Nos infrastructures en Hauts-de-France

La plateforme de chimie analytique

Analyser jusqu'à 25000 échantillons par an

Les sols sont une ressource naturelle quasi-non renouvelable. Parce qu’ils ont un rôle central dans le fonctionnement des écosystèmes, leurs usages et leur devenir sont un enjeu fort du développement durable. Les protéger, les exploiter voire les restaurer requièrent une connaissance précise des sols et leur évolution. Cette connaissance nécessite une caractérisation physicochimique et biologique qui mobilise des méthodes de plus en plus sophistiquées.

Dans ce contexte général, la demande des chercheurs et des collectivités territoriales ne cesse de croître. Positionné depuis de longues années sur ce créneau, le Laboratoire d'Analyse des Sols d'Arras (LAS) a centré son activité sur le service à la recherche. La plateforme de chimie analytique du LAS est un outil d’intérêt national au service des unités INRAE et d’autres organismes français.

Elle permet de déterminer les caractéristiques physiques des sols et de ses constituants chimiques minéraux et organiques, d’origines naturelles ou issues de l’activité humaine (intrants, pollution industrielle). L’analyse des matières organiques apportées aux sols (boues, compost…) est également expertisée sur cette plateforme.

Sa vocation première est de prendre en charge les analyses de sols requises par les projets des unités ou par le suivi des dispositifs expérimentaux long terme d'INRAE ou hors INRAE.

La plateforme agroenvironnementale

Les dispositifs Biomasse

Des supports expérimentaux pour les projets de recherche en vue d’une production durable de biomasse par des cultures lignocellulosiques

Quels enjeux et défis pour demain ?

La production et l’usage de cultures dédiées à la production de biomasse, pour l’énergie, la chimie et les matériaux, est l’une des contributions attendues pour substituer les ressources fossiles et stabiliser les émissions de gaz à effet de serre à un niveau acceptable.

Face à ce défi, INRAE a défini les recherches sur la valorisation durable de la biomasse et de la bioéconomie. C'est pourquoi nos chercheurs étudient sur la plateforme agroenvironnementale d'Estrées-Mons des dispositifs Biomasse en conditions réelles. Cette thématique est centrale dans le centre de recherche INRAE Hauts-de-France et bénéficie du soutien du pôle de compétitivité « Industries et Agro-Ressources » (IAR). A Estrées-Mons, les unités conduisent des recherches visant :

  • à optimiser les systèmes de production de biomasse, notamment par le choix de cultures/pratiques culturales adaptées et par l’innovation variétale
  • à évaluer ces systèmes pour vérifier leur caractère durable (impacts environnementaux).

Deux approches scientifiques complémentaires

La plateforme biomasse d’Estrées-Mons est un support expérimental pour les projets de recherche dont la finalité est de fournir des solutions pour une production durable de biomasse par des cultures dédiées à un usage non alimentaire. Elle s’articule autour de deux approches complémentaires :

  • une approche agronomique pour choisir les cultures, évaluer les impacts environnementaux associés et optimiser les systèmes de culture
  • une approche associant écophysiologie, génétique et amélioration des plantes pour étudier les déterminismes écophysiologiques et génétiques de la production de biomasse puis créer des innovations variétales.

Ces deux approches contribuent également à la définition d’idéotypes de plantes ou de systèmes de culture pour la production de biomasse.

Des dispositifs uniques et originaux

La plateforme biomasse est situé sur le domaine expérimental Inra à Estrées-Mons (80), géré par l’unité expérimentale GCIE. Elle est constituée de différents dispositifs expérimentaux menés au champ et en conditions contrôlées, et pilotés par l’unité mixte de recherche Transfrontalière BioEcoAgro :

  • Le dispositif “Biomasse & Environnement” pour l’approche agronomique
  • Plusieurs dispositifs pour les approches écophysiologiques et génétiques :
    • des dispositifs expérimentaux au champ et en conditions contrôlées permettant de répondre à des questions scientifiques ciblées
    • la collection de génotypes de miscanthus pour assurer la conservation du matériel génétique au champ en vue d’études ultérieures de génétique et d’innovation variétale
  • Des installations pour la création de matériel végétal : des phytotrons pour la multiplication du matériel végétal et des serres pour réaliser des croisements entre plantes d’intérêt.

La plateforme agroenvironnementale

L'observatoire de recherche

Quantifier l’impact des pratiques agricoles sur la dynamique de la matière organique et ses conséquences sur l’environnement

Le Système d’Observation et d’Expérimentation pour la Recherche et l’Environnement Agro-Ecosystèmes, Cycles Biogéochimiques et Biodiversité (SOERE ACBB) propose un lieu d’étude du fonctionnement des cycles des éléments majeurs (carbone, azote, etc.) contenus dans l’air, l’eau, le sol, les végétaux et la biodiversité.

Pour mieux prendre en compte la diversité de l’occupation des sols, le SOERE ACBB est implanté sur trois sites qui recouvrent une large gamme de cultures, de climats et de sols :

  • Lusignan (86) sur les prairies temporaires
  • Clermont-Theix (63) sur les prairies permanentes
  • Estrées-Mons (80) sur les grandes cultures et cultures énergétiques

Une large échelle d’espace et de temps

La recherche d’une gestion efficace des terres cultivées caractérise l’entrée dans le XXIème siècle. La demande en produits agricoles à destination alimentaire et industrielle croit, tout comme les exigences de protection de l’environnement.

Un enjeu est d’apprendre à produire de manière efficace et respectueuse, en s’appuyant sur les caractéristiques intrinsèques des écosystèmes.

A l’échelle européenne, les sites du SOERE ACBB sont impliqués dans des réseaux de grande envergure qui permettent aux scientifiques d’appréhender la complexité des cycles biogéochimiques, comme ANAEE et ICOS.

Le fonctionnement de ces sites sur le long terme, une vingtaine d’années, garantit la possibilité d’observer des phénomènes cumulatifs. Ce dispositif permettra à terme de contribuer à :

  • La prévision des impacts environnementaux des systèmes agricoles
  • La préservation de l’eau et des sols
  • La lutte contre le réchauffement climatique
  • L’intensification écologique.

La plateforme agroenvironnementale

Les systèmes de culture

En Hauts-de-France, INRAE est doté d'un domaine de 166 hectares, représentatif des conditions pédoclimatiques régionales sur lequel sont déjà installés de multiples partenaires : Agro-Transfert Ressources et Territoires, Arvalis - Institut du Végétal, Chambre d'Agriculture, Terres Inovia, GITEP, Terres Univia, CETAs.

L'institut a mis en place sur le site d'Estrées-Mons (80) une plateforme agroenvironnementale pluripartenaires, à vocation nationale et internationale, s'articulant autour de 3 volets :

  • L'acquisition des connaissances de base sur le fonctionnement du système sol/plante à l'échelle de la parcelle agricole (essai de longue durée concernant les impacts agronomiques et environnementaux des systèmes de grande culture, analyse des interactions génotype - milieu : stress azoté, stress thermique)
  • L'intégration des connaissances acquises pour produire et évaluer des innovations en terme de variété, de système de cultures, d'outils bio-technologiques et d'aide à la décision
  • Le transfert des résultats de la recherche vers le développement à partir d'une structure type Agro-Transfert RT déjà en place.

Ecophyto sur la plateforme

Dans le cadre du plan Ecophyto2018, l'unité expérimentale Grandes Cultures Innovation Environnement Inra d'Estrées-Mons (UE GCIE - Picardie) est fortement impliquée autour d'un projet, System-Eco+, et d'un réseau, Res0pest, avec Agro-Transfert Ressources et Territoires.

System-Eco+

Systèmes de culture réduisant fortement l’usage d’herbicides et limitant les émissions de gaz à effet de serre

De 2018 à 2023, ce projet vise à expérimenter des systèmes de grandes cultures en région Hauts-de-France en forte rupture dans l’usage des produits phytosanitaires - en particulier des herbicides et performants en termes d’autonomie azotée et de bilan gaz à effet de serre. Le projet s’attachera à évaluer les performances de ces systèmes et à formaliser les règles de décision pour leur pilotage afin de permettre un transfert efficace aux agriculteurs.

System-Eco+ s'appuie sur deux dispositifs expé­rimentaux implantés en 2009 et en 2012 sur le domaine expé­rimental Inra d'Estrées-Mons ayant opéré une reconcep­tion entre 2015 et 2017. Six systèmes de culture sont testés selon deux gradients : le premier concerne la réduction de l'utilisation des pesticides, avec l'objec­tif de diminuer l'IFT total de 50%, 70% ou 100%, et une diminution similaire des herbicides ; le second porte sur l'autonomie azotée et l'intensification du couvert pour répondre à la problématique GES.

Ces systèmes de culture mobiliseront différents le­viers : diversification de la rotation, travail du sol, faux semis, couverts végétaux, dates de semis et choix va­riétal, associations d'espèces ou de variétés, réduction de la fertilisation azotée, etc. Ils seront évalués sur un ensemble de critères agro­nomiques, économiques, environnementaux et so­ciaux : rendement, marge brute, IFT, maîtrise des bioagresseurs, balance azo­tée, fuites de nitrate, bilan GES, transfert de pesticides dans les eaux, faisabilité des systèmes et conséquences sur le temps de travail.

Res0pest

C'est un réseau expérimental de systèmes de culture« zéro pesticide » en Grande Culture et Polyculture-Élevage qui vise à :

  • Concevoir et tester la faisabilité agronomique de systèmes de culture « zéro pesticide » dans différents contextes de production, en évaluer la durabilité en caractérisant leurs résultats et leurs performances agronomiques, économiques, environnementales et sociales, produire des connaissances mobilisables pour la conception de systèmes de culture innovants
  • Analyser l’évolution des communautés, notamment les bioagresseurs et les régulations biologiques sous l’effet de systèmes de culture « zéro pesticide ».

8 dispositifs expérimentaux sont situés sur des Unités Expérimentales Inra. 7 sont de nouveaux dispositifs, implantés à l’automne 2012, avec une large gamme de contextes de production :

  • 3 sites en polyculture-élevage, climat océanique à Le Rheu, Nouzilly et Lusignan
  • 2 sites en grande culture, dans le sud de la France à Auzeville et Mauguio
  • 2 sites en grande culture, climat tempéré sur limons profonds et à potentiel élevé, à Grignon et Estrées-Mons
  • 1 site en grande culture, climat semi-continental à Epoisses.

Rés0pest permet la mise en place et le suivi de 8 agro-écosystèmes originaux sans utilisation de pesticide. Ces situations ont vocation à servir de support à des programmes de recherche très variés (agroécologie, épidémiologie botanique, malherbologie, entomologie, protection des cultures).

Le premier projet a été initié en 2012, et le second projet permettra la poursuite des expérimentations de 2018 à 2023 afin de valoriser les résultats sur l’intégralité des successions culturales. Il propose des analyses de données complémentaires et permettra de nouvelles caractérisations.