chercheurs d'HSM sont impliqués au Bénin depuis les années 2000. Les hydrologues et hydrogéologues travaillent sur le régime hydrique des sols, le fonctionnement des nappes et les mécanismes éco-hydrologiques. Le porteur du projet, écologue, est spécialisé dans le fonctionnement et l'adaptation des espèces ligneuses à la sécheresse. En plus de celle au Bénin, il a une expérience au nord du Cameroun, au Niger et au nord du Mali, ainsi qu'en Australie. En plus des équipements de terrain déjà évoqués, ce laboratoire dispose d'une ferme (cluster) de calculs pour la modélisation et un laboratoire d'analyses isotopiques et chimiques de l'eau libre (pluie, nappe) et avec lequel l'analyse chimique des feuilles est actuellement expérimentée.

Le LTHE détient la partie des équipements en place sur le terrain qui concerne les stations de flux et les stations météorologiques. L'expérience de cette équipe porte principalement sur l'Afrique de l'Ouest, au Niger et au Bénin plus spécialement.


?ça veut dire quoi ?


J'ai ajouté Jean Etienne mais pass réussi la mise en forme


J'ai changé la tâche car acteurs de la filière équitable du karité, ce n'est qu'un petit bout de la tâche. Mais désolée, je gère mal opoen office


Grâce à la durée de leur présence sur place, HSM et le LTHE ont pu développer au Bénin un partenariat robuste, durable et dynamique qui permettra d'assurer un transfert des compétences techniques et scientifiques de qualité.

En ce qui concerne les sciences humaines, l'UMI Résiliences est spécialisée dans l'analyse de la vulnérabilité des sociétés rurales dans les pays du Sud et l'UMR ADES dans l'analyse spatiale des interactions sociétés-environnement. Cette équipe est notamment à l'origine du réseau d'observatoires ruraux mis en place à Madagascar, outil de suivi des dynamiques rurales (Droy 2000), et de l'observatoire de la Guinée maritime (Guinée-Conakry).

Principales publications des proposants (noms soulignés) dans le domaine considéré :

Bidou J.E., Droy I. 2007. Pauvreté et vulnérabilité alimentaire dans le Sud de Madagascar : les apports d’une approche diachronique sur un panel de ménages. Mondes en Développement 35: 45-64.

Bidou J.E., Droy I., Rasolofo P. 2006. Risque climatique et vulnérabilité alimentaire dans le Sud de Madagascar : question d’échelle, questions de méthode. Colloque de La Baule, 3-5 mai : Interactions Nature-Société, analyse et modèles.

Boulain N., Cappelaere B. Ramier D., Issoufou H.B.A., Halilou O., Seghieri J., Guillemin, F., Oï M., Gignoux J., Timouk , F. 2009. Towards an understanding of coupled physical and biological processes in the cultivated Sahel – 2. Vegetation and carbon dynamics. J. Hydrol. 375:190–203.

Droy I., Ratovoarinory R., Roubaud F. 2000. Les observatoires ruraux à Madagascar : une méthodologie originale pour le suivi des campagnes. Statéco 95-96-97:123-139.

Peugeot C., Guichard F., Bock O., Bouniol D., Chong M., Boone A., Cappelaere B.A.-.G., Besson L., Lemaître Y., Séguis L., Zannou A., Galle S., Redelsperger J. 2011. Meso-scale water cycle within the West African Monsoon. Atmospheric Science Letters, 12:45-50.

Seghieri J., Simier M., Mahamane A., Hiernaux P., Rambal S. 2005. Stand density, shrub mass and leaf water potential responses to droughts and clearing of a dominant species in Sahel (Niger). Journal of Tropical Ecology 21:203-213.

Seghieri J., Vescovo Aude, Padel K., Soubie R., Arjounin M., Boulain N., (de) Rosnay P., Galle S., Gosset M., Mouctar A. H., Peugeot C. & Timouk F. 2009. Relationships between climate, soil moisture and phenology of the woody cover in two sites located along the West African latitudinal gradient. Journal of Hydrology 375:78-89.

Séguis L., Kamagaté B., Favreau G., Descloitres M., Seidel J., Galle S., Peugeot C., Gosset M., Le Barbé L., Malinur F., Van Exter S., Arjounin M., Boubkraoui S., Wubda M. 2011. Origins of streamflow in a crystalline basement catchment in a sub-humid Sudanian zone: The Donga basin (Benin, West Africa): Inter-annual variability of water budget. Journal of Hydrology 402:1-13.

Valorisation envisagée : bases de données, résultats et produits attendus pour la gestion, transferts aux utilisateurs, généralisation...

RA3S est un projet dédié à l'accroissement de la connaissance scientifique plutôt qu'à la vulgarisation. Le projet devrait contribuer à la définition des principes de base d'une agroforesterie vertueuse, généralisable dans toute la zone soudanienne. Le projet devrait également permettre d'identifier des mécanismes sociaux d'adhésion à celle-ci. Des orientations pour des recherches ultérieures plus appliquées sont attendus du projet pour leur mise en œuvre dans le cadre du Laboratoire Mixte International (LMI) : « Prédire les impacts


du climat et des usages sur les ressources en eau en Afrique sub-saharienne » (PICASS-EAU) porté par HSM et qui sera soumis prochainement.

La formation par la recherche d'un doctorant béninois fonctionnaire au sein des services forestiers assurera le transfert des compétences et le renforcement des capacités locales.

De plus, le projet focalise ses activités sur les services écosystémiques locaux (Brockhaus & Botoni 2009) du couvert ligneux (soutien, régulation, approvisionnement) mais ces derniers ne sont pas sans impacts sur les services globaux (CO2, mousson ouest-africaine).

Un enjeu important du projet est la production d'arguments rigoureux et réalistes pour appuyer la définition de stratégies d’adaptation au changement climatique au cœur des politiques de développement dans la région soudanienne.

Annexe : liste des références citéesAgbahungba G. & Depommier D. 1989 Aspects du parc à karité- neré (Vitellaria paradoxa Gaertn. f. Parkia

biglobosa Jacq. Benth) dans le sud du Borgou (Benin). Bois et Forêts des Tropiques, 222 : 41-54. Asse R. & Lassoie J. P. 2011 Household decision-making in agroforestry parklands of Sudano- Sahelian Mali.

Agroforestry Systems 82 : 247–261.Aubreville A. 1950 Flore forestière Soudano-Guinéenne A.O.F.-Cameroun-A.E.F. Editions Maritime et

Coloniales, Paris. Bariac T., Gonzalez-Dunia J., Katerji N., Béthenod O., Bertolini J.M., Mariotti A. 1994 Variabilité spatio-

temporelle de la composition isotopique de l'eau (180, 2 H) dans le continuum sol-plante-atmosphère 2. Approche en conditions naturelles. Chemical Geology (Isotope Geoscience Section) 115 : 317-333.

Bayala J., Teklehaimanot Z. & Ouedraogo J.S. 2002 Millet production under pruned tree crowns in a parkland system in Burkina Faso. Agroforestery Systems 54 : 203-214.

Bayala, J., Teklehaimanot, Z., Ouedraogo, S.J. 2004 Fine root distribution of pruned trees and associated crops in a parkland system in Burkina Faso. Agroforestry Systems 60 : 13–26.

Bayala J., Hengb L.K., van Noordwijkc M., Ouedraogo S.J. 2008 Hydraulic redistribution study in two native tree species of agroforestry parklands of West African dry savanna. Acta Oecologica 34 : 370–378 .

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