Mécanismes d'allocation de l'eau d'irrigation et gestion du risque sécheresse en agriculture

par Marianne Lefebvre

Thèse de doctorat en Sciences économiques

Sous la direction de Marc Willinger et de Sophie Thoyer.

Le jury était composé de Marc Willinger, Sophie Thoyer, Stefan Ambec, Charles Noussair.

Les rapporteurs étaient Anne Rozan, Alberto Garrido.


  • Résumé

    Avec le changement climatique, l'agriculture va devoir s'adapter à des sécheresses de plus en plus fréquentes et sévères. C'est le secteur le plus consommateur d'eau et celui à qui le plus d'efforts dans la réduction des prélèvements va être demandé. Les mécanismes d'allocation de l'eau existants (prix, marché, dispositifs de rationnement...) négligent souvent la forte variabilité de la disponibilité de la ressource. Or, la façon dont est partagée l'eau en cas de rareté influence le risque subi par les agriculteurs. Afin de réduire le coûts pour les agriculteurs et la société du risque sécheresse, il convient d'améliorer les outils de partage de l'eau et d'y intégrer des mécanismes de gestion du risque. C'est la question qui est étudiée dans cette thèse. Cette réflexion a été menée dans deux contextes très différents: la France, où le partage de l'eau est administré par les représentants de l'État en cas de sécheresse; l'Australie où des systèmes de marchés de l'eau ont été mis en place pour permettre les échanges d'eau entre agriculteurs. La thèse est composée de 3 articles (chapitres 2,3 et 5 en anglais) et d'éléments de cadrage (chapitres 1 et 4 en français). Le chapitre 1 présente la gestion de l'eau agricole en France. Les chapitres 2 et 3 étudient les interactions entre les règles utilisées pour le rationnement de l'eau d'irrigation en cas de sécheresse en France et les stratégies d'auto-assurance des agriculteurs. Nous étudions notamment le cas du stockage d'eau au niveau de l'exploitation, outil de gestion du risque de plus en plus mobilisé par les agriculteurs français. Le chapitre 2 modélise une situation où des agents ont la possibilité de substituer l'usage d'une ressource coûteuse mais sécurisée à l'usage de la ressource commune risquée. Nous déterminons la règle de partage optimale sous deux hypothèses distinctes: i) le planificateur définit simultanément la règle de partage et les choix de diversifications de façon à maximiser le bien être social; ii) le décideur utilise la règle de partage comme un instrument incitant les usagers à faire des choix de diversification optimaux d'un point de vue social. Le chapitre 3 est une expérience de laboratoire visant à comparer différentes règles de partage d'une ressource commune de taille incertaine quand les sujets peuvent choisir entre l'utilisation de cette ressource commune ou l'investissement dans une ressource sécurisée. Les règles sont évaluées sur leur aptitude à faciliter la coordination des agents autour du niveau optimal d'investissement dans la ressource sécurisée. La discussion des résultats de ces deux articles permet de proposer des recommandations aux administrations en charge de la mise en place des règles de partage de la ressource en cas de sécheresse, notamment dans le cadre de la réforme en cours en France (création des Organismes Uniques). Le chapitre 4 présente le fonctionnement des marchés de l'eau et le système de gestion des sécheresses en Australie. Le chapitre 5 étudie les gains de la mise en place de droits d'eau avec différents niveaux de sécurité, à l'aide d'une expérience de laboratoire capturant l'essence des marchés de l'eau australiens. Nous trouvons qu'un système avec deux niveaux de sécurité améliore l'efficacité allocative et le partage du risque mais seulement quand les coûts de transaction sont plus élevés sur le marché des allocations que sur le marché des droits d'eau. La mise en place de droits différenciés peut conduire à une diminution de la coût-efficacité du mécanisme en raison de l'augmentation des échanges sur le marché des droits d'eau et donc des coûts de transaction payés par les agriculteurs quand ceux-ci sont élevés sur le marché des droits.

  • Titre traduit

    Irrigation Water Allocation Mechanisms and Drought Risk Management in Agriculture


  • Résumé

    With climate change, agriculture will have to adapt to face increasingly frequent and more severe droughts. Agriculture is the largest consumer of water and will face most of the water restrictions in the coming years. Existing water allocation mechanisms (pricing, water markets, rationing scheme) often fail to take into account the high variability of the resource, whereas those mechanisms have strong impacts on the risk born by agricultural water users. Water allocation schemes can contribute to reduce the cost of drought risk for farmers and society by integrating risk management mechanisms. We address this question in two different contexts: France, where water is managed by public authorities that are responsible for the rationing scheme and define the allocation of water between farmers in case of scarcity; Australia, where water markets have been implemented in order to allow water transfers between farmers. This Ph.D. dissertation is composed of 3 articles (chapter 2, 3 and 5 in English) and background information (chapter 1 and 4 in French). Chapter 1 describes the organization of irrigation water allocation in France. Chapters 2 and 3 analyze the interactions between the restrictions rules used in France to share the resource in crisis times and the self-insurance strategies of farmers. We investigate the particular example of on-farm storage, an increasingly widespread risk management tool used by French farmers. Chapter 2 models the decisions of agents heterogeneous in their risk tolerance that can substitute the use of a a secure private alternative to the use of a common pool resource of uncertain size. We find the optimal sharing rule under two assumptions concerning the regulator: i) the social planner defines simultaneously the sharing rule and the diversification choices in order to maximize social welfare; ii) the policy maker uses the sharing rule as an instrument to induce each agent to make the optimal diversification decision. Chapter 3 uses laboratory experiment to analyze how the sharing rule impacts the individual trade-off between relying on a free but uncertain resource and investing in a secure alternative resource. Rules are compared on the basis of their ability to facilitate coordination on the optimal investment in the secure resource. Chapter 4 presents how irrigation water is allocated between users in Australia in case of drought. Chapter 5 studies with a laboratory experiment, designed such as capturing the main characteristics of Australian water markets, whether offering different levels of security for water rights could potentially allow water users to manage the risks of supply uncertainty better. We find that a two security levels system improves both allocative efficiency and risk management, but only when transactions costs are higher in the market for water allocation than in the market for water rights. A system with different levels of security for water rights can be detrimental to cost-effectiveness by increasing the number of costly trades on the water rights market.


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