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Présentation INRAE
L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France.INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.
Environnement de travail, missions et activités
Vous serez accueilli(e) au sein de l’unité mixte de recherche Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Élevage (UMR PEGASE), située en Bretagne, à 10 km de Rennes. Des agents INRAE et Institut Agro y mènent des recherches et dispensent des formations en biologie animale et système d’élevage.
Au sein de l’unité, l’équipe Alimentation, environnement, qualité des produits pour les systèmes d’élevage de monogastriques (SYSMO) étudie, entre autres, la mise en œuvre des complémentarités entre productions animales et végétales afin d’améliorer les bilans environnementaux des territoires agricoles.
La spécialisation des exploitations et des territoires agricoles, couplée à une intensification des pratiques engendre des déséquilibres dans les flux de nutriments (C, N, P) à l’origine de nombreux impacts environnementaux. La concentration des élevages dans certaines régions contribue à la pollution des eaux à cause d’un surplus de nutriments provenant des effluents d’élevage. A l’inverse les régions dédiées aux cultures ont recours massivement aux engrais de synthèse dont la fabrication (notamment pour les engrais azotés) est fortement émettrice de gaz à effet de serre. Dans une perspective d’atténuation du changement climatique, il est indispensable de re-penser les interactions culture-élevage entre les territoires et au sein des territoires de façon à réduire les impacts environnementaux de l’agriculture tout en assurant ses fonctions premières : produire une alimentation de qualité tout en rémunérant les producteurs.
Du fait de leur forte contribution au changement climatique, les systèmes d’élevage sont aujourd’hui fortement remis en question. Pourtant ils rendent aussi des services en contribuant au maintien des prairies et au bouclage des cycles des nutriments. Le projet CEDRE (Conception de systèmes d’Elevage Diversifiés et intégrés à leurs territoires pour un élevage Respectueux de l’Environnement, 2026-2031, PEPR Elevages Durables – soutenu par France 2030) a pour objectif de mobiliser les leviers de diversité des systèmes d’élevages et de complémentarités culture-élevage pour concevoir des systèmes d’élevage intégrés à leur territoire et respectueux de l’environnement. Le travail de thèse proposé s’inscrit dans ce projet en y intégrant une vision systémique des interactions culture-élevage-industrie agro-alimentaire avec comme ambition de représenter et de traiter de manière équivalente ces différents modes de production et de transformation des biomasses.
Les départements Nord et Pas-de-Calais ont été choisis comme cas d’étude pour ce projet. Ce territoire se caractérise par des productions animales et végétales en interaction via notamment la fabrication d’aliments à la ferme. D’autre part, de nombreuses industries agro-alimentaires (betteraves, pommes de terre, pois) sont présentes sur le territoire. Leurs co-produits sont en partie valorisés dans l’alimentation animale du territoire. Le territoire voit aussi émerger la méthanisation agricole collective, qui capte aussi une partie des coproduits des industries agroalimentaires régionales. Ce cas d’étude est particulièrement adapté pour aborder la compétition entre différents usages possibles de la biomasse (compétition feed-food-energy [1]) et évaluer différentes options et niveaux de complémentarité cultures-élevage afin d’évaluer leurs impacts.
Vous serez plus particulièrement en charge de:
Dans CEDRE, il est fait l’hypothèse qu’un développement des complémentarités entre productions animales et végétales sont à même de réduire la pression des activités agricoles sur les ressources et de réduire les émissions et les pollutions liées à ces activités, via l’optimisation de la circularité des ressources et des nutriments. L’objectif du présent travail est de tester cette hypothèse en s’appuyant sur le territoire d’étude décrit ci-dessus.
Plus précisément, l’objectif de cette thèse est d’évaluer les impacts environnementaux et économiques de différents scénarios de couplage entre (i) productions animales, (ii) productions végétales et (iii) unités de transformation des gisements de biomasses (industries agroalimentaire, méthaniseurs). Les scénarios testés pourront être plus au moins en rupture par rapport à l’organisation existante des productions animales/végétales/de transformation sur le territoire. Un premier scénario pourra tester le potentiel d’optimisation des flux de matières sur le territoire d’étude à unités de production et de transformation constantes. D’autres scénarios autorisant des modifications des systèmes de cultures (rotations, type de production), d’élevage (alimentation, densité) et de la méthanisation (taille, nombre, emplacements, approvisionnement) seront aussi évalués.
Le travail s’appuiera sur des méthodes de conception de scénarios, de modélisation, d’optimisation et d’évaluation multicritère, en interaction avec les acteurs des Workpackages Conception, Modélisation et Évaluation du projet CEDRE. L’exercice de modélisation se fera de façon spatialement explicite en mobilisant et adaptant des modèles existants (GESTE [2], GOANIM [3]). Le modèle développé intégrera la simulation de la réponse des productions végétales à la disponibilité en nutriments des sols et à la fertilisation, ainsi que la réponse des productions animales à leurs alimentation. Pour la production animale, le doctorant.e s’appuiera sur des méta-modèles développés au sein de l’équipe.
Programme de travail
* Travail de bibliographie sur la caractérisation des complémentarités entre productions animales et végétales et les processus associés en vue des choix de représentation dans le modèle
* Développement du modèle d’optimisation des complémentarités productions animales - productions végétales - unités de transformation de la biomasse sur le territoire (Langage Python)
* Collecte de données d’entrées du modèle à partir de la littérature scientifique, de la statistique agricole et d’entretiens avec des acteurs du territoire d’étude
* Simulation et évaluation de scénarios de complémentarités contrastés vis à vis de la rupture par rapport à la situation actuelle
Bibliographie
[1] Mertens, A., Battheu-Noirfalise, C., Madrange, P., Mathot, M., Berchoux, A., & Baumont, R. (2025).Assessing and interpreting food and land use efficiency by ruminants.Inra Productions Animales, 38(2). https://doi.org/10.20870/productions-animales.2025.38.2.8464
[2] Garcia-Launay, F., Cadero, A., Levasseur, P., Blazy, V., Foray, S., Thiriet, P., & Espagnol, S. (2025). Estimer le bilan environnemental d’une gestion collective des effluents par modélisation. 57. Journées de la Recherche Porcine (JRP), Saint Malo, France. ⟨hal-05067103⟩
[3] Barbieri, P., Pellerin, S., Seufert, V., Smith, L., Ramankutty, N., & Nesme, T. (2021). The global option space for organic agriculture under nitrogen limitations. Nature Food, 2(5), 363–372.
Conditions particulières d’activité:
La thèse est co-encadrée entre les UMR PEGASE (Alice Cadéro et Florence Garcia-Launay) et ISPA (Joséphine Demay). Le/la doctorant.e sera basé.e administrativement à l’UMR PEGASE à Saint-Gilles (35) et plusieurs séjours seront effectués à l’UMR ISPA à Bordeaux.
Formations et compétences recherchées
Master/Ingénieur (Bac+5)
Formation recommandée: Ingénieur agronome ou master en agronomie (orientation productions animales ou productions végétales) ayant un goût prononcé pour la modélisation, la programmation informatique OU Master en modélisation mathématique avec une forte appétence pour les questions agronomiques
Connaissances souhaitées:Modélisation avec programmation informatique ; Excellentes capacités de rédaction ; maîtrise écrite et orale de l’anglais
Expérience appréciée: Modélisation des systèmes agricoles
Aptitudes recherchées: Intérêt pour les approches aux échelles territoriales; Rigueur et organisation ; créativité et esprit d’initiative ; motivation pour la recherche; sens du travail en équipe
Votre qualité de vie à INRAE
En rejoignant INRAE, vous bénéficiez(selon le type de contrat et sa durée) :
- jusqu'à30 jours de congés+ 15 RTTpar an (pour un temps plein)
- d'un soutienà la parentalité : CESUgarded'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences: formation, conseilen orientation professionnelle ;
- d'un accompagnementsocial : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestationsvacancesetloisirs :chèque-vacances,hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activitéssportivesetculturelles ;
- d'unerestaurationcollective.
Modalités pour postuler
Date d’entrée en fonction : à partir de septembre 2026 (début possible jusqu’à novembre 2026)
Transmettre une lettre de motivation et un CV et toutes questions à Alice.Cadero@inrae.fr
Obligatoire de candidater par la plateforme de l’école doctorale EGAAL (https://amethis.doctorat.org/amethis-client/prd/consulter/offre/3477)
Les personnes accueillies à INRAE, établissement public de recherche, sont soumises aux dispositions du Code de la fonction publiquenotamment en ce qui concerne l’obligation de neutralité et le respect du principe de laïcité. A ce titre, dans l’exercice de leurs fonctions, qu’elles soient ou non au contact du public, elles ne doivent pas manifester leurs convictions, par leur comportement ou leur tenue, qu’elles soient religieuses, philosophiques ou politiques.> En savoir plus : site fonction publique.gouv.fr
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