Evaluation quantitative des émissions de méthane entérique par les animaux d'élevage en 2007 en France - productions-animales.org
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INRA Prod. Anim.,
2008, 21 (5), 403-418 Evaluation quantitative
des émissions de méthane entérique
par les animaux d'élevage en 2007
en France
M. VERMOREL1, J.-P. JOUANY1, M. EUGÈNE1, D. SAUVANT2, J. NOBLET3, J.-Y. DOURMAD3*
1 INRA, UR1213 Herbivores, F-63122 Saint-Genès Champanelle, France
2 INRA, AgroParis Tech, UMR791 Physiologie de la Nutrition et de l’Alimentation, 16 rue Claude Bernard,
F-75231 Paris, France
3 INRA, Agrocampus, UMR1079 Systèmes d’Elevage, Nutrition Animale et Humaine,
F-35590 Saint-Gilles, France
Courriel : michel.vermorel@wanadoo.fr
L’UE s’est engagée en 2007 à réduire de 20% ses émissions de gaz à effet de serre à l’horizon
2020 par rapport aux niveaux de 1990. L’impact du méthane sur l’effet de serre est devenu une
préoccupation du monde politique et des responsables scientifiques. Le méthane entérique qui
représenterait environ 45% des émissions totales de méthane en France, serait responsable
d’environ 5% du réchauffement global pour notre pays. Or, le méthane a une durée de vie dans
l’atmosphère relativement courte, ce qui signifie qu’une réduction de ses émissions peut avoir
rapidement des répercussions appréciables sur l’effet de serre.
En France, les rejets de méthane pro- tiques qu’elle représente, en particulier de ses émissions peut avoir des réper-
venant de l’agriculture représentent pour les ruminants (un litre de méthane cussions intéressantes sur l’effet de
environ 73% des émissions totales hors pèse 0,174 g et représente une perte de serre en quelques décennies.
puits (CITEPA 2007). La quasi-totalité 9,45 kcal). L’impact du méthane enté-
(97%) est issue de l’élevage si l’on rique sur l’effet de serre n’a été pris en Les fermentations anaérobies qui se
cumule le méthane entérique et celui considération qu’au cours des 15 der- déroulent naturellement dans le tube
émis à partir des déjections animales. nières années, mais il est devenu digestif des animaux et de l’homme
Le méthane entérique représente une aujourd’hui une préoccupation du produisent du méthane. En anaérobio-
part importante des émissions quanti- monde politique et des responsables se, les réactions d’oxydation qui génè-
fiables de méthane dans les pays où scientifiques. L’importance d’un gaz rent l’ATP (adénosine triphosphate)
l’élevage des ruminants au pâturage a pour son effet de serre dépend à la fois nécessaire à la croissance des microor-
un rôle économique majeur (88% en de son pouvoir (ou forçage) radiatif ganismes conduisent à la production
Nouvelle-Zélande ; 45% en France ; intrinsèque (puissance radiative que le d’hydrogène métabolique (H•). Bien
20% aux USA et 17% au niveau mon- Gaz à Effet de Serre (GES) renvoie que les conditions thermodynamiques
dial). Si l’on considère que la contribu- vers le sol) et de sa durée de vie locales ne soient pas favorables à la for-
tion de l’ensemble des émissions de dans l’atmosphère. Le Pouvoir de mation d’hydrogène gazeux à partir de
méthane à l’effet de serre sur notre pla- Réchauffement Global (PRG) d'un gaz deux atomes d’H•, sa présence dans les
nète serait de l’ordre de 12%, on peut se définit comme le forçage radiatif gaz de fermentation inhibe l’action des
calculer que le méthane entérique serait cumulé sur une durée de 100 ans et déshydrogénases et conduit à un arrêt
responsable d’environ 5% du réchauf- s’exprime relativement au CO2. Le des fermentations lorsque sa pression
fement global pour notre pays, alors méthane est une cible particulièrement partielle devient supérieure à 1 kPa
qu’il ne serait que de 2 à 4% à l’échel- intéressante dans le cadre de la lutte (Miller 1995). L’élimination nécessaire
le de la planète (Moss et al 2000). contre l’effet de serre puisque son PRG de l’hydrogène est assurée principale-
est 21 à 23 fois supérieur à celui du ment par les archaea méthanogènes
La production de méthane entérique a dioxyde de carbone (CO2) et que sa dans le rumen, alors que d’autres
fait l’objet de nombreuses études durée de vie dans l’atmosphère est microorganismes comme les bactéries
depuis des décennies dans le but d’éva- courte (12 - 20 ans). Le méthane est acétogènes sont davantage impliquées
luer l’importance des pertes énergé- donc un gaz très réactif et une réduction dans le métabolisme de l’hydrogène au
* Remerciements : Les auteurs remercient les autres membres du groupe de travail qui ont participé à cette étude : M. Doreau, C. Martin, D. Micol,
D. Morgavi (INRA, URH Theix) et S. Giger-Reverdin (UMR Physiologie de la nutrition et alimentation INRA/AgroParisTech). Ils adressent également leurs
vifs remerciements aux personnes qui ont collaboré à ce travail en fournissant ou en validant des données : W. Jentsch (Institut Oskar Kellner, Rostock,
DE), Y. van der Honing (IVVO, Lelystad, NL), P. Paccard (Institut de l'Elevage), J. Agabriel, R. Baumont, M. Benoit, F. Bocquier, L. Delaby, P. Faverdin,
J.-P. Garel, G. Laignel, M .Lherm, W. Martin-Rosset, S. Prache (INRA), H. Boissier (INZO) et D. Vermorel (Coopadou).
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5404 / M. VERMOREL et al
sein du gros intestin. Des voies secon- an) moyens par défaut, tirés de la litté- article rapporte les méthodes d'estima-
daires d’utilisation de l’hydrogène rature, par espèce animale, pour les tion utilisées et les modes de calcul des
existent dans le rumen (synthèse de pays industrialisés ou les pays en déve- émissions de méthane par les principa-
propionate ; réduction des ions SO4= loppement. Cependant, dans le cas des les espèces et les diverses catégories
ou NO3- ; saturation d’acides gras bovins des facteurs d'émission diffé- d'animaux d'élevage de chaque espèce
insaturés…) mais elles ont une efficaci- rents sont proposés pour les vaches lai- en France en 2007.
té moindre. La méthanogénèse doit tières et pour les «autres bovins» et
donc être considérée comme une voie selon les régions du monde (Amérique 2 / Méthodes d'évaluation
métabolique essentielle dans la diges- du Nord, Europe de l'Ouest, Asie…)
tion et les fermentations microbiennes pour tenir compte des différences de des émissions de méthane
au sein du tractus digestif. niveau de production des animaux. utilisées dans cette étude
Compte tenu de son volume, de sa La deuxième méthode (Tier 2) est
localisation dans le tube digestif et de plus élaborée ; elle convient pour les Conformément aux recommanda-
sa contribution dans la digestion totale pays où l'on dispose d'informations sur tions de l'IPCC 2006, nous avons sou-
des aliments ingérés par les animaux, le les effectifs d'animaux des diverses caté- haité adopter une méthode permettant
rumen est de loin le compartiment gories au sein d'une espèce donnée : de prendre en compte les principaux
digestif le plus impliqué dans la pro- poids adulte, activité physique, vitesse facteurs de variation des émissions de
duction de méthane. En effet, les fer- de croissance, production laitière, ali- méthane liés à l'animal (espèce, type de
mentations dans le gros intestin ne mentation etc. Schématiquement elle production, niveau de production…) et
concernent que les résidus qui ont repose i) sur l'évaluation des besoins en à la ration (quantités d'aliments ingérés,
échappé à la digestion stomacale et énergie nette (système américain du composition chimique des aliments,
intestinale. Toutefois, celles-ci peuvent NRC (National Research Council) des interactions entre les aliments au sein
être significatives dans le cas des herbi- animaux pour l'entretien et les différen- d'une ration…). Cette méthode (Tier 3)
vores monogastriques de grande taille tes fonctions (croissance, lactation…)), devait permettre de prendre en compte
comme les équidés puisque le gros le type et le niveau de production et ii) ultérieurement les effets sur les émis-
intestin est alors le lieu exclusif de la sur l'utilisation de facteurs de conversion sions de méthane, des variations de la
digestion des constituants pariétaux des (Ym = énergie du méthane émis % de productivité des animaux ou des effec-
fourrages. l'énergie brute ingérée) moyens cor- tifs de certains types d'animaux au pro-
respondant aux principales catégories fit d'autres, et les variations de la com-
Il est donc important de quantifier le d'animaux. Cependant les valeurs sont position des rations en fonction de la
plus précisément possible les émissions peu nombreuses ; ainsi la valeur est la disponibilité et des prix des ressources
de méthane entérique par les diverses même pour les diverses catégories de alimentaires. Cependant, cette méthode
catégories d'animaux d'élevage en bovins, de buffles et d'ovins adultes, ali- impliquait i) de calculer pour chaque
tenant compte des effets des facteurs mentés au pâturage ou à l'auge, sauf espèce, chaque type de production et
liés à l'animal et à l'alimentation. Cette pour les jeunes bovins qui consomment chaque niveau de production les quan-
étude propose des méthodes d'évalua- des rations comportant plus de 90% tités des divers aliments nécessaires
tion des émissions de méthane prenant d'aliments concentrés et pour les pour réaliser des rations équilibrées
en compte toutes les informations agneaux de moins d'un an. De plus, la satisfaisant les besoins des animaux,
disponibles, sans envisager les consé- méthode Tier 2 ne tient pas compte de c'est-à-dire effectuer de nombreux
quences plus globales sur les émissions l'influence du niveau d'alimentation et calculs en raison de la diversité des
de gaz à effet de serre dues aux modifi- seulement grossièrement de la composi- animaux, des types et des niveaux
cations de méthodes d'élevage. tion de la ration sur la valeur du facteur de production et des aliments disponi-
de conversion. bles selon les régions, les saisons,
1 / Méthodes existantes d'é- les prix… et ii) de trouver une (ou
Pour ces raisons le rapport 2006 de des) équation(s) de prédiction des
valuation des émissions de l'IPCC recommande l'utilisation d'une émissions de méthane prenant en
méthane entérique troisième méthode (Tier 3) plus perfec- compte la composition des rations et le
tionnée, lorsque c'est possible. Tier 3 niveau des apports alimentaires. Une
prend en compte i) tous les facteurs étude bibliographique et des tests de
Dans son rapport publié en 2006 connus qui influencent l'émission de validation ont montré qu'il n'existe pas
(Guidelines for National Greenhouse méthane entérique, comme la race ou le actuellement d'équation de prédiction
Gas Inventories) l'IPCC (Intergo- type génétique, le type et le niveau de adaptée aux types de rations utilisées en
vernmental Panel on Climatic Change) production des animaux, leur activité France.
a proposé trois méthodes (Tier 1, physique et les conditions environne-
Tier 2, Tier 3), de précision mais de mentales (stabulation libre ou entravée, Face à ces difficultés nous avons
complexité croissantes, pour évaluer plein-air intégral…), la composition et choisi une autre démarche, plus simple
les émissions annuelles de méthane la digestibilité des rations et ii) les mais capable d’aboutir à une précision
entérique par les animaux d'élevage au valeurs des facteurs de conversion satisfaisante. Pour les bovins et les
niveau mondial ou au niveau national, disponibles pour chaque catégorie ovins, celle-ci (figure 1) part des
selon les informations disponibles dans d'animaux dans un pays donné. besoins énergétiques calculés ou des
chaque pays. La première méthode apports énergétiques recommandés (en
(Tier 1) nécessite seulement la connais- Un inventaire des émissions de UFL ou en UFV) selon le système pro-
sance des effectifs des principales caté- méthane entérique par les animaux posé par l’INRA. Le principal avantage
gories d'animaux d'élevage. Elle repose d'élevage en France a été effectué par pratique de cette méthode est que les
sur l'utilisation de facteurs d'émission l’INRA à la demande du Ministère de besoins des animaux ne varient pas
(kg de méthane émis par animal et par l’Agriculture et de la Pêche. Le présent avec la composition de la ration. Les
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5Evaluation quantitative des émissions de méthane entérique par les animaux d’élevage en 2007 en France / 405
apports en UF ont ensuite été conver- 3 / Evaluation des émissions - l’intervalle moyen entre deux vêla-
tis en kcal d'Energie Nette (EN), puis ges est de 392 j,
en Energie Métabolisable (EM) en uti- de méthane par les bovins - la durée moyenne de la période de
lisant les rendements moyens cor- tarissement est de 61 j, ce qui cor-
respondant à chaque type de produc- respond à une période de lactation de
tion puisqu'il n'était pas envisageable 3.1 / Evaluation des émissions de 331 j (ou 47 semaines).
d'utiliser toutes les valeurs de rende- méthane par les vaches laitières
ments correspondant aux nombreux Les besoins énergétiques journaliers
types de rations et à tous les niveaux a) Evaluation des besoins énergé- totaux (en UFL) des vaches laitières
d'alimentation rencontrés en pratique tiques des vaches laitières primipares et multipares ont donc été
d'élevage. La quantité d'EM ingérée a Les besoins énergétiques journaliers calculés séparément, semaine par
permis d'évaluer l’énergie du méthane (UFL) des vaches laitières ont été calcu- semaine, sur une période de lactation
à l'aide d'un facteur de conversion lés en additionnant les besoins d'entre- de 47 semaines et pour des productions
(Y'm exprimé en kcal de méthane pour tien, de lactation et de gestation des laitières allant de 5000 à 10 000 kg en
100 kcal d'EM ingérée) qui varie vaches multipares, ainsi que les besoins tenant compte des courbes de lactation
selon le type de production, la nature de croissance des vaches primipares et les correspondantes (INRA 2007).
de la ration et les performances des besoins liés aux déplacements au pâtura-
animaux. ge. Il a été tenu compte des corrections Remarque : L'évaluation des émis-
énergétiques résultant des interactions sions de méthane à partir des besoins
Pour obtenir le maximum de préci- entre les fourrages et les concentrés en énergétiques des animaux en lactation
sion sur le facteur Y'm, tout en simpli- fonction de la production laitière (INRA entraîne une surestimation des émis-
fiant les calculs, nous avons cherché à 2007). sions au début de la période de lacta-
«segmenter» les estimations selon les tion (car les apports énergétiques réels
différentes catégories d’animaux et, Compte tenu des données bibliogra- sont inférieurs aux besoins) et une
lorsque c’était souhaitable, selon le phiques et des informations fournies par sous-estimation des émissions à partir
régime alimentaire (alimentation à l'au- les collègues de l'INRA et des organismes du milieu de la lactation. Le poids cor-
ge/alimentation au pâturage). Cette professionnels qui ont collaboré à cette porel des vaches multipares variant peu
méthode tient en partie compte des étude, et en accord avec eux, les éléments entre deux lactations, il a été admis que
effets du niveau des apports alimentai- suivants ont également été utilisés pour les deux phénomènes se compensaient.
res sur l'émission de méthane, mais elle les calculs des émissions de méthane : En effet, pour une production laitière
ne permet pas de prendre en compte moyenne de 6300 kg/an, l'erreur est
directement tous les facteurs de varia- - le poids vif moyen des vaches
inférieure à - 0,2%.
tion des émissions de méthane liés à la (après vêlage) augmente avec le niveau
composition des rations. de production laitière (de 5000 à
10 000 kg, productions «standardisées» Pour chaque type d’animal les
calculées sur 305 j) : de 620 à 720 kg besoins totaux (en UFL) ont été conver-
Dans le cas des équins, les besoins tis en Energie Nette de Lactation (ENL)
énergétiques nets ont été convertis en pour les vaches multipares et de 565 à
640 kg pour les vaches primipares, en utilisant la valeur de 1,7 Mcal d'ENL
Energie Digestible (ED) puisque nous par UFL. L'apport d'énergie métaboli-
disposions à l'INRA d'équations de pré- - le nombre de lactations par vache sable correspondant a été obtenu en
diction des émissions de méthane diminue de 3,15 à 2,35 pour des pro- divisant l'apport d'ENL par 0,60, valeur
(ECH4 % ED) en fonction de la compo- ductions laitières de 5000 à 10 000 kg moyenne du rendement «kl» d'utilisa-
sition chimique des rations. Dans le cas par an, ce qui correspond à un taux de tion de l'EM des rations pour la lacta-
des caprins et des porcins nous avons renouvellement des vaches de 31,7 à tion, obtenue à partir des études effec-
utilisé des équations spécifiques éta- 42,3% par an, tuées dans le monde jusqu'en 1974
blies à l'INRA pour l'évaluation des - l’âge moyen au premier vêlage est (1150 bilans, d’après Van Es 1975). La
émissions de méthane. de 30 mois, validité de cette valeur a été testée avec
Figure 1. Schéma représentant la démarche choisie pour évaluer les émissions de méthane par les bovins et les ovins.
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5406 / M. VERMOREL et al
les résultats d'études réalisées ultérieu- tières (ou Y'm) uniquement à partir de Pour les productions laitières inférieu-
rement en chambres respiratoires en la quantité d'EM ingérée (EMI) : res à 15 kg/jour (fin de lactation), nous
Allemagne, aux Pays-Bas, au ECH4 (MJ/j) = 8,25 + 0,07 EMI (MJ/j) avons calculé de nouvelles valeurs de
Royaume-Uni et en France avec des Y'm à l'aide de l’équation suivante :
n = 20, R2 = 0,55, (etr = 1,95 MJ/j, soit ±
vaches recevant des rations à base de Y’m = 12,5 + 0,17 (15 - PL moyenne)
10,8%) ; Y'm = 100 ECH4 (MJ/j) / EMI (MJ/j)
foin long, d'ensilage d'herbe ou d'ensi- (équation 2)
(équation 1)
lage de maïs et de 6 à 60% (44,6 ±
13,4%) d'aliments concentrés à base de Cette relation d’intrapolation a été
céréales, issues de meunerie et pulpes Cette équation ne nécessite pas d'in-
formations sur la composition des établie en prenant la valeur Y’m = 12,5
de betteraves (31 lots de vaches). La (calculée à l'aide de l’équation de Mills
valeur moyenne de kl est 0,60 ± rations, tient compte indirectement du
niveau d'alimentation des vaches laitiè- et al (2003) pour une production laitiè-
0, 0080. Dans le cas de 9 rations à re de 15 kg/j) et la valeur 14,2 ± 0,84
base d'ensilage de maïs comportant de res (EMI) et permet de prédire Y'm avec
une précision compatible avec l'objectif pour une production laitière de 5 kg/j
35 à 40% d'aliment concentré, la (valeur établie à partir de 27 données
valeur moyenne de kl est 0,601 ± de notre étude.
obtenues avec des vaches en fin de lac-
0,0054 et la production laitière de 26,8 tation et en gestation (Van Es 1961).
± 5,3 kg /j. La validité de cette équation de pré-
diction a été testée par ses auteurs à l'ai- Enfin, l'équation de Mills et al (2003)
de de 63 bilans obtenus en Irlande du surestime les émissions de méthane
b) Evaluation des facteurs de conver- Nord et 45 bilans obtenus à Hurley dans le cas des vaches au pâturage.
sion Y’m (GB) avec des vaches en lactation rece- Nous avons donc établi une équation
Les émissions de méthane ont été vant des rations à base d'herbe, d'ensi- spécifique (équation 3) de prédiction
évaluées à partir de l'apport d'EM et des lage d'herbe ou d'ensilage de maïs qui des émissions de méthane au pâturage
facteurs de conversion Y'm (énergie du correspondent à des rations utilisées en (cf. ci-dessous).
méthane (ECH4)/100 kcal d’EMI) qui France. Le pourcentage de concentré
correspondaient le mieux aux modes dans ces régimes (35,4 ± 17,5) variait En conséquence, il a été décidé d'uti-
d'alimentation des vaches laitières en de 0 à 52%. Les vaches produisaient en liser l'équation 1 (Mills et al 2003) pour
France au pâturage ou à l'auge, c'est-à- moyenne 24,6 ± 8,5 kg de lait par jour prédire les émissions de méthane des
dire des rations distribuées à l'auge (de 8,9 ± 0,5 kg à 30,8 ± 4,2 kg). vaches laitières recevant les types de
composées de foin, d'ensilage d'herbe Les différences entre les quantités de rations hivernales utilisées en France et
ou d'ensilage de maïs et au maximum méthane prédites et les quantités mesu- produisant plus de 14 kg de lait par
de 50% d'aliments concentrés variés. rées étaient en moyenne de - 2,9% et jour, l'équation 2 pour les vaches ali-
Nous avons exclu les rations compor- + 4,6% respectivement pour les études mentées à l'auge produisant moins de
tant des fourrages agglomérés ou plus réalisées en Irlande du Nord et à 15 kg de lait par jour, et l'équation 3
de 50% d'aliments concentrés. Hurley. pour les vaches au pâturage.
Alimentation à l'auge : une étude Nous avons testé la validité des rela- Alimentation au pâturage : Au cours
bibliographique portant sur 22 études tions de Sauvant et Giger-Reverdin des 15 dernières années des mesures
en chambres respiratoires réalisées en (2007) et de Mills et al (2003) sur un d'émission de méthane par des bovins
Allemagne, en France, en Grande- sous-ensemble de résultats d'études au pâturage ont été réalisées à l'aide de
Bretagne, aux Pays-Bas et aux USA, réalisées en chambres respiratoires en la méthode au SF6 (Johnson et al 1994)
avec 58 lots de 6 à 12 vaches en lacta- Allemagne, aux Pays-Bas, au sur des vaches en lactation ou taries,
tion, nous a permis de sélectionner Royaume-Uni et en France avec des des génisses ou des bouvillons.
2 équations de prédiction de Y'm (une vaches recevant des rations à base de Cependant beaucoup de données sont
équation de Sauvant et Giger-Reverdin foin long, d'ensilage d'herbe ou d'ensi- incomplètes (mesure peu fiable des
(2007) et une équation de Mills et al lage de maïs et de 6 à 60% d'aliment quantités d'herbe ingérée ; pas de mesu-
(2003)) et de tester leur applicabilité et concentré (44,6 ± 13,4%) à base de re de la digestibilité de l'herbe…), ce
leur précision. L'équation de prédiction céréales, issues de meunerie et pulpes qui n’a pas permis de calculer les
de Sauvant et Giger-Reverdin (2007) a de betteraves (31 lots de vaches). La valeurs du facteur de conversion Y’m.
été calculée à partir d'une base de don- production laitière était en moyenne Nous avons ajouté aux données exploi-
nées sur vaches laitières (174 lots d'ani- de 21,5 ± 6,2 kg/j (de 8,3 à 34,2 en tables obtenues par la méthode au SF6
maux) correspondant à une grande moyenne par lot). La comparaison des (3 études, 23 animaux, 10 traitements)
diversité de rations européennes et émissions de méthane prédites et des les données obtenues en chambres
nord-américaines. Elle prend en comp- émissions mesurées montre qu'avec le respiratoires aux Pays-Bas (83 bilans),
te le pourcentage de concentré de la type de rations utilisées en France en Irlande du Nord (20 bilans) et en
ration et le niveau d'alimentation. contenant un maximum de 50% d'ali- Nouvelle-Zélande (13 bilans) (résultats
L'équation de prédiction de Mills et al ment concentré riche en céréales, c'est cités par Bruinenberg et al 2002) et par
(2003) a été établie à partir des résultats l'équation de Mills et al (2003) qui est Grainger et al (1985) avec des vaches
d'études réalisées en chambres respira- la plus précise pour des productions en lactation recevant de l'herbe fauchée
toires à Reading (GB) avec des vaches laitières supérieures ou égales à 15 kg à divers stades végétatifs (au total 18
laitières recevant 20 rations composées par jour. La différence entre les traitements alimentaires). La relation
de foin, d'ensilage de maïs, d'ensilage émissions de méthane prédites et globale est la suivante :
d'herbe, d'ensilage de blé immature et les émissions mesurées en cham- Y'm = - 0,238 dE + 27,67 ;
d'aliments concentrés (37,8 ± 4%). La bres respiratoires est en moyenne N = 18 traitements ; R2 = 0,84 ETR = 0,80
production laitière moyenne par groupe de + 2,5 ± 9% avec l'équation de (équation 3)
de vaches était de 27,5 ± 3,78 kg/jour. Mills et -8 ± 14,5% avec l'équation
Cette équation permet de prédire de prédiction de Sauvant et Giger- La relation montre que le facteur de
l'émission de méthane des vaches lai- Reverdin (2007). conversion Y'm diminue linéairement
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5Evaluation quantitative des émissions de méthane entérique par les animaux d’élevage en 2007 en France / 407
lorsque la digestibilité de l'énergie (dE) Ainsi l’émission de méthane aug- 3.2 / Evaluation des émissions
de l'herbe augmente. mente de 9,8 g par kg de lait supplé- de méthane par les vaches allai-
mentaire produit. tantes
Cette relation a été utilisée pour pré-
dire le facteur de conversion à partir de Le facteur d'émission varie de 90 à
la digestibilité de l'herbe lorsque les 163 kg de méthane entérique par a) Evaluation des besoins énergé-
animaux sont alimentés au pâturage. tiques des vaches allaitantes
vache et par an lorsque la production
Compte tenu, d'une part des données laitière passe de 3500 à 11 000 kg par Les besoins énergétiques des vaches
obtenues à l'INRA sur les variations de an. Il est en moyenne de 117,7 kg pour allaitantes ont été déterminés à partir
la digestibilité de la matière organique une production laitière moyenne en des caractéristiques suivantes :
de l'herbe pâturée par les vaches laitiè- France évaluée à 6300 kg par an. Ces - le poids vif moyen (après vêlage)
res ou par les vaches allaitantes au estimations sont assez proches de celles pondéré des vaches allaitantes a été cal-
cours des saisons et selon le type de fournies par le rapport FAO (2006) culé en tenant compte des poids
pâturage (Jouven et al 2008), et d'autre pour des productions situées entre 3000 moyens des vaches des principales
part, de la relation entre la digestibilité et 7000 kg de lait (109 kg de méthane races et des effectifs correspondants
de la matière organique et de la digesti- par an pour une production annuelle de (Normand 2006). Le poids moyen rete-
bilité de l'énergie de l'herbe (Andrieu et 6000 kg de lait). Ainsi, la quantité de nu est de 675 kg pour les vaches multi-
Demarquilly 1987), nous avons retenu méthane émise par kg de lait produit est pares et de 580 kg pour les vaches pri-
les valeurs moyennes suivantes pour en moyenne de 18,7 g pour une produc- mipares ;
les facteurs de conversion : tion laitière de 6300 kg et elle passe de
- l'âge moyen des vaches au 1er vêla-
Y'm = 9,3 ± 1,04 pour les vaches laitières au 25,7 à 14,9 g lorsque la production lai-
ge est de 3 ans ;
pâturage d'avril à juillet, tière augmente de 3500 à 11 000 kg
Y'm = 10,3 ± 1,04 pour les vaches laitières au par an. - la date moyenne de vêlage a été
pâturage d'août à octobre. fixée au 1er février ;
d) Bilan des émissions de méthane - la productivité numérique étant
c) Evaluation des émissions indivi- par les vaches laitières comprise entre 0,80 et 0,90, la valeur
duelles de méthane aux niveaux jour- de 0,85 a été retenue ;
L'effectif total des vaches laitières
nalier et annuel par les vaches laitières en France en 2007 était de 3 799 000 - le poids moyen de naissance des
Les émissions journalières de métha- têtes (Agreste Conjoncture 2007) veaux a été évalué à 42,3 kg ;
ne ont été calculées à l'aide des équa- et la production nationale de lait - la durée d'allaitement a été fixée à
tions précitées, semaine par semaine sur était évaluée à 24,4 millions de ton- 10 mois (du 1er février au 31 octobre) ;
une période de 392 j (intervalle moyen nes, soit une production moyenne de - la production laitière moyenne,
entre deux vêlages), dont 47 semaines 6300 kg par vache et par lactation : pondérée pour les différentes races, est
de lactation, pour des productions laitiè- 7100 kg/vache/an pour les 2,6 mil- de 1700 kg.
res de 5000 à 10 000 kg (en 305 j, soit lions de vaches laitières soumises
44 semaines), séparément pour les au contrôle laitier et 4679 kg/ vache/ Les besoins énergétiques journaliers
vaches primipares et multipares, en an pour 1,2 million de vaches lai- (en UFL) des vaches allaitantes ont
tenant compte des courbes de lactation tières non soumises au contrôle lai- été calculés à partir des données ci-
(INRA 2007) et de la production laitière tier. dessus en additionnant les valeurs des
au cours des semaines 45 - 46 - 47 selon besoins d'entretien, de lactation, de
la production laitière annuelle. Les émissions annuelles de méthane gestation ainsi que les besoins liés aux
entérique par les vaches laitières en déplacements des animaux au pâtura-
Les calculs ont été faits pour des vêla- France ont donc été calculées séparé- ge et les besoins correspondant au
ges ayant lieu le 1er novembre (2/3 des ment dans le cas des vaches soumises gain de poids des vaches multipares
vêlages) ou le 1er mai pour tenir comp- au contrôle laitier, pour les produc- au cours de leur carrière (20 kg par an
te des différences d'alimentation au tions moyennes par classe, de 3500 à en moyenne). Les besoins énergé-
cours de la lactation (parts respectives 11 100 kg/an et en tenant compte du tiques annuels des vaches allaitantes
de l’alimentation à l’auge et au pâtura- pourcentage de vaches primipares multipares suitées s'élèvent en
ge). La durée de la saison de pâturage a dans l'effectif de chaque classe, et moyenne à 3300 UFL, dont 1144 UFL
été évaluée en moyenne à 7 mois (du dans le cas des vaches non soumises pendant la période d’alimentation à
01/04 au 31/10). Les émissions annuel- au contrôle laitier, en calculant par l'auge et 2156 UFL correspondant à
les de méthane (appelées facteur d'émis- extrapolation l'émission annuelle de l’alimentation au pâturage (Agabriel
sion, exprimé en kg) ont ensuite été cal- méthane correspondant à une produc- communication personnelle). Dans le
culées par addition des émissions tion laitière moyenne de 4679 kg/an et cas des vaches primipares, les besoins
hebdomadaires pendant 392 j (intervalle en considérant qu'il y a 30% de primi- énergétiques annuels s'élèvent en
moyen entre deux vêlages) pour des pares parmi ce 1,2 million de vaches moyenne à 2900 UFL, dont 1015 UFL
vaches laitières primipares ou multipa- laitières. pendant la période d’alimentation à
res produisant de 4000 à 10 000 kg de l'auge et 1885 UFL pendant la période
lait. Les résultats de ces calculs ont mon- L’émission totale annuelle de de pâturage. Pour les vaches non ges-
tré que le facteur d’émission de méthane méthane entérique des 3,8 millions tantes les besoins sont en moyenne de
augmente linéairement avec la produc- vaches laitières élevées en France 1980 UFL (dont 660 à l'auge et 1320
tion laitière (PL) annuelle selon la rela- atteint la valeur de 447 200 tonnes. au pâturage) et pour les vaches qui ont
tion suivante : Elle représente près de 32% du perdu leur veau à la naissance ou peu
CH4 (kg/an) = 55,7 + 0,0098 PL ; N = 7 ; méthane entérique produit par l’en- après les besoins sont en moyenne de
(etr = 0,66 kg/an) (équation 4) semble des animaux d’élevage 2200 UFL (dont 730 à l'auge et 1470
(tableaux 1 et 6). au pâturage).
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5408 / M. VERMOREL et al
Les besoins en énergie nette de lacta- Au niveau national, l'émission totale diverses informations disponibles sur la
tion ont été calculés en multipliant le annuelle de méthane entérique par productivité numérique et le taux de
besoin total en UFL par 1,7 Mcal. les vaches allaitantes s'élèverait pour renouvellement des mères, les importa-
L'apport d'énergie métabolisable cor- 2007 à 351 120 tonnes pour un tions, les exportations, les statistiques
respondant a été obtenu en divisant l'ap- effectif moyen de 4 077 000 animaux d’abattage etc., nous avons pu évaluer
port d'ENL par 0,60 pour l'alimentation (Agreste Conjoncture 2007), ce qui les effectifs d'animaux des diverses
au pâturage et 0,58 ± 0,0066 pour l'ali- correspond à un facteur d’émission catégories et contrôler la validité de ces
mentation à l'auge (valeur moyenne de moyen de 86,1 kg de méthane par estimations par recoupement des don-
«kl» obtenue pour 22 rations distribuées animal et par an, à mettre en parallèle nées (tableau 1).
à l'auge) (ITEB 1989, INRA 2007). avec celui des vaches laitières évalué à
117,7 kg. L’émission totale annuelle de b) Démarche utilisée pour évaluer les
b) Evaluation des facteurs de méthane par les vaches allaitantes émissions de méthane des bovins en
conversion Y'm représente donc 78,5% de celle des croissance et à l’engraissement
vaches laitières, 44% des émissions
Alimentation à l'auge : le rationne- totales des vaches et 24,9% du méthane Les caractéristiques zootechniques
ment hivernal des vaches allaitantes entérique produit par l’ensemble des des jeunes bovins au sein de chaque
étant très diversifié selon les régions et animaux d’élevage. catégorie (courbe de croissance, vites-
variable selon la rigueur de l'hiver, la se de croissance, âge et poids à l'abat-
portance du sol…), nous avons calculé tage, âge et poids au vêlage…) et les
les valeurs de Y'm (ECH4/100 kcal 3.3 / Evaluation des émissions de informations complémentaires four-
d’EMI) pour 22 rations hivernales à base méthane par les bovins en crois- nies par les collègues zootechniciens
de foin ou d'ensilage d'herbe + foin ou sance et à l'engrais de l'INRA et des Organismes
d'ensilage de maïs et de foin ou de paille, Professionnels ont permis de calculer
contenant moins de 10% de concentré a) Définition des différentes catégo- les apports énergétiques recommandés
(ITEB 1989, INRA 2007). Les valeurs ries et évaluation des effectifs des (INRA 2007).
de Y'm se situent entre 13,5 et 14,5 pour bovins en croissance ou à l'engrais
les rations à base d'ensilage d'herbe de La démarche utilisée pour les bovins
bonne qualité + foin, et d'ensilage de Pour pouvoir apporter le maximum en croissance ou à l'engrais est la
maïs + paille ou foin. Elles vont de de précision dans l'évaluation des émis- même que celles utilisées pour les
14,6 à 16,5 avec les rations à base de sions de méthane par les bovins en vaches laitières et les vaches allaitan-
foin selon la qualité du foin. La valeur croissance et à l'engrais, nous avons tes. Les apports énergétiques recom-
moyenne de Y'm est de 14,9 ± 0,88 repris les catégories définies par mandés en UFL ou UFV ont été trans-
pour l’ensemble des rations étudiées. Il a Vermorel (1995). Nous avons complété formés en énergie nette lait (ENL =
donc été décidé d'utiliser la valeur de la base par une catégorie supplémentai- UFL x 1,7 Mcal) ou en énergie nette
Y'm = 15 pour les rations hivernales des re correspondant à une production nou- d'entretien et de production de viande
vaches allaitantes. velle : des taurillons de races laitières (ENEV = UFV x 1,82 Mcal), puis en
ou allaitantes recevant des rations com- énergie métabolisable en divisant l'ap-
Alimentation au pâturage : compte- portant plus de 80% d'aliment concen- port en ENL par 0,59 et l'apport en
tenu des informations fournies par tré à base de céréales et du foin ou de la ENEV par 0,62. En effet, les calculs
Baumont et al (2006) sur la digestibili- paille (rations dites «sèches») et abattus effectués sur 6 rations destinées à des
té de la matière organique de l'herbe en moyenne à l'âge de 17 mois. génisses montrent que le rendement
chez des vaches allaitantes en pâturage «kl» est en moyenne égal à 0,591 ±
extensif de mai à novembre et des L'évaluation des effectifs est un point 0,008. Pour 12 rations destinées à des
valeurs de Y'm prédites à l'aide de l'é- critique pour l'estimation des émissions taurillons Pie-Rouge (GMQ =
quation 3, il a été convenu de prendre de méthane entérique. En effet, les effec- 1,2 kg/j) et Charolais (GMQ =
une valeur moyenne de Y'm égale à 12 tifs indiqués dans les statistiques 1,6 kg/j) le rendement «kmf» est en
± 1,04. d’Agreste correspondent aux nombres moyenne égal à 0,618 ± 0,013
d'animaux recensés dans les principales (exemples de rations pris dans les
c) Bilan des émissions de méthane catégories à un moment donné de l'an- ouvrages : INRAP 1984, INRA 1988,
entérique par les vaches allaitantes née. Ils ne correspondent pas toujours au ITEB 1989).
nombre d'animaux produits au cours de
Les émissions de méthane des vaches l'année (cas des veaux de boucherie Les émissions de méthane pouvaient
allaitantes multipares ou primipares ont abattus à l'âge de 4 à 6 mois) et ne tien- être calculées à partir des quantités
été calculées à partir des apports d'EM nent pas nécessairement compte des d'EM ingérées à l’aide de deux équa-
et des facteurs de conversion (Y'm) cor- nombres d'animaux exportés ou impor- tions de prédiction :
respondants, par jour, puis par période tés (cas des broutards et broutardes). De
d'élevage et par an. plus les effectifs sont parfois détaillés 1) l'équation quadratique de Sauvant
par tranche d'âge (par exemple : génis- et Giger-Reverdin (2007) issue de 392
Les facteurs d’émission de méthane ses de 1 à 2 ans) mais pas pour d’autres «traitements», qui permet de prédire
s'élèvent en moyenne à 93,4 kg par catégories dont les périodes d’élevage Y'm à partir du pourcentage de concen-
vache allaitante multipare suitée, 82,1 sont regroupées (par exemple : «autres tré dans la ration et du niveau d'inges-
kg par vache primipare suitée, 56 kg femelles de moins d'un an»). tion ;
par vache non fécondée et 62,3 kg par
vache ayant perdu son veau au vêlage Un bilan complet des effectifs d'ani- 2) l'équation 1b de Ellis et al (2007)
ou peu après. Le taux de renouvelle- maux pour l'ensemble des catégories issue de 83 «traitements» qui permet de
ment des vaches allaitantes a été pris définies a été établi en collaboration prédire l'énergie perdue sous forme de
égal à 22% et la productivité numérique avec le laboratoire d'Economie de méthane (MJ/j) à partir de la quantité
à 85% de l’effectif. l'Elevage (INRA, Theix). A l'aide des d'EM ingérée.
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5Evaluation quantitative des émissions de méthane entérique par les animaux d’élevage en 2007 en France / 409
Tableau 1. Facteurs d'émission et émissions totales de méthane par les bovins en France.
* Effectif total des bovins : 20 514 000.
Cependant, en raison des limites de Etablissement d'une nouvelle équation Rations «classiques» distribuées à
ces deux équations [base de données de prédiction des émissions de l'auge
incluant plusieurs espèces animales, méthane Plusieurs équations de prédiction,
des rations très riches en aliments Nous avons constitué une base de linéaires ou quadratiques ont été calcu-
concentrés et des rations contenant données comportant 63 régimes : 52 lées à partir des données (moyennes de
des fourrages condensés dans le cas représentatifs des rations à base de foin, lots) obtenues avec les 52 rations clas-
de l'équation de Sauvant et Giger d'ensilage d'herbe ou d'ensilage de siques citées ci-dessus. Le pourcentage
Reverdin (2007) ; rations nord-améri- maïs, majoritairement utilisées en de concentré et le niveau d'ingestion ou
caines seulement dans le cas de l'é- France, et 11 rations de type «feedlot» le niveau d'alimentation n'étaient pas
quation 1b de Ellis et al (2007)], nous pouvant correspondre à certaines des facteurs significatifs. L'équation
avons décidé d'établir une nouvelle rations «sèches» utilisées parfois en globale de prédiction la plus précise
équation de prédiction correspondant France. La relation établie entre Y'm et pour les rations «classiques» est la sui-
mieux aux rations utilisées en France le CUD de l'énergie montre que les vante :
par les bovins en croissance et à l'en- données correspondant aux rations ECH4 (MJ) = 0,38 + 0,123 EMI (MJ)
grais. «sèches» doivent être traitées séparé- R2 = 0,64 (etr = 1,20 MJ, soit 30 L/ j)
ment. (équation 5)
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5410 / M. VERMOREL et al
Les droites de régression de ECH4 1990). Parmi les travaux publiés, beau- maux de cette catégorie âgés de 0 à
prédit avec la nouvelle équation ou coup ne précisent pas la digestibilité des 2 ans.
celle de Sauvant et Giger-Reverdin rations qu’il est absolument nécessaire
(2007), en fonction de ECH4 mesuré, se de connaître pour calculer Y'm. Nous Les émissions de méthane enté-
superposent. Toutes deux surestiment avons donc utilisé la valeur moyenne des rique par 12,40 millions de bovins en
légèrement les émissions de méthane données disponibles (Y'm = 5 ± 0,84) croissance et à l’engraissement (dont
pour des valeurs de ECH4 inférieures à qui correspond également au résultat 1 748 000 veaux de boucherie) ont été
8 MJ par jour (environ 200 L CH4/j) et obtenu par Martin et al (2007) avec une évaluées à 458 300 tonnes pour l’an-
les sous-estiment au-delà de 200 L ration «sèche». née 2007, ce qui correspond à un fac-
CH4/j. Les résidus sont en moyenne teur d’émission moyen de 43 kg/an si
plus importants avec l'équation de Alimentation au pâturage : la valeur l’on exclut des effectifs les veaux de
Sauvant et Giger-Reverdin (2007) qu'a- moyenne Y'm = 12 ± 1,04 a été utilisée boucherie qui n’émettent pas de métha-
vec la nouvelle équation. L'équation de pour calculer les émissions de méthane ne compte tenu de leur âge à l’abattage.
prédiction de Ellis et al (2007) est par les jeunes bovins qui utilisent le
beaucoup moins précise que les deux même type de pâturages que les vaches Les émissions de CH4 augmentent
précédentes : la sous-estimation est allaitantes. principalement avec l’âge et le niveau
plus importante et les résidus ont des de production des animaux en croissan-
valeurs plus importantes. c) Evaluation et bilan des émissions ce, en raison de l'accroissement des
annuelles de méthane par les bovins quantités d’aliments ingérés et digérés
Compte-tenu de ces résultats, il a été en croissance et à l'engraissement dans le rumen. Les rations «sèches»
décidé d'utiliser la nouvelle équation de (tableau 1) sont à l’origine de productions réduites
prédiction qui ne prend en compte que de méthane. Ainsi, les taurillons abattus
Les émissions de méthane par animal à 17 mois recevant ce type de rations
la quantité d'EM ingérée par les ani- pendant la période d'élevage (de la
maux et ne nécessite donc pas d'infor- ont un facteur d’émission qui varie de
naissance au premier vêlage ou de la 22,6 à 29,3 kg de méthane par an, tan-
mations sur la composition des rations naissance à l'abattage...) ont été calcu-
(pourcentage de concentré dans la dis que les taurillons recevant les
lées par période (alimentation à l'auge rations traditionnelles rejettent plus de
ration et niveau d'ingestion). ou alimentation au pâturage) pour 50 kg de méthane par an en moyenne.
chaque catégorie d'animaux, en tenant
Rations «sèches» : ces rations compor- compte de l'évolution des besoins éner-
tent généralement 80 à 90% d'aliments gétiques en fonction du poids et du gain 4 / Evaluation des émissions
concentrés à base de céréales et sont dis- de poids et du facteur de conversion de méthane par les ovins
tribuées à des niveaux d'alimentation éle- Y'm correspondant. Les facteurs d'émis-
vés à des bovins à l'engrais ayant un sion moyens (kg de méthane émis par
potentiel de croissance important. Les animal et par an) ont été ensuite calcu- En collaboration avec nos collègues
processus fermentaires sont alors forte- lés pour la totalité de la période d'éleva- du Laboratoire d'Economie de
ment affectés, les interactions digestives ge. Les effectifs d'animaux de chaque l'Elevage (INRA, Theix) et à l'aide des
sont importantes et les émissions de catégorie pris en compte pour le calcul informations relatives à la productivité
méthane sont réduites de manière signifi- des émissions annuelles de méthane numérique, aux taux de renouvellement
cative. Les pertes d'énergie sous forme sont ceux correspondant au nombre d'a- des brebis, aux importations, aux
de méthane représentent de 2 à 3,5% de nimaux de chaque catégorie présents au exportations, aux abattages etc., nous
l'énergie brute ingérée et elles diminuent cours de l'année. Par exemple, dans le avons pu évaluer les effectifs d'ani-
fortement lorsque le niveau d'alimenta- cas des taureaux abattus à l'âge de 2 ans maux des diverses catégories d'ovins
tion augmente (Branine et Johnson l'effectif correspond au nombre d'ani- (tableau 2).
Tableau 2. Facteurs d'émission et émissions totales de méthane par les ovins en France.
INRA Productions Animales, 2008, numéro 5Vous pouvez aussi lire
