LES MÉTAPROGRAMMES DE L'INRA - OUTILS DE PROGRAMMATION SCIENTIFIQUE INTERDISCIPLINAIRE - Wedia
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LES MÉTAPROGRAMMES
DE L’INRA
OUTILS DE PROGRAMMATION
SCIENTIFIQUE INTERDISCIPLINAIRE
ÉDITO
PHILIPPE MAUGUIN,
Président-directeur général de l’Inra
L’Inra, organisme public de recherche finalisée, mobilise un spectre large de
recherches disciplinaires, allant des sciences biologiques et écologiques aux
sciences économiques et sociales, en passant par les sciences de l’ingénieur
et les sciences biotechniques qui fondent l’agronomie.
Cette palette disciplinaire est une chance pour aborder dans toute leur complexité les défis sociétaux et
scientifiques auxquels sont confrontés nos systèmes alimentaires en ce début de XXIe siècle : atteindre une
sécurité alimentaire mondiale dans un contexte de transitions nutritionnelles, modifier en profondeur les
systèmes de production agricole pour fonder leurs performances sur des leviers agro-écologiques et sur
l’agriculture digitale, assurer une alimentation garante de santé, durable et accessible à tous, développer
une gestion durable des services écosystémiques en s’adaptant au changement climatique, maîtriser les
nouveaux outils –omiques et leurs applications en biologie.
Une chance, à condition d’articuler effectivement les dynamiques disciplinaires avec des approches inter-
disciplinaires qui supposent un effort épistémologique pour construire des objets de recherche partagés,
tels que le concept d’adaptation au changement climatique ou celui de services agro-écosystémiques.
C’est le pari qu’a fait l’Inra en 2010, en concevant des métaprogrammes : des programmes interdiscipli-
naires, construits de façon transversale, en complémentarité des animations disciplinaires portées par les
départements de recherche. Ainsi, le métaprogramme « Méta-omiques et écosystèmes microbiens » a
impulsé de nombreuses collaborations entre biologistes et mathématiciens, et a fait émerger, par le regard
croisé de différentes disciplines, la notion de « pathobiome » qui permet d’aborder les agents pathogènes
dans leur environnement microbien, avec une approche holistique de l’écologie de la santé. Le métapro-
gramme « Adaptation au changement climatique » a suscité le projet LACCAVE qui a construit progres-
sivement un regard interdisciplinaire sur cette thématique pour la vigne et le vin, lui donnant une forte
visibilité auprès de la communauté scientifique, des filières viti-vinicoles et du grand public. Ce sont deux
exemples de nos réalisations et il en existe bien d’autres puisque les métaprogrammes ont généré depuis
leur création plus de 300 projets.
Aujourd’hui, j’ai le plaisir de partager un panorama de nos métaprogrammes, en souhaitant que cette expé-
rience et les résultats obtenus puissent nous inspirer et susciter de nouvelles perspectives de recherche et
de partenariat, au niveau national et international.
INTRODUCTION LES MÉTAPROGRAMMES, DES OUTILS DE PROGRAMMATION INTERDISCIPLINAIRE AU SERVICE D’OBJECTIFS STRATÉGIQUES En complément de son fonctionnement en départements scientifiques centrés sur les champs disciplinaires et dédiés à l’exploration de nouveaux fronts de science, l’Inra a mis en place progressivement depuis 2010 un outil de programmation scientifique sur grands objectifs - les métaprogrammes - visant la mise en cohérence et l’intégration des recherches dans un nombre restreint de domaines thématiques considérés comme prioritaires. En effet, la complexité et l’ampleur des défis scientifiques et sociétaux en ce début de XXIe siècle dans les domaines de l’agriculture, l’environnement et l’alimentation nécessitent une coordina- tion accrue des efforts de recherche pour produire des connaissances pertinentes à travers des approches interdisciplinaires, systémiques et intégratives, ouvertes au partenariat et à l’international. C’est dans cette perspective que l’Inra a mis en place ses métaprogrammes, programmes transversaux qui s’inscrivent dans le moyen et long terme (>5 ans) sur des thèmes stratégiques au regard des orientations de l’Inra : • Adaptation de l’agriculture et de la forêt au changement climatique (ACCAF) • Méta-omiques et écosystèmes microbiens (MEM) • Gestion intégrée de la santé des plantes (SMaCH) • Gestion intégrée de la santé animale (GISA) • Pratiques et comportements alimentaires (DID’IT) • Transition pour la sécurité alimentaire mondiale (GloFoodS) • Gestion des services agro-écosystémiques (EcoServ) • Sélection génomique (SelGen) En outre, depuis 2017, l’Inra insère progressivement son programme de recherches « sur et pour l’agricul- ture biologique » (Agribio, ou Organic Food and Farming, OF&F) dans cette dynamique.
COMMENT FONCTIONNENT LES MÉTAPROGRAMMES ? Par construction, chaque métaprogramme associe les compétences disciplinaires de plusieurs départements de l’Inra autour d’un même objectif transversal. En pratique, les personnels scientifiques sont affectés aux départements et les métaprogrammes disposent de crédits de fonctionnement et bourses de thèse leur permettant de développer des actions incitatives pour mobiliser les scientifiques, allant du financement de séminaires ou écoles-chercheurs jusqu’au soutien en fonctionnement de projets de recherche. Ils sont également force de proposition pour l’identification de compétences-clés à développer dans le cadre des recrutements pérennes de l’Institut. Globalement, les métaprogrammes n’ont pas vocation à mobiliser tous les personnels scientifiques de l’Ins- titut, puisqu’ils restent complémentaires aux dynamiques disciplinaires portées par les départements de recherche, qui restent indispensables à long terme pour la progression des compétences et des connaissances. La gouvernance de chaque métaprogramme repose sur un comité de pilotage interne et un comité scien- tifique international constitué d’experts de tous horizons disciplinaires. Le comité de pilotage interne est dirigé par un chef de département, sous la supervision d’un directeur scientifique référent, qui assure dans cette perspective une mission inter-départements, et veille à une articulation fluide avec les straté- gies des départements. En outre, deux métaprogrammes se sont également dotés d’un comité de parties prenantes commun. UN PROCESSUS DE BILAN ET RÉVISION EN 2018 De 2011 à 2017, plus de 900 scientifiques au sein des unités de recherche de l’Inra ont ainsi été impliqués dans des animations ou projets relevant des métaprogrammes. Plus de 300 projets ont été suscités et sou- tenus, mobilisant pour la plupart des chercheurs de différentes disciplines. Après quelques années de fonctionnement (3 à 6 années selon les métaprogrammes), l’Inra a lancé un processus de bilan et révision de cette démarche pour lui apporter les inflexions nécessaires. Dans le cadre de ce processus, un séminaire international * organisé en février 2018, pour bénéficier d’un regard exté- rieur sur cette expérience de programmation interdisciplinaire, initie un processus interne pour adapter les thèmes et modalités de fonctionnement de ces métaprogrammes. * IWIM, International Workshop on Inra’s Metaprograms. Versailles, 1er et 2 février 2018.
ACCAF
ADAPTATION DE L’AGRICULTURE ET DE LA FORÊT AU CHANGEMENT CLIMATIQUE
LA PLURIDISCIPLINARITÉ
AU SERVICE DE L’ADAPTATION
AU CHANGEMENT CLIMATIQUE
CONTEXTE
Même si les activités agricoles et forestières sont susceptibles de bénéficier localement
et pour un temps limité du changement climatique en cours, des impacts négatifs im-
portants sont attendus, avec des effets en cascade sur les rendements, la disponibilité
de l’eau, les sols, la pression exercée par les bioagresseurs, la qualité des produits, ou
bien encore sur l’usage des terres. Dans de nombreuses régions, la vulnérabilité des
activités humaines et des écosystèmes au changement climatique va devenir critique.
LES DÉPARTEMENTS L’atténuation du changement climatique seule ne suffira pas. C’est pourquoi l’adapta-
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS tion constitue un enjeu essentiel. Les stratégies d’adaptation doivent dépasser l’adap-
tation incrémentale, et des options de rupture doivent être imaginées pour élaborer
Depuis 2011, ACCAF a soutenu plus de 100 unités et plus des stratégies d’adaptation transformante. Les performances et la durabilité de straté-
de 300 chercheurs de 12 des 13 départements de l’Inra :
gies conjointes d’atténuation et d’adaptation doivent être évaluées via des approches
• Biologie et amélioration des plantes (BAP) multicritères.
• Caractérisation et élaboration des produits issus de
OBJECTIFS
l’agriculture (CEPIA)
• Environnement et agronomie (EA)
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques (EFPA)
Le métaprogramme « Adaptation de l’agriculture et de la forêt au changement clima-
• Génétique animale (GA) tique » (ACCAF) vise à comprendre les effets conjoints des différentes dimensions du
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA) changement climatique sur les activités agricoles et les milieux naturels ; à proposer des
• Microbiologie et chaîne alimentaire (MICA) stratégies d’adaptation ; et à évaluer leur durabilité et leurs conséquences environne-
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase) mentales et socio-économiques, en cohérence avec les attentes sociétales, explicitées
• Santé animale (SA) par exemple lors de la Conférence de Paris sur le climat en 2015.
• Sciences pour l’action et le développement (SAD)
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
espace & environnement (SAE2)
• Santé des plantes et environnement (SPE)
PRIORITÉS
• Évaluer et gérer les risques et opportunités du changement climatique, et définir des
Les disciplines mobilisées sont multiples : agronomie, stratégies visant à anticiper et pallier les crises climatiques
écologie, économie, écophysiologie, géosciences, • Projeter et scénariser les impacts sur l’agriculture et les écosystèmes anthropisés
mathématiques, sociologie, sylviculture, zootechnie… • Comprendre et maîtriser les principaux effets du changement climatique sur la biodi-
Les interactions entre changement climatique, biodiversité versité et son évolution, ainsi que sur la santé des écosystèmes, des agrosystèmes et
et services écosystémiques sont des sujets d’interface avec des animaux d’élevage
d’autres métaprogrammes comme EcoServ, SMaCH, GISA • Améliorer génétiquement les espèces cultivées et les animaux d’élevage, et renforcer
ou GloFoods, plaidant pour des recherches conjointes. la capacité d’adaptation des systèmes de culture, des systèmes de production et des
filières
• Développer des démarches innovantes d’adaptation compatibles avec la réduction des
émissions et la pérennisation des puits de gaz à effet de serre
• Identifier les coûts et les bénéfices de mesures d’adaptation au regard de différents
enjeux
06
• Définir des modes d’organisation collective susceptibles de renforcer la résilience de
l’agriculture et de la forêt au changement climatique
EXEMPLES
DE RÉSULTATS
TIRER PARTI DE LA BIODIVERSITÉ
POUR FAVORISER L’ADAPTATION :
L’EXEMPLE DES PRAIRIES SEMÉES
Le projet CLIMAGIE s’est attaché à améliorer les connaissances sur
les conséquences du changement climatique sur la productivité
(niveau, régularité, qualité) des prairies semées en se focalisant
sur le rôle de la diversité intra- et inter-spécifique comme facteur
de résilience. Il a permis de mettre au point de nouveaux outils,
de concevoir et valider de nouveaux modèles de simulation, et
d’explorer les démarches de conservation et de valorisation des
ressources génétiques in situ et ex situ.
ASSOCIER DIFFÉRENTES OPTIONS
DANS UNE DÉMARCHE PLURIDISCI-
PLINAIRE POUR ADAPTER LES
FILIÈRES AUX ENJEUX CLIMATIQUES :
L’EXEMPLE DE LA VITICULTURE
Le projet LACCAVE a étudié les impacts du changement
climatique sur la vigne et le vin afin de proposer
des adaptations pour les vignobles français. Un réseau de
23 laboratoires a conduit une approche pluridisciplinaire
pour proposer des stratégies d’adaptation combinant des
leviers et des innovations tout au long de la chaîne de
valeur. Des avancées significatives ont été réalisées,
y compris sur le rôle des consommateurs, et un important
travail de dissémination est en cours.
07
AGRIBIO
AGRICULTURE BIOLOGIQUE
DÉVELOPPER ET PROMOUVOIR
LES RECHERCHES EN AGRICULTURE
BIOLOGIQUE
CONTEXTE
Le programme AgriBio a été créé en 2000 pour développer et promouvoir les recherches
en agriculture biologique (AB) dans un double contexte de croissance de l’AB avec un
questionnement affirmé sur les potentialités de son développement en France et ses
impacts, en particulier sur la santé humaine. Ces perspectives supposent de relever plu-
sieurs défis techniques, économiques, organisationnels, culturels... Au plan scientifique,
les questions posées par l’AB permettent d’anticiper et d’organiser la réponse aux enjeux
posés par l’émergence d’une agriculture agro-écologique dont elle joue le rôle de pro-
totype. Il s’agit de limiter l’utilisation d’intrants, d’accroître les régulations écologiques
et l’autonomie des systèmes, d’offrir une alimentation de qualité, de préserver l’envi-
ronnement et une justice sociale. Une approche globale est donc requise pour relier les
différentes dimensions en interactions au sein et autour des systèmes agri-alimentaires
LES DÉPARTEMENTS et permettre leur transition.
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS
OBJECTIFS
Le programme AgriBio est à l’interface des trois piliers
de l’Inra : agriculture, alimentation et environnement
et interagit avec 8 départements de l’Inra :
• Biologie et amélioration des plantes (BAP) Le programme AgriBio est structuré autour de trois principaux objectifs :
• Coordination et stratégie de recherche pour définir les questions à traiter en priorité
• Caractérisation et élaboration des produits issus
de l’agriculture (CEPIA) • Mobiliser les équipes Inra pour développer les recherches sur l’AB en partenariats au-
tour de projets de recherche et recherche-développement
• Environnement et agronomie (EA)
• Capitalisation et valorisation pour synthétiser, partager et discuter les connaissances
• Génétique animale (GA)
produites. Le partenariat construit, entre autres, avec des homologues internationaux
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase) (ex. FIBL) ou des acteurs du développement (ex. ITAB) est quant à lui transversal aux
• Sciences pour l’action et le développement (SAD) trois objectifs
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
PRIORITÉS
espace & environnement (SAE2)
• Santé des plantes et environnement (SPE)
Les disciplines mobilisées dans le cadre de projets Trois enjeux prioritaires de recherche sur l’AB :
associent agronomie, écologie, zootechnie, et sciences • Relever les défis techniques et systémiques de la production et de la transformation
économiques, humaines et sociales. • Maîtriser et améliorer les performances des systèmes agricoles et agri-alimentaires
biologiques
• Décrire et accompagner le développement de l’AB
Pour y répondre, le programme AgriBio est doté de financement pour soutenir des pro-
jets et des thèses répondant aux exigences scientifiques et opérationnelles du secteur.
Le programme veille à rassembler les communautés de recherche non dédiée à l’AB dont
de nombreux travaux peuvent, plus ou moins directement, s’appliquer à l’AB, en particu-
lier sur la compréhension des processus (ex. les régulations naturelles) ou le développe-
ment de méthodologies de recherche (ex. la modélisation).
08
EXEMPLES
DE RÉSULTATS
EN ÉLEVAGE OVIN ALLAITANT,
LE FRACTIONNEMENT DES PÉRIODES
DE MISES BAS NE PERMET PAS DE SÉCURISER
LES PERFORMANCES DES SYSTÈMES
HERBAGERS EN AB
L’essai conduit sur le site expérimental Inra du Massif central (projet
« PERMYSSION ») a comparé un système maximisant l’utilisation de
l’herbe par des agnelages (2/3 en avril et 1/3 en septembre) calés sur la
pousse de l’herbe, mais sensible aux aléas, et un système à 4 périodes
d’agnelages (de février à novembre). Les aléas ont été climatiques
(sécheresse réduisant les récoltes de fourrages…), et de prédation
(liée aux mises bas au pâturage). Le système « fractionné » a permis
une meilleure productivité animale, mais les coûts de production ainsi
que la charge de travail et sa complexité (liée à des lots d’animaux plus
nombreux) y ont été plus élevés.
LES EXPLOITATIONS DE GRANDE
CULTURE EN AB DÉPENDENT DE
L’AGRICULTURE CONVENTIONNELLE
(AC) POUR LEUR APPROVISIONNE-
MENT EN ÉLÉMENTS MINÉRAUX
FERTILISANTS (PROJET « GREMAB »)
La quantification des transferts entre exploitations, dans
trois petites régions agricoles contrastées (à dominante
céréales, élevage ou mixte), a montré que les flux d’azote
et surtout de phosphore qui rentrent dans les fermes en
AB sans élevage proviennent en grande partie d’engrais
organiques issus de l’AC : c’est le cas pour 85% des
importations de phosphore. Les transferts sont moindres
dans les fermes d’élevage (19%) ou mixtes (37%). Cette
dépendance observée confirme la nécessité d’un couplage
entre productions végétales et animales en AB, à l’échelle
de l’exploitation ou de territoires, permettant des
échanges entre fermes.
09
DID’IT
DÉTERMINANTS ET IMPACT DE LA DIÈTE, INTERACTIONS ET TRANSITIONS
ORIENTER LES PRATIQUES
ET COMPORTEMENTS ALIMENTAIRES
VERS DES OBJECTIFS DE SANTÉ
ET DURABILITÉ
CONTEXTE
L’alimentation, la sécurité alimentaire et la prévention nutritionnelle de la santé sont
des enjeux majeurs de politique publique qui ont donné lieu à de nombreuses initiatives
de recherche et de santé publique nationales et internationales. Malgré ces initiatives,
les habitudes alimentaires de la population restent encore trop souvent éloignées des
recommandations et de leur traduction en comportements adéquats.
OBJECTIFS
Pour répondre à ces défis, le métaprogramme DID’IT a pour ambition de créer une com-
munauté scientifique pluridisciplinaire au sein de l’Inra et de promouvoir des projets
avec des partenaires qui permettront d’éclairer les pouvoirs publics et les acteurs écono-
LES DÉPARTEMENTS miques sur les fondements des comportements et pratiques alimentaires, les moyens
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS de les faire évoluer, leurs impacts sur la santé et le bien-être des individus et leur em-
Le métaprogramme DID’IT a fédéré les chercheurs preinte environnementale.
de 4 départements de l’Inra :
• Alimentation humaine (Alimh)
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
espace & environnement (SAE2)
PRIORITÉS
• Améliorer les connaissances sur les pratiques alimentaires dans un contexte d’abon-
• Sciences pour l’action et le développement (SAD) dance de l’offre, d’excès des apports énergétiques et de produits d’origine animale et
• Caractérisation et élaboration des produits issus d’inégalité qualitative dans la population
de l’agriculture (CEPIA) • Comprendre le rôle des pratiques alimentaires dans l’augmentation de l’obésité, dans
Les disciplines impliquées sont la physiologie, les déficiences nutritionnelles et leur impact sur la durabilité
la nutrition, la psychologie, le comportement, • Identifier les moyens de faire évoluer les comportements alimentaires vers des pra-
l’épidémiologie, les sciences et technologies tiques saines et durables
alimentaires, l’économie, la sociologie, • Mieux comprendre les déterminants de l’offre et les leviers afférents pour orienter et
les mathématiques, l’informatique, les sciences agir via l’offre alimentaire
de l’environnement, l’écologie, l’agronomie, • Mettre à disposition les éléments pour orienter les politiques publiques et privées
la géographie et les neurosciences. dans le but d’améliorer à la fois la santé et le bien-être des populations et de préserver
l’environnement
10EXEMPLES
DE RÉSULTATS
ÉVALUATION DES POLITIQUES NUTRITIONNELLES :
LA TAXE SODA
Les méthodes d’économétrie structurelle permettent de réaliser des évaluations
ex ante des politiques nutritionnelles en tenant compte des réactions des
entreprises (industrie et distribution) et des consommateurs. Dans le cas de la
taxe « soda » en France, nous avons montré que les prix de détail augmenteraient
plus que le montant de la taxe et que la taxe n’aurait pas d’impact significatif sur
la consommation de sucres en raison du design de la taxe qui vise à collecter des
fonds plutôt qu’à limiter la consommation de sucres par les boissons.
UNE APPROCHE DIÉTÉTIQUE
GLOBALE POUR PRENDRE EN COMPTE
LES CONTRAINTES NUTRITIONNELLES
ET TOXICOLOGIQUES DANS LES RECOM-
MANDATIONS ALIMENTAIRES
Les recommandations alimentaires sont essentielles pour
permettre aux consommateurs de faire des choix sains.
Les recommandations actuelles ne prennent pas en compte
les différents dangers en lien avec la sécurité sanitaire des
aliments, en particulier ceux qui sont associés à la présence de
contaminants dans la chaîne alimentaire. Une étude financée
par le métaprogramme a récemment permis de modéliser
un régime complet en prenant en compte les contraintes
nutritionnelles et toxicologiques. L’optimisation du régime
a entraîné l’augmentation du niveau de composés toxiques
dans le régime, en particulier les contaminants inorganiques.
D’autres études sont nécessaires pour modéliser le régime au
niveau individuel.
11ECOSERV
SERVICES RENDUS PAR LES ÉCOSYSTÈMES
GÉRER LES AGRO-ÉCOSYSTÈMES POUR
OPTIMISER LES SERVICES FOURNIS EN
PRENANT EN CHARGE LES QUESTIONS
D’ÉVALUATION ET DE COMPROMIS
ENTRE SERVICES
CONTEXTE
Née dans les années 1970 et placée sur le devant de la scène internationale lors du
Millenium Ecosystem Assessment dans les années 2000, la notion de « service écosys-
témique » a largement diffusé dans les sphères scientifiques et politiques. Cette notion
interroge le rôle et la place de l’homme dans les écosystèmes. Son opérationnalisation
reste à réaliser et nécessite une approche systémique fondée sur l’intégration des points
de vue et des intérêts des différents acteurs et des connaissances sur la biodiversité, les
écosystèmes et les services. Jusqu’à présent, c’est l’angle de la biodiversité et des écosys-
tèmes dits naturels qui a été privilégié. En tant que gestionnaire d’une grande partie des
écosystèmes continentaux, l’agriculture est amenée à jouer un rôle crucial dans cette
LES DÉPARTEMENTS opérationnalisation. Le métaprogramme EcoServ, consacré aux services rendus par les
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS écosystèmes continentaux dépendants des activités agricoles et forestières, répond à
Le métaprogramme EcoServ facilite les interactions cette attente en s‘intéressant à la gestion des agroécosystèmes et en prenant en charge
pour construire des projets pluridisciplinaires entre des la question des compromis et arbitrages entre services.
chercheurs issus de 10 départements Inra :
• Biologie et amélioration des plantes (BAP)
• Caractérisation et élaboration des produits issus
de l’agriculture (CEPIA)
OBJECTIFS
Pour répondre à ces défis, le métaprogramme EcoServ privilégie une approche holistique
• Environnement et agronomie (EA) en s’appuyant sur des partenariats interdisciplinaires et multi-acteurs. Elle nécessite une
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques réflexion conceptuelle autour de la notion de service écosystémique en milieu géré. Les
(EFPA) variables spatiales et temporelles sont à aborder dans la mesure du possible dans toute
• Génétique animale (GA) leur étendue, depuis la parcelle jusqu’au territoire national et de l’année jusqu’au siècle,
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA)
dans l’optique d’identifier différentes échelles de compromis et de tenir compte de la
dynamique et de la résilience des écosystèmes.
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase)
PRIORITÉS
• Sciences pour l’action et le développement (SAD)
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
espace & environnement (SAE2)
• Comprendre et modéliser le fonctionnement des agroécosystèmes à différentes échel-
• Santé des plantes et environnement (SPE) les spatiales et temporelles en lien avec les services fournis
Ces projets englobent les disciplines agronomiques, • Quantifier, cartographier et évaluer les services rendus
écologiques, zootechniques, mathématiques, et les • Piloter les agroécosystèmes pour optimiser les services attendus
sciences économiques, humaines et sociales. • Appuyer les politiques publiques par des instruments multiservices et multi-acteurs.
12EXEMPLES
DE RÉSULTATS
UNE APPROCHE SOCIO-ÉCOLOGIQUE
POUR LA GESTION DES MULTIPLES SERVICES
AGRO-ÉCOSYSTÈMES
Un cadre conceptuel a été construit* qui permet d’opérationnaliser
la notion de service écosystémique dans les systèmes agricoles
en associant les notions d’écosystème et de socio-système au
sein d’une approche dite socio-écologique. Il permet le dialogue
entre les disciplines écologiques, agronomiques et les sciences
économiques et sociales. Il est orienté vers le pilotage dynamique
des systèmes agricoles.
* A social–ecological approach to managing multiple agro-ecosystem services,
Lescourret, Magda et al, Current Opinion in Environmental Sustainability 2015,
14:68–75.
UTILISER UN RÉSEAU D’UNITÉS
EXPÉRIMENTALES POUR ÉVALUER
LES RÔLES DES ESPACES ARBORÉS
POUR LES SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES
Un état des lieux de la disponibilité en espaces arborés sur
les unités et installations expérimentales Inra a été réalisé à
partir de données cartographiques, d’enquêtes et de visites
de terrain, afin d’évaluer la faisabilité, la pertinence et
l’intérêt d’un réseau pour étudier les services écosystémiques.
Les résultats montrent un potentiel très élevé, avec une
grande diversité de situations et des agents potentiellement
intéressés.
13GISA
GESTION INTÉGRÉE DE LA SANTÉ DES ANIMAUX
PROMOUVOIR UNE RECHERCHE POUR
L’ACTION, DANS UNE PERSPECTIVE
D’INNOVATIONS ET DE SERVICES
AUX PRODUCTIONS ANIMALES
ET À LEURS FILIÈRES
CONTEXTE
La santé des animaux de production constitue un enjeu multisectoriel car les maladies ani-
males sont causes de préjudices économiques, environnementaux, sociaux et peuvent de
surcroît compromettre la santé publique. Dans ce contexte, le métaprogramme GISA vise
à apporter des réponses ciblées basées sur une approche transdisciplinaire. Quatre enjeux
propres à la santé des animaux et à la santé vétérinaire ont été identifiés :
• Enjeux économiques, pour un ensemble de maladies qui ont un impact sur la viabilité
économique des exploitations d’élevage et des filières de production animale
• Enjeux de santé publique qui concernent les zoonoses, l’hygiène des denrées, la conta-
mination de la chaîne alimentaire par des résidus et le développement des résistances
LES DÉPARTEMENTS aux anti-infectieux
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS • Enjeux environnementaux liés aux rejets - de toutes natures - de l’élevage
Le métaprogramme GISA coordonne et supervise • Enjeux de bien-être animal / éthique de l’élevage
des équipes de recherche venant de neuf
des 13 départements de recherche Inra :
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques
(EFPA)
OBJECTIFS
GISA est conçu et piloté autour de trois objectifs articulés les uns aux autres :
• Génétique animale (GA) • Comprendre l’animal et ses pathogènes
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA) • Construire la santé dans l’exploitation et dans les filières
• Microbiologie et chaîne alimentaire (MICA) • Préserver l’Homme et les territoires.
Le métaprogramme GISA choisit de combiner différents niveaux d’organisation en une
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase)
approche intégrative, des organismes vivants, de leur environnement et de l’activité so-
• Santé animale (SA)
cio-économique de l’exploitation, pour délivrer une expertise et une stratégie en manage-
• Sciences pour l’action et le développement (SAD) ment intégré, et sa traduction en techniques opérationnelles.
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
espace & environnement (SAE2)
• Santé des plantes et environnement (SPE)
Les disciplines, leviers pour déployer des stratégies
PRIORITÉS
Les trois objectifs précédemment définis sont traduits en six priorités de recherche :
efficaces, sont : génétique, physiologie, alimentation, • Contrôler les maladies en élevage
nutrition, systèmes d’élevage, vaccination, diagnostic, • Analyser, modéliser et anticiper les émergences pathologiques
médicament, traitement par les plantes, économie, • Produire en préservant la santé publique et l’environnement
sociologie. • Produire dans le respect de l’animal
• Adapter la maîtrise de la santé et du bien-être des animaux aux contraintes du chan-
gement global
• Comprendre les intentions/décisions des parties prenantes à la gestion sanitaire, en
prédire les conséquences en termes économiques et sociaux
14EXEMPLES
DE RÉSULTATS
RÉSEAUTAGE ET APPROCHE INTERDISCIPLINAIRE
DES ENJEUX DE RECHERCHE SUR LES
ANTIBIOTIQUES
Le réseau R2A2 a été créé pour faire débattre ensemble chercheurs de
disciplines variées et porteurs d’enjeux divers, des organisations d’éleveurs
aux pouvoirs publics, afin de construire une vision partagée des questions
de recherche utiles pour réduire les usages d’antibiotiques en élevage, et
concevoir des projets de recherche interdisciplinaires. Douze réunions d’une
journée ont été organisées en quatre ans, rassemblant en moyenne
39 personnes (2/3 chercheurs,1/3 porteurs d’enjeux). Divers thèmes ont été
abordés, qui ont permis du réseautage et la préparation d’au moins
8 projets interdisciplinaires de recherche.
UN PROJET MULTIDISCIPLINAIRE
POUR UNE MEILLEURE MAÎTRISE
DES MAMMITES ET MÉTRITES
CHEZ LES RUMINANTS
Le projet RUMINFLAME (2013-2015) a contribué à une
meilleure compréhension des maladies inflammatoires que
sont les mammites et les métrites chez les ruminants en vue
d’en améliorer la maîtrise. Les expertises complémentaires de
12 équipes rattachées à 7 départements de l’Inra ont permis
notamment d’évaluer l’effet des pratiques d’élevage, de la
nutrition et de la génétique sur la réponse des ruminants.
La participation des organismes professionnels à ce projet
permet la diffusion de ces connaissances auprès des parties
prenantes de l’élevage bovin laitier.
15GLOFOODS
TRANSITIONS POUR LA SÉCURITÉ ALIMENTAIRE MONDIALE
ACCOMPAGNER LES TRANSITIONS
POUR NOURRIR DURABLEMENT,
SAINEMENT ET ÉQUITABLEMENT
LA POPULATION DE LA PLANÈTE
CONTEXTE
La capacité du secteur agricole à répondre aux besoins alimentaires de la population
mondiale est une des préoccupations majeures au cœur des débats publics. La quantité de
biens agricoles et alimentaires que la planète pourra produire, constitue un des éléments
centraux de ce défi qui, dans les décennies à venir, sera renforcé par les conséquences des
changements globaux en cours.
Parallèlement, la nature des demandes alimentaires se transforme et les attentes socié-
tales vis-à-vis de l’agriculture et des secteurs qui en valorisent les productions se modi-
fient. Tous ces éléments se combinent pour accroître la concurrence entre les usages de
la production agricole, l’incertitude sur les réserves en terres cultivables, les tensions sur
l’environnement et les systèmes d’approvisionnement. Ils conduisent à s’interroger sur
les conditions auxquelles la production et les échanges agricoles et alimentaires pour-
LES DÉPARTEMENTS ront couvrir les besoins, tant au niveau global qu’aux différents échelons locaux.
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS
GloFoodS concerne potentiellement tous les
départements de recherche de l’Inra et tisse des liens
plus étroits avec les départements :
OBJECTIFS
Face à ces défis, GloFoodS est un outil de programmation incitatif, dont les moyens
sont destinés à animer une communauté scientifique sur la sécurité alimentaire, en
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques
soutenant des dynamiques interdisciplinaires, en catalysant des idées originales, et en
(EFPA)
accompagnant la construction de projets ambitieux, selon les priorités thématiques et
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA) stratégiques. Porté conjointement par l’Inra et le Cirad - les deux principales institutions
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase) françaises de recherche sur les systèmes alimentaires - il analyse les transitions vers la
• Santé des plantes et environnement (SPE) sécurité alimentaire mondiale dans un contexte de changement global.
PRIORITÉS
GloFoodS mobilise les forces pluridisciplinaires de l’Inra
et du Cirad pour éclairer les différentes dimensions de
la sécurité alimentaire. Intégrant des recherches en
agronomie et systèmes d’élevage, modélisation globale • Comprendre les déterminants des transitions nutritionnelles, leurs impacts sanitaires
et changement d’usage des sols, économie et sociologie et environnementaux
rurales, technologies agroalimentaires, nutrition et
• Analyser et agir sur les différences de tendance et la variabilité spatiale des rendements
gouvernance de la sécurité alimentaire.
végétaux et animaux
• Évaluer les potentiels de terres mobilisables pour la production agricole (et forestière) à
des fins alimentaires, énergétiques, bioindustrielles
• Identifier les procédés et les organisations limitant les pertes et gaspillages le long des
chaînes d’offre alimentaire
• Éclairer les liens entre l’accès des ménages (ruraux et urbains) à l’alimentation et les
problématiques de pauvreté des populations et d’évolution des inégalités sociales
16EXEMPLES
DE RÉSULTATS
AUGMENTER LA DURÉE DE VIE
DES ALIMENTS FRAIS POUR RÉDUIRE
LES PERTES ET GASPILLAGES
La grande fragilité des aliments frais, tels que les fraises, induit des pertes
et gaspillages post-récolte considérables et constitue un verrou majeur
à leur consommation et à leur apport « bénéfice santé ». Une démarche
d’éco-conception de la phase post-récolte a été initiée en combinant les
propriétés de l’emballage et les conditions de réfrigération, et cela en lien avec
les acteurs de la filière et les consommateurs. Le projet Pack4Fresh a permis de
démontrer que la prédiction de la réduction des pertes post-récolte des fruits
et légumes frais dépendait de la durée de vie du produit, de son extension
grâce à l’optimisation du procédé de conservation et surtout de l’usage que
la filière fait de ce gain de durée de vie.
INSTRUMENTS DE GOUVERNANCE
DE LA SÉCURITÉ ALIMENTAIRE
Dans un contexte d’investissements croissants dans
l’agriculture et de pressions sur les ressources naturelles,
un enjeu majeur a trait aux types d’agriculture et d’usage
des terres les plus aptes à promouvoir la sécurité alimentaire.
Dès lors, il devient important de comprendre le rôle des
modèles développés pour explorer et analyser différents
scénarios d’usage des sols, dans la littérature scientifique,
l’expertise et la prospective, ainsi que d’analyser les défis
rencontrés par les chercheurs et décideurs publics pour les
construire et les utiliser. Une réflexion originale est proposée
par le projet GOSAMO sur la manière dont la gouvernance
par les modèles peut affecter les pratiques agricoles et l’usage
des terres.
17MEM
MÉTA-OMIQUES DES ÉCOSYSTÈMES MICROBIENS
RELEVER LES DÉFIS DE LA COMPRÉ-
HENSION DU FONCTIONNEMENT DES
ÉCOSYSTÈMES MICROBIENS, DE LEUR
CONTRÔLE ET DE LEUR PILOTAGE
CONTEXTE
Les microorganismes constituent une part essentielle de l’ensemble des organismes vi-
vants de la biosphère (~ 50% de la biomasse et ~ 95% de la biodiversité). Organisés en
écosystèmes complexes, on les trouve dans tous les environnements qu’ils soient natu-
rels ou façonnés par l’homme : des milieux agricoles et environnementaux aux aliments,
en passant par les microbiotes associés aux êtres humains, aux animaux et aux plantes.
Le développement des approches à haut débit, dites méta-omiques, permet désormais
d’accéder, sans a priori, aux microorganismes non-cultivables d’un microbiote, et de
gérer le très grand nombre de données qui le caractérisent. Le métaprogramme MEM
LES DÉPARTEMENTS s’appuie sur les forces de l’Inra en microbiologie (humaine, végétale, animale ou envi-
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS ronnementale), en écologie microbienne et en mathématiques (bioinformatique, sta-
Le métaprogramme MEM a pour vocation de faire tistiques, modélisation) pour partager des concepts, des connaissances et des méthodes
émerger des projets transdisciplinaires au sein d’analyse.
de 11 départements scientifiques de l’Inra :
• Alimentation humaine (AlimH)
• Biologie et amélioration des plantes (BAP)
• Caractérisation et élaboration des produits issus
OBJECTIFS
Les finalités du métaprogramme MEM sont d’aboutir à la compréhension et à l’amé-
de l’agriculture (CEPIA) lioration des services rendus par les écosystèmes microbiens, dans les domaines de la
• Environnement et agronomie (EA) santé des plantes, des animaux et de l’homme, de la nutrition humaine et animale, de
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques la préparation et la conservation des aliments, de la dépollution et de la valorisation de
(EFPA) la biomasse. Au-delà de la description des écosystèmes microbiens, il s’agit d’aller vers
• Génétique animale (GA) leur analyse fonctionnelle, pour prédire et piloter leur fonctionnement.
PRIORITÉS
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA)
• Microbiologie et chaîne alimentaire (MICA)
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase)
• Créer une communauté scientifique pluri- voire transdisciplinaire positionnée
• Santé animale (SA) aux fronts de science de l’écologie microbienne pour échanger des concepts et co-
• Santé des plantes et environnement (SPE) construire des projets entre biologistes, écologistes microbiens et mathématiciens
Ces projets sont co-construits avec des biologistes • Favoriser le partage des connaissances et des ressources applicables aux écosystèmes
(spécialisés en microbiologie, pathologie, infectiologie, microbiens (approches, outils, méthodes, pipelines d’analyse) et les diffuser en orga-
physiologie...) et des mathématiciens (spécialisés en nisant des formations
statistiques, modélisation, bioinformatique) en les • Dépasser les approches descriptives, pour développer la compréhension du fonction-
intégrant dans le champ de l’écologie microbienne. nement des écosystèmes, leur modélisation via des approches expérimentales et
théoriques, et leur pilotage via des approches d’ingénierie
• Incuber et soutenir quelques projets pluridisciplinaires intégrés, incluant les écosys-
tèmes microbiens dans des problématiques qui ne les prenaient pas encore en compte
(pathobiome, biotechnologies, flux de gènes, flux de microorganismes...)
• Renforcer la coopération internationale entre scientifiques, rendre visible l’activité de
l’Inra et positionner à l’international nos grands domaines d’activité
18EXEMPLES
DE RÉSULTATS
ÉMERGENCE DU CONCEPT
DE « PATHOBIOME »
Le projet Patho-ID a permis de réaliser un inventaire des
microorganismes pathogènes et non-pathogènes portés par les
tiques et les rongeurs, d’identifier leur distribution et de mettre
en évidence des interactions entre ces microorganismes en
développant de nouvelles méthodes mathématiques adaptées au
multiparasitisme. De plus, il a permis de faire émerger au niveau
international le concept de « pathobiome », c’est-à-dire les agents
pathogènes dans leur environnement microbien, qui englobe
des problématiques de santé animale, santé des plantes, santé
humaine et permettra de dépasser la vision « un agent pathogène/
une maladie » pour aller vers une vision holistique de l’écologie de
la santé.
DÉCOUVRIR LES ENZYMES DU FUTUR
Le projet MetaScreen a permis de découvrir de nouvelles
enzymes issues d’écosystèmes microbiens naturels tels que
ceux du sol, du rumen, de l’intestin humain ou du tube digestif
d’insectes xylophages, grâce à des stratégies génériques de
criblage et d’analyse fonctionnelle à haut débit de divers
microbiotes. Il a permis d’identifier celles qui présentent le
plus grand potentiel pour être utilisées dans des procédés
biotechnologiques industriels, par exemple pour la production
de bio-carburants, de matériaux bio-sourcés, ou encore pour la
dégradation de polluants issus des activités humaines, ou en
alimentation animale.
19SELGEN
SÉLECTION GÉNOMIQUE
FACILITER LE DÉPLOIEMENT DE LA
SÉLECTION GÉNOMIQUE ANIMALE
ET VÉGÉTALE, APPORTER L’ÉCLAIRAGE
DES SCIENCES ÉCONOMIQUES
ET SOCIALES
CONTEXTE
Après analyse génétique et phénotypique d’une population de référence (i.e. pour des
caractères d’intérêt), la sélection génomique vise à prédire la valeur génétique d’indivi-
dus, sur la base de l’analyse de leur seul génome.
La sélection génomique permet ainsi d’accélérer significativement le progrès génétique
en repérant les futurs reproducteurs, et ce dès le plus jeune âge. Elle permet aussi d’en-
visager la sélection d’individus sur de nouveaux caractères complexes ou difficilement
mesurables.
LES DÉPARTEMENTS En parallèle, avec la diminution des coûts de séquençage et de génotypage, la sélection
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS génomique devient progressivement accessible pour un grand nombre d’espèces.
OBJECTIFS
Le métaprogramme SelGen assure la promotion
des actions et facilite les interactions pour construire
des projets pluridisciplinaires entre des chercheurs issus
de différents départements Inra : L’ambition du métaprogramme SelGen est de coordonner les initiatives et projets issus
• Biologie et amélioration des plantes (BAP) de différentes disciplines scientifiques pour accompagner le déploiement de la sélec-
• Caractérisation et élaboration des produits issus tion génomique dans les filières animales ou végétales pour lesquelles cette approche
de l’agriculture (CEPIA) s’avère pertinente.
• Environnement et agronomie (EA)
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques
(EFPA)
• Génétique animale (GA)
PRIORITÉS
• Mutualiser les connaissances des généticiens animaux et végétaux pour approfondir
• Microbiologie et chaîne alimentaire (MICA) les aspects méthodologiques aux fronts de la science
• Partager les efforts pour lever les verrous technologiques dans les domaines de la gé-
• Physiologie animale et systèmes d’élevage (Phase)
nomique et des outils d’analyse de données à haut débit
• Santé animale (SA)
• Analyser les possibilités d’intégration de la sélection génomique dans les schémas de
• Sciences pour l’action et le développement (SAD) sélection
• Sciences sociales, agriculture & alimentation, • Étudier les évolutions du monde de la sélection sous l’effet de ces innovations
espace & environnement (SAE2) • Favoriser la visibilité nationale et internationale de la communauté scientifique
• Santé des plantes et environnement (SPE) concernée
Ces projets couvrent les disciplines génétiques,
mathématiques, agronomiques, écologiques,
zootechniques, et les sciences économiques,
humaines et sociales.
20EXEMPLES
DE RÉSULTATS
UN RÉSEAU POUR ÉTUDIER L’EFFICACITÉ
GÉNÉTIQUE, STATISTIQUE ET ÉCONOMIQUE
DE LA SÉLECTION GÉNOMIQUE
La sélection génomique s’organise de manière très différente selon
les espèces et les contextes économiques. R2D2 est un réseau initié
en 2013 qui permet d’étudier l’efficacité de la sélection génomique
pour plus de 20 espèces animales et végétales. Ce réseau rassemble
des chercheurs de toutes disciplines intéressés par l’échange de
savoirs sur ces questions d’analyses et de méthodes.
COOPÉRATION ET INNOVATION
GÉNOMIQUES
Le projet COOPIGEN avait pour objectif de rendre compte
des changements majeurs induits par la révolution
génomique pour les espèces de bovins et d’ovins, de décrire
les mécanismes sociotechniques à l’œuvre et d’en identifier
les enjeux organisationnels pour l’avenir des activités de
sélection. Deux mouvements de changements ont été mis en
évidence : un mouvement de différenciation et un mouvement
d’intégration.
21SMACH
GESTION DURABLE DE LA SANTÉ DES CULTURES
CONTRIBUER À L’ÉMERGENCE DE
L’AGRO-ÉCOLOGIE COMME DISCIPLINE
SCIENTIFIQUE POUR PRODUIRE
DES RÉCOLTES EN QUANTITÉ ET
EN QUALITÉ
CONTEXTE
Dans un contexte d’augmentation de la population mondiale, contrôler les maladies et
les ravageurs des plantes cultivées apporte une sécurisation de la production agricole
en qualité et en quantité. Pour autant, cela doit s’accompagner d’une protection phy-
tosanitaire des cultures moins dépendante des pesticides chimiques et respectueuse de
l’environnement. C’est le défi du métaprogramme SMaCH (Sustainable Management of
Crop Health) de mener des recherches pour réconcilier protection des cultures et durabi-
lité. Pour tendre vers cet objectif, il est nécessaire de reconcevoir des systèmes de culture
et de porter la réflexion sur l’objectivation des bénéfices obtenus sur leurs facettes éco-
nomique, sociale et environnementale. Cela nous conduit à devoir articuler des choix
de variétés adaptées, les pratiques agricoles qui les accompagnent, le déploiement des
LES DÉPARTEMENTS cultures sur les territoires et une gamme encore à élargir de moyens de contrôle des
& LES DISCIPLINES CONCERNÉS principaux ravageurs.
OBJECTIFS
Le métaprogramme SMaCH facilite les interactions
entre les chercheurs issus de différents départements
Inra pour construire des projets pluridisciplinaires
principalement : Le métaprogramme SMaCH traite de la gestion durable de la santé des cultures. Il
• Biologie et amélioration des plantes (BAP) est le lieu d’une intégration disciplinaire associant des spécialistes de la protection
• Environnement et agronomie (EA)
des plantes, des agronomes, des généticiens, des mathématiciens, des chercheurs en
sciences sociales. L’enjeu est de produire des innovations qui soient à la fois technique-
• Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques
ment performantes, économiquement pertinentes et acceptables par les acteurs et par
(EFPA)
la société.
• Mathématiques et informatique appliquées (MIA)
• Sciences pour l’action et le développement (SAD)
• Sciences sociales, agriculture & alimentation,
espace & environnement (SAE2)
PRIORITÉS
• Concevoir une protection des cultures intégrée, durable et acceptable. Réaliser une
• Santé des plantes et environnement (SPE) transition écologique de l’agriculture en évitant ou réduisant les recours aux pesticides
SMaCH est le lieu d’une intégration disciplinaire chimiques
associant des spécialistes de la protection des plantes, • Mobiliser les régulations biologiques en agriculture. Développer un contrôle biolo-
des agronomes, des généticiens, des mathématiciens, gique des ravageurs et parasites des cultures par l’apport d’organismes régulateurs
des chercheurs en sciences sociales. ou de substances d’origine biologique, ainsi que par les aménagements des structures
paysagères bénéfiques au maintien d’une bonne régulation biologique
• Anticiper, diagnostiquer et répondre aux crises sanitaires. Prévenir les risques phytosa-
nitaires à travers la surveillance et par des systèmes résilients et robustes
• Analyser et quantifier l’impact des bioagresseurs des cultures. Comprendre les pertes
de récolte et leurs conséquences économiques
22EXEMPLES
DE RÉSULTATS
LE PROJET PANORAMIX
associe quatre domaines de compétences : génétique, épidémiologie,
agronomie et socio-économie. Le projet porte sur le déploiement
des nouveaux cépages de vigne résistants à l’oïdium et au mildiou,
susceptibles de permettre une réduction significative de l’usage des
fongicides en viticulture.
LE PROJET RÉACTION
a pour but de développer de nouveaux systèmes culturaux tirant
bénéfice de la symbiose mycorhizienne pour la bioprotection des
plantes, dans le cadre d’une démarche de science participative
associant des agriculteurs. L’utilisation de cette régulation naturelle
est mise en œuvre sur la tomate dans le cadre du projet mais pourra
être étendue à d’autres espèces.
LE PROJET BEcOSMASH
Il vise à optimiser les stratégies de gestion de la sharka (une
maladie virale des arbres fruitiers à noyaux) en couplant des
approches de modélisation épidémiologique et économique.
Sa finalité est d’éclairer les politiques publiques de gestion
des maladies à lutte obligatoire.
UN PROJET DE BASE DE DONNÉES
INTERNATIONALE
des pertes de récoltes en agriculture est en construction, en
association avec le métaprogramme GloFoodS. Une telle base
de données permettrait d’ouvrir des possibilités en analyse
économique des modes et stratégies de protection des
cultures. Ce projet est initié par une conférence internationale
sur les pertes de récoltes dues aux maladies et ravageurs des
cultures (http://www.smach.inra.fr/Evenements/crop-losses),
en partenariat avec les réseaux internationaux AgMIP et
MacSur.
23Conception et réalisation : Studio graphique - Inra-UC / Photos : © Inra 147 rue de l’Université Tél. : +33(0)1 42 75 90 00 75338 Paris - Cedex 07 inra.fr France
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