A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Alimentation de précision: Maitriser l’impact de la nutrition sur la qualité des.

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1 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Alimentation de précision: Maitriser l’impact de la nutrition sur la qualité des carcasses Jaap van Milgen Ecole SFN, Paris 9 Octobre, 2013

2 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

3 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Les productions animales doivent faire face aux nouveaux défis “The livestock sector is one of the most significant contributors to the most serious environmental problems, at every scale from local to global” “As it stands now, there are no technically or economically viable alternatives to intensive livestock production for providing the bulk of the food supply”

4 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T produits ressources Les systèmes de productions animales débit important rendement important (/ha, /€, or /personne) dans les territoires à forte densité de production

5 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T 1.Le suivi continu de la réponse du processus 2.Modèle mathématique prédisant les sorties du processus à partir des entrées 3.Le résultat souhaité 4.Un mécanisme pour contrôler les entrées Elevage de précision (Precision livestock farming; PLF) “Management of livestock production systems using the principles and technology of process engineering” (Wathes et al., 2008) Comment peux-je nourrir un porc pour qu’il atteint un poids de 110 kg à 6 mois d’âge?

6 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

7 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T âge, j poids vif, kg Strathe et al., 2010 temps Une modélisation empirique de la croissance

8 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Schulin-Zeuthen et al., 2008 aliment Une modélisation empirique de la croissance

9 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T L’efficacité de la transformation de nutriments est faible

10 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T lipidesprotéinesamidonsucresfibres métabolisme intermédiaire lipides ATP protéines chaleur La transformation de la matière organique en un porc

11 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Whittemore & Fawcett, 1976 plateau de dépôt protéique (PDmax) ratio minimal LD:PD Le dépôt protéique dépend de l’ingestion de l’énergie

12 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Black et al., 1986 La réponse du porc change au cours du temps

13 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T La croissance est déterminée par les dépôts de protéines et de lipides Il existe une limite maximale pour le dépôt de protéines Il existe une règle de répartition de l’énergie entre protéines et lipides La consommation est une entrée; le dépôt de lipides est un « puits énergétique » Les concepts clefs dans ces modèles

14 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T dépôt de protéines dépôt d’eau dépôt de minéraux dépôt de lipides gain de poids gain du tissu maigre gain du gras épaisseur de lard nutriments Le lien conceptuel entre nutriments et tissus n’est pas très fort dans les modèles

15 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T acides gras sous-cutanés acides gras intramusculaires acides gras intermusculaires acides gras internes Lizardo et al., 2002; Halas et al., 2004 acides gras alimentaires acides gras synthétisés de novo La composition en acides gras des tissues, comment est-elle déterminée?

16 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T C18:2 alimentaire C18:2 sous-cutané C18:2 intramusculaire C18:2 intermusculaire C18:2 internes ATP Kloareg et al., 2007; Bruininx et al., 2011 La composition en acides gras des tissues, comment est-elle déterminée?

17 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T TémoinMet-Carcasse Croissance, g/j292211-28% Teneur en protéines, %18.615.5-17% Teneur en méthionine, %2.131.97-8% Gain en méthionine, mg/j1153645-44% L’animale possède de mécanismes différents pour faire face à une déficience protéique LDIntestin -47%0% -20%+8% -12%+3% -63%+11% Conde-Aguilera et al., 2010

18 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

19 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T La variation entre individus est naturelle, essentielle, et très bien contrôlée

20 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T ingestion d’énergie = 1.002 x dépense d’énergie ingestion d’énergie = 1.000 x dépense d’énergie La variation entre individus est naturelle, essentielle, et très bien contrôlée

21 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T utilisée en sélection génétique mais beaucoup de pratiques sont appliquées aux groupes d’animaux La variation entre individus est naturelle, essentielle, et très bien contrôlée

22 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Différents porcs ont des besoins nutritionnels différents

23 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Différents porcs ont des besoins nutritionnels différents

24 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

25 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T sorties entrées Le monitoring est crucial – il n’y a pas de sorties sans entrées

26 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T La consommation d’aliment varie au cours du temps

27 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T La consommation peut être “prédite” (a postériori)

28 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Mais c’est plus difficile à prédire a priori

29 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Le monitoring du système

30 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

31 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Sorties: consommation croissance composition corp. Entrées: type d’aliment quantité d’aliment chauffage Capteurs Modèle Contrôleur Objectif L’élevage de précision Wathes et al., 2008

32 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Les modèles deviennent mature et accessible … Source: InraPorc, 2012

33 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T … et sont utilisés pour des solutions in silico et pratiques Morel et al., 2010

34 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Pomar et al., 2009, 2010, 2011 Hauschild et al., 2010, 2012 … et sont utilisés pour des solutions in silico et pratiques

35 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Introduction Prédire la réponse des porcs aux apports nutritionnels Prendre en compte la variation entre individus Le monitoring du système Quelques exemples d’alimentation de précision Conclusions Plan

36 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Une progression dans le temps 18501980 modélisation stochastique modèles empiriques de croissance modèles déterministes de croissance monitoring (phénotypage) modèles  outils élevage de précision 2010

37 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Encore en développement Permet de réduire l’utilisation de ressources naturelles et de réduire l’impact environnemental Permet de prendre en compte les besoins individuels Peut être perçu comme une instrumentalisation accrue des animaux et de la production porcine L’élevage de précision