Un système d’information collaboratif en appui à la gouvernance des territoires d’action agro-environnementale à enjeu eau-pesticides

Diffuse pollution generated by pesticides is a major problem both for aquatic ecosystems and human health. Despite years of efforts by policy-makers to limit their use and impact, the volumes of chemicals used by farmers have remained the same, and even increased in some areas, with no reduction in their presence in water. To address this situation, public policy is aiming to become more effective by using more localised, participative solutions. Local stakeholders in charge of action plans are looking for decision tools to help them assess the potential impact of agro-environmental measures, as well as applying them to the best areas. The aim of this thesis is to develop a tool suitable for this purpose, namely a multi-scale collaborative information system. The first main contribution made by this thesis is the creation of "SIGPA" (Information System for Action Plan Governance), which models assisted governance in pesticide action programs in various contexts. The second contribution is a method for modelling exchanges of information within a network of institutional stakeholders, based on a "Grenelle" action plan in the Charente river basin. The "Stakeholder" model represents exchanges between stakeholders, as well as the production of the information available within their networks. The third contribution is the "Scenario" model, which organises information in order to aid decision making based on possible developments in agriculture in the area studied. The fourth contribution is the design of a method by which to identify agricultural systems and practices and assess future developments in agriculture. The fifth and final contribution of this thesis is the creation of a spatial data warehouse and the use of a number of multidimensional cubes to represent stakeholders’ needs at various scales. The conceptual models presented provide an interactive way to discuss the most effective and least expensive ways of limiting pesticide pollution within the stakeholder network. A prototype of the spatial data warehouse has been implemented using field data collected within the BAC Coulonge action plan and the outputs discussed with stakeholders. By allowing for data and knowledge from stakeholder networks in multiple action plans to be pooled, the SIGPA approach is in keeping with the OSAGE model (Loireau et al, 2017), which provides the making process of an agro-environmental and multifunctional observatory.La pollution diffuse par les pesticides est en enjeu majeur pour un bon état des hydrosystèmes et en raison de leurs impacts sur la santé humaine. Depuis des années, les politiques publiques tentent de limiter leur usage et leur impact sur l’environnement. Pourtant, les tonnages de pesticides utilisés par l’agriculture stagnent ou même augmentent, et les flux mesurés dans les cours d’eau ne diminuent pas. Face à ce constat d’échec, les politiques publiques, en quête d’une plus grande efficacité, se territorialisent et se veulent plus participatives. Les réseaux territoriaux d’acteurs institutionnels, en charge de la mise en œuvre des actions agroenvironnementales sur le terrain, sont en quête d’outils d’aide à la décision afin de pouvoir évaluer l’impact potentiel des mesures agro-environnementales et de les localiser de manière la plus efficace et la moins coûteuse possible. L’objectif de la thèse est de répondre à cette demande en proposant un système d’information, collaboratif et multi-échelles. Une première contribution de la thèse est un modèle pour la conception et la mise en œuvre opérationnelle d’un Système d’Information en appui à la Gouvernance des Programmes d’Action (SIGPA). Le modèle SIGPA décrit l’ensemble de la démarche d’appui à la gouvernance des programmes d’action pesticides. Ce modèle est générique et applicable à différents contextes. La deuxième contribution est une méthode de modélisation des échanges d’information au sein du réseau d’acteurs institutionnels, réseau qui s’est constitué autour d’un programme d’action « Captage Grenelle » dans le bassin de la Charente. Le modèle conceptuel « acteurs » modélise, d’une part, les échanges entre acteurs et, d’autre part, la production par ces mêmes acteurs de l’information mobilisée dans le réseau. Une troisième contribution est un modèle « scénarios » qui organise l’information pour la prise de décision sur les actions agro-environnementales à mettre en place dans le territoire. La méthode développée pour qualifier les systèmes et les pratiques agricoles et évaluer par différents indicateurs les scénarios agricoles, co-construits avec les acteurs, constitue une quatrième contribution. La cinquième contribution est l’entrepôt de données spatial et les cubes multidimensionnels construits à partir des besoins des acteurs pour restituer les indicateurs mobilisés en accompagnement du programme d’action à différents niveaux de granularité spatiale (îlot du RPG, sous-bassin, zone prioritaire...). Les modèles conceptuels et le système d’information proposés sont des outils de communication et d’échange au sein du réseau d’acteurs. Ces outils permettent de faire émerger, de manière interactive, les solutions les plus efficaces et les moins coûteuses pour limiter la pollution diffuse par les pesticides. Plusieurs prototypes d’entrepôt ont été implémentés à partir des données du BAC Coulonge. L’intérêt et la qualité des restitutions ont été discutés avec les acteurs. En permettant la capitalisation des données et des connaissances acquises par les réseaux d’acteurs au fil des programmes d’action, la démarche mise en œuvre s’inscrit est conforme au modèle OSAGE préconisé par Loireau et al (2017), modèle qui décrit le processus de conception d’un observatoire agro-environnemental, multifonctionnel