Cultiver des cultures énergétiques dédiées sous contraintes alimentaires et environnementales : une évaluation spatialisée pour réexaminer leur rôle dans les scénarios de neutralité carbone

Atteindre la neutralité carbone impose de combiner sobriété, électrification, puits géologiques et options bioénergétiques, dont la BECCS, tout en respectant des garde-fous stricts sur l'usage des terres, de l'eau, du carbone et de la biodiversité. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte en proposant un cadre opérationnel pour évaluer la contribution mobilisable — et soutenable — des cultures lignocellulosiques dédiées, en articulant explicitement sécurité alimentaire, performances agronomiques et économie des coûts.L'objectif général est de passer d'estimations théoriques de potentiel à un diagnostic spatial et économique utile à la décision publique et à l'investissement privé : où déployer ces cultures, dans quelles conditions, à quels coûts et avec quelle trajectoire d'extension compatible avec les objectifs climatiques. La thèse repose sur trois volets complémentaires, alignés à une résolution homogène (5 minutes d'arc) pour garantir la comparabilité entre disponibilité foncière, productivité et coûts. Le premier volet établit un filtre de soutenabilité strict, qui ne considère éligibles que les zones à faible conflit d'usage : il internalise ex ante la sécurité alimentaire via la valeur économique agricole des terres, ainsi que des contraintes environnementales (carbone, biodiversité, eau, qualité des sols). Cette conception resserre le périmètre admissible et répond aux critiques méthodologiques adressées aux approches de « land balance ».Le deuxième volet produit des cartes de rendements globaux des principales espèces dédiées (miscanthus, eucalyptus, peuplier, saule, switchgrass) par apprentissage automatique, en intégrant explicitement les hétérogénéités de sols et de topographie à la même résolution spatiale. Cette harmonisation évite les biais d'optimisme associés aux seules variables climatiques et aligne la productivité sur la géographie des coûts.Le troisième volet combine ces informations pour construire des courbes capacité-coût puis des fonctions de coût (moyen et marginal) estimées économétriquement à l'échelle de la grille. On en déduit des courbes d'offre régionales qui rendent compte des économies d'échelle, des points d'inflexion et des différenciations spatiales pertinentes pour la planification (implantation géolocalisée, phasage des volumes, instruments économiques calibrés « à la marge »).Pris ensemble, ces trois volets livrent un référentiel conservateur et reproductible, conçu pour être mobilisé par les politiques climatiques et industrielles : il relie le « où », le « comment » et le « à quel coût » des cultures dédiées, et situe leur rôle dans un portefeuille net-zéro qui demeurera conditionné par la disponibilité foncière réellement soutenable, la contrainte hydrique, les infrastructures CCUS (capture du carbone,utilisation et stock) et la gouvernance foncière.