Les objectifs de neutralité carbone à 2050 et de durabilité nécessitent de développer une bioéconomie répondant simultanément aux enjeux de production et transformation alimentaires et non alimentaires et de préservation des ressources naturelles. Pour cela, des approches territoriales combinant agroécologie, valorisation fine des ressources, action collective et développement d’interdépendances vertueuses (ex. : économie circulaire, renforcement du lien-urbain rural) sont à favoriser.

Les approches de modélisation et évaluation intégrées (Integrated Assessment and Modelling - IAM) sont reconnues pour leur capacité à accompagner les acteurs dans la conception d’organisations territoriales des activités humaines telles que celles de la bioéconomie. Elles permettent d’intégrer dans des modèles les connaissances pluridisciplinaires génériques et celles empiriques des acteurs et d’utiliser ces modèles pour simuler et évaluer, ex ante, des scénarios d’organisation des territoires sous hypothèses de changements endogènes ou exogènes. Le projet SLAM-B (PC2 de FairCarboN) vise à structurer la communauté de recherche francophone qui développe et applique des approches IAM pour soutenir le développement d’une bioéconomie durable basée sur l’agroécologie. SLAM-B prendra en compte les différentes composantes de la bioéconomie notamment, la diversité des systèmes de production, des matières premières et produits finis, des bioraffineries, des boucles de recyclage, et des organisations de filières. SLAM-B vise à relever trois grands défis scientifiques : (i) développer des approches IAM génériques pour simuler les transitions bioéconomiques et anticiper leurs conséquences, (ii) démontrer la pertinence et la légitimité de ces approches IAM via leur application au sein de Living Labs à portée prospective, appelés Scenario Labs et, (iii) produire des connaissances sur mesure pour les décideurs publics à l’échelle nationale et européenne.

Pour relever ces défis, SLAM-B est organisé en trois groupes de tâches (GT) interconnectés. Le GT1 est dédié au développement de nouvelles fonctionnalités de la plateforme MAELIA notamment, l’intégration de modules de simulation de systèmes d’élevage contrastés, de bioraffineries environnementales et de matériaux biosourcés, d’optimisation spatio-temporelle de l’organisation des filières et d’analyse du cycle de vie et des limites planétaires. Le GT2 est dédié à la mise en œuvre et la conduite de six Scénarios Labs conçus comme Proof of Concept de l’approche IAM basée sur MAELIA : Armorique, Vosges, Vaucluse, Grand Reims, île de la Réunion et Nord du Sénégal, qui couvrent des situations pédoclimatiques, agricoles, forestières, urbaines et socio-économiques très contrastées. Enfin, le GT3 vise à développer et appliquer des approches IAM, à l’échelle de la France et de l’Europe, pour générer des connaissances sur la quantité de résidus de culture et de couverts intermédiaires mobilisables par différentes filières de la bioéconomie, le potentiel de l’intensification écologique des forêts et de l’agriculture et le potentiel de production de biogaz.

Plus de 90 scientifiques de INRAE, l’IRD, du CIRAD, du CNRS et d’Universités sont impliqués dans SLAM-B. Les participants couvrent un vaste ensemble de disciplines : agronomie système et des territoires, modélisation des systèmes socio-écologiques et multi-agents, génie chimique et des bioprocédés, évaluation de la durabilité et design d'outils d'aide à la décision, sciences politiques, économique, informatique. SLAM-B permettra de positionner la recherche française comme une communauté active et reconnue en termes d’approches IAM et de production de connaissances sur les modalités de transitions vers une bioéconomie durable.

GT0 : Coordination et évaluation

Le GT0 vise à mettre en place une collaboration effective entre tous les participant.e.s du projet et à articuler les activités de recherche. Ce GT sera aussi chargé de la formulation de critères de performance clés (KPI) pour la bioéconomie de l’échelle locale à celle de l’UE.

GT1 : Amplification des fonctionnalités de MAELIA

Vers une modélisation et évaluation intégrées des systèmes de bioéconomie territorialisée, circulaire et verte (green circular bioeconomy)

Le GT1 vise à développer de nouvelles fonctionnalités génériques développées dans la plateforme MAELIA et pour son utilisation. Considérant les fonctionnalités actuelles de MAELIA, il se focalise sur :

• la restructuration de l’architecture informatique de la plateforme et de GAMA pour en assurer la robustesse et stabilité informatique, les performances numériques et la capacité à réaliser le plus simplement possible des couplages avec des modèles existants,
• le développement de procédures automatiques d’analyse de sensibilités et d’évaluation d’incertitudes,
• le développement d’une architecture de gestion des données et référentiels (ex. d’émissions) nécessaires à la réalisation d’ACV territoriales,
• le développement et l’intégration dans MAELIA d’un ensemble de modèles de bioraffinerie : d'une part les bioraffineries environnementales à finalité énergétique et agricole et d'autre part les bioraffineries à finalité de produits biosourcés,
• le développement d’un modèle générique de systèmes d’élevage,
• le développement de procédures de simulation de l’organisation spatio-temporelle des filières avec d'une part un modèle pour l'optimisation spatiale de l'organisation des filières et d'autre part un modèle de simulation des réseaux d'accointance,
• le couplage des plateformes MAELIA et CAPSIS pour considérer conjointement les filières de production agricoles et forestières,
• la finalisation de l’intégration du modèle d’agroforesterie YieldSAFE et de prairies HerbSIM,
• l’intégration du métabolisme des espaces urbains dans MAELIA,
• le développement d’un modèle de performances économiques des chaînes de valeurs,
• la formalisation et mise en débat des options plurielles de gouvernance vers la neutralité carbone.

25 laboratoires seront impliqués dans ce groupe de travail (en noir dans la figure ci-dessous). Ce groupe de travail sera en interaction avec le projet ALAMOD, projet ciblé n°1 de FairCarboN.

GT2 : Scenario labs de bioéconomie territoriale

Proof of Concept et scénarios de neutralité carbone

Les objectifs du GT2 se déclinent au sein de six Scénarios Labs qui ont été sélectionnés de manière à couvrir une très large gamme de situations pédoclimatiques, agricoles, forestières et urbaines, et d’enjeux socio-économiques. Ils correspondent tous à des territoires sur lesquels des dispositifs antérieurs de recherche ont permis de déployer des équipes interdisciplinaires, collecter de nombreuses données biophysiques, socio-techniques et économiques et d’établir des arènes science-société durables. Quatre scénarios labs se répartissent en France métropolitaine (3 sous responsabilité INRAE et un CNRS), les deux autres seront situés sur l’île de la Réunion (CIRAD) et au Nord du Sénégal (IRD).

GT3 : Scénario de bioéconomie à l'échelle de la France et de l'Union Européenne

Modélisations et évaluations de scénarios de green circular bioeconomy

Les objectifs du GT3 sont de développer et d’évaluer la durabilité de scénarios de bioéconomie sur des territoires contrastés à grande échelle, soit celle de la France et de l’Europe. Il vise essentiellement le support à la décision publique, tant via le développement d’indicateurs sur mesure pour l’implantation et l’investissement dans des filières bioéconomiques sur les territoires, que de solutions applicables à grande échelle pour mobiliser et utiliser durablement de la biomasse agricole et forestière additionnelle et séquestrer du carbone dans les sols. Le GT3 bâtira sur des données dynamiques et spatialement explicites, mais de résolution moins fine que le GT1, ce qui ne permettra pas de capturer le même niveau de variabilité ; la répercussion que cela pourrait avoir sur les résultats en termes d’orientation de la décision publique sera évalué en comparant les approches de modélisation du GT1 et GT3 pour un territoire donné. Les tâches du GT3 se détaillent comme suit :

• Couverture des sols nus : potentiel à l'échelle de l'UE,
• Interactions résidus de culture et bioéconomie : simulation de la production de résidus de culture à l'échelle de l'UE, de la valorisation en coproduit et évolution du carbon organique des sols à long-terme,
• Analyse et modélisation du fonctionnement énergétique des systèmes agricoles,
• Scénarios d’intensification de l’agriculture à l’échelle de l’UE,
• Gestion des forêts et nouveaux usages du bois en France,
• Niveau potentiel et conséquences de la production de biogaz en UE,
• Développement d’une instance de MAELIA à l’échelle de la France et comparaison des forces et faiblesses des différentes approches de modélisation mise en œuvre dans le GT3

16 laboratoire seront impliqués dans ce groupe de travail (en noir dans la figure ci-dessous). Ce groupe de travail sera en interaction avec le projet ALAMOD, projet ciblé n°1 de FairCarboN.