Intrants Agricoles Aspects énergétiques Master 2 : transformations agro industrielles – septembre 2006 Intrants Agricoles Aspects énergétiques 3 approches : Energétique Agronomique Economique Alain ZANARDO Intrants agricoles

Les 4 structures d’accueil Les problématiques Approche Energétique Les points abordés : Les 4 structures d’accueil Les problématiques Approche Energétique Exemples d’intrants : le gazole - la semence - l’irrigation - les TCS - le BRF Bilan énergétique des cultures de maïs Efficacité énergétique des cultures Approche Agronomique Adéquation élevage – agriculture : notion d’UGB Approche économique en mars 2006 Conclusions Intrants agricoles

4 structures d’accueil : 1 - IFHVP : L’Institut Français des Huiles Végétales Pures. http://institut.hvp.free.fr/. 2 - CIVAM AGRO BIO 47 : c‘est un Centre d'Initiatives pour Valoriser l'Agriculture et le Milieu rural. Association de promotion du développement durable dans le milieu rural. Elle anime des formations techniques, accompagne des projets de territoire, réalise des projets de communication sur l'agriculture durable… http://www.bio-aquitaine.com/content/view/80/99/ 3 - Collectif : « Alternatives énergétiques en Lot & Garonne » . Il regroupe une douzaine d’associations locales et il coordonne des promotions par l’exemple des alternatives et économies d’énergies. http://collectifenr47.free.fr/indexENR47.htm 4 – Le Chaudron Magique : C’est une ferme pédagogique de découvertes du Lot et Garonne en Aquitaine ouverte au public toute l'année avec des animations éducatives. http://www.chaudronmagique.fr/ Les pratiques culturales y sont très innovantes : semis direct sans labour sous couvert végétal et sans herbicides. Intrants agricoles

 Ces 4 structures d’accueil ont des intérêts complémentaires pour les idées, concepts et chiffres développés dans ce mémoire Pour l’IFHVP le principal souci est la normalisation de la filière courte de trituration à froid des oléagineux. Cette normalisation ne doit pas occulter l’amont de la trituration, les pratiques culturales. Elles peuvent générer plus de pollutions et de consommations énergétiques que celles que l’on veut éviter via la substitution du gazole par de l’HVP. Pour le CIVAM agro bio 47 c’est l’autonomie des exploitations qui est l’enjeu de ces nouvelles cultures énergétiques. Les approches Planète et Hérody offrent aux agriculteurs une guidance nouvelle. Pour le Collectif la question est faut-il « brûler » des céréales ou des oléagineux pour le chauffage des maisons sachant que l’équivalent gazole serait à 0,2 € du litre via les productions agricoles au lieu de 0,6 €/L actuellement. Pour le Chaudron magique c’est un exemple de lieu d’intégration de tous ces concepts et donc le prototype de la ferme pédagogique dont chaque canton devrait s’équiper. Intrants agricoles

 Les problématiques Les intrants agricoles sont à la croisée des problématiques telles que : la déprise du monde rural, liée à des surproductions structurelles massives depuis 1970 : 5 millions d’ha de SAU en trop en France selon le plan Mansholt de 1968. les rendements énergétiques des cultures : le bas prix de l’énergie fossile a généré des pratiques tellement voraces en énergie sur tous les intrants, qu’il semble incongru aujourd’hui de vouloir les remettre en question, les pollutions : absence d’études épidémiologiques mettant en évidence les liens pollution-santé. la non préservation de la fertilité des sols le taux d’humus est réduit des 2/3 sur la plupart des SAU labourées. Intrants agricoles

Un constat – une proposition La plupart des agriculteurs européens n’ont jamais conduit de cultures à vocation énergétique. Il est normal dans ces conditions que se pérennisent des pratiques culturales justifiables, à la marge, à des fins alimentaires, elles ne sont plus justifiables pour des finalités énergétiques. L'agriculture des bioénergies devra être une agriculture où les intrants devront être régulés ou/et autoproduits avec un nouveau paramètre à optimiser : le rendement ou l’efficacité énergétique Intrants agricoles

 Des définitions Productivité à l’ha : masse produite ou sa traduction en énergie d’un ha ; elle s’exprime en tonne/ha ou MJ/ha. Efficacité énergétique (EE) d’un produit : rapport entre l’énergie contenue dans le produit et l’énergie non renouvelable primaire dépensée pour le produire tout au long de sa chaine de culture et de fabrication. Ce sont des MJ produit / MJ dépensé. Rendement énergétique d’une production : EE sans unité. Valeur énergétique nette : c’est la différence entre l’énergie produite et l’énergie consommée. Elle se mesure en MJ par ha. Intrants agricoles

Approche énergétique Le fichier Planète diagnostique l’exploitation agricole d’un point de vue énergétique et permet la comparaison entre les modes de cultures et entre exploitations. Cependant la caractérisation énergétique des intrants agricoles est hétérogène selon les sources documentaires. Un « Handbook » des intrants agricoles est indispensable pour les bilans énergétiques des productions et des filières de transformations. Deux énergies se distinguent : Le PCI est l’énergie de combustion directe L’énergie grise rassemble tous les postes externes : transports – élimination ou/et recyclage – CO2 – DBO5 et autres pollutions. Intrants agricoles

Exemple 1 : l’intrant gazole Sources Nom Densité MJ/L MJ/kg Pimentel tableaux 1 & 6 Diesel 47,65 Pimentel tableau 8 41,8 Ecobilan 2002 Gazole 42,8 IFHVP 0,828 36,69 44,31 Vaitilingom 0,83 36,36 43,8 IFHVP Lambert 0,845 35,35 41,59 Planète Fioul domestique 0,833 40,7 48,84 (a) industrie.gouv 42 (b) industrie.gouv 0,84 35,952 (c) Les Mines (d) Les Douanes 0,82 – 0,845 Valeurs retenues 35,95 Annexe 2 - PCI du gasoil : quelles sont les données correctes ? Intrants agricoles

Exemple 2 : la semence et la grain Un grain c’est à la fois : Une production agricole, Un aliment pour les animaux, grain ou tourteaux Une semence, Un combustible, Un carburant, HVP ou ester ou éthanol Pour chaque aspect de ce même produit sa quantification énergétique est différente selon le type d’allocations utilisé. Intrants agricoles

PCI ou énergie interne selon 3 sources de la semence et du grain En MJ/kg Pimentel EBAMM Planète semence grain Tournesol 33 13 7 26,13 Maïs 104 15 10 1 16,21 Panic élevé 261 16,7 19,85 9,4 EBAMM signifie Energy and Research Group on Biofuels Analysis Meta-Model http://rael.berkeley.edu/EBAMM/ Intrants agricoles

Exemple 3 : l’irrigation Sources Energie utilisée en irrigation en MJ/ha pour 810 m3 d’eau/ha En MJ/m3 d’eau Pimentel 1 339 1,65 EBAMM Today (moyenne) 49 0,06 Planète : électricité faible 5 Planète : électricité moyen 6 Planète : électricité fort 7 Planète : pompage gazole 6,5 Planète : eau du réseau 14 Intrants agricoles

Exemple 4 : les Techniques Culturales Simplifiées : TCS Le non labour avec semis direct divise par 2 les consommations directes en gazole pour les façons culturales. Le temps de travail est également divisé par 2. Les pertes de rendements sont négligeables pour la rotation maïs-blé. Elles sont de 6,5 % pour le maïs en monoculture d’après http://www.arvalisinstitutduvegetal.fr/fr/com_detail.asp?id=216 Pourquoi les TCS, connues et pratiquées par certains agriculteurs depuis plusieurs décennies, sont elles encore si peu mises en œuvre ? Intrants agricoles

Exemple 5 : le Bois Raméal Fragmenté Le BRF est : un support de culture, type litière un engrais retard, un générateur d’humus, une protection physique des sols, effet « mulch », une réserve d’humidité, un support aux microorganismes, un débouché pour les zones non semées en tant que vecteur de transfert de fertilité de ces zones vers les cultures, un désherbant physique, … Epandage du BRF sur les Causses du Quercy Intrants agricoles

Bilan énergétique des cultures de maïs Intrants maïs en MJ/ha (a) Production maïs en kg/ha (b) Production maïs en MJ/ha (c) Efficacité énergétique en MJ/MJ (d) Valeur énergétique nette en MJ/ha (e) PCI du maïs en MJ/kg (f) Pimentel 33 921 8 655 130 240 3,8 96 319 15,0 EBAMM 19 361 8 746 87 460 4,5 68 099 10,0 135 563 7 116 202 15,5 Valbiom 29 299 87 896 3 58 811 Ecobilan 2005 8 950 9 055 140 352 5,5 131 402 11 806 128 546 Risoud 32 940 8 900 144 180 4,4 111 240 16,2 Damien en bio sans le séchage 4 441 5 000 77 500 17,5 73 059 Damien en bio 8 121 9,5 69 379 Valeurs non indiquées par la source Selon le chapitre VIII-1 Comparaisons des publications pour le maïs à éthanol Intrants agricoles

Bilan énergétique de l’éthanol de maïs en MJ/ha (c) Efficacité maïs MJ/MJ (d) Valeur nette en MJ/ha (e) Total intrants éthanol (f) Efficacité Éthanol (g) Litre Par ha (h) PCI Par t (i) Pimentel 130 240 3,8 96 319 88 825 0,78 3 221 21,44 372 EBAMM 87 460 4,5 68 099 86 575 1,2 3 463 21(,2) 400 135 563 7 116 202 Valbiom 87 896 3 58 811 418 Ecobilan 05 140 352 5,5 131 402 40 681 1,89 3 604 21,3 398 128 546 53 662 1,43 Valeurs non indiquées par la source Selon le chapitre VIII-1 Comparaisons des publications pour le maïs à éthanol Intrants agricoles

Efficacité énergétique des cultures en MJ produit par MJ utilisé Sources - cultures Maïs Tournesol Soja Panic Colza Blé Lin fibre Planète 4,38 4,92 6,85 10,2 EBAMM 3,8 14,8 EBAMM (modifié) 7 Pimentel 3,84 0,76 2,56 14,4 Pimentel (modifié) 4,36 Lacq – Ecobilan 2005 15,7 Damien avec séchage 8,5 Damien sans séchage En cours Henri Selon le chapitre VII - 3 - Productivité à l’ha et rendement énergétique Intrants agricoles

Approches agronomique et pédologique Approche agronomique : Les analyses de sols conventionnelles sont là pour générer des commandes d’intrants chimiques en fonction des exportations des cultures. Méthode des bilans. Approche pédologique : La méthode Hérody dit qu’il y a peu de carences dans les sols donc peu d’apports indispensables et que ce sont les microorganismes qui peuvent rendre disponibles les éléments nutritifs du sol aux plantes. Intrants agricoles

Adéquation élevage - culture Une contrainte incontournable pour une agriculture pérenne. L’agriculture intégrée Les apports en NPK des rejets des animaux couvrent les besoins de toutes les cultures du pays. Ce sont plus de 20 GJ par UGB et par an qui concernent l’adéquation élevage-culture soit plus de 500 litres d’équivalent gazole. Ce chiffre est à comparer avec la capacité de production d’HVP d’un ha : 800 litres pour le tournesol et 1000 litres pour le colza. Intrants agricoles

Notion d’Unité Gros Bétail : UGB L’UGB est une unité employée pour pouvoir comparer ou agréger des effectifs d’animaux d’espèces ou de catégories différentes. En 2005, la France comptait, 28 586 918 équivalent UGB hors poules, canards et lapins, pour 18,4 millions d’ha soit 1,6 UGB par ha de SAU. Ce qui est suffisant pour amender les terres sans apports d’engrais chimiques. Intrants agricoles

Valorisation par combustion : chaudière polycombustibles La valorisation énergétique directe des productions agricoles est une solution pour créer les débouchés transitoires, dans l’attente d’une libéralisation du marché des carburants. Les plaquettes bois remplaceront alors, les grains et les tourteaux combustibles ! Ce marché est aussi important que celui des carburants et ne souffre pas de la problématique TIPP. Intrants agricoles

Le maillon faible de la filière HVP carburant Micro approche économique mars 2006 : Le maillon faible de la filière HVP carburant c’est le tourteau ! Valorisation énergétique des tourteaux : 0,34 €/kg Valorisation en alimentation animale : 0,17 €/kg Prix de vente pratiqué : de 0,15 à 0,09 €/kg Il faut donc jouxter chaque unité de trituration de chaudières polycombustibles capables d’utiliser ces produits et une dizaine de graines dont le blé fourrager qui génère actuellement un équivalent gazole à 0,22 € le litre ! Intrants agricoles

PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur en MJ/kg brut Équivalence économique en €/kg brut par rapport au gazole rouge Cours actuels mars 2006 Huile de tournesol 37,2 0,61– 0,8 Tourteaux (15 % MG - 6 % d’humidité) 20,3 0,34 – 0,17 Maïs ( 15 % d’humidité) 15,5 0,21 - 0,11 Tournesol à 9% d’humidité 26,3 0,34 – 0,21 Plaquettes forestières à 20% 14 0,23 – 0,07 Blé dur à 9 % d’humidité 16,8 0,22 – 0,10 Gazole rouge d=0,828 44,3 0,6 €/L = 0,73 €/kg La valorisation énergétique du maïs est le double de sa valorisation alimentaire Celle du tournesol est 60 % supérieure Intrants agricoles

Conclusion La valorisation énergétique de la biomasse est une opportunité pour le monde agricole pour sortir de la déprise. Pour cela il faut une gestion énergétique des intrants. Seul, le couple agriculture-élevage, peut optimiser cette gestion. La production d’énergie issue de la biomasse cultivée est efficace et économiquement opérationnelle, via une combustion directe des productions. La transformation en alcool de ces cultures est inefficace. Intrants agricoles

Apports personnels Ce retour en formation à temps plein pendant 10 mois est une pause dans la carrière professionnelle. J’ai pu me consacrer totalement au sujet qui m’interpelle depuis plusieurs décennies : le devenir des « Paysans ». Cette mise à plat des connaissances sans contraintes professionnelles porte ses fruits. Intrants agricoles

Merci pour votre attention ! En espérant avoir répondu à vos attentes ! Intrants agricoles

Approche sociétale : le Plan MANSHOLT Le 21 décembre 1968, Sicco Mansholt, constate les limites de la politique des prix et des marchés. Il prédit en effet le déséquilibre de certains marchés si la Communauté européenne ne soustrait pas au moins 5 millions d'hectares de terres arables à la production agricole. … L'objectif du plan est d'encourager près de cinq millions d'agriculteurs à quitter leur ferme, de favoriser une redistribution de terres ainsi rendues disponibles afin de permettre l'accroissement des parcelles familiales restantes. … Ce plan arrive à terme : le nombre d’agriculteurs est de 980 000, le nombre d’exploitations entre 450 000 et 640 000 l’objectif est de 150 000 exploitations en France. Aujourd’hui 80 % des productions sont le fait de 80 000 producteurs. Intrants agricoles

Approche polique : Blair House court toujours… OMC : Un accord conclu entre les États-Unis et l’Union Européenne limite la surface européenne de cultures oléagineuses à 5,5 millions ha. TRANSRURAL Initiatives • 14 FÉV 2006 • La France importe 5,4 millions de tonnes de tourteaux pour l’alimentation animale chaque année. Cela correspond à 2,7 millions d’ha d’oléagineux pour la France, soit prés de la moitié de la limitation « politique » pour l’Union Européenne. Intrants agricoles

Un constat « Fin 2005, 11.402 exploitations agricoles sont engagées dans le mode de production biologique, soit une augmentation de 3 % par rapport à 2004. » http://www.pleinchamp.com/article/detail.aspx?id=23506&page=1&local=false&pub_id=2&menu_id=2 Ces 11 402 exploitations sont des exemples de non emploi d’intrants chimiques pour les 450 000 autres soit une sur 40. L’important c’est le taux de croissance du nombre d’exploitations biologiques, alors que le nombre global d’exploitations diminue en France, de 25 000 par an soit moins 5 % par an. Intrants agricoles

Deux calculs Le plan Mansholt prévoit 150 000 exploitations en France. Il faudra 21 ans pour réduire les 450 000 exploitations actuelles aux taux de moins 5 % l’an. Le nombre d’exploitations en agriculture biologique sera de 20 593 dans 21 ans. Soit prés de 17 %. Intrants agricoles

Bilan énergétique des cultures de maïs Intrants maïs en MJ/ha (a) Production maïs en kg/ha (b) Production maïs en MJ/ha (c) Total des intrants pour l’éthanol MJ/ha (d) Litre éthanol/t maïs 15 % d’humidité (e) PCI du maïs 15 % d’humidité en MJ/kg (f) Pimentel 33 921 8 655 130 240 54 808 372 15,0 EBAMM 19 361 8 746 52 476 400 10,0 Valbiom 29 299 87 896 Belgique 418 Ecobilan 2005 8 950 9 055 49 631 40 681 398 11 806 65 468 53 662 Risoud 32 940 8 900 16,2 Damien en bio 8 121 5 000 77 500 15,5 Selon le chapitre VI - Comparaisons des publications pour le maïs à éthanol Intrants agricoles

Bilan énergétique des cultures de tournesol Intrants en MJ/ha (a) Production en kg/ha (b) Production en MJ/ha (c) Total des intrants pour l’ester en MJ/ha (d) pour l’HVP en (e) PCI du tournesol à 91 % MS en MJ/kg (f) Pimentel 25 577 1 500 19 437 31 348 13 Pimentel modifié 13 375 2 400 62 712 50 157 26 Henri en bio 2 000 52 000 Damien en bio Gaec de Penne Valeurs non indiquées par la source Intrants agricoles

Comparaison des combustibles ester, HVP et gasoil, de l’éthanol carburant et de l’essence Carburant ou combustible Efficacité énergétique Investissement minimum par unité de production en € Emissions de gaz à effet de serre : en gramme équivalent CO2 Distances de transport des matières pondéreuses en km HVP 3,5 20 000 468 13 % 30 Esters d’huiles 3 10 000 000 671 19 % 300 Gaszole 0,92 100 000 000 3454 100% 3 000 Alcool 1,2 1 000 000 527 15 % Essence 0,87 3635 100% L’HVP est le meilleur des biocarburants liquides disponibles aujourd’hui selon les 4 critères rassemblés dans le tableau ci-dessus Intrants agricoles