Sophie Meuret
email: sophie.meuret@cemes.fr

Hugo Lourenço-Martins

Sébastien Weber

Florent Houdellier

Arnaud Arbouet
email: arnaud.arbouet@cemes.fr

Photon induced near-field electron microscopy from nanostructured metallic films and membranes

We investigate -both experimentally and theoretically -the inelastic interaction between fast electrons and the electromagnetic field scattered by metallic apertures and nanostructures on dielectric membranes using photon induced near-field electron microscopy. The experiments -performed in a high brightness ultrafast transmission electron microscope -on gold apertures on silicon nitride membranes reveal strong modulations of the electron-light coupling strength. We demonstrates that this effect results from the combined action of the electric field scattered by the aperture edges and the reflection and transmission of the incident wave by the dielectric membrane. Moreover, when a nanostructure is added inside the metallic aperture, the new scattered field interferes with the previous contributions, thus imprinting the optical response of the nanostructure in additional modulations of the electron-light coupling strength. Using systematic electrodynamics simulations based on the Green dyadic method, we quantitatively analyze these different contributions to the electron-light coupling and propose further applications.

INTRODUCTION

Ultrafast Transmission Electron Microscopes (UTEM) combining the femtosecond temporal resolution of ultrafast optical spectroscopies and the nanometric spatial resolution of electron microscopy have opened up many new possibilities to investigate light-matter at unique spatio-temporal scales [START_REF] Zewail | 4d Electron Microscopy: Imaging in Space and Time[END_REF][START_REF] Arbouet | Chapter One -Ultrafast Transmission Electron Microscopy: Historical Development, Instrumentation, and Applications[END_REF] such as the efficient probing of nano-optical excitations [START_REF] García De Abajo | Electron energygain spectroscopy[END_REF][START_REF] Barwick | Photon-induced near-field electron microscopy[END_REF][START_REF] Feist | Quantum coherent optical phase modulation in an ultrafast transmission electron microscope[END_REF] or the coherent control of free electron wavefunctions [START_REF] Echternkamp | Ramsey-type phase control of freeelectron beams[END_REF][START_REF] Priebe | Attosecond electron pulse trains and quantum state reconstruction in ultrafast transmission electron microscopy[END_REF][START_REF] Pomarico | meV Resolution in Laser-Assisted Energy-Filtered Transmission Electron Microscopy[END_REF][START_REF] Kfir | Controlling free electrons with optical whispering-gallery modes[END_REF]. Recently, the combined use of tailored illumination and inelastic electron-light interaction has been proposed to correct the spherical aberration of electron microscopes [START_REF] Konečná | Electron Beam Aberration Correction Using Optical Near Fields[END_REF]. In a first proof-of-principle experiment in this direction, the electron-light coupling mediated by a dielectric membrane illuminated by a tilted plane wave has been exploited to imprint different transverse intensity profiles on the electron wave function [START_REF] Madan | Ultrafast Transverse Modulation of Free Electrons by Interaction with Shaped Optical Fields[END_REF].

The interaction of a tilted plane wave with a dielectric membrane or metallic mirror can also be used in socalled holographic PINEM experiments. While conventional PINEM experiments give access to the optical-near field intensity along the electron trajectory, holographic PINEM experiments detect the interference of the studied optical excitation with a reference wave generated e.g. by a reflection of the incident wave by a planar interface. It has been shown that such interference between the plasmon field excited at a metal/dielectric interface and the reflection from the sample can imprint the phase of the plasmon field in the electron/near-field coupling constant extracted from the PINEM signal [START_REF] Madan | Holographic imaging of electromagnetic fields via electron-light quantum interference[END_REF]. Holographic PINEM experiments have also been performed in a different geometry involving two sequential inelastic interactions induced by two distinct samples placed at different locations along the electron beam trajectory [START_REF] Echternkamp | Ramsey-type phase control of freeelectron beams[END_REF]. Even though the presence of a membrane in electron spectroscopy experiments is unavoidable, its has been shown that it is possible to minimize its influence on the electron-light coupling by choosing the incidence angle so that the contributions from the incident and reflected electric fields almost completely cancel each other. This is however not always possible in particular when the space available in the objective lens of the microscope is very limited or when short focal distance focusing optics are used on the sample. In these latter cases, a detailed knowledge of the contribution from the membrane to the inelastic signal is required prior to any demanding PINEM experiment.

In this study, we investigate both experimentally and theoretically the inelastic interaction between fast electrons and the electromagnetic field scattered by metallic apertures and nanostructures fabricated on a dielectric membrane (see Figure 1). Using Photon Induced Nearfield Electron Microscopy, we map the inelastic interaction probability and analyze the combined influence of the scattering by the aperture edges or nanostructures and the electric field reflected or transmitted by the dielectric membrane illuminated by a tilted plane wave on the electron-light coupling. We have performed two sets of experiments on apertures and nano-antennas fabricated in a gold film deposited on a silicon nitride membrane : first we have investigated the spatial distribution of the inelastic signal when the fast electrons travel through simple apertures of different shapes engraved in a 50 nm gold film with a focused ion beam (See SI) before considering the case in which a gold nanostructure stands in the middle of the aperture. The results of the PINEM experiments are analyzed using electrodynamical simulations based on the Green dyadic Method.

INELASTIC ELECTRON-LIGHT INTERACTIONS IN APERTURED METALLIC FILMS

PINEM works on a so-called pump-probe scheme: A first laser pulse (pump) excites the optical near-field around a nanostructure which is then probed by a subsequent electron (probe) pulse. During its transit in the optical near-field, the travelling electron can emit or absorb photons, thus leading to a modification of its energy. This inelastic interaction yields a characteristic electron energy spectrum composed of a series of peaks reflecting the discrete nature of the photon exchange. The magnitude of these peaks only depends on the so-called electron-light coupling strength g which is proportional to the Fourier transform of the electric field component along the electron trajectory [START_REF] García De Abajo | Electron energygain spectroscopy[END_REF][START_REF] Feist | Quantum coherent optical phase modulation in an ultrafast transmission electron microscope[END_REF][START_REF] Tae | Photon-induced nearfield electron microscopy (PINEM): theoretical and experimental[END_REF]:

g = e 2 ω dz E z (z)e -ıωz/v (1)
After interaction, the exit wavefunction of the electron, initially having an energy E 0 , is a superposition of wavelets of different kinetic energies E n = E 0 +n ω. The amplitude of the different components is a function of the electron-light coupling constant g.

The PINEM experiments have been performed on the high-brightness ultrafast TEM developed in CEMES-CNRS. The latter is a customized 200 kV cold-field emission Hitachi High-Technology HF2000 [START_REF] Houdellier | Development of a high brightness ultrafast Transmission Electron Microscope based on a laser-driven cold field emission source[END_REF]. The electron gun has been modified so that femtosecond laser pulses can be focused onto the tungsten nanotip and trigger the emission of femtosecond electron pulses [START_REF] Caruso | Development of an ultrafast electron source based on a cold-field emission gun for ultrafast coherent TEM[END_REF]. The high brightness of the femtosecond electron source provides sub-400 fs electron pulses that can be focused in spots as small as 1 nm on the sample. The electron microscope has been modified to allow optical excitation of the sample inside the objective lens. A high numerical aperture parabolic mirror with XYZ translation stage has been added between the objective lens pole pieces yielding a tilt angle of 35 • between the electron probe and the optical pump focused on the sample (see Figure 1). Figure 1-b shows an example of the nanostructures investigated by PINEM in this study. These structures are apertures and nano-antennas fabricated from a 40 nm thick gold film evaporated on a 50 nm thick Si 3 N 4 membrane (see Methods for more details). At each point of the map, an electron energy spectrum such as the ones shown in Figure 1-b is acquired with a Gatan PEELS 666 with a typical integration time between 300 and 500 ms/pixel. The collection of energy spectra is then post-processed to extract the electron-light coupling constant at each point of the map (see Methods for more details about PINEM theory and data processing). In the experiments reported in this study, the electron beam is accelerated at 150 keV. The use of a 30 µm STEM aperture allows to focus the electron probe in a few nm spot [START_REF] Houdellier | Development of a high brightness ultrafast Transmission Electron Microscope based on a laser-driven cold field emission source[END_REF][START_REF] Caruso | High brightness ultrafast transmission electron microscope based on a laser-driven cold-field emission source: principle and applications[END_REF]. The geometry of the experiments is sketched in Figure 1. The electron is travelling along the (Oz) axis, perpendicular to the (OXY) plane of the membrane. The position of the electron beam on the membrane is identified by the coordinates x and y. The (Ox) axis lies in the plane of incidence whereas the (Oy) axis is perpendicular to the latter. In a first set of experiments, we study the electron energy exchanges when the fast electrons travel through apertures of different shapes. The spatial variations of the electron-light coupling constant g extracted from the PINEM maps acquired on square and circular apertures are shown in Figure 2. Clear modulations of g are visible in the apertures.

The origin of these modulations can be traced back from the definition of the coupling constant g (Equ. ( 1)) that governs the electron-light interaction probability. In vacuum, the momentum mismatch between free space light and the moving electron leads to a vanishing g and therefore no interaction. We provide in supplementary information additional data acquired on similar apertures without the silicon nitride membrane confirming the absence of detectable inelastic signal at the center of the aperture. The presence of a membrane on the electron path leads to a non null integral and therefore to inelastic interaction probabilities that depend on the wavelength, intensity and angle of incidence of the incident wave as well as the membrane dielectric constant [START_REF] Vanacore | Attosecond coherent control of free-electron wave functions using semi-infinite light fields[END_REF]. Taking into account the multiple reflections at the two vacuum/membrane interfaces, g mem can be written as:

g mem = ı e 2 ω e ıki,x.x f (ω, θ i , n m , v) (2)
in which f is a complex function of the angular frequency of light ω, the electron speed v, the membrane refractive index n m and thickness d and the incidence angle θ i . The complete expression of g mem taking into account the multiple reflections at the two vacuum/membrane interfaces is given in supplementary information. It is clear from equation ( 2) that the modulus of g mem on a simple membrane is not expected to display any spatial modulation.

The spatial modulations of the electron-light coupling strength visible in Figure ( 2) may arise from the combined influence of (i) the contrast in reflectivities between the metal and the dielectric surface and (ii) the scattering from the film edge. First, the existence of a separation between two regions of different reflectivities in the sample plane makes the moving charge interact with the electric field reflected either by the gold surface or the silicon nitride membrane depending on the distance between the electron and the membrane. The transition between the two cases does not occur for the same value of z depending on the distance of the electron beam to the aperture edge. The expression of the electron-light coupling strength resulting solely from the difference in reflectivities predicted by a simple model in the geometrical approximation can be found in the SI. This model predicts a spatial modulation of the electron-light coupling strength in poor agreement with the experiment. The origin of the discrepancy lies in the fact that a crude geometrical approach neglects the important contribution of the wave scattered by the film edge. For p-polarized illumination, the scattering by the film edge yields an electric field having a z-component comparable to the incident wave and therefore a significant contribution to the electron-light coupling. The latter is expected for ppolarized illumination to contribute to the electric field along the electron trajectory. The electric field scattered by the metallic film edge predicted by the Sommerfeld model is shown in Figure 3-b [START_REF] Born | Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition)[END_REF].

To take into account the different contributions discussed above, we have performed electrodynamical simulations using the Green Dyadic Method (GDM) [START_REF] Olivier | Generalized Field Propagator for Electromagnetic Scattering and Light Confinement[END_REF][START_REF] Girard | Near fields in nanostructures[END_REF]. We have used the pyGDM open-source python toolkit [START_REF] Peter | pyGDM" -new functionalities and major improvements to the python toolkit for nanooptics full-field simulations[END_REF]. pyGDM relies on the concept of a generalized propagator and allows to perform electro-dynamical simulations giving access to a large variety of near-field or far-field optical properties of individual nano-structures under either optical or electronic excitation [START_REF] Arbouet | Electron energy losses and cathodoluminescence from complex plasmonic nanostructures: spectra, maps and radiation patterns from a generalized field propagator[END_REF]. More details about the GDM simulations are provided in the supplementary information. The influence of the scattering by the metallic film edge and the difference in reflectivities from the gold film and silicon nitride membrane have first been simulated using 2D GDM simulations considering a silicon membrane half covered by a gold film. We have plotted in Figure 2-c the electron-light coupling strength computed using 2D-GDM across a 1100 nm gap made in a gold film deposited on a silicon nitride membrane. The results of the 2D-GDM calculations are in good agreement with the profile extracted from the experimental data acquired on the square aperture. We show in Figure 3-c the total electric field on the sample computed using 2D-GDM. A detailed study of the different contributions to the spatial variations of the electronlight coupling constant in the aperture provided in the supplementary information shows that scattering by the aperture edges and the reflection/transmission by the dielectric membrane contribute in comparable proportions to the modulation of the inelastic interaction strength. The case of more complex in-plane shapes requires full 3D electrodynamical simulations. Figure 2-f shows the results of 3D-GDM calculations performed on the circular aperture. Again, a good agreement is obtained between the experiment and the electrodynamical calculations.

In a second set of experiments, we have studied the electron-light coupling strength on apertured metallic films in which a nanostructure has been added on the silicon nitride membrane in the square apertures. As shown in Figure 4-a, the sample consists in square apertures with a bowtie antenna made of two equilateral gold prisms with an edge length e = 200 nm located at the center of the aperture. The exact same geometry has been fabricated several times with varying orientations with respect to the optical excitation. Figure 4 shows the bright field images and maps of the electron-light coupling strength extracted from the electron energy spectra acquired at each position. Away from the bowtie antenna, the spatial distribution of the inelastic interaction strength is very similar to the case of the empty aperture. Closer to the nano-antenna, the interaction strength shows complex spatial variations with both regions in which the presence of the nano-antenna reinforces the coupling strength and regions in which the latter is diminished with respect to the case of the empty aperture. To analyze these observations, we have performed 3D-GDM simulations considering either a gold bowtie in vacuum or a gold bowtie on a silicon nitride membrane. The results are displayed in Figure 3-e and f. When the gold bow-tie is in vacuum, the electronlight coupling vanishes away from the antenna : the momentum mismatch between the fast particle and free space light prevents their coupling outside of the nearfield zone. In the near-field region, the spectrum of the optical near-field includes large wavevector components that couple efficiently with the moving electron. When the orientation of the particle with respect to the plane of incidence is changed, the regions where the electron couples efficiently to the electron are also modified, following the topography of the optical near-field of the nanoantenna. In the case of a nano-antenna on a membrane, the situation is more complex. The electron-light coupling does not vanish away from the antenna as the dielectric contrast at the surface of the substrate mediates the coupling between the incident wave and the moving charge. The measured electron-light coupling then results from the combined influence of the membrane and the gold nano-antenna. Neglecting the mutual influence of the membrane and nano-antenna, the electron-light coupling can be written as :

g tot = e 2 ω dz E mem z (z) + E ant z (z) e -ıωz/v (3)
Equation [START_REF] García De Abajo | Electron energygain spectroscopy[END_REF] shows that the regions in which the electron-light coupling either increased or decreased is clearly visible on the experimental results of Figure 4- b-d originate from the interference between the optical response of the membrane and the antenna. In addition to the electric field of the nanostructure itself, the use of a p-polarized tilted illumination in our PINEM experiments yields electric fields reflected/transmitted by the membrane or scattered by the aperture edges that have a non null component along the electron trajectory and efficiently couple with the moving charge. These electric fields can interfere with the optical field scattered by the illuminated nano-objects. The experimental and theoretical results of Figure 4 reveal these interferences in the near-field of gold nano-antennas but similar interference effect should be visible in the far-field of a nano-scatterer.

To address this point, we simulated PINEM experiments on individual nano-scatterers deposited on a membrane and illuminated by a tilted plane-wave (θ i = 35 • ). The nano-scatterers were chosen high enough so that the tilted illumination yields an out-of-plane dipole capable of radiating electric fields with z-components of magnitude large enough to interfere efficiently with the incident wave. Figure 5-a displays the results in the case of a single gold nanodisc. The electron-light coupling strength displays spatial modulations reminiscent of the Doppler effect arising from the interference between the tilted incident plane wave and the secondary wave scattered by the excited metallic nano-object. The interferences obtained here between the scattering from the nanodiscs and the reflection from the dielectric substrate are connected to the results of [START_REF] Madan | Holographic imaging of electromagnetic fields via electron-light quantum interference[END_REF] where the interferences between the surface plasmon polariton field propagating away from an optically excited nano-hole and the reflection from the sample were reported. Contrary to the case of Figure 4 these interferences appear in the far-field zone, the presence of the dielectric contrast at the membrane surface allowing the coupling between the electron and the electromagnetic field. As illustrated in Figure 5b, when more nanostructures are considered, the spatial modulation of the electron-light coupling results from the interference between (i) the incident wave, (ii) the waves reflected/transmitted by the substrate and (iii) the different waves scattered by the nanostructures. In the case of PINEM performed using a normally incident illumination, the spatial distribution of the electron-light coupling resembles closely the topography of the amplitude of the z-component of the total electric field. The case of a tilted illumination is associated with a significant contribution from the substrate to the electron-light coupling that yields more complex modulations of the inelastic interaction probability. Our results show that experiments performed in this configuration demand careful electrodynamical simulation to take into account the different contributions to the electromagnetic field probed by the moving electron.

CONCLUSION

In conclusion we have studied both experimentally and theoretically the electron-light coupling in apertures and nanostructures fabricated on a dielectric membrane. Our results show that the scattering from the aperture edges as well as the electric field reflected or transmitted by the dielectric membrane illuminated by a tilted plane wave contribute significantly to the modulation of the electronlight coupling strength measured in PINEM. This contribution from the membrane interferes with the electric field scattered by nanostructures fabricated on the membrane and alters the electron-light coupling both in the near-field and far-field region. Whereas the analysis of the experimental results in this configuration requires a careful analysis and comparison with electrodynamical simulations, these interference effects could be exploited to map the phase of the electric fields scattered by complex nanostructures.

PINEM theory in a nutshell

The energy exchanges experienced by a fast electron can be quantified through the electron-light coupling parameter g. This parameter is proportional to the Fourier transform of the electric field component along the electron trajectory [START_REF] García De Abajo | Electron energygain spectroscopy[END_REF][START_REF] Tae | Photon-induced nearfield electron microscopy (PINEM): theoretical and experimental[END_REF]:

g = e 2 ω dzE z (z)e -ıωz/v (6)
After interaction, the exit wavefunction of the electron, initially having an energy E 0 , is a superposition of wavelets of different kinetic energies E n = E 0 + n ω. The amplitude of the different components is a function of the electron-light coupling constant g.

Energy exchanges induced by a perfect mirror

A first approximation of g can be obtained in the case of a perfect mirror [START_REF] Vanacore | Attosecond coherent control of free-electron wave functions using semi-infinite light fields[END_REF]. We assume that the electron is travelling along the (Oz) axis from negative to positive z. The sample is illuminated from the top (z < 0). In this case, the z-component of the electric field above the interface can be written E z (z) = E i,z e ık i .r + E r,z e ıkr.r f (z)H(-z) in which H is the Heaviside step function and f (z) is the envelope of the laser pulse. We assume that f (z) is a gaussian function of temporal width σ t : f (z) = e -z 2 /2v 2 σ 2 t . Assuming that 1/vσ t << |ω/v -k i |, Equ.( 6) yields the following expression:

g = ı e 2 ω E i,z ω/v -k i,z + E r,z ω/v -k r,z e ıki,x.x
with k i,z = k cos θ i , k r,z = -k cos θ i and k i,x = k sin θ i = k r,x , θ i being the incidence angle.

Energy exchanges induced by a dielectric membrane In the case of a membrane of thickness d and refractive index n m , a more complex expression of g taking into account all the reflections at the membrane interface can be obtained. The considered situation is depicted in Figure S1-a. The membrane interfaces are located at z = 0 and z = d. We still consider an illumination from the top (z < 0) and only consider p-polarized illumination as only the z-component of the electric field acts on the moving electron. The amplitude of the different reflected and transmitted waves will be given by the Fresnel amplitude reflection (resp. transmission) coefficients r 12 (resp. t 12 ). For a wave incident from a medium of real refractive index n 1 to a medium of real refractive index n 2 these coefficients can be written as :

r 12,p = E 1r,p E 1i,p = n 2 cos θ i -n 1 cos θ t n 2 cos θ i + n 1 cos θ t (7)
t 12,p = E 2,p E 1i,p = 2n 1 cos θ i n 2 cos θ i + n 1 cos θ t (8)
θ i and θ t are the angle of incidence (resp. refraction) at the 1/2 interface. Above the membrane, the electric field is the sum of the incident field and all reflected waves from the interface:

E I,p (r) = e ı k i .
r + e ı kr.r r 12 + ∞ n=1 t 12 t 21 (r 21 ) 2n-1 e ıΦmn e -ın kr.∆r = e ı k i .r + a 1 (θ i , n m , d)e ı kr.r in which we define a 1 (θ i , n m , d) as:

a 1 (θ i , n m , d) = r 12 + ∞ n=1 t 12 t 21 (r 21 ) 2n-1 e ıΦmn e -ın kr.∆r (9)
Φ m is the dephasing induced by one round trip of the wave in the dielectric membrane. It can be written as:

Φ m = 4πdn m λ cos θ r (10)
∆r = (2d tan θ r , 0, 0) is the shift of the exit point of the wave upon one round trip inside the membrane. Inside the membrane, the electric field is the superposition of the waves reflected at the top and bottom interfaces:

E II,p (r) = e ı km,1.r t 12 ∞ n=0 (r 21
) 2n e ıΦmn e -ın km,1.∆r

+e ı km,2.r t 12 ∞ n=0 (r 21 ) 2n+1 e ıΦm(n+ 1
2 ) e -ı km,2.(∆rm+(n+

1 2 )∆r) = a m,1 (θ i , n m , d)e ı km,1.r + a m,2 (θ i , n m , d)e ı km,2.r
In the latter, ∆r m = (0, 0, d), k m,1 = k m (sin(θ r ), 0, cos(θ r )) and k m,2 = k m (sin(θ r ), 0, -cos(θ r )) with k m = n m ω/c. Below the membrane, the electric field can be written as the sum of all transmitted beams:

E III,p (r) = t 12 t 21 ∞ n=0 (r 21 ) 2n e ıΦm(n+ 1 2 ) e ı k i .(r-∆rm-(n+ 1 2 )∆r) = a 3 (θ i , n m , d)e ı k i .r
Inserting these expressions in Eq. ( 6), we get the expression of the electron-interaction coupling constant for electrons travelling through the membrane:

g mem = ı e 2 ω e ıki,x.x 1 ω v -k i,z + a 1 ω v -k r,z - a 3 ω v -k i,z e ı(ki,z-ω v )d +a m,1 e ı(km,1,z-ω v )d -1 ω v -k m,1,z + a m,2 e ı(km,2,z-ω v )d -1 ω v -k m,2,z
These expressions reduce to ones provided in ref. [START_REF] Konečná | Electron Beam Aberration Correction Using Optical Near Fields[END_REF] when considering only only one reflection/transmission at the membrane interface. We plot in Figure S1-b the value of g mem as a function of the membrane thickness and incidence angle for an illumination wavelength λ inc = 515 nm. The configuration of our experiment is highlighted by the white dot visible in Figure S1-b.

Case of an apertured membrane

In the case in which the electron travels through an aperture fabricated in a metallic film deposited on a dielectric membrane, the electric field above the membrane (illuminated region) E I,p (r, t) takes two different expressions depending on whether the incident wave has been reflected by the metallic film or the dielectric membrane. Denoting (x, y) the coordinates of the electron beam in the plane of the aperture edge, neglecting the metallic film thickness and following a geometrical approximation, we can identify in the illuminated region (z < 0) for each position of the electron beam an altitude z t which separates two different cases : reflection on the metallic film (z < z t ) or on the dielectric membrane (z > z t ). For rectangular apertures illuminated from the side (see Fig. S1-C) with their edge located at x = 0, z t is simply given by z t = -x/ tan θ i , x being the distance to the aperture.

We therefore have the following expressions for the electric field along the electron trajectory above the membrane: E I,p (r, t) = E Au I,p (r, t) = e ı k i .r + r Au .e ı kr.r for z < z t (11) E I,p (r, t) = E mem I,p (r, t) = e ı k i .r + a 1 (θ i , n m , d)e ı kr.r for z > z t [START_REF] Madan | Holographic imaging of electromagnetic fields via electron-light quantum interference[END_REF] Furthermore, the integration limits along the electron trajectory must take into account the shadowing effect of the metallic film in the region below the sample. The entry point in the shadow zone is z s = d + (x -d tan θ t )/ tan θ i . This finally leads to a modified expression for g :

g(x, y) = ı e 2 ω e ıki,x.x 1 ω v -k i,z + r Au ω v -k r,z e ı(kr,z-ω v )zt + a 1 ω v -k r,z (1 -e ı(kr,z-ω v )zt ) +a m,1 e ı(km,1,z-ω v )d -1 ω v -k m,1,z + a m,2 e ı(km,2,z-ω v )d -1 ω v -k m,2,z +a 3 e ı(ki,z-ω v )zs -e ı(ki,z-ω v )d k i,z -ω v = g mem + r Au -a 1 ω v -k r,z e ı(kr,z-ω v )zt + a 3 e ı(ki,z-ω v )zs k i,z -ω v
The modulation of the electron-light coupling constant arises from the contrast in reflectivity and shadowing effect of the metallic film, respectively accounted for by the second and third terms of the previous expression For apertures of arbitrary shapes, z t and z s must be calculated for each position of the electron beam inside the aperture. We plot in Figure S1-D the electron-light coupling constant predicted by this analytical model for a metallic film edge as a function of the incidence angle and distance to the film edge. The value of g has been normalized to the electron-light coupling constant g mem of the bare membrane in our experiments (λ inc = 515 nm, θ i = 35 • ). Clear modulations are visible with a typical length-scale decreasing with the incidence angle.

Diffraction by the edge of a metallic film

The electric field considered in the analytical model is represented in Figure S2-A. The geometrical approximation used clearly misses the contribution from diffraction effects such as the scattering of the incident wave by the edge of the metallic film. Following the approach first proposed by A. Sommerfeld, it is possible to compute the electric field in the vicinity of a metallic half-plane [START_REF] Born | Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition)[END_REF]. This model assumes that the metallic film is in vacuum and therefore discards the contribution from the membrane. The results of Figure S2-B show as expected the contribution of the scattered wave in the shadow region.

Electrodynamical simulations using the Green Dyadic Method

To take into account the different contributions, we have performed 2D and 3D electrodynamical simulations using the Green Dyadic Method. The resolution of Mawell's equations in the framework of the GDM is based on the computation of a so-called generalized propagator which captures the entire electrodynamical response of the system. The computation of the generalized propagator relies on a discretization of the volume of the system. We have used the open source python toolkit pyGDM [START_REF] Peter | pyGDM" -new functionalities and major improvements to the python toolkit for nanooptics full-field simulations[END_REF]. The latter includes tools to easily derive several physical quantities such as extinction, scattering and absorption cross-sections, far-field patterns, the electric and magnetic near-field and its multipole decomposition, the decay-rates / LDOS inside and in the vicinity of a structure, or the heat dissipated by a nanoparticle. Figure S2-C shows the result of a 2D GDM simulation in which we simulate the optical response of a Si 3 N 4 membrane of thickness d = 50 nm half covered by a gold film of thickness 50 nm. The electric field predicted by the full electrodynamical simulations is generally in good agreement with the analytical model. As expected, the numerical simulations also account for the diffraction by the film edge. Figure S2-D displays the results of 2D-GDM simulations taking into account two metallic films separated by a gap of width w = 1100 nm. The numerical simulations displayed in this study typically involves a volume discretization with 5000-10000 mesh cells. We here address the relative contributions of the scattering by the film edge and the interference effects in the dielectric membrane on the modulations of the electron-light coupling constant. Figure 13-a displays the result of 2D-GDM computation performed on an apertured film with no membrane, a silicon nitride membrane half covered by either a gold film or an additional silicon nitride film or a silicon nitride membrane covered by a gold film in which a gap of 1100 nm width has been fabricated. The values have been normalized to the coupling constant of a bare Si 3 N 4 membrane. in the absence of membrane, no electron-light coupling is possible when the electron probe is far enough from the aperture edge. This was confirmed experimentally in Figure S1-a. The presence of an edge yields an additional scattered wave that cause spatial modulations of the electron-light coupling strength. Finally, we notice that the variation of the coupling strength in the case of the aperture varies similarly as the gold film edge until the electron beam gets closer to the other edge where the influence of the latter becomes noticeable. In figure 13-c we plot on the same graph the electron-light coupling strength computed using the 2D-GDM simulations and the experimental results confirming the good agreement. In figure 13-d, the modulus and argument of the electronlight coupling strength are displayed together with the phase spatial variations that would correspond to the e ıki,x.x term of Equation (2) of g mem of the main text. This shows that inside the apertured metallic film, the phase of the electron-light coupling constant g evolves similarly as a bare membrane. The influence of the aperture edges is mostly limited to a variation of ±20% of the modulus of the coupling.

Fig. 1 .

 1 Fig. 1. (Color Online) a) Photon-Induced Near-field Electron Microscopy. The excitation laser pulse is focused on the sample by a parabolic mirror (incidence angle θi = 35 • ). The electron and laser pulses are synchronized by a delay line (not shown) and the energy spectrum of the electron pulse is analyzed by an electron spectrometer after interaction with the optical pulse. Inset: Bright field image of the sample recorded with a continuous electron beam. b) Electron energy spectra (solid line) and fit (dashed lines) recorded at different positions along the arrow. Right Top : Bright field image recorded at the same time as the electron energy spectrum. Right bottom: Map of the electron-light coupling constant (g) extracted from a fit of the electron energy spectra acquired at each pixel.

Fig. 2 .

 2 Fig. 2. (Color Online) Map of the electron-light coupling strength on an apertured gold film deposited on a silicon nitride membrane. Bright field image of respectively a square (top) and a circle (bottom) aperture fabricated in a 40 nm thick gold film deposited on a 50 nm thick Si3N4 membrane. Experiment : Map of the electron-light coupling strength g extracted from numerical fits of the electron energy spectra for the square (top) and circle (bottom) aperture. Simulation: Electron-light coupling constant computed from electrodynamical simulations based on the Green Dyadic Method. Top : Overlay on top of the experimental data, a comparison of the simulation (cyan line) and experiment (dark blue line), the gray dashed line represent the bright field intensity profil). Bottom : 2D simulation map in the case of the circle aperture

Fig. 3 .

 3 Fig. 3. (Color Online) a) Sketch of the experiment showing the beams reflected and transmitted by the membrane. b) Component along the electron trajectory of the electric field scattered by a semi-infinite half plane as predicted by the Sommerfeld model. c) Total electric field on the sample computed from 2D electrodynamical simulations based on the Green Dyadic Method.

Fig. 4 .

 4 Fig. 4. (Color Online) a) Bright field image of the studied sample. b-d) PINEM maps of the electron-light coupling constant |g| acquired on 3 different apertures having different orientations with respect to the illumination. Maps of the electron-light coupling constant |g| computed using 3D-GDM simulations on a gold bow-tie (200 nm edge length, 160 nm gap) placed in vacuum (e) or on a silicon nitride membrane (f).

Fig. 5 .

 5 Fig. 5. (Color Online) a) PINEM map computed on a 2µm × 2µm centered on a gold disc (R = 150 nm, H = 300 nm) on a silicon nitride substrate. b) PINEM map computed on an optical corral composed of 10 identical gold nanodiscs (R = 50 nm, H = 300 nm) on a silicon nitride substrate.

Fig. 6 .

 6 Fig.6. (Color Online) EEGS spectrum vs delay between the pump and the probe at a fixed position on the sample (here close to the edge of a triangle). The chirp induces a splitting of the beam at zero delay and increases with the power of the pump laser (P=148 mW to P=32 mW here).

Fig. 7 .

 7 Fig. 7. (Color Online)Values of the g and dg parameter extracted from the fitting procedure of the data presented in Figure 2 of the main text.

Fig. 8 .

 8 Fig. 8. (Color Online) Values of the g and dg parameter extracted from the fitting procedure of the data presented in Figure 1 of the main text.

Fig. 9 .

 9 Fig. 9. (Color Online)Values of the g and dg parameter extracted from the fitting procedure of the data presented in Figure 4 of the main text.

Fig. 10 .

 10 Fig. 10. (Color Online) a) PINEM map in the vicinity of the edge of a 40 nm gold film deposited on a silicon nitride membrane. b) Bright field image of a circular aperture similar as the one shown in Figure 2 of the main text but in which the silicon nitride membrane is absent. c) PINEM map from Figure 2 of the main text. d) PINEM map of the aperture shown in b.

Fig. 11 .

 11 Fig. 11. (Color Online) a) Reflection and transmission of a plane wave by a dielectric membrane. b) Electron-light coupling constant computed at λinc = 515 nm as a function of the membrane thickness and incidence angle. c) Reflection and transmission of a plane wave by a dielectric membrane half covered bya metallic film. d) Electron-light coupling constant computed at λinc = 515 nm as a function of the incidence angle and distance to the edge of the metallic film.

Fig. 12 .

 12 Fig. 12. (Color Online) a) Electric field in the vicinity of a dielectric membrane half covered by a metallic film : analytical model. b) Electric field in the vicinity of a semi-infinite metallic film : Sommerfeld model. c) Electric field in the vicinity of a dielectric membrane half covered by a metallic film : 2D GDM numerical simulations. d) Electric field in the vicinity of a dielectric membrane covered by a two parallel metallic film separated by a gap of width w = 1100 nm : 2D GDM numerical simulations.

Fig. 13 .

 13 Fig. 13. (Color Online) a) Caption. a) Profile of the electron-light coupling strength predicted by 2D-GDM simulations in the case of an apertured metalllic film without membrane in the aperture (green dash-dotted line), the edge of a Si3N4 (grey dotted line) or gold (blue dashed line) film half covering a silicon nitride membrane. b) PINEM map. The experimental profile compared to the electrodynamical simulations in c) is the average of the profiles measured between the two white lines. c) Comparison between the electron-light coupling strength predicted by the numerical simulations and the experimental results. d) Modulus and argument of the coupling strength g predicted by the simulations. The black dashed line corresponds to the term e ık i,x .x term of the analytical expression of gmem shifted by a constant factor.

ACKNOWLEDGEMENTS This project has been funded in part by the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under Grant Agreement Nos. 823717 (ESTEEM3). This project has been funded in part by the ANR under Grant Agreement No. ANR-19-CE30-0008 ECHOMELO and Grant Agreement No. ANR-14-CE26-0013 FemtoTEM. This work was supported by Programme Investissements d'Avenir under the Program ANR-11-IDEX-0002-02, reference ANR-10-LABX-0037-NEXT (MUSE grant). All authors declare no competing interest.

SUPPLEMENTARY INFORMATION

Sample fabrication

All the sample presented in this article were prepared in the same fashion. A 50 nm gold thick layer (80 nm for the data of 1) was thermally evaporated at the surface of a 50 nm thick Si 3 N 4 membrane. The gold was removed at very specific positions with a Gallium ion beam. Features as small as 10 nm were observed.

Electron energy gain experiments and data processing

The fitting procedure is based on the theory developed in [START_REF] Feist | Quantum coherent optical phase modulation in an ultrafast transmission electron microscope[END_REF] where the probability for the electron to lose or gain ω is

with g the coupling constant described in the main text and J n the Bessel function of first order. Because of the spatial and temporal spread of our electron probe and the duration of the laser pulse (150 fs) compared to our electron pulse (300fs) the electron-light coupling strength g measured experimentally is the average of different values that vary in space and time. Therefore, we consider a gaussian distribution of the g values centered around g and with a spread of δg. The final fitting function is therefore

Moreover, to increase the signal we used the UTEM in a regime where much more than 1 electron was produced at the tip. Due to Coulomb repulsion, the chirp of the electron pulse i.e the variation of the electron energy within the duration of the electron pulse is visible in the experimental data. This well-known effect leads to a splitting of the zero-loss peak.

This splitting depends strongly on the value of g, and is therefore difficult to take into account in our fitting procedure. The double peak leads to an overestimation of δg by the numerical fit. However, it does not change the spatial variations of g but the values of g and δg are not quantitative. Fitting maps of the data of the main text with the g and δg value are shown below on Figures 7,[START_REF] Pomarico | meV Resolution in Laser-Assisted Energy-Filtered Transmission Electron Microscopy[END_REF][START_REF] Kfir | Controlling free electrons with optical whispering-gallery modes[END_REF] PINEM experiments : complementary data

We provide in 10 additional experimental data on a film edge and an apertured metallic film in which the membrane has been removed from the aperture. No PINEM signal is detected in the center of the aperture sufficiently far from the metallic film edge whenever the membrane has been removed.


Oumayma Essofi
email: oumayma.essofi@unilasalle.fr

Nalini Rakotonandraina

Hanitra Randrianasolo

Loïc Sauvee

Modèle systémique des motivations des agriculteurs en lien avec la valorisation de la biomasse agricole : Cas d'AgroChanvre

Keywords: motivations, agriculteurs, chanvre, valorisation, biomasse agricole, approche systémique

Cette recherche étudie les motivations des agriculteurs à s'engager dans un projet de valorisation de la biomasse agricole. L'étude propose un modèle conceptuel basé sur l'approche systémique appliqué au cas d'AgroChanvre, un projet de première transformation du chanvre en Normandie. Les données pour l'étude empirique ont été recueillies principalement à partir de 13 entretiens semi-directifs auprès des acteurs impliqués dans le projet. L'analyse a mis en évidence les facteurs influençant les motivations des agriculteurs et qui engendrent leur prise de décision et l'engagement à savoir le profil d'agriculteur, la proximité géographique, la dynamique du territoire, la transition, etc. Par ailleurs, la recherche apporte une meilleure compréhension du degré d'impact de chaque système du modèle (endogène, exogène et macrovariable) sur les motivations des agriculteurs selon les caractéristiques du projet.

Introduction

Ces dernières années, les chercheurs, les entrepreneurs et le gouvernement sont de plus en plus intéressés par la valorisation de la biomasse, vu son intérêt pour la société, l'environnement, et l'économie locale. En prévision, les ressources renouvelables deviendraient compétitives par rapport aux ressources pétrolières dans les années 2030-2040 [START_REF] Lichtenthaler | Carbohydrates as green raw materials for the chemical industry[END_REF]. Cette vision envisageable et susceptible a placé le secteur agricole en face des nouvelles activités et ouvert à d'autres secteurs. En effet, le défi majeur actuel de l'agriculture est non seulement une production alimentaire suffisante et de qualité, mais aussi l'utilisation de ces ressources renouvelables pour la production d'énergie, de biomolécules ou de matériaux sans entrer en compétition avec l'alimentaire [START_REF] Pahun | De quoi la bioéconomie est-elle le nom ? Genèse d'un nouveau référentiel d'action publique[END_REF]. Donc, un lien fort est apparu entre le secteur agricole et le secteur industriel, grâce au besoin de l'industrie en matières premières agricoles, qui s'inscrit dans le développement des filières bioéconomiques sur les territoires [START_REF] Madelrieux | Écologie et économie des interactions entre filières agricoles et territoire : quels concepts et cadre d'analyse ?[END_REF]. L'une des filières concernées, qui est entrée en vigueur récemment, est celle du chanvre. Cette filière est constituée par une longue chaîne de valeur, avec une composante agricole et d'autres composantes industrielles [START_REF] Fichaux | Plan Filière de l'interprofession du chanvre[END_REF]. C'est un exemple idéal de la coopération des secteurs agricoles et agroindustriels dans une même chaîne de valeur. L'émergence de cette filière dans les territoires sera une révolution économique dans divers secteurs, d'autant plus qu'elle touche le secteur agricole et répond en même temps à divers domaines industriels : écoconstruction, papeterie, plastiques, alimentation humaine et animale, cosmétiques, etc. L'organisme qui gère la production, et qui entre en contact avec les industries du chanvre, est généralement appelé une chanvrière. Cette dernière est considérée comme faisant partie du secteur industriel. Elle est également censée fédérer les agriculteurs de son territoire pour assurer l'approvisionnement en biomasse. Quelles sont donc les motivations des agriculteurs d'un territoire à s'engager dans un projet de valorisation du chanvre et quels sont les facteurs sous-jacents de leurs motivations ? Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est d'identifier les motivations des agriculteurs à s'engager dans un projet de valorisation du chanvre, ainsi que les facteurs influençant leurs motivations ; afin de proposer un modèle systémique général au départ basé sur les données théoriques, en vérifiant ce modèle sur notre cas, et en proposant finalement un modèle spécifique de notre cas de projet.

Motivations des agriculteurs et les facteurs sous-jacents à leurs motivations

Ces dernières années, nous avons assisté à des changements continus dans notre mode de vie et nos pratiques. Cette évolution est influencée par un mouvement économique et politique, qui vise des pratiques et des produits sains et durables [START_REF] Chizallet | Comprendre l'activité de conception d'agriculteurs en transition agroécologique : vers un modèle trilogique de la conception[END_REF]. Le changement climatique et la dégradation de notre environnement sont les facteurs principaux qui déclenchent une prise de conscience mondiale pour améliorer la situation environnementale, qui est fortement liée à nos activités économiques et sociales. En ce sens, la valorisation de la biomasse apparait comme l'une des solutions de cette problématique mondiale, qui nécessitera une forte contribution de l'agriculture [START_REF] Pahun | De quoi la bioéconomie est-elle le nom ? Genèse d'un nouveau référentiel d'action publique[END_REF]. En conséquence, le secteur agricole s'est trouvé confronté à une mission qu'il pourrait ne pas être en mesure de remplir. À une époque où l'agriculture n'était censée produire que des aliments, elle a aujourd'hui de multiples missions, commençant par la production de biomasse de bonne qualité pouvant être valorisée dans les secteurs alimentaires et non alimentaires, jusqu'au changement de pratiques agricoles vers des démarches et des procédés respectueuses de l'environnement et la santé humaine [START_REF] Pahun | De quoi la bioéconomie est-elle le nom ? Genèse d'un nouveau référentiel d'action publique[END_REF]. Cela ne peut être fait ni mis en oeuvre sans l'adoption d'innovations [START_REF] Roussy | Adoption d'innovations par les agriculteurs : rôle des perceptions et des préférences[END_REF]. Cependant, tous ces éléments mettent l'agriculteur face à des multiples aléas qu'il est censé gérer et à une transition agricole multi-échelles -en termes de changements de pratiques, de méthodes et de procédés de culture et de production, de fertilisants utilisés et d'engagements pris dans le cadre des piliers du développement durable, etc. -. Cette transition du secteur n'affecte pas seulement le système de travail dans l'exploitation, mais aussi la profession agricole, qui évolue avec l'évolution du secteur, de manière continue et proactive [START_REF] Hervieu | La multifonctionnalité de l'agriculture : genèse et fondements d'une nouvelle approche conceptuelle de l'activité agricole[END_REF]. Elle nécessite donc un accompagnement bien structuré, afin que les agriculteurs découvrent et maitrisent les éléments nécessaires à sa mise en oeuvre dans des bonnes conditions. Les chambres d'agriculture et les conseillers agricoles jouent un rôle très important pour accompagner et informer les agriculteurs sur les innovations à adopter pour faciliter la mise en place de cette transition, ainsi que de son importance à l'échelle d'exploitation, sectorielle, et territoriale. Mais cela ne suffit pas, car le premier pas vient de l'agriculteur, qui va chercher ou accepter l'accompagnement. A cet effet, l'étude des motivations des agriculteurs est un élément très important, un peu négligé au niveau de la recherche, un nombre limité sur les projets de bioénergie et presque aucun sur les projets d'agromatériaux. L'agriculteur est le producteur de biomasse agricole, et sa motivation à produire de la biomasse valorisée industriellement a un impact significatif sur la mise en place des projets de valorisation et la transition agro-industrielle associée. En se penchant sur les motivations des agriculteurs, cela nous permettra de comprendre leur processus de décision et d'action, selon [START_REF] Fenouillet | La place du concept de motivation en formation pour adulte[END_REF] « La motivation désigne une hypothétique force intra individuelle protéiforme, qui peut avoir des déterminants internes ou/et externes multiples, et qui permet d'expliquer la direction, la déclanchement, la persistance et l'intensité du comportement ou d'action ». De manière simplifiées, la motivation des individus est influencée par plusieurs éléments qui sont à l'origine de la prise de décision finale. Sur ce sujet, les économistes [START_REF] Sunding | Chapter 4 The agricultural innovation process: Research and technology adoption in a changing agricultural sector[END_REF] sont plus focalisés sur les déterminants qui expliquent l'adoption de l'innovation par les agriculteurs, dans quel délai et avec quelle progression. Les sociologues ont mis en avant l'influence des proximités, et plus précisément la proximité géographique, ainsi que l'importance des déterminants pécuniaires (prix, marge brute…) [START_REF] Benoît-Guilbot | Diffusion of innovations[END_REF]. A cet effet, les motivations des agriculteurs sont influencées par l'âge, la formation académique ou la propriété foncière [START_REF] Mazaud | Chapitre 1. Le numérique, quels usages pour les agriculteurs ?[END_REF][START_REF] Roussy | Adoption d'innovations par les agriculteurs : rôle des perceptions et des préférences[END_REF]. L'âge de l'agriculteur, la taille de l'exploitation, la propriété foncière et le revenu, ont des effets négatifs sur la volonté des agriculteurs de se développer et de se lancer dans de nouveaux projets [START_REF] Paulrud | Farmers' attitudes about growing energy crops: A choice experiment approach[END_REF]. Sur ce sujet, [START_REF] Pannell | Understanding and Promoting Adoption of Conservation Practices by Rural Landholders[END_REF] ont constaté que les cultures de longue durée entre les semis et la récolte accroissent le risque de production, ce qui peut dissuader les agriculteurs de planter des cultures bioénergiques pérennes. Donc, le délai de la culture est un élément important, et peut être un facteur limitant dans l'adoption d'une culture spécifique. Par ailleurs, [START_REF] Pannell | Understanding and Promoting Adoption of Conservation Practices by Rural Landholders[END_REF] ont remarqué que le niveau d'éducation avait moins d'impact sur l'adoption du projet, alors que les formations liées à une technologie particulière ou au changement adopté influencent l'adoption et la prise de décision pour l'engagement. En général, l'implication de l'agriculteur dans un projet doit être bénéfique pour lui, notamment en termes de revenus. [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF] ont relevé d'après leur étude sur le secteur de la bioénergie, que les agriculteurs sont disposés à cultiver ces types de cultures, mais dans des conditions contractuelles favorables. Le contrat de vente avec des clauses avantageuses pour les agriculteurs correspond notamment à un facteur motivant [START_REF] Sutherland | Agri-environmental diversification: Linking environmental, forestry and renewable energy engagement on Scottish farms[END_REF]. Les agriculteurs prennent également en considération la proximité géographique entre leur exploitation et l'entreprise [START_REF] Benoît-Guilbot | Diffusion of innovations[END_REF][START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF]. Plusieurs exemples se focalisant sur les motivations des agriculteurs dans le secteur de la bioénergie notamment sur la valorisation des résidus de culture et de récolte sont étudiées dans la littérature. En prenant l'exemple traité par [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF], dans certaines régions où les précipitations sont moins abondantes, les agriculteurs préfèrent laisser les résidus de récolte à la surface du sol. Cela peut aider à capter l'humidité du sol et constituerait un avantage pour les cultures futures. Pour donner suite à cet exemple, nous pouvons dire que l'emplacement géographique et les conditions climatiques ont un impact sur les motivations des agriculteurs (dès qu'il y a un usage de cette matière première pour l'exploitation, il est normal de ne pas penser à la valoriser autrement, et notamment en externe). En outre, dans la catégorie des agriculteurs intéressés par la vente du résidu, ces derniers souhaitent que l'industriel soit responsable de la récolte de ceux-ci afin d'éviter les contraintes de la machinerie et du temps [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF]. De même, le nombre d'agriculteurs intéressés à cultiver une culture bioénergétique annuelle ou pérenne est inférieure à celui de la première catégorie [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF]. Il y a donc moins de producteurs d'une culture bioénergétique annuelle que de producteurs d'une culture bioénergétique vivace. En prime, la surface disposée à la culture bioénergétique vivace est moins importante que celui de la culture biogénétique annuelle. Cela tient peut-être au fait qu'il n'existe pas de marché stable pour les cultures bioénergétiques, ce qui influence les motivations et les décisions des agriculteurs. En effet, l'engagement dans un projet industriel peut augmenter les risques à la ferme dans un système novateur incertain. Finalement, la définition du métier d'agriculteur, les normes professionnelles des agriculteurs et leurs points de vue sur les débouchés non alimentaires de la biomasse agricole, constituent également des facteurs qui influent sur l'acceptation de ce type de projets, y compris leur engagement ou leur hésitation [START_REF] Delhoume | Quel rôle des agriculteurs dans la transition énergétique? Acceptation sociale et controverses émergentes à partir de l'exemple d'une chaufferie collective de biomasse en Picardie[END_REF].

Modèle systémique des motivations des agriculteurs en lien avec la valorisation de la

biomasse agricole : méthodologie et démarche suivie D'après la littérature, plusieurs éléments influencent les motivations des agriculteurs à s'engager dans un projet ou à suivre une innovation. Sur la base de ces facteurs, nous avons adopté l'approche systémique complexe pour expliquer l'impact de plusieurs systèmes sur les motivations des agriculteurs. « Un système est un ensemble d'éléments en interaction dynamique, organisés en fonction d'un but » [START_REF] Rosnay | Le Macroscope. Vers une vision globale[END_REF]. [START_REF] Morin | La Connaissance de la connaissance[END_REF] a rajouté dans ce même contexte « un système fonctionne et se transforme dans un environnement par rapport à ses finalités ». Selon ces deux visions, nous avons identifié trois systèmes composés par plusieurs éléments (Figure 01). Les deux premiers systèmes ont un impact continu sur les motivations des agriculteurs à adopter un projet innovant quelles que soient les caractéristiques du projet, tandis que le troisième système a une influence périodique après la présence de l'intérêt de l'agriculteur pour le projet :

-Système endogène : composé par l'agriculteur, sa ferme et son territoire. Trois sous-systèmes constituent par des éléments multiples liés d'abord au profil de l'agriculteur, tels que l'âge, le niveau d'éducation et d'expérience, les activités hors exploitation, etc. En second lieu, il y a aussi l'influence des caractéristiques de l'exploitation, telles que la taille, la propriété foncière, etc. Troisièmement, le territoire et ses caractéristiques, qui ont également un impact sur la motivation, en termes de localisation géographique, de conditions climatiques, ainsi qu'en relation avec les dynamiques agricoles et industrielles. -Système exogène : composé par les transitions qui affectent le monde agricole. La transition vers la bioéconomie a entraîné plusieurs types de transitions, telles que : écologique, numérique, économique, sociale, énergétique. Toutes ces transitions ont un impact avec des pourcentages différents et de différentes manières sur le secteur agricole. L'idée est basée sur le concept que les transitions existent et toujours autour de l'agriculteur, c'est-à-dire qu'elles ont une incidence continue sur ses motivations à s'engager dans un projet ou à adopter une innovation. Ces deux systèmes se présentent sous la forme d'une sphère, l'effet du premier système étant tangible, concret, et direct, tandis que le second a un effet indirect, et il appartient à l'agriculteur de choisir d'adopter ou non le changement ou les innovations existant dans le cadre de ses transitions. Mais cela n'élimine pas l'influence continue des transitions sur le secteur, et en particulier sur l'agriculteur et sa motivation. Ceci est sans oublier le fait que les transitions peuvent également être une source de motivation dans certains cas, c'est ce qui explique la relation réversible entre le système composé par les transitions et les motivations des agriculteurs. D'autre part, nous plaçons les caractéristiques des projets comme un système macrovariable, d'où l'objectif de montrer qu'il existe plusieurs projets de valorisation de la biomasse, mais l'influence des caractéristiques du projet n'est pas automatique comme les systèmes précédents, mais après le choix du type de projet par l'agriculteur.

-Système macrovariable : Composé par les caractéristiques du projet, telles que la nature des engagements proposés (les clauses du contrat, culture), la proximité géographique entre le transformateur et les agriculteurs, les règlementations associées de l'offre, le domaine et le type de projet, le risque et l'incertitude liés au projet, etc. Ce schéma conceptuel (Figure 01) représente notre hypothèse de départ, afin de la vérifier, nous avons choisi de nous focaliser sur un projet de première transformation du chanvre (ou chanvrière / entreprise chanvrière), situé dans la région normande « AgroChanvre ». Nous avons adopté une approche qualitative basée sur des entretiens semis-directifs avec les membres impliqués dans le projet AgroChanvre (usine de première transformation du chanvre). La durée des entretiens est comprise entre 30 minutes et une heure. En effet, nous avons organisé les entretiens avec les agriculteurs pendant les jours de distribution de semences, en coordination avec l'animateur de l'association. Trois grilles d'entretiens distinctes ont été utilisées en fonction du profil de la personne interrogée (agriculteur, gérant d'entreprise, animateur). Au total, 13 entretiens ont été conduits, enregistrés, retranscrits et analysés selon la méthode qualitative de Miles et Huberman (2003).

4. Présentation et caractéristiques du projet « AgroChanvre » AgroChanvre est une usine de défibrage, créée en 2008 à Barenton, dans le Sud de la Manche. L'idée est née d'un chef d'entreprise, située à 15 km d'AgroChanvre, qui souhaitait fabriquer des matériaux composites à partir de fibres de chanvre. « On a aucun mérite. Elle a été créée par un chef d'entreprise située à 15 de km d'ici, qui fait de l'outillage pour l'exclusion plastique, qui a l'idée de faire de l'exclusion en ajoutant de la fibre de chanvre dans ses produits composites, pvc recyclé et fibre du chanvre à hauteur de 45%, pour des intérêts mécaniques. Il a mis tout en place dans les années 2006, 2007 et 2008, mais il avait du mal à trouver une fibre ayant la qualité désirée. C'est à ce moment-là qu'il a eu l'idée de produire du chanvre ; il a dit : Je vais créer un outil pour transformer la paille, puis valoriser moi-même la fibre… Voici l'idée de la naissance du projet ! » Jean-Paul Salmon (gérant actuel du projet). En effet, pour faciliter l'organisation du travail et la communication entre le chef d'entreprise et les agriculteurs, ces derniers se sont regroupés sous l'association des producteurs de chanvre de Basse-Normandie et des départements Limitrophes. Dès le début, la jeune entreprise a dû faire face à une crise financière et à des difficultés pour finaliser l'installation de machines, à trouver des marchés, etc. La situation a continué à se détériorer jusqu'à ce que le chef d'entreprise décide de ne pas poursuivre le projet. A cette époque, les agriculteurs impliqués dans le projet sont intervenus pour garder l'outil de défibrage et la société. Ils espéraient que le secteur se développerait plus tard. En 2012, certains des agriculteurs ont repris l'entreprise afin de pouvoir développer une filière locale. Le chanvre cultivé est transformé selon la demande (fibre, chènevotte, poussière/chènevis). En effet, AgroChanvre assure uniquement la 1 ère transformation du chanvre, mais elle travaille avec plusieurs partenaires qui font à leur tour la 2 ème , la 3 ème transformation, etc., en fonction de leur secteur d'activité (papeterie, plasturgie, écoconstruction, alimentation animale et humain, etc.). Pour le moment, AgroChanvre réunit plus que 80 producteurs : agriculteurs-éleveurs, céréaliers, agriculteurs doubles actifs, agriculteurs conventionnels ou biologiques, etc., avec une participation moyenne de 60 producteurs par an. Les producteurs appartiennent à plusieurs départements : à la basse Normandie (Manche, Calvados, Orne) ainsi qu'aux départements limitrophes (Eure, Loire, Mayenne, Sarthe, Ille et Vilaine, et Cote d'Armor). « On a un rayon de 250 km à peu près, autour de l'entreprise » Jean-Paul Salmon. Ce qui explique que le territoire qui adopte cette dynamique collective, constitue par la coopération entre l'entreprise et l'association. Le fonctionnement du projet est basé sur une coordination entre l'entreprise et l'association, dirigées respectivement par le chef de projet et l'animateur de l'association. Le gérant de l'entreprise Jean-Paul Salmon est un agriculteur et producteur laitier. Il avait auparavant une responsabilité de développement agricole « on a fait beaucoup de travaux sur le métier d'agriculteur, à la fois sur l'aspect technique ou autre, mais aussi dans l'aspect relationnel avec les autres acteurs et les habitants du territoire » Jean-Paul Salmon. De même, l'animateur de l'association joue un rôle très important dans la coordination entre l'entreprise et les membres de l'association. Il est responsable de plusieurs tâches, parmi lesquelles :

-Un travail de prospection : la recherche de surfaces ou plus spécifiquement d'agriculteurs désirant produire du chanvre « on discute avec AgroChanvre tous les ans, les besoins de l'usine et les surfaces contractés » Animateur.

-Un travail administratif : l'établissement des contrats, les réponses à toutes les questions des adhérents, etc. -Un travail de conseil technique et d'accompagnement : conseil et accompagnement des agriculteurs aux différents stades de mise en place de la culture du chanvre (semis, récolte…). En plus, il organise des formations si besoin « J'organise des formations pour les nouveaux agriculteurs ou sur les sujets que les membres veulent travailler, etc. » Animateur.

5.

Modèle systémique des motivations des agriculteurs : cas d'AgroChanvre 5.1 Système endogène : Agriculteur, exploitation et territoire Nous avons projeté le cas d'AgroChanvre, et plus précisément les motivations des agriculteurs à s'impliquer dans le projet sur l'approche systémique que nous avons adoptée, et sur le modèle général que nous avons proposé. En général, les motivations des agriculteurs sont influencées par le profil de l'agriculteur (âge, diplôme, etc.) et les caractéristiques de son exploitation (taille, foncières, etc.). L'âge de l'agriculteur, la taille de l'exploitation, le revenu, ont des effets négatifs sur la volonté des agriculteurs de se développer et de se lancer dans de nouveaux projets [START_REF] Paulrud | Farmers' attitudes about growing energy crops: A choice experiment approach[END_REF]. Dans notre cas, aucun de ces facteurs n'affecte les motivations des agriculteurs concernés. Les agriculteurs interrogés appartiennent à des tranches d'âge différentes (31 à 65 ans), du niveau baccalauréat au niveau BTS en majorité (agriculture, agronomie, production végétale, production animale), d'une taille d'exploitation diversifiée (entre 50 à 250 ha), entre propriétaire et locataire, etc. La plupart d'entre eux sont des céréaliculteurs, biologiques ou conventionnels. Tous ces éléments n'ont pas constitué un obstacle ou un facteur d'hésitation pour s'impliquer dans le projet. En outre, la formation technique et les connaissances dans la thématique du projet que les agriculteurs souhaitent intégrer sont très importantes, et influencent plus l'engagement des agriculteurs que le niveau d'éducation ou les diplômes obtenues [START_REF] Pannell | Understanding and Promoting Adoption of Conservation Practices by Rural Landholders[END_REF]. Les agriculteurs n'ont aucun problème à cultiver le chanvre et le considèrent comme d'autres cultures, auxquelles ils sont habitués. La partie technique relative à la culture du chanvre ne pose donc aucune difficulté particulière aux producteurs, « Tout à une contrainte, ça fait partie du boulot … Ça fait partie du jeu ! » Agriculteur. De plus, la Normandie et les départements environnants représentent un territoire favorable à la culture du chanvre et les conditions climatiques sont propices à cette culture. L'existence de l'association et d'AgroChanvre crée une dynamique agricole autour de la culture du chanvre, et favorisera à l'avenir une dynamique industrielle pour les industries liées à la valorisation du chanvre. Au fil du temps, AgroChanvre construit son image, associée aux bienfaits du chanvre au niveau agricole et industriel. Cette dynamique construite représente une source de motivation pour les agriculteurs situés autour d'AgroChanvre. « Le travail de la prospection est déjà fait. Maintenant les agriculteurs nous appellent directement, et ensuite il ne reste plus qu'à leur présenter les avantages et les atouts et ce qu'il faut avoir en termes de matériel. Après, on décide en fonction des besoins de l'usine et selon la localisation géographique » Animateur.

Système exogène : Transition agricole

Le passage à la bioéconomie représente une étape qui nécessite davantage de changements, et qui induit et induira plusieurs changements au fil du temps. L'agriculteur est affecté par ce changement, soit en termes de modification des pratiques et des procédures au niveau de l'exploitation, soit en termes de contribution à de nouveaux projets de valorisation de la biomasse agricole. Ainsi, toutes les transitions générées par le mouvement bioéconomique, influencent le secteur agricole, et donnent naissance à la transition agricole (écologique, économique, énergique, numérique, et sociale). D'après nos entretiens, nous avons observé l'influence de la transition agricole sur le choix du projet adopté, et plus particulièrement trois types de transitions, qui sont liés aux mouvements écologiques, économiques et sociales. « Le monde qui nous entoure change, nous devons choisir des pratiques et penser à des cultures écologiques ... peuvent être bénéfique pour nous et pour les consommateurs ... le chanvre est un bon modèle » Agriculteur biologique ; « En espérant que le marché s'ouvre un peu et qu'AgroChanvre trouve des débouchés » Agriculteur. Sur la base des témoignages des agriculteurs, nous avons constaté une influence du mouvement écologique liée à la transition agroécologique dans le processus décisionnel, qui repose essentiellement sur des motivations. La transition agroécologique entraîne plusieurs mutations dans le secteur, notamment au niveau de changement des pratiques agricoles, respectueuses de l'environnement et de la santé humaine [START_REF] Biteau | L'agro-écologie : clef d'une rupture vertueuse en agriculture[END_REF]. Les agriculteurs d'aujourd'hui s'intéressent davantage à l'écologie, et en tiennent compte dans la gestion de leurs exploitations [START_REF] Chizallet | Comprendre l'activité de conception d'agriculteurs en transition agroécologique : vers un modèle trilogique de la conception[END_REF] ; par exemple, l'adoption de l'agriculture biologique avec toutes ses exigences, l'utilisation d'engrais organiques, la protection de la qualité du sol et des nappes phréatiques, la culture d'une plante grâce à ses avantages agronomiques et environnementaux comme dans notre étude de cas, etc. Outre la transition agroécologique dont les piliers principaux sont l'écologie et l'environnement, la transition économique a également un effet sur les motivations des agriculteurs. La demande croissante de biomasse organique produite de manière écologique a également un effet sur la vision et les motivations des agriculteurs. L'émergence des filières bioéconomiques nécessite avant tout une forte collaboration entre les secteurs agricoles et industriels. Ce lien entre les deux chaînes (agricole et industrielle) incite également la mise en oeuvre de la transition agroécologique dans le monde agricole. D'autre part, le changement de vision des membres de la société et l'évolution de leurs besoins ont un impact remarquable sur la transition agricole. Le secteur agricole, comme tous les autres secteurs, suit la demande économique, qui est liée à la satisfaction des besoins de la société. Le consommateur d'aujourd'hui s'intéresse non seulement au produit fini, mais aussi aux processus de production et de transformation, et aux produits utilisés à chaque étape. Cela explique la conscience environnementale des agriculteurs, en tant que membres de la société, ainsi que producteurs. Aujourd'hui, toutes les transitions qui touchent l'agriculture ont une influence directe ou indirecte sur chacun des maillons du secteur (culture, production, commercialisation, etc.), ainsi que sur la profession d'agriculteur (évolution dans le temps, participation à des projets, adoption d'innovations, etc.). Elles ont un impact sur la vision et pratiques des agriculteurs et sont également une source de motivation, que ce soit pour s'engager dans un projet ou pour adopter des innovations.

Système macrovariable : caractéristiques du projet et bénéfices d'engagement

Nous avons identifié plusieurs éléments liés aux caractéristiques du projet qui influencent directement ou indirectement les motivations des agriculteurs et les incitent pour s'engager dans le projet. Nous les résumons en 2 points principaux : a) Caractéristiques de la culture du chanvre et b) Caractéristiques du projet en dehors de la culture : qui se divisent en deux, le bénéfice financier et la proximité géographique, ainsi que le secteur d'activité et de valorisation. a) Caractéristiques de la culture du chanvre : avantages agronomiques et environnementaux Le chanvre est une plante qui présente plusieurs avantages agronomiques [START_REF] Fichaux | Plan Filière de l'interprofession du chanvre[END_REF]. C'est pourquoi l'aspect agronomique apparait évident dans le discours des agriculteurs et constitue une motivation essentielle pour l'introduction de chanvre dans leur système de culture. Nos entretiens ont révélé de nombreux avantages agronomiques du chanvre basés sur l'expérience des producteurs : excellente tête de rotation, excellent précédant à céréales, structuration du sol, une culture sans phytosanitaire, une culture qui n'a pas besoin d'un suivi ou de traitement particulier, et une culture qui limite le développement des adventices, ou les mauvaises herbes. De surplus, sachant que le délai de la culture est un élément important pour son adoption [START_REF] Pannell | Understanding and Promoting Adoption of Conservation Practices by Rural Landholders[END_REF], le cycle de croissance court du chanvre (4/5 mois) facilite son intégration dans le système de culture. A cet effet, tous les agriculteurs interrogés ont souligné leur satisfaction face aux avantages agronomiques de cette plante, surtout les agriculteurs qui ont des cultures biologiques. « Une culture peu exigeante … ne nécessite aucun traitement… c'est une culture saine…c'est une culture qui laisse le sol de très bonne structure… » Agriculteur ; « Ma première motivation est agronomique, parce qu'au niveau de la couverture du sol, et au niveau du travail du sol c'était top » Agriculteur Biologique. Dans le même contexte, les bénéfices environnementaux de la culture du chanvre (culture sans phytosanitaire, une culture qui limite le lessivage du nitrate vers les nappes phréatiques …) sont également intégrés dans le discours des agriculteurs. [START_REF] Sutherland | Agri-environmental diversification: Linking environmental, forestry and renewable energy engagement on Scottish farms[END_REF] soulignent que la sensibilité environnementale incite les agriculteurs à s'engager dans des projets et des systèmes d'engagement agroenvironnementaux ; leur implication initiale dans ces systèmes induit donc un autre engagement ou une continuité de l'engagement. Dans notre étude de cas, le contexte est similaire, l'engagement des agriculteurs dans l'approche biologique (Bio) encourage les agriculteurs à introduire le chanvre dans leur système, grâce à ses avantages environnementaux. Il existe deux catégories d'agriculteurs ayant un accent sur avantages environnementaux de la culture en raison de leur intérêt pour une production respectueuse de l'environnement. La sensibilisation environnementale, née grâce au suivi d'une formation technique permet aux agriculteurs d'avoir conscience de la dangerosité de certains produits chimiques utilisés en agriculture « Auparavant, j'étais en culture conventionnelle, mais très peu utilisateur des produits, parce qu'avec une formation un peu technique, je connaissais la dangerosité des molécules utilisées. En plus, ça coûte très cher, ça pollue... C'est catastrophique !!! » Agriculteur biologique. Dans d'autres cas, c'est l'entourage familial qui joue sur le changement de pratiques agricoles de l'agriculteur vis-à-vis de l'environnement « J'ai mes enfants et même ma femme s'intéressent à l'environnement » Agriculteur. En bref, nous avons déduit que la présence de bénéfices agronomiques et environnementaux est une forte motivation pour s'engager dans le projet. Ces avantages sont à l'origine des motivations agronomiques et environnementales des agriculteurs, mais ne sont pas suffisants pour s'engager dans un projet. D'autres éléments complémentaires entrent en jeu, qui prennent la forme de motivations économiques et de proximité géographique liées au bénéfice financier de l'engagement, ainsi qu'à la localisation géographique du projet et à son intérêt. b) Caractéristiques du projet en dehors de la culture b.1) Caractéristiques du projet en dehors de la culture : bénéfice financier et proximité géographique Le bénéfice financier représente un facteur complémentaire très important pour l'engagement des agricultures. Le contrat de vente entre l'entreprise et les agriculteurs à des prix raisonnables et intéressants est un élément primordial et un facteur économique direct pour l'engagement dans le projet [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF][START_REF] Sutherland | Agri-environmental diversification: Linking environmental, forestry and renewable energy engagement on Scottish farms[END_REF]. « Les marges sont bonnes, c'est à peu près les mêmes que le blé ». Agriculteur. En effet, l'agriculteur peut cultiver du chanvre et bénéficier de ses avantages agronomiques et environnementaux sans s'engager dans un projet, mais les tonnes produites n'ont pas un marché direct, ni d'utilisation possible à la ferme. Ainsi, les agriculteurs qui souhaitent bénéficier des avantages agronomiques du chanvre, recherchent des projets où ils peuvent le vendre « On n'a pas le souci à chercher où on va vendre la paille. En plus, il n'y a pas grand monde à l'ouest qui prend le chanvre …. On fait un contrat de vente, on est sûr que ça va partir, etc. » Agriculteur. À ce stade, les agriculteurs peuvent tirer parti des bienfaits agronomiques, environnementaux et économiques de la culture du chanvre, et cette dernière peut être rentable pour eux. Il existe également d'autres facteurs économiques indirecte derrière les avantages agronomiques et environnementaux. Le chanvre permet une structuration du sol et un étouffement des mauvaises herbes grâce à son système racinaire pouvant dépasser 2.5 m à maturité, en fonction des variétés (Amaducci et al., 2008), ainsi qu'une réduction de l'utilisation des phytosanitaires. Tout cela se traduit par un gain économique significatif. Après la présence de tous les facteurs mentionnés ci-dessus (agronomiques, environnementaux et économiques), l'agriculteur accorde également de l'importance à d'autres éléments qui complètent ses motivations et l'amènent à s'engager dans le projet. Dans ce contexte, on trouve la notion de proximité géographique entre le producteur et le transformateur. La proximité géographique représente l'un des éléments essentiels de l'engagement des agriculteurs dans un projet [START_REF] Lynes | Determining Farmers' Willingness-To-Grow Cellulosic Biofuel Feedstocks on Agricultural Land[END_REF]. L'existence d'un projet dans la région proche de leur exploitation peut être assimilée à une motivation appréciable [START_REF] Sutherland | Agri-environmental diversification: Linking environmental, forestry and renewable energy engagement on Scottish farms[END_REF]. En outre, les agriculteurs préfèrent toujours travailler avec des entreprises locales et non loin de leur ferme. Cela est dû à plusieurs facteurs qui diffèrent d'un agriculteur à l'autre :

- b.2) Caractéristiques du projet en dehors de la culture : Secteur d'activité et de valorisation Par ailleurs, tous les agriculteurs engagés dans le projet sont seulement des producteurs de la matière première valorisé par la chanvrière en premier temps, et leurs partenaires en second temps. Leur positionnement en tant que producteur ne les éloigne pas de leur métier de base, celui d'agriculteur, la seule différence étant que dans ce cas, ils sont producteurs de matières premières valorisées dans des secteurs non alimentaires, et aussi dans des secteurs alimentaires (pour le producteur de chènevis bio). Cependant cela ne limite pas l'ambition de certains producteurs de développer leur projet individuellement lié à la valorisation du chanvre. Ce sont en général des projets à circuit court, afin de valoriser soit la graine ou la fibre. Ce choix ne se fait pas au hasard ou par coïncidence, mais basé sur les connaissances et les intérêts des agriculteurs. Prenons l'exemple de l'extraction d'huile de la graine du chanvre, les agriculteurs qui s'intéressent à développer ces types de projets, sont plus les producteurs ayant des connaissances solides dans les procédures des extractions, ou une formation technique. « Ce ne sont pas tellement les agromatériaux qui m'intéressent, ce qui me plaît dans le chanvre, c'est la graine. Je suis producteur d'huile, mais bon, je vends ma paille à AgroChanvre pour la fabrication de chènevottes » Agriculteur biologique. Le même concept pour qui eux intéressés par le volet non alimentaire de la filière, tels que le bâtiment, ou litière. « Moi, j'y crois à la filière paille, isolation. J'ai déjà mis en oeuvre si vous voulez du chanvre pour faire des dalles, j'y crois, c'est une filière d'avenir » Agriculteur ; « J'ai essayé de développer et de commercialiser la chènevotte. J'achète du chènevotte d'AgroChanvre et j'essaye de trouver des marchés pour les chevaux. C'est une litière de très bonne qualité et les clients qui l'ont testé sont tous satisfaits ! » Agriculteur. De ce fait, tous les agriculteurs montrent leur intérêt pour les filières de la valorisation de la biomasse, mais ils ne sont pas très favorables à la valorisation de la biomasse agricole alimentaire dans les filières non alimentaires (comme dans le cas de la méthanisation, et l'utilisation du maïs pour produire de l'énergie). Parallèlement, le point de vue des agriculteurs vis-à-vis de ce type de projet et leurs visions peuvent les dissuader à s'impliquer même dans les cas où l'engagement serait rentable pour eux [START_REF] Duesberg | To plant or not to plant-Irish farmers' goals and values with regard to afforestation[END_REF]. « Ce que je trouve dommage c'est qu'il y a encore des gens qui ont du mal à se nourrir alimentairement et qu'on encourage des exploitants aujourd'hui à faire du maïs pour faire de la méthanisation. Le gros problème pour moi, les gens qui vont faire de la méthanisation avec du maïs graine par exemple, ils gagnent plus d'argent que pour faire du lait ou de la viande, moi je trouve ça un petit peu scandaleux. Dès que t'arrives à proposer à des gens de mieux gagner leur vie pour faire une agriculture qui n'est pas du tout alimentaire ! » Agriculteur. Le point de vue de l'agriculteur sur la filière de la valorisation de la biomasse, son degré d'ouverture et de socialisation, ainsi que son intérêt pour le secteur du projet, sont des facteurs connexes qui influencent les motivations des agriculteurs et, surtout, leur engagement.

Schémas représentatifs de modèle systémique des motivations des agriculteurs : cas d'AgroChanvre

Finalement, nous avons constaté que l'engagement de l'agriculteur est basé sur la complémentarité de plusieurs types de motivations. L'agriculteur, avant de prendre sa décision, s'appuie sur plusieurs facteurs : il prend en considération les avantages de son engagement sur son exploitation, sa carrière et son territoire. De l'identification des éléments influençant les motivations des agriculteurs à s'engager dans le projet AgroChanvre, nous pouvons donc déduire le modèle conceptuel systémique spécifique à notre cas AgroChanvre (Figure 02). Il représente l'influence des systèmes liés aux caractéristiques du territoire, les transitions affectant le secteur agricole (et plus spécifiquement transitions liées à la thématique du projet) et enfin l'impact des caractéristiques du projet. A titre d'illustration, nous représentons également de manière détaillée les motivations des agriculteurs à s'engager dans le projet AgroChanvre (agronomiques, environnementales, économiques, territoriales, individuelles, etc.) et les facteurs derrières ces motivations, dans chaque système (Figure 03).

Conclusions et perspectives

Le pouvoir explicatif de l'approche systémique nous a permis d'illustrer et d'identifier l'influence de plusieurs systèmes sur les motivations des agriculteurs dans notre étude de cas d'AgroChanvre. En effet, notre étude apporte une contribution empirique sur la motivation des agriculteurs à s'engager dans des projets de valorisation du chanvre industriel. Nous avons souligné l'impact de plusieurs facteurs sur les motivations des agriculteurs. Les plus influents dans notre cas sont les caractéristiques du projet, les transitions qui affectent le secteur, sans oublier, la dynamique collective créée par les agriculteurs qui représente un facteur motivant pour les autres agriculteurs, d'autant plus que le projet est connu sur son territoire et ne nécessite pas de prospection. Tout d'abord, notre analyse nous a permis d'identifier les motivations des agriculteurs, qui sont complémentaires pour arriver à la décision finale, voire à l'engagement dans le projet. Les motivations sont classées en plusieurs catégories liées à chaque système, parmi lesquelles on trouve des motivations agronomiques, environnementales, économiques, territoriales, individuelles, etc. Cette analyse a montré que l'engagement de l'agriculteur dans un projet doit être rentable et bénéfique, pour l'exploitation, et pour l'agriculteur, en particulier au niveau de revenus, ainsi que pour son territoire et l'environnement. Nous avons constaté également l'influence de la transition agricole sur les motivations des agriculteurs, ainsi que sur leur métier, qui peut évoluer vers la valorisation ou la commercialisation dans ce type de projet. L'étude met en évidence un résultat très important sur la forte motivation des agriculteurs à produire du chanvre et leur intérêt aux secteurs industriels associés. Cela peut signifier que la partie agricole du secteur du chanvre ne représentera pas un handicap pour le développement futur de la filière. Les agriculteurs sont disposés à cultiver du chanvre, d'autant plus que cette culture présente de nombreux avantages agronomiques et environnementaux et qu'elle est facilement introduite dans le système de culture. En outre, les agriculteurs sont satisfaits de la rentabilité de cette culture, en raison de son engagement dans le projet. Pour conclure, il existe plusieurs déterminants influençant les motivations des agriculteurs, ce qui peut induire des hésitations quels que soient le secteur, le type de projet ou la transition associée. Nous en avons déduit quelques facteurs clés : une connaissance du terrain, du domaine de projet et des changements associés, une présence des avantages agronomiques et économiques, un risque limité avec peu d'incertitude (en dehors des risques de production auxquels l'agriculteur est déjà habitué), une proximité géographique entre le producteur et le transformateur, une ouverture d'esprit et des motivations pour les projets collectifs, ainsi que le point de vue sur les débouchés du projet, notamment dans le cas de projets de valorisation non alimentaires. Bien entendu, notre étude étant basée sur un seul projet, sa portée généralisatrice est limitée car nous nous sommes concentrés uniquement sur les systèmes qui influencent les motivations, en négligeant les interactions entre les systèmes (telles que l'influence des systèmes de transition sur le territoire et la profession agricole, ainsi que sur les projets innovants, l'influence du territoire sur l'agriculteur et les caractéristiques du projet, etc.). Néanmoins, le modèle général (Figure 01) peut constituer un modèle référent pour étudier les motivations des agriculteurs à s'impliquer dans des projets innovants, de manière générale, et dans des projets de valorisation de la biomasse, de manière spécifique. L'étude soulève des questions pouvant constituer des pistes de recherches futures. Il serait pertinent d'étudier la situation de la filière française du chanvre, ainsi que le statut de développement de chaque secteur de la filière en corrélation avec les besoins de la société et la progression économique à l'échelle territoriale, afin d'identifier où se situent les problématiques de la filière pour l'accélérer dans les années à venir.

Remerciements

Cette étude fait partie du projet « Réseau de sites démonstrateurs IAR ». Ce dernier est en multipartenariat (Agro-Transfert, CALIRA, COOP de France Hauts-de-France, PLASTITIEC groupe, FERDON hauts-de-France, INRAE, OMBELLI science, Pôle IAR, UCAC, Vol-V Biomasse, et

Figure 01 :

 01 Figure 01 : Modèle systémique des motivations des agriculteurs en lien avec la valorisation de la biomasse agricole (Essofi, Rakotonandraina, Randrianasolo, Sauvée, 2020)

Figure 02 :

 02 Figure 02 : Modèle systémique des motivations des agriculteurs dans le cas d'AgroChanvre

  réduire les dépenses financières (facteurs économiques indirectes) et le temps pour effectuer une tâche spécifique : une réduction du coût de transport et même le temps consacré à cette étape « La proximité géographique est un peu obligatoire. Du point de vue transport elle est intéressante » Agriculteur ; -prise de conscience environnementale : réduction du trajet de transport de la matière première permettant une réduction des émissions de CO2 « Il faut arrêter le transport et nos conneries » Agriculteur biologique ; et -production et valorisation locale de la biomasse agricole : une valorisation des ressources agricoles d'un territoire « Oui bien sûr, on ne devra pas dépasser 5 km autour de la ferme ! On a les moyens ! En plus la France au niveau de production à part quelques régions bien spécifiques (montagnes et compagnie). On a les moyens de produire par région, et d'éviter tout ce système de camion et de transport ! » Agriculteur biologique.