Modélisation de l’impact environnemental des pratiques en élevage porcin à l’échelle sectorielle (animal et effluent), de l’exploitation, et du cycle de vie (ACV). : Incidence du niveau d’approche sur la perception des pratiques.

par Cyrille Rigolot

Thèse de doctorat en Biologie et agronomie

Sous la direction de Jean-Yves Dourmad.

Soutenue en 2010

à Rennes, AGROCAMPUS-OUEST .


  • Résumé

    La production de porc contribue à des problèmes environnementaux divers à des échelles variées. Jusqu’à présent, les recherches d’innovations ont majoritairement considéré les pratiques de façon individuelle, en se focalisant sur un problème particulier (par exemple, les effets de l’alimentation sur l’excrétion d’azote). Cependant, de telles approches peuvent conduire à des transferts de pollution, sur un autre critère ou de façon décalée dans l’espace ou dans le temps. Dans ce contexte, la problématique abordée dans ce travail est de voir comment la perception des pratiques peut dépendre du niveau d’approche, c’est-à-dire du système au sein duquel on les considère. Cette réflexion s’appuie sur des travaux de modélisation avec une démarche d’intégration progressive. D’abord, des modèles sectoriels ont été réalisés pour prédire i) les caractéristiques de l’excrétion des porcs en fonction des performances et de la composition de l’aliment et ii) le devenir des déjections et les émissions d’ammoniac et de gaz à effet de serre, au cours de leur collecte, stockage et traitement. Ensuite, ces modèles sectoriels ont été intégrés dans un simulateur complexe de flux d’éléments à risque pour l’environnement, à l’échelle de l’atelier porcin, puis de l’exploitation mixte porcine et laitière avec des cultures, dans le cadre d’un projet pluridisciplinaire (Mélodie). Le modèle Mélodie calcule les flux d’éléments (N, P, C, Cu, Zn) dans le système et les émissions vers l’eau, l’air et le sol, en fonction de la structure et de la stratégie de l’exploitation simulée, sur plusieurs années et de façon dynamique. Mélodie est basé sur un cadre conceptuel original, générique et évolutif, structurant la représentation des systèmes et de leur pilotage (ontologie). Enfin, des résultats de simulation de différents élevages virtuels, par Mélodie, ont servi de base pour réaliser des Analyses de Cycle de Vie (ACV). Cette méthode consiste à prendre en compte, en plus des émissions directes sur le site de production, les impacts environnementaux associés aux intrants et au recyclage des déchets. Ces ACV ont été réalisées avec différentes hypothèses sur la prise en compte (ou non) dans le système évalué des impacts de l’épandage des effluents exportés. La démarche suivie permet de mettre en évidence que le niveau d’approche modifie la perception des pratiques. En effet, nous montrons que des pratiques d’alimentation ou de gestion des effluents jugées favorables au niveau de l’atelier peuvent apparaître défavorables quand on intègre des effets indirects, comme les émissions d’ammoniac à l’épandage, ou le coût environnemental de la production des ingrédients de l’aliment. Inversement, des pratiques jugées favorables avec un point de vue très global pourraient en fait avoir des effets indésirables, si les particularités des systèmes ne sont pas suffisamment prises en compte. En ce sens, le modèle Mélodie illustre la complexité des effets décalés ou retardés des pratiques (si on prend en compte, par exemple, les répercussions possibles à court et long terme sur les cultures et les sols, leurs éventuelles rétroactions sur le fonctionnement des troupeaux…). Enfin, le constat de la relativité de la perception des pratiques en fonction du niveau d’approche interroge en retour sur la définition de système pertinente à retenir, pour aborder des pratiques. Différents cas sont distingués pour l’évaluation ou l’action sur les systèmes de production, dans le cadre de stratégies environnementales.


  • Résumé

    Pig production contributes to various environmental issues at various scales. Environmental studies have generally focused, up to now, on the effects of practices, isolated from their context, on particular issues (for example, the effects of feeding on nitrogen excretion). However, these approaches may lead to trade-off between environmental issues, and issues may also simply be delayed at other time periods and locations. The aim of this work is to see how the approach level (i. E. The system considered) can modify the perception of practices. The study is based on a step by step integration of several models. First, models have been built to predict i) the effects of feeding and animal performances on pig excretion characteristics ii) the effects of housing, manure storage and treatment on ammonia and greenhouse gazes emissions from manure. Then, these models have been integrated in a complex simulator of nutrient flows in pig units, itself included in a model at farm scale, with dairy and crop production modules (Melodie project). The Melodie model calculates nutrient flows (N, P, C, Cu, Zn) within a farm and the emissions to the air, the soil and the water. These flows are calculated dynamically for several years with a daily time step. Input parameters are related to farm structure and farmer strategy. Melodie is based on an evolving and generic conceptual framework structuring the modelling of production systems (ontology). Finally, simulations of five virtual pig units by Melodie have been used as a basis for life cycle assessment (LCA). LCA does not take into account only the direct emissions on a farm, but also the indirect environmental impacts associated to inputs and waste recycling. These LCA have been carried out with different hypotheses on the accounting (or not) of the impacts of exported manure spreading. This approach proves that the definition of system boundaries in environmental assessments may modify the results of the evaluation. For example, feeding and manure management practices, which may be seen as environment-friendly at pig unit scale, can in fact induce higher environment impacts, when the system includes indirect effects such as ammonia emissions during spreading, or the environmental cost of producing the feed. On the contrary, decisions based on a very large point of view could have undesirable effects, if the system specificities are not sufficiently taken into account. This is well illustrated by the model Melodie, which represents the complexity of indirect effects on crops and soils on the short and long run, their retroactions to the herd feeding… Finally, the relativity of practices perception depending on system boundaries raises the problem of choosing the relevant approach level. Different cases are distinguished for the evaluation or action on agricultural systems, in the scope of environmental strategies.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (184 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. (176-184 p.)

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  • Bibliothèque : AGROCAMPUS OUEST. Bibliothèque Générale de Rennes.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : B 194
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