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W w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre 2009 1 Indicateurs d'impacts agri- environnementaux et leurs applications.

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1 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Indicateurs d'impacts agri- environnementaux et leurs applications potentielles aux filières agro-alimentaires Benoît GABRIELLE INRA - AgroParisTech Environment and Arable Crops Research Unit Grignon, France

2 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Plan de la présentation Impacts environmentaux: champ et objectifs de l'évaluation Un foisonnement de méthodes disponibles Applications à des systèmes de production et des filières agro-alimentaires Conclusion et pistes de recherche

3 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Le monde comme une bio-raffinerie ? Recherche de synergies entre la biosphère et la 'technosphère' pour: Fermer les cycles Réduire les déchets ultimes Minimiser les impacts environnementaux négatifs

4 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Affichage environnemental Proposition d'étiquetagel en réponse au Grenelle de l'Environnement (Erns & Young, 2009) Note globale

5 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Qu'est-ce que la performance environnementale Un des critères de durabilité des systèmes de production et des filières Se traduit par la recherche d'un impact minimal par 'unité fonctionnelle' du système: –Production d'aliments ? –Hectare de surface cultivée ? –Personne employée ? –Autres services rendus ? (eg, paysage, biodiversité)

6 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Effet de la dose d'azote sur blé: existence d'un optimum Indicateur de performance: Energie fossile dépensée par tonne de grains produite Rendement (tonnes/ha) Consommation d'énergie fossile (MJ/tonne de grains) (Brentrup et al., 2004)

7 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Des pratiques aux impacts Pratiques Etats Emissions Impacts Fertilisation N Gestion interculture Gestion des déjections animales Lessivage NO3 sous racines Emissions NH3, N2O Pollution NO3 des nappes Dépôt atmosphérique d'azote Effet de serre Santé humaine Eutrophisation Pertes biodiversité Changement climatique Epuisement des ressources fossiles Diapo: C. Bockstaller

8 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre The 'indicator industry' (Y. Rydin, LSE) CASDAR PLAGE Source: F. Vertès, INRA Rennes

9 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre A typology based on the systems and functions assessed Filières/produits: analyse de cycle de vie, empreinte écologique, food-miles Site (dont exploitation agricole): 'Bilan Carbone Budget' (ADEME), PLANETE, DEAG... Parcelle/paysage: indicateurs agri- environmentaux, modèles biophysiques, suivi de variables indicatrices … à combiner en fonctions des objectifs de l'évaluation!

10 Analyse de cycle de vie pour des filières Définition du champ et des objectifs de l'étude Inventaire des émissions et extractions Caractérisation des impacts Analyse d'incertitudes Interpré- tation Agricultural inputs agricultural production conversion distribution /storage Utilisation finale system boundary Indicator i =Σ j (substance j x factor i,j ) Source: C. Bessou (Norme ISO 14040) EnvironNEment

11 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Main purposes of LCA Chain optimization –Detection of 'hot-spots', and mitigation –Eco-design Strategic planning Decision support in public policies Marketing (labelling)

12 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Application au secteur agricole Une large gamme d'impacts environnementaux : CO 2 Eau NO 3 P Engrais Pesticides Fumiers, lisiers So l Processu s biogéochi miques N 2 O, CH 4, NH 3, NO, Pesticid es Eutrophisation Effet de serre Pollution de l'air Acidification Santé humaine Ecotoxicité Epuisement des ressources

13 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Plan de la présentation Impacts environmentaux: champ et objectifs de l'évaluation Un foisonnement de méthodes disponibles Applications à des systèmes de production et des filières agro-alimentaires Conclusion et pistes de recherche

14 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Exemples d'application de l'ACV Approche 'filières' –Filières bio-énergie, bio-matériaux –Gestion biologique des déchets (composts de déchets urbains, boues d'épuration, effluents industriels) –Filières alimentaires Approche 'incrémentale' –Changement de matière active, réponse aux doses d'engrais azoté Approche 'systèmes' –Systèmes de cultures (ETH Zürich) –Elevage porcin et bovin, aquaculture (INRA Rennes)

15 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Exemples d'application de l'ACV Approche 'filières' –Filières bio-énergie, bio-matériaux –Gestion biologique des déchets (composts de déchets urbains, boues d'épuration, effluents industriels) –Filières alimentaires (exemple du pain biologique) Approche 'incrémentale' –Changement de matière active, réponse aux doses d'engrais azoté Approche 'systèmes' –Systèmes de cultures (ETH Zürich) –Elevage porcin (comparaion de scénarios de production porcine) et bovin (filières courtes pour les protéines), aquaculture

16 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Exemple 1. Production de porc (Basset-Mens et van der Werf, INRA Rennes) 3 scénarios de production: 1. Bonnes Pratiques Agricoles (BPA) (conventionnel) 2. Label Rouge (LR) (« Porc fermier Label Rouge ») 3. Agriculture Biologique (AB)

17 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Le système de produit PORC Production d’aliments, production de porc Production engrais, machines et pesticides Production soja, tournesol et canne à sucre (outremer) Production carburant et électricité Production betterave et colza (France) Production blé, maïs, orge, pois, et triticale (Bretagne) Production pulpe et tourteaux Production aliments Production ingrédients non-végétales Stockage de lisier Production de porcelets sevrés Production de porcelets finis Production de charcutiers Truie réformée Charcutier fini Production tourteaux, mélasse Production carburant et électricité Diapo: Hayo van der Werf Atelier 'végétal' Atelier 'animal'

18 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Résultats d'impacts par ha de SAU

19 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Impacts normalisés (par kg de viande) Y = Impact/54,4 kg porc Impact/hab. européen X 100 GAP: Conventionnel RL: Label rouge OA: Biologique

20 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Exemple 2: filière pain 1/3 Source: G. Reinhardt Biologique ou non Moûture industrielle ou à la maison Cuisson industrielle, en boulangerie ou à la maison

21 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Consommation d'énergie (MJ/kg pain) Source: G. Reinhardt Cuisson Usine Boulangerie Maison Agriculture biologique

22 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre L'ensemble des impacts Source: G. Reinhardt Effet de serre Acidification Utilisation des terresEutrophisation Couche d'ozone

23 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Filière courte Colza Production Végétale Transformation Production Animale Culture de COLZA Pays de Loire, Centre Culture de SOJA BRESIL Technologie PEP Trituration industrielle Ration COLZA PEP Ration SOJA Intrants Transport Filière longue Soja Comparaison de rations à base de colza produit localement et de soja en bovins laitiers en Pays de Loire Lehuger et al., J. Cleaner Prod., kg lait/j 29.6 kg lait/j Exemple 3: filière courte en alimentation animale

24 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Comparaison des catégories d’impact pour les différentes rations (pour un kg de lait) Le colza consomme plus d'engrais de synthèse – et l'écart avec le soja n'est pas compensé par les transports transatlantiques.

25 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Contribution des différentes étapes à l’indicateur Acidification pour 1 kg de lait Solution: l'utilisation de l'huile de colza comme carburant permet de rendre la ration 'colza' plus intéressante que la ration 'soja'.

26 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Conclusion on the application of LCA Le classement des systèmes varie en fonction des impacts considérés. Donc il y a rarement un système optimal. Il y a fréquemment un transfert entre impacts locaux et globaux, et l'utilisation des terres. Les indicateurs sont plus contrastés entre filières agro-alimentaire qu'entre systèmes de production agricoles. Les résultats d'ACV sont peu utilisés comme aide à la décision (mais la certification et l'affichage environnemental ouvrent des perspectives). Malgré ses avantages de principe, la méthodologie souffre d'une série de limites.

27 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Avantages et inconvénients de l'ACV La méthode ACV est relativement complexe à mettre en oeuvre (de prime abord) Elle comprend un certain nombre d'incertitudes La normalisation des impacts est optionnelle Ne permet pas d'aborder les impacts 'qualitatifs' (eg qualité du sol, biodiversité) Méthode transparente et reproductible Sensible à la gestion (dans la mesure des connaissances sur les émissions!) Relativement complète en ce qui concerne les impacts environnementaux Son utilisation se généralise dans le management envionnemental (industrie, secteurs agricole et agro-alimentaire)

28 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Comment améliorer la fiabilité des ACV Kaiser et al., 2000 Compilation d’émissions de N2O de différentes cultures, sites, et années climatiques en Allemagne, en fonction de la dose d'engrais azoté. Incertitudes sur les émissions, et leurs variabilités en fonction des facteurs du milieu et des pratiques agricoles (et leurs interactions dans les systèmes de cultures). Enveloppe de la relation 'IPCC (1996)'

29 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Conséquences des incertitudes sur les émissions Cas des émissions de CO2 des biocarburants Carburants fossiles: incertitude  4g CO 2eq /MJ Biocarburants incertitude  10-40g CO 2eq /MJ => due aux émissions de N 2 O JRC/EUCAR/CONCAWE 2008

30 w w w. a g r o p a r i s t e c h. f r Séminaire Filières Courtes 19 Novembre Perspectives sur l'évaluation environnementale (et les filières) Prendre en compte l'effet des caractéristiques locales sur: –Les émissions environmentales (exploitation) –Le devenir des polluants (échelle régionale) Application à des systèmes de production plus réalistes (intégrant une composante décisionnelle) Utilisation dans l'éco-conception (ingénierie reverse ?) Combinaison avec des évaluations socio-économiques (et des scénarios de prospective) Comment évaluer des systèmes multi-functionnels ? Transfert des concepts vers les porteurs d'enjeux: –Construction de bases de donnés (ouvertes) –Développement d'outils de screening simplifiés

31 Life Cycle Assessment for biofuel (or food) chains Goal and scope definition Inventory of extractions and emissions Impact assessment Uncertainty analysis Interpre- tation inputsagricultural production conversion distribution /storage combustion system boundary Indicator i =Σ j (substance j x factor i,j ) Impact categories: -Global warming -Consumption of non-renewable ressources -Eutrophication of ecosystems -Air quality (ozone) -Toxicity, ecotoxicity -....


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