Réduire les émissions de GES en élevage bovin Jean-Louis Peyraud Direction scientifique Agriculture, INRAE 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Partie 1 : Les enjeux liés aux émissions de GES de l’élevage 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Changement climatique: le rôle des activités humaines • +1.1°C lié à l’activité humaine • Accroissement de la fréquence et de la sévérité des vagues de chaleur en été Prédiction du nombre de jours chauds (> 95ième percentile) en été dans un futur proche, moyen et long (Adapté de Cardell et al. 2020) AR6 IPCC report, 2021 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Importance du système alimentaire et de l’élevage dans les émissions globales 49,4 GT eq-CO2. by Hannah Ritchie, 2019 • L ’élevage représente • 52% du secteur alimentaire, • 14 % des émissions totales 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Importance de l’agriculture dans les émissions nationales Emissions Part des secteurs agricoles 455 MtCO2e 86 MtCO2e 7% 12 % Autres Production d’énergie Industrie 19 % Transports 25 % Energie résidentiel Service 17 % Agriculture sylviculture 17% 3% 46 % 51 % CO2 • Combustion N2O • Engrais azotés, • Déjections animales CH4 • Fermentation entérique, • Déjections animales Calcul des eq-CO2 = CO2 + 28 CH4 + 265 N2O 31-05-2022 D’après Sylvain Pellerin INRAE Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Emissions du secteur agricole français et rôle de l’élevage : des chiffres qui peuvent être trompeurs Emissions directes (99 Mt) Apport de N, lessivage, volat, apport chaux, dolomie Fermentations entériques Secteur agricole (GIEC) 86 Mt (2017) Effluents d’élevage Consommation d’énergie Emissions indirectes (19 Mt) Total directes et indirectes 118 Mt Total Production d’engrais N 127 Mt Production d’énergie Autres intrants : phyto, matériel, bâtiments Conversion prairies > cultures ou SAU > autres usages Emissions secteur terre (8,9 Mt) (CH4+ N2O + CO2) CLIMAGRI cité par Bilan carbone de l'alimentation en France ADEME 2019 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud L’élevage de ruminant est fortement émetteur, notamment du fait du méthane entérique • Contribution au niveau mondial Source : Grossi et al., 2019 31-05-2022 • Ferme bovine moyenne française • Le CH4 entérique représente la moitié des émissions de l’exploitation • Répartition des émissions de CH4 • 71% fermentation entérique • 29% gestion des effluents Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Des objectifs ambitieux de réduction sont fixés par le PSBC • Objectif « neutralité carbone » • Pas pour le secteur agricole • Implications • • • • • Baisse de 46% en 2050/2015 Baisse cheptel laitier/allaitant - 25%/-30% Baisse de 82% des surplus azotés Augmentation de 84% des CIPAN Augmentation de 60% des CIVE • Stratégies à adopter pour l’élevage: Sources : inventaire CITEPA d’avril 2018 au format SECTEN et au périmètre Plan Climat Kyoto ; Scénarios AME et AMS 2018 • Réellement efficaces et qui peuvent être validées et mesurées • Comptabilisables dans les inventaires nationaux • Pas d’accroissement des couts, dans l’idéal stratégies doublement gagnantes 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Pourquoi le méthane est si important : COP 26 • La concentration de CH4 s’accroit dans l’atmosphère • • • • CH4 a contribué pour 0,5°C sur le réchauffement de 1,1°C CH4 contribue à la détérioration de la couche d’ozone L’élevage (+ riziculture) représente 40% du CH4 anthropique Pouvoir réchauffant global à 100 ans élevé (28 x CO2) • CH4 est un GES à courte durée de vie (demi-vie = 10 ans) contrairement à N2O ou CO2 • Réduire les émissions : effet rapide et significatif sur le climat • Pour respecter l’accord de Paris la production de CH4 doit être réduite fortement avant 2030 (Climate Clean Air Coalition) % de réduction par secteur Energie fossile 60 Déchets 35 Agriculture 25 Les ruminants vont (risquent d’) être encore plus sous pression ! 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud L’élevage européen n’atteint pas ses objectifs de réduction CH4 rumen et effluents (Tg/an) Population bovine (Eu-15) CH4 Elevage (% CH4 total) - 1.5 %/an https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/data-viewers/greenhouse-gases-viewer (2021) 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Les ruminants français/européens contribuent-ils au réchauffement climatique ? • Le CH4 des ruminants fait partie d’un cycle naturel • Pas d’effet réchauffant additionnel du CH4 si les émissions sont constantes ou diminuent • Une voie vers la neutralité “climatique”? • Eviter toute augmentation des cheptels • Le cheptel européen décroit depuis 1970 • Mais la population mondiale de ruminant s’accroit 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Partie 2 : Les leviers pour réduire les émissions 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Des écarts importants d’émissions entre élevages • L’intensité des émissions varie selon les filières et au sein des filières, • Ces variations montrent qu’il y a des marges de progrès pour réduire les émissions Adapté de Gerber et al., 2013 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Principaux leviers pour réduire l’intensité des émissions Animal CH4 N2O Gestion des effluents • Bâtiments, stockage, épandage Gestion des effluents • Méthanisation Engrais chimiques Engrais chimiques CO2 Réunion Conf de la Mayenne • Génétique • Alimentation et santé • Gestion des populations animales • Production des aliments et alimentation • Utilisation efficace des surfaces Energie fossile • Mécanisation des différents postes Stockage de C • Prairies, haies, agroforesterie, CI 25 Mars 2022 J.L. Peyraud Accroitre la productivité des animaux Tonnes de lait 4%/an FAO, Gleam 31-05-2022 Autres sources d’émissions Moins de viande par kg lait Les animaux plus productifs sont souvent moins robustes Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Vers des animaux moins émetteurs ? CH4/DMI • Ant Antagonisme entre production de CH4 et efficience de la digestion effi • Les animaux les plus efficients semblent avoir une digestibilité plus élevée de la cellulose et pro produisent plus de CH4 L’amélioration de l’efficience ne semble pas • L’am réduire les émissions de CH4 réd • Bovins viande (Renan et al., 2016 ; Mc Donnell et al., 2016) LWG/DMI 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique • Bovins lait (Olijhoek et al., 2018 ; deffilait) J.L. Peyraud Modifier l’activité du microbiote ruminal • Utilisation des additifs alimentaires Mitigation Qualité des produits Coût Production Societé Lipides (omega-3) 15 à 20% + -/0 + + 3NOP (Bovaer-DSM) 20 à 30%, - ? (résidu) - 0 - Tannins, huiles essentielles 0 à < 20 % lotier) 0 +/- +/- + ? ? ? Algues rouges 80% !! (adapté de Doreau et al, 2011; Patra et al, 2017 ; Roque et al 2021) • Manipulation du microbiome ruminal : une voie à explorer • Distribution précoce d’inhibiteurs de méthanogénèse • Plusieurs projets en cours : HOLOFLUX, 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Au niveau national, le premier facteur de baisse des émissions de CH4 reste l’effectif des animaux Mt eq-CO2 A même production de lait et de viande • Peu d’effet de l’intensification en lait • Développement d’un troupeau mixte : résultat dépend du type de finition • Peu d’effet de l’intensification en viande Réduction de la production • Effet majeur de la réduction de la production de viande Puillet et al (2014) 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Réduire le nombre de bovins sans affecter la production • Réduire le nombre d’animaux ‘non productifs’ • Avancer l’âge au 1er vêlage de 36 à 24 mois: - 9% CH4/kg lait • Réduire le taux de renouvellement (élevage lait) de Dall-Orsoletta et al., 2019 40 to 25%: - 13% CH4/kg lait • Produire de la viande à partir du troupeau laitier • • • Croisement et/ou semences sexées Engraisser de jeunes bovins (24-26 mois) principalement à l’herbe Finir les animaux ni trop tôt (veau) ni trop tard (bœuf) Génisses > 24 mois (% UGB) Secteur allaitant 17 Secteur laitier 9 Kg eq-CO2/kg CE Naiss-Engraiss JB Laitier 12 - 14 5-7 (Dollé et al, 2015) • Des bénéfices multiples • Moins d’émissions (nitrate, ammoniac, P….) ; besoin de moins d’aliments, libration de surfaces • Plus de valeur ajoutée sur le territoire et moindre dépendance aux importations de viande rouge • Une priorité : Améliorer la précocité de nos races à viande Groupe GT Herbivores Bretagne 10 Mars 2022 Loudéac J.L. Peyraud Une trop forte réduction du nombre de ruminants aura des effets contre productifs • Accroissement des émissions par transfert de la production vers des régions moins efficaces • Réduction des surfaces en prairies avec pertes associée de biodiversité et de C des sols kg eq-CO2 / kg protéines Groupe GT Herbivores Bretagne 10 Mars 2022 Loudéac Prairies > cultures Prairies > forêts Pesticides +/Biodiversité Fertilité des sols - Fermentation Biodiversité Stock C (feux) J.L. Peyraud Production des fourrages: utilisation des légumineuses • Réduction des émissions de CH4 Graminées Légumineuses 23,3 g/kg MS ingérée 19,8 g/kg MS ingérée (Eugène et al., 2014) • Réduction des émissions de N20 (et d’énergie fossile) Emissions de N2O (Kg eq-CO2/kg N) Emissions de N2O (Kg eq-CO2/ha) Ammonitrate 29 Graminées fertilisées 1190 Fixation symbiotique 0 Prairies mélange 143 (Luscher et al., 2014) (Jensen et al, 2012) • Réduction des importations de soja 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Production des concentrés : Utiliser des ressources à faible empreinte carbone • Choisir des aliments à faible empreinte C Kg CO22-eq/kg aliment Réduction de l’empreinte environnementale des concentrés en Bretagne(fonction multi-objectifs) Intérêt des coproduits et des graines de légumineuses Projet ECOALIM 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Utilisation bien raisonnée des effluents • Les émissions de méthane ont lieu surtout durant la phase de stockage anaérobie (litières, fosses à lisier) • Les émissions s’accroissent avec la température • Les émissions sont négligeables au pâturage (Faverdin et Van Milgen, 2019 d’après IPCC 2006) 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Utilisation bien raisonnée des effluents % émissions des effluents Mitigation CH4, N2O Mitigation NH3 Couverture des fosses - CH4 Up to 80% + CH4 (10%) + + (CH4, N2O) (<10%) Up to 90% ++ (CH4) 0 Méthanisation ++ - Pâturage vs bâtiments ++ ++ Réduction du temps de stockage Enfouissement rapide Torchères Adapted from Henning L. et al 2011; Martin et al. 2013; CITEPA 2019 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Utilisation des effluents en substitution des engrais minéraux : un nouvel « or vert » • Réduction des émissions de N2O • Avec des gains associés sur la consommation d’énergie fossile (55 MJ/kg N min) • Préserver le N des effluents pour le substituer aux engrais minéraux • Limiter les pertes de NH3 • Ne plus résorber le N des effluents porcins en Bretagne : 20 kg N/ha SAU 31-05-2022 kg eq-CO2/kg N Synthèse Epandage Engrais de synthèse 28,5 4,6* Effluents 0** 1,6 * Révision des facteurs d’émission (GIEC 2919/2009) ** Quelques pertes en bâtiments avant épandage Kg N ha SAU N Minéral N Effluents Apports au sol 78 68 Pertes NH3 4 18 Données France (Esco N, Peyraud et al., 2012) Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Méthanisation des effluents : ange ou démon ? • 1 UGB = potentiel de 1 kW électricité (animal majoritairement à l’étable • Un potentiel de production de 45 TWh d’énergie primaire proche de la production hydroélectrique française qui s’élève à 54 TWh. (Elba, 2018) Les intérêts Les risques Valorisation des fumiers et lisiers Moins de pâturage pour maximiser la collecte d’effluents en étable Plus de maïs et moins d’herbe ? Contribution au cycle de N : • Substitution engrais chimiques • Gestion plus précise des effluents Qualité de la gestion des digestas Culture intermédiaires à vocation énergétique Compétition pour l’accès à la biomasse, • Diversité des assolements, Renchérissement du prix des Fourrages, • Réserve fourragère 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Séquestration de C par les sols • Des stocks plus importants et une • Potentiel de séquestration supplémentaire dynamique plus favorable sous prairies + 250 kg C/ha/an Pâtuage vs fauche des PP 2-3 ans de PT vs ensilage maïs +265 (3.2 °/oo) +466 (7.3 °/oo) Utilisation de culture intercalaires + 350 +126 (2.3°/oo) - 91 Etude 4P1000 (Pellerin et al., 2019) (flux en kg C/ha/an) 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Encourager les pratiques vertueuses : le rôle des politiques publiques et des acteurs des filières Taxe sur la viande (augmentation TVA) • Le N2O n’est pas pris en compte • Transfert vers les viandes de monogastriques (compétition feed/food) et/ou des aliments moins chers ultra transformés Taxe sur les émissions • Régulation de l’élevage et des engrais minéraux • Taxe N2O > taxe CH4 Certificats de réduction • Approche positive : rémunération pour limiter les émissions, des émissions, “Marché • Développement de pratiques adaptées localement, C” • Pouvoirs publics : Approbation des pratiques, certification des outils de diagnostic, traçabilité, • Intérêt va augmenter avec le prix du C Affichage C 31-05-2022 • Encourage les acteurs privés à se différencier, • Risque de comparaison animal vs végétal Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Y-a-t-il des solutions doublement gagnantes ? Lait GES (kg eq CO2/kg lait) Lait (kg/vache/an) Engrais N (kg/1000 L) Concentré (g/L lait) CH4 Top 10 0,98 7480 25 171 0,79 8146 18 157 Viande bovine GES (kg eq CO2/kg PV vide) En. fossile (MJ/kg PV vide) Engrais N (kg/ha) Concentré (kg/animal/an) CH4 Top 10 18,3 12,5 10.7 28 561 6.9 17 486 Dollé et al. (3R 2020) 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Y-a-t-il des solutions doublement gagnantes ? Mitigation Coût Biodi versité Société Animal à faible émission + 0 0 0 0 0 0/+ Animal plus résilient/robuste, plus précoce + + + + + 0 + Moins d’animaux ‘improductifs’ + + + + -/0 0 + Utilisation d’inhibiteurs du méthane + - 0 0 0 0 +/- Utilisation de légumineuses + +/- + + 0 + + Maximisation du pâturage + + 0/- + + + + Utilisation bien raisonnée des effluents + + 0 + 0 +/- + Méthanisation + - 0 +/- 0 -/0 +/- Séquestration de C dans les sols + +/- + 0 0/+ 0/+ + 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique Adapta- AutonoBE tion CC mie animal J.L. Peyraud Part 3: Conclusion 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud • L’élevage de ruminant a une contribution importante aux émissions de GES du secteur agricole, • Mais les ruminants sont les seuls capables de valoriser la cellulose, premier glucide produit par la photosynthèse - une niche écologique indispensable • Il est important de réduire l’intensité des émissions, notamment dans un contexte d’une demande croissante en produits animaux, • Des possibilités de réduction de l’intensité des émissions existent • Alimentation des troupeaux, recours aux légumineuses, meilleure gestion des effluents, méthanisation…. • Des gains plus faciles à réaliser sur les volets de la production des aliments et la gestion des effluents que sur celui du méthane entérique (voie génétique) – agriculture circulaire, • Pour la France il serait possible de réduire les effectifs de bovins tout en maintenant la production de lait et viande ce qui nécessite des choix stratégiques. • Réduire fortement la population de ruminants aura des effets contre productifs 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud Philippe GELUCK 31-05-2022 Journées Ruminants Alterbiotique J.L. Peyraud