Diagnostic de deux fermes laitières types adhérentes de l’ULM Dominique TRISTANT – AgroParisTech / Ferme de Grignon tristant@agroparistech.fr

Sommaire GES et élevage Outils et démarche Résultats sur les deux cas types Proposition de plan d’action Mise en place de bonnes pratiques (accompagnement du changement, freins, risques,…) Mise en place du suivi Discussion

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

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 => pas pris en compte dans notre étude

Au sein de chaque système, beaucoup de progrès possibles Dollé & Raison

N2O – Les années se suivent mais ne se ressemblent pas

Source : Philippe ROCHETTE

Poids du méthane entérique

Choix méthodologiques Nous prenons les équations : GIEC pour le N20, avec intégration de l’azote des résidus Sauvant et al pour le méthane entérique Ruminair (Haccala et al) pour les effluents GESTIM pour les intrants (GES indirects)

Sommaire GES et élevage Outils et démarche Résultats sur les deux cas types Proposition de plan d’action Mise en place de bonnes pratiques (accompagnement du changement, freins, risques,…) Mise en place du suivi Discussion

Réduire le méthane entérique   effet In Vivo Commentaires Ionophores (monensin) réduit les protozoaires et augmente le propionate. Effet à court terme sur le CH4 interdit en Europe huiles essentielles effets divers couteux, essais à long terme à envisager acides organiques (fumarate,malate) convertit en propionate, effet fort sur moutons, pas testé sur VL nécessite de grande quantité dans le rumen si non protégé. Coüetux. Perception par le consommateur? tanins inhibe la croissance des méthanogènes. Diminue la digestibilité des fibres effet dépendant du tanin saponines inhibe les protozoaires. -de10% de baisse de CH4 à court terme effet sur la digestibilité à étudier vaccination essai montrant une baisse de 23%, mais d'autres essais non Depuis 10 ans, jamais confirmé en fermes À synthétiser et rtaduire D’après Doreau et Dollé,2011 Des études qui se focalisent sur une partie du problème => rarement une approche globale

Doreau et Dollé,2011 Option gaz cible effet augmenter la concentration énergétique des rations, ensilage de maïs au lieu d'ensilage d'herbe CH4 + utilisation de lipides ++ additifs/biotechnologies + (?) optimisation de la teneur en protéines des rations N20 concentrés "locaux", notamment pour les sources de protéines CO2 augmentation de la productivité + ou 0 augmentation de la longévité CH4,N20,CO2 +++ augmentation du temps de paturage CH4,N2O management des effluents optimisation de la fertilisation azotée, valorisation maximale des effluents N20,CO2 légumineuses inhibiteur de nitrification conversion PT en PP, haies TCS et semis direct optimiser la puissance des engins, HVP unité de méthanisation CH4, CO2 Pas de lien direct des levures par exemple, mais souvent, manque de vision globale Doreau et Dollé,2011

PerfAgro P3 : Une approche globale et multicritère intégrant toutes les composantes de l’exploitation et leurs interactions EFFECTIFS ANIMAUX (bovins laitiers, bovins viande, porcs) SURFACES CULTIVEES (y c. cultures énergétiques) Aliments Litière Effluents Achat intrants Vente végétaux Vente animaux Vente lait Achat animaux Achat aliments Pressage oléagineux Import effluents Frais d’élevage Export Vente ou valorisation huile 14

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

zone 1 Zone 2 Analyse de sensibilité Données économiques STRUCTURE Productivité et qualité du lait Capacité des batiments et du stockage Vente animaux Données économiques Cultures de vente Aliments du bétail Prix du lait ( y.c. variations saisonnières) engrais Semences et pesticides Eau, électricité, produits véto,… Tracteurs et autres équipements pour la gestion des cultures, des récoltes, des effluents, de la distribution des aliments,… Main d’œuvre frais financiers Besoins nutritionnels zone 1 MO disponible Capacité d’investissement TROUPEAUX Management des génisses, taux de réforme,… trésorerie Rendements et qualité des cultures Quantité et qualité des effluents Caractéristiques ITK / SdC Zone 2 CULTURES

Trois critères de performance inséparables Rester économiquement viable Réduire l’impact de l’exploitation sur l’énergie et le climat 1’ Garder la fonction nourricière de l’exploitation 17

Audit « stratégique » Hypothèses d’amortissement technique des matériels et bâtiments => coût proportionnel à la sollicitation Hypo : pas de problème de trésorerie => pas de frais financiers Aspects fiscaux non intégrés

Ferme 1 - laitière 200 ha, Argonne, argile moyen, 4 UTH 60 ha STH, 25 ha maïs 6 T MS Prairie, 12T MS maïs, 75 qtx en blé, 40 qtx en colza, 75 en orge, 70 en triticale Vêlages toute l’année 600 000 l de quota, 8500 kg/VL Pâturage, coproduits (drèches de brasserie, CGF humide ou sec, pulpes de betterave (sec ou surp.) Mélangeuse + DAC Logettes paillées VL, aire paillée pour génisses

Ferme 2 – lait et viande 130 ha, Argonne + Barrois, 1 UTH 40 taurillons / an OP (60 qtx/ha) et luzerne (9T MS) possibles sur argilo-calcaire 28 ha STH, 30 ha maïs 6 T MS Prairie, 12T MS maïs, 75 qtx en blé, 40 qtx en colza, 75 en orge, 70 en triticale Engraissement des taurillons avec maïs 380 000 l de quota, 8500 kg/VL Pâturage, pas de co-produits Pas de mélangeuse ni DAC Logettes paillées VL, aire paillée pour génisses

Sommaire GES et élevage Outils et démarche Résultats sur les deux cas types Proposition de plan d’action Mise en place de bonnes pratiques (accompagnement du changement, freins, risques,…) Mise en place du suivi Discussion

Indicateurs de performance Ferme lait SAU : 200 ha argonne – argile moyen . 60 ha STH 600 000 l, 8500 kg/vl Indicateurs de performance Marge PerfAgro (Euros/an) 151000 Consommations d'énergie (GJ/an) 4300 Emissions de GES (t. éq. CO2/an) 1047 Personnes nourries / énergie 2660 Personnes nourries / protéines 5088 Personnes nourries / protéines animales 1719 Indépendance UF : 88% Indépendance MAT : 66% Bilan GES lait : 0.95 kg CO2 / litre vendu, hors bâtiment d’élevage Marge PerfAgro Energie GES Produits Charges Direct ……………..36 % Dont fioul ……....67 % Indirect…………...64 % Dont engrais……62 % Dont aliments….19 % Direct ……………..76 % Dont CH4 enter...39 % Dont effluents…..22 % Dont engrais mx...23% Indirect…………...24 % Dont aliments……25 % Dont engrais….…..61 % Lait……………..44 % Cultures………34 % DPU…………….14% Viande………..7 % Mach.& Fioul & Sem. Phytos……40% Main d’œuvre..34 % Aliments…………10 % Engrais……………9% Frais Élevage….7%

Indicateurs de performance Ferme lait SAU : 130 ha argonne/barrois 380 000 l – 8500 kg/vl 40 taurillons laitiers/an Indicateurs de performance Marge PerfAgro (Euros/an) 82500 Consommations d'énergie (GJ/an) 2820 Emissions de GES (t. éq. CO2/an) 788 Personnes nourries / énergie 1560 Personnes nourries / protéines 2900 Personnes nourries / protéines animales 1145 Indépendance UF : 84% Indépendance MAT : 59% Bilan GES lait : 999 g CO2 / litre vendu, hors bâtiment d’élevage Marge PerfAgro Energie GES Produits Charges Direct ……………..32 % Dont fioul ……....70 % Indirect…………...68 % Dont engrais……50 % Dont aliments….23 % Direct …………….80 % Dont CH4 enter...40 % Dont effluents…..30 % Dont engrais mx...17% Indirect…………...20 % Dont aliments……32 % Dont engrais….…..53 % Lait……………..37 % Cultures………29 % Viande………..20 % DPU…………….18% Mach.& Fioul & Sem. Phytos……43% Main d’œuvre..31 % Aliments…………13 % Engrais……………10% Frais Élevage….6%

Premiers constats Dans les bilans GES, les postes importants sont classiques; pour CH4 entérique et quantité d’effluents: Productivité VL Age au vêlage des génisses Longévité des VL Effluents Nombre d’animaux Pâturage ou pas (attention N2O facteur émission s X2 pour les bouses) Temps de stockage Fertilisation Valorisation des effluents (effet à moyen – long terme en zone continentale) Ajustement de la dose Changement de cultures / variétés Changement de la forme d’azote et/ou des conditions d’application

Poids de l’alimentation achetée faible (peu d’intérêt à travailler sur la formulation carbone dans un premier temps) mais poids de l’alimentation autoconsommée plus important (fertilisation importante) + importance du système d’alimentation pour les performances techniques d’élevage

Pilotage de la fertilisation azotée Avant de changer de système : optimisation de l’existant (hors PerfAgro) Les outils d’optimisation technique : Analyses de sol (calculs K1 et K2) Reliquats azotés + méthode des bilans + pilotage par GPN (Azofert ?) Analyses des effluents Analyses des fourrages et ajustement des rations aux besoins Pilotage de la fertilisation azotée 1’ Exploiter le potentiel sans gaspiller les intrants De nombreux additifs ont leur rôle à jouer 29

Cas 1 (ex DROUET) PP (6 T MS/ha) : 30 mètres cube lisier + N/P/K 80 / 20 /20 Maïs 14 T MS : 30 T fumier + 127 unités N Blé : 75 qtx/ha : 180 unités N (+ lisier par moment ?) Hypothèses confirmées dans PerfAgro Coûts fertilisation tellement élevés que Féverole apparaît souvent en optimisation, même économique

Le cas de l’azote / des protéines De nombreuses solutions disponibles pour optimiser l’efficacité globale de l’azote dans les rations L’azote intervient aussi sur d’autres problématiques environnementales (NH3, eutrophisation,…)

Il faut absolument améliorer l’efficacité de l’azote D’après P. Kuikmann

D’après P. Kuikmann

Quelle légitimité de l’ULM sur ce type de conseil ? Avant de changer de rotation, comment gérer au mieux l’azote ? Dose, date d’apport, conditions d’application Gestion des effluents – compromis entre temps de stockage et épandage selon besoin des plantes (directives nitrates de la Meuse) Cultures intermédiaires : espèces, date de semis, destruction

Formes d’azote A priori : Ammo > solution azotée > urée Additifs : inhibiteurs de nitrification Dans tous les cas, sur les émissions au champ : pas d’impact sur le N20 dans nos modes de calcul, hors effet dose.

OP maïs Effet contraire à l’objectif

EFFET POTENTIELLEMENT NEGATIF AU DEBUT

Connaître ses aliments et leur variabilité

Alimentation (ferme 1) Utilisation de coproduits humides CGF Pulpes surpressées de betterave Drèches de brasserie Fermeture du silo au printemps

Optimisation économique Consommation en T MS/an initialement coproduits + ensilage maïs 257 133 pulpes surpressées 78 CGF 65 Drêches de brasserie 25 26 ensilage herbe 51 foin 57 52 Capacités de stockage ?

Ration hivernale Ration complexe : mélangeuse obligatoire Génisses : Ration VL hiver initialement coproduits + Ensilage de maïs (MS) 10.6 6.5 Ensilage d'herbe 1e coupe (MS) 3.3 3.9 Foin (MS) 2.9 Corn gluten feed humide (MS) 2.2 Pulpes surpressées (MS) 2.5 Tourteau de colza 1.4 Tourteau de soja 48 Drèches de brasserie (MS) 0.9 Triticale 0.7 0.0 Ration complexe : mélangeuse obligatoire Génisses : Maïs + colza + fibre => pulpes + CGF + fibre

Impact global Marge + 4 % Bilan GES ferme -3% Bilan GES lait : - 6% Personnes nourries (+5% calories, +13% protéines) -10 ha ensilage de maïs / + 10 ha culture de vente Autonomie UFL 88% => 68% Autonomie MAT 70% => 60% => MAIS : plus dépendant du marché

Comment limiter cette dépendance ? Autres fourrages ? Libration contrainte maxi sur Prairie Temporaire Luzerne peu adaptée => Trèfle ? hypothèse : 9 t MS (- 12 % perte récolte), soit environ 8 T MS valorisées à l’auge, sous forme d’enrubannage, 3 coupes pour privilégier la digestibilité

consommations en T MS/an initialement coproduits Trèfle + coproduits ensilage maïs 257 133 118 pulpes surpressées 78 77 CGF 65 51 drèches 25 26 37 ensilage herbe foin 57 52 trèfle enrubanné   110 pâture VL 105 138 14 ha en trèfle + 6 ha PT intensive pour VL => 17 ha de cultures de vente en moins (que 10 ha de maïs)

Rations VL ration VL Initial Trefle Ensilage de maïs (MS) 10.6 5.0 Trèfle enrubanné (MS) 0.0 5.8 Ensilage d'herbe 1e coupe (MS) 3.3 1.9 Foin (MS) 2.9 2.7 Pulpes surpressées (MS) 2.5 Tourteau de colza 1.4 Tourteau de soja 48 1.0 Drèches de brasserie (MS) 0.9 céréales 0.7 0.4 Corn gluten feed humide (MS) Génisses maïs = colza + fibre => ensilage d’herbe + trèfle ensilée + fibre

Impact global (par rapport à la situation initiale) Marge + 5 % Bilan GES ferme -5% (-5% aussi énergie grâce au trèfle) Bilan GES lait : 0 % (p/r coproduits)... Personnes nourries (-2% calories, = protéines) Autonomie UFL 88% => 82% Autonomie MAT 70% => 78% => MAIS : plus dépendant du marché

Coûts alimentaires des VL* Autour de l’optimum économique, le poids des contraintes ne change pas beaucoup => l’énergie (et sa densité) restent les postes les plus contraignants) * : résultats issus d’autres études

Productivité / longévité (ferme 1) Niveau de production Age au vêlage Taux de renouvellement Cumuls NB : simulations et résultats présentés par rapport à la situation avec trèfle et coproduits

Bilan alimentaire en T MS/an Trèfle VL 9500 vêlage 26 mois vêlage 26 mois + 30% renouv VL 9500 + 30% renouv + 1er velage 26 mois ensilage maïs 118 102 91 90 pulpes surpressées 77 52 42 45 40 CGF 51 4 34 18 21 drêches 37 35 23 ensilage herbe foin 54 trèfle enrubannée 110 103 65 71 pâture VL 138 137 correcteur azoté 16 22 15 céréales et aliment veaux 17 9 10 8 pâture génisses 75 73 Paille (litière et fourrage) 170 124 153 101 89 Total 911 755 798 699 691 kg MS/litre 1.32 1.07 1.14 0.98 0.99

Performances globales   trèfle 9500 kg 26 mois 26mois 30% renouv cumul marge 100 106 119 NRJ 95 99 101 GES personnes nourries (calories) 98 93 personnes nourries (protéines) 102 104

Bilan GES sur l’atelier laitier   trèfle 9500 kg 26 mois 26mois + 30% renouv cumul opt GES g eq CO2/litre 919 873 886 866 827 789 variation -5% -4% -6% -10% -14%

Rations VL à l’hiver Ration VL Trèfle 9500 kg 9500 kg + 26 mois + réforme OPT GES Trèfle enrubanné (MS) * 5.8 7.4 5.9 5.3 Ensilage de maïs (MS) 5.0 foin 2.7 0.6 1.0 1.3 Pulpes surpressées (MS) 2.5 Ensilage d'herbe (MS) 1.9 1.4 2.3 2.0 Tourteau de soja 48 Drèches de brasserie (MS) 0.9 1.1 1.5 Corn gluten feed humide (MS) 0.7 2.6 Blé 0.4 Tourteau de colza Baisse de l’exigence de marge => tourteau de colza + blé vs soja et CGF * Nécessité de bien maîtriser la teneur en MS du trèfle à la récolte

assolement ha  initiale trèfle VL 9500 velage 26 mois 26 mois réforme 30% cumul OPT GES "cultures de vente" 126 120 125 123 128 129 maïs 24 10 9 14 12 13 8 prairie 60 66 65 Baisse du maïs pour plus d’intensivité sur les prairies et un forte développement du trèfle En optimisation GES : pas de mobilisation supérieure des surfaces pour les fourrages, mais utilisation de blé

Autonomie ? % Trefle VL 9500 26 mois 26mois + 30% renouv cumul opt GES %  Trefle VL 9500 26 mois 26mois + 30% renouv cumul opt GES UFL 82 76 75 77 MAT 78 70 68 67 La hausse du niveau de production entraîne une diminution forte du nombre d’animaux forte et une hausse des cultures de vente => PAS PLUS D’AUTONOMIE AU FINAL

Cas VL + taurillons Max : 3500 heures/an (sans compter administratif) Rentabilité du taurillon, qui plus est dans un système contraint en MO ? (ULM face à la filière viande ?) Engraissement avec coproduits ? Surfaces en maïs dédiées aux taurillons => enlève des opportunités d’adaptation pour les VL

Premières simulations Max MO => achat de génisses prêtes à vêler… Compétition génisses / VL pour les surfaces en pâturage Avec les surfaces en maïs et les rendements => capacité théorique de faire 10 taurillons de plus (mauvaise efficacité ? Perte?)

Simulations Avec 3500 heures / an, hors travail administratif => difficulté de trouver du temps pour prendre du recul => Capacité à faire de nouvelles cultures, exigeantes en MO (luzerne) ?

fertilisation Même constat que cas précédent, sauf P et K Maintien des hypothèses d’apport d’azote sur ces cultures

Résultats Arrêt des taurillons => Marge maintenue (+ 10 000 € liés à 500 heures économisées ) Bilan GES ferme – 19% Poursuite des taurillons avec coproduits (pulpes, utilisées aussi pour VL) Marge + 2% après rémunération MO = 3500 h/an bilan GES total identique GES lait 912 g eq CO2 (- 9%)

Résultats Achat de génisses prêtes à vêler (en conservant les taurillons : - 1000 heures/an A 5 T eq CO2/ génisse prête à vêler, pas de gain GES /litre A 4 T eq CO2 (24 mois) => -4% GES/litre soit 960 g eq CO2

Autres fourrages Luzerne : quelques hectares seulement, 8 g CO2/litre de lait => - de 1% 4 ha de prairie temporaire intensive (pâturage VL) si 15 ha mini maïs : 10 ha PT intensive + 11 ha ensilage de maïs : Méteil pas intéressant (opt éco) Peu d’effet sur la marge

Autres fourrages (2) (sans taurillons) Sur optimisation éco : 4 ha PT pâturable VL 7.5 T MS/ha, 970 g eq CO2/litre (-3%) 10 ha PT : 960 g eq CO2/litre Sur optimisation GES: - 3 % de marge Méteil sur 3 ha en parallèle d’une extensification sur les prairies (+20 ha), que 10 ha de maïs : 950 g eq CO2/litre Ou 7 ha de luzerne + 8 de maïs + foin et ensilage d’herbe (35 ha en tout) : 940 g eq CO2/litre NB: extensification sur les prairies (PP avec ses risques PAC) peut ajouter stock carbone => 855 g CO2/litre

Sommaire GES et élevage Outils et démarche Résultats sur les deux cas types Proposition de plan d’action Mise en place de bonnes pratiques (accompagnement du changement, freins, risques,…) Mise en place du suivi Discussion

Optimisation technique Le levier azote : enjeu environ 10% GES/litre Légitimité ULM ? Frein des agriculteurs : « céréales bien vertes », «tallage insuffisant », prise de risque en cas d’hiver précoce ?...etc Sur céréales : si suivi d’un colza : peu de pertes Colza : repousses obligatoires d’après Dir NO3? Reliquats réalisés à différentes périodes? => démonstratif

Azote - Interculture Pas d’interdiction sur légumineuses a priori dans la directive nitrates Baisser les doses de lisier / fumier sur fourrages disponibilité pour les cultures de vente Compensation carbone sur le lait Étudier conditions d’épandage (OK directive nitrates sur céréales mais étude météo / drainage) => réserver sur sols profonds pour lisier.

L’alimentation Les coproduits : approche économique en parallèle => intérêt lié à la rentabilité des cultures de vente Sur les GES, estimation PerfAgro trop positive, car par de fourrages autoconsommés non optimisés. Stockage : silo / boudin / silo collectif ?

Les légumineuses Difficulté de la récolte et conservation Rendement moyen en luzerne p/r coûts de récolte Distribution – ingestion sans pertes / valorisation sans mélangeuse? Effet sur les taux (TB +, TP- ) Effet CH4 entérique réel ? (voie cellulolytique privilégiée, surtout si qualité moyenne) additif? (attention au coût) Valorisation de l’azote sur cultures suivantes : pas d’économie GES ramenée sur l’atelier lait

Les légumineuses Si maîtrise : Intérêt dans la stratégie d’autonomie de l’exploitation, augmentation marge et diminution aléas mais dans le contexte économique actuel, ou en cas de rendements variables et mauvaises maîtrise de la culture => ne pas se risquer sur ces cultures contexte E + N - => intérêt à vendre des céréales et acheter sa protéine

La conduite d’élevage Les gains les plus simples : vêlage précoce Freins : vêlages groupés => un lot de génisses se décalent sur des vêlages plus tardifs Nécessité de complémenter à l’été-automne (temps disponible) et de donner des quantités de concentrés importantes avant 6 mois Le vêlage « précoce » ne nuit pas à la productivité, ni à la longévité

longévité PROD 8700 9200 9700 10200 longévité 3.1 lact 4 lact

Alimentation Contexte d’élevage (matériel, silos, organisation) et technicité conditionnent ce qu’il est possible de mettre en place => à gérer au cas par cas + de lait, + longtemps Étude des principales causes de réforme Courbe de lactation type ? Problèmes métaboliques? Sanitaires? Préparation au vêlage / NEC au tarissement

Alimentation La protéine est rarement limitante (approche AA digestibles) Augmenter la densité énergétique Valoriser la fibre, en la rendant la plus digestible possible (stade de récolte, conservation, distribution) (additif ? Coût! ) MG / qualité du lait – beurre Amidon lent plus sécurisé (maïs grain humide : taille de chantier / boudin collectif ?)

Test BMP Ensilage de maïs qui a chauffé : 2 fois moins de C disponible que de la paille…

Les indicateurs de suivi En parallèle du suivi des flux pour avoir une comptabilité analytique: Bilan azoté global # efficience de l’azote et des protéines Coût GES des fourrages et concentrés autoconsommés # kg CO2/ kg MS MS et UFL/litre standard vendu # efficacité alimentaire globale Litres de lait par jour de vie # productivité et longévité des animaux

Sommaire GES et élevage Outils et démarche Résultats sur les deux cas types Proposition de plan d’action Mise en place de bonnes pratiques (accompagnement du changement, freins, risques,…) Mise en place du suivi Discussion

Si on n’avait rien fait à Grignon