Dominique TRISTANT – AgroParisTech / Ferme de Grignon 01 30 54 37 34 / 06 18 05 45 85

1. Améliorer les bilans énergétiques et limiter la production de gaz à effet de serre en élevage laitier Dominique TRISTANT – AgroParisTech / Ferme de Grignon 01 30 54 37 34 / 06 18 05 45 85 tristant@agroparistech.fr

2. Les impacts de l’agriculture sur l’énergie et le climat 1 • L’agriculture : 2-3% des consommations d’énergie finale en France • Consommations d’énergie totales = 10% du coût du litre de lait ! (Institut de l’élevage) Evolution des consommations d’énergie finale par secteur en Mtep 2 Source : DGEMP 3 • L’agriculture : 19% des émissions de GES

3. Agriculture et société : l’agriculture utilisée comme emblème de la perturbation environnementale Un nouveau regard sur les produits alimentaires

4. Une mise en avant des activités agricoles par l’étiquetage environnemental Importance du poste de production agricole 130 42 %

5. Grignon Energie Positive : un projet, deux axes de travail complémentaires Le challenge environnemental • Démontrer • Tester • Innover Communication positive et éducation citoyenne • Expliquer • Sensibiliser • Responsabiliser

6. Trois critères de performance inséparables Rester économiquement viable Réduire l’impact de l’exploitation sur l’énergie et le climat Garder la fonction nourricière de l’exploitation

7. La ferme expérimentale de Grignon en 2010 • CULTURES • 530 hectares sur trois sites (Grignon, Bois-d’Arcy et Palaiseau) • Céréales à paille : 280 ha • Maïs : 60 ha • Colza : 25 ha • Féverole: 15 ha • Luzerne : 40 ha • Prairies et parcours : 95 ha • Jachère : 5 ha • Cultures énergétiques : 10 ha • ELEVAGE • 123 vaches laitières (1 200 000 L de quota) • 500 brebis (viande et repro) TRANSFORMATION LAITIERE 400 000 L de lait transformés (yaourts, lait en bouteille et fromage) VENTE DIRECTE ACCUEIL DU PUBLIC

8. Exemple : le diagnostic de la situation à Grignon en 2005 Consommation d’NRJ fossile : 17 200 GJ (408 tep) Équivalent à 100 hab. Emissions de GES : 2 600 t eq CO2 Équivalent à 440 hab.

9. Un bilan qui peut servir à communiquer sur les fonctions de l’agriculture ! La ferme de Grignon consomme autant d'énergie fossile que 102 habitants et émet autant de gaz à effet de serre que 440 habitants... 1 être humain a besoin d’ingérer en moyenne 2700 kilocalories et 70 g de protéines par jour 1 Français consomme 4 tonnes équivalent pétrole par an soit 167 MJ/an et émet 6 tonnes équivalent CO2/an ... et peut nourrir entre 7500 et 9500 personnes.

10. - 25% - 23% Une situation initiale difficile à fixer … Ecarts de consommation d’énergie et d’émission de GES entre 2005 et 2006 à Grignon Attention à la situation initiale choisie !

11. Les principaux postes de consommations d’énergie • Fertilisation • Aliments du bétail • Carburants et lubrifiants • Électricité • Pesticides, semences,… • Immobilisations (matériel, béton,…) 80% en élevage

12. 3.5 MJ/litre en moyenne sur les 4 principaux postes Données Institut de l’Élevage, Réseaux d’élevage 2007 (445 expl.)

13. Comparaison internationale

14. Les principaux postes d’émissions de GES • Fermentation ruminale (CH4, N2O) • Fertilisation minérale et organique (nitrification/dénitrification – N20, et production des engrais (N20 et CO2) • Stockage des effluents (N20, CO2, CH4), et N2O liées au bouses lors du pâturage • Aliments • Électricité, semences, pesticides, produits lessiviels,.. • Immobilisations (matériel, béton,…) • Des émissions indirectes (NH3, NO3-) • Stockage de carbone dans les sols

15. Dans les élevages herbivores(orientation viande comprise):

16. Des valeurs plus variables

17. Des phénomènes biologiques qui appellent à beaucoup d’humilité (N2O) • Une variation interannuelle importante des coefficients d’émission

18. Des phénomènes biologiques qui appellent à beaucoup d’humilité (CH4) Essai 1 Essai 2

19. Une solution simple et peu coûteuse : mise en place d’outils de suivi pour réduire les gaspillages Pose de compteurs divisionnaires (eau, électricité, gaz,…). Coût : faible Impact : repérage fin des gaspillages, gain d’efficacité Carnets de fioul dans les engins Coût : très faible Impact : sensibilisation des chauffeurs, repérage des meilleurs couples engin-outil D’une manière générale, suivi de tous les flux

20. Un suivi analytique en temps réel Etable

21. Les outils d’optimisation technique : Analyses de sol Reliquats azotés + méthode des bilans + pilotage par GPN Analyses des effluents Analyses des fourrages et ajustement des rations aux besoins Une solution simple et peu coûteuse : l’optimisation technique pour réduire les gaspillages • Pilotage de la fertilisation azotée • Exploiter le potentiel sans gaspiller les intrants • De nombreux additifs ont leur rôle à jouer

22. L’intensification laitière est un levier de la performance environnementale

23. CULTURES ELEVAGES PRODUITS VEGETAUX PRODUITS ANIMAUX PERFORMANCE GLOBALE DU SYSTEMEdécrite en détails PerfAgro : Une approche globale et multicritère intégrant toutes les composantes de l’exploitation et leurs interactions Achat des intrants des cultures Achat des aliments du bétail Valeurs nutritionnelles des fourrages Valeurs fertilisantes des effluents • Surfaces • Rendements • Gestion • des cultures • Contraintes • de rotation • Ration en • fonction de • l’âge • Calendrier • de pâturage • Etc. Contexte politique et économique

24. CULTURES ELEVAGES PERFORMANCE GLOBALE DU SYSTEMEdécrite en détails PerfAgro : Une approche globale qui produit divers critères de performance durable Exemples d’indicateurs de sortie Marge économique(€/an) Etc. Quantité de travail(heures/an) Nombre de personnes nourries Ration des vaches laitières à différents stades de lactation Émissions de GES Énergie fossile utilisée sur la ferme (MJ/an) Coûts des Contraintes (quota laitier, surfaces etc.)

25. Adaptation des rations avec Tourteau de colza gras (2007) Luzerne :foin (2007) et ensilage (2009) Arrêt des produits deshydratés (2007) Arrêt de l’utilisation de paille en fourrage (2007) Génisses et vaches taries au pâturage (2007) Vaches en 2ème partie de lactation au pâturage (2010) Augmentation de la productivité (9 300 litres standard vendus par VL à 9800 litres) Les transformations effectuées sur la ferme de Grignon (1)

26. Augmentation des surfaces en légumineuses: 20 ha de luzerne en 2007, 35-40 ha à partir de 2010 15 ha de féverole en 2010 Épandage de l’intégralité des effluents sur la ferme, y compris sur blé et orge brassicole (2008) Ration complète pour les brebis et alimentation multiphase des agneaux (2008 – 2009) Les transformations effectuées sur la ferme de Grignon (2)

27. Simplification du travail du sol en parallèle du ramassage de la menue paille (2008) Développement du triticale (2010) Colza derrière légumineuses (2009) Variétés plus tolérantes aux carences ponctuelles (eau et azote) et aux maladies, mais conservant une bonne productivité (2008) Décalage des dates de semis à l’automne (2008), et faible densité (2007) Les transformations effectuées sur la ferme de Grignon (3)

28. Bilan global 2006 : une année de référence avec un climat hivernal sec 2008 à 2010 : stabilité

29. Focus sur le blé Focus sur le lait

30. Stabilité depuis 2008 (énergie) Fertilisation : 50 à 70% Carburants : 18 à 27 % - 18%

31. Stabilité voire baisse depuis 2008 pour les émissions de GES Fertilisation : 83 à 88% Carburants : 8 à 14 % À relativiser par rapport au rendement - 14%

32. Explications de cette variabilité Avoir des objectifs de rendements cohérents avec le potentiel des sols, et « sécuriser » l’expression de ce potentiel pour limiter les variations de rendement (choix de variétés tolérantes au stress ponctuels en azote ou en eau, aux principales maladies locales) Reliquats azotés sortie hiver indispensables, suivi dans la mesure du possible d’outils de pilotage (N-tester,…) En cas de sur-fertilisation, tout n’est pas perdu: le colza et les cultures intermédiaires peuvent récupérer une bonne partie (reliquats azotés à la récolte)

33. Conclusion : Atteinte des objectifs de rendement par une approche intégrée des cultures • Fertilisation : • reliquats azotés indispensables (à Grignon, 3 fois par an pour voir les stocks d’azote et la dynamique de minéralisation) • Épandages d’effluents à des doses plus faibles, prise en compte des arrières-effets (prise de risque : portance des sols, taux de protéine , verse) • Travail du sol: relativiser le poids du travail du sol par rapport à la teneur en argile, le niveau d’enherbement et le niveau de compaction • Approche systémique : travailler sur la complémentarité des cultures • intérêt du colza sur la gestion de l’azote, légumineuses,… • Choix variétal • Densité et date de semis décalée pour limiter l’enherbement • Conditions d’application des produits phytosanitaires,…

34. Approche systémique : ex de la maîtrise de l’azote au niveau de l’exploitation * : sans prise en compte azote dans les cultures en place (colza) et les reliquats azotés Des variations de stocks (fourrages, effluents) qui peuvent être importantes. Optimiser l’efficience de l’azote au niveau de l’exploitation revient à limiter les pertes d’azote. Par le choix des rotations et des pratiques, les pertes d’azote peuvent être limitées, même si elles seront difficiles à annuler (NO3-, NH3 et N20)

35. Les transformations effectuées sur la ferme de Grignon : Ramassage de la menue paille : Désherbage des champs, facilité pour TCS et SD, moins de produits phytosanitaires et production d’énergie renouvelable si valorisation en chaudière

36. Menue paille :utilisation de la machine Pas de perte de temps à la récolte (<0.5 ha/jour) Problème pour le conditionnement (temps, facilité) Valorisations dépendent du conditionnement

37. Menue paille : une technique efficace

38. Le suivi Une parcelle à Palaiseau 6 bandes de 130 m de longueur sur 12 m de largeur 3 bandes avec et 3 bandes sans 76 mesures des repousses par bande dans un cadre de 40 cm * 40 cm Suivi sur 2 campagnes

39. Exportations de ray gras De 40 à 60% de repousses en moins en fonction du stock dans le sol

40. Focus sur le blé Focus sur le lait

41. Évolution des consommations d’énergie - 34% Baisse du poids de l’alimentation entre 2006 et 2008 puis stabilité

42. Des émissions de GES stables depuis 2008 Des progrès moins importants que sur l’énergie… - 20% Le poids du méthane entérique des vaches en lactation reste important

43. Approche du coût de production et de la variabilité interannuelle Des coûts de production et des valeurs nutritionnelles variables Des coûts énergétiques augmentant avec la valeur nutritionnelle Herbe pâturée intéressante / herbe récoltée coûteuse Importance de la maîtrise de la récolte de la luzerne

44. Évolution de l’alimentation Efficacité zootechnique sur tous les animaux, y compris au niveau des génisses et des vaches taries Choix des matières premières les moins impactantes

45. Pour aller plus loin

46. Arbitrage entre deux pratiques : Calcul profit / investissement • Profit actualisé : Somme des économies réalisées sur la durée du projet moins investissement initial • Choix des investissements les plus rentables • Profit (MJ)/Investissement (MJ) • Profit(MJ)/Investissement (€) • Temps de retour sur investissement

47. Calcul profit / investissement (exemples)

48. Élevages • Maintien de la productivité des vaches en lactation au pâturage • Sécuriser la récolte des fourrages et développer le mélange légumineuses – graminées • Longévité et fertilité : passer de 17 litres/jour de vie à 19 (-6% NRJ et – 8% GES) • Additifs pour augmenter l’efficience des ingrédients et limiter les émissions de CH4

49. Cultures • Suivi des enjeux « eau » et « biodiversité » en parallèle • Semis direct sous couvert en test (blé, triticale, colza, luzerne, orge de printemps) • Poursuivre les mesures d’émissions de N20 • Poursuite du suivi sur l’impact de l’exportation des menues pailles.

50. Le miscanthus : l’expérience Grignonnaise – conditions initiales Surface 1,5 ha Précédent : orge Préparation du terrain : déchaumage (chisel), labour, herse rotative, vibro (x2) Plantation début mai • Planteuse à choux 2 rangs • 2 jours x 4 personnes • 20000 rhizomes / ha • Profondeur : 3-7 cm • 1 passage Prowl, 1 passage Calisto