Simulation et évaluation de scénarios de pratiques alternatives pour une reproduction sans hormones dans les exploitations ovines laitières

Simulation and evaluation of alternative practice scenarios for a hormone-free reproduction in dairy sheep farms

• Auteur / Autrice : Ellen Laclef
• Direction : Eliel Gonzalez-Garcia, Amandine Lurette, Nathalie Debus, Patrick Taillandier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Système d'élevage méditerranéens et tropicaux - SELMET - Montpellier SupAgro, dir-selmetcirad.fr
• Jury : Président / Présidente : Claire Aubron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Amandine Lurette, Nathalie Debus, Patrick Taillandier, Claire Aubron, Gerardo Caja lópez, Nicolas Friggens, Olivier Thérond
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gerardo Caja lópez, Nicolas Friggens

Mots clés

Mots clés libres

Brebis laitière

Reproduction sans hormone

Simulation

Modèle multi-Agent

Elevage innovant

Dairy sheep

Hormone-Free reproduction

Simulation

Agent based model

Innovative livestock farming

Résumé

En élevage ovin laitier (OVL), la gestion de la reproduction sans hormones de synchronisation des cycles ovariens est un levier à mobiliser pour répondre aux enjeux de l'agroécologie et à l'évolution des demandes sociétales. Dans les grands bassins de production, comme le Bassin Nord Occitanie (BNO), le développement d'alternatives aux traitements hormonaux (TH) de synchronisation tout en conservant la possibilité de faire de l'insémination artificielle (IA), est nécessaire pour pouvoir continuer à diffuser les schémas de sélection de manière efficace. L'effet mâle, qui consiste à mettre un bélier dans un groupe de femelles après un temps de séparation, est une pratique alternative possible pour induire et synchroniser les chaleurs des brebis. Elle ne permet cependant pas de grouper ces dernières aussi efficacement que l'utilisation de TH et doit être accompagnée d'une détection précise de ces dernières pour permettre de réaliser l'IA au moment adéquat. L'utilisation de cette pratique alternative implique ainsi des changements au niveau de la conduite de la reproduction mais aussi au niveau d'autres composantes associées (ex : la gestion de l'alimentation du troupeau) avec de potentielles conséquences sur le fonctionnement global de l'exploitation ; lesquelles sont encore peu connues à ce jour. L'objectif de ce travail était donc d'évaluer l'impact « ex-ante » des méthodes alternatives aux TH sur les performances zootechniques, économiques et environnementales de l'exploitation ainsi que sur la charge de travail de l'éleveur. Ceci afin d'identifier des pistes durables pour introduire des pratiques de gestion de la reproduction alternatives aux TH dans les élevages OVL du BNO. Pour ce faire, le modèle multi-agent REPRIN'OV a été développé et implémenté sur la plateforme de modélisation GAMA. Il simule des effets de ces changements de pratiques sur différents indicateurs annuels et dynamiques (quotidiens ou hebdomadaires) de la durabilité du fonctionnement d'exploitations OVL. La construction de ce modèle s'est faite par étapes. Un premier modèle dynamique de troupeau OVL (REPROSheep), a été développé afin de représenter le fonctionnement d'un troupeau OVL dans un contexte de gestion sans TH en tenant compte de la variabilité individuelle de réponse à la méthode de synchronisation des chaleurs utilisée. Il représente les processus individuels de reproduction et de lactation en tenant compte du lien entre certaines caractéristiques individuelles des brebis, telles que leur âge, leur note d'état corporel ou leur rendement laitier, et les réponses individuelles ainsi que les performances globales de reproduction et de production du troupeau. Le modèle REPROSheep a ensuite été complexifié pour aboutir au modèle REPRIN'OV qui permet de simuler le fonctionnement dynamique global d'une exploitation OVL, dans le cadre de scénarios contrastés de gestion de la reproduction (avec ou sans TH). Le modèle a été conçu et paramétré à partir de données expérimentales et techniques, puis validé à partir de données de terrains et de la littérature. REPRIN'OV a ensuite été utilisé pour simuler des scénarios de gestion de la reproduction sans TH dans quatre cas-types d'exploitations OVL du BNO. La comparaison des résultats de simulation obtenus pour cinq campagnes de production successives a montré des résultats contrastés selon les exploitations. Ils ont notamment différé selon la saison de reproduction (« hâtive » ou « tardive ») et selon le type d'agriculture (conventionnelle-AC ou biologique-AB) des exploitations simulées. Les résultats de ce travail de thèse donnent ainsi des éléments pour mieux comprendre les enjeux consécutifs à l'introduction d'alternatives aux TH pour le fonctionnement de l'ensemble d'un système de production OVL et contribuent à accompagner et faciliter la réflexion autour de la reconception des systèmes OVL en vue de l'introduction d'alternatives durables aux TH.

In dairy sheep farming, the management of reproduction without the use of hormonal treatments (HT) to induce and synchronize ovarian cycles represent an opportunity and a disrupting lever to achieve agroecological transition goals while meeting societal demands. In large production basins, such as the North Occitania Basin, the development of alternatives to HT for induction and synchronization while maintaining the possibility of the artificial insemination (AI) practice, is necessary to continue providing efficient genetic selection schemes. The male effect, which consists in adding a ram in the flock after it has been separated from ewes, is an alternative to induce and synchronize heats. However, in practice, the male effect may not be as effective as the conventional use of TH, therefore requiring to be accompanied by accurate additional heat detection tools allowing AI to be performed at the right time. The use of this alternative practice implies changes in reproductive management but also in other associated components such as the flock feeding management, with potential consequences at the farm level. To date, the consequences on the global functioning of the farm is still unknown. The objective of this work was thus to evaluate the "ex-ante" impact of alternative methods to HT on the zootechnical, economic and environmental performance of the farm as well as on the farmer workload. All to identify sustainable ways to introduce alternative reproductive management practices to HT in dairy sheep farms. For this purpose, the multi-agent model REPRIN'OV was developed and implemented on the GAMA modelling platform. It simulates the effect of introducing alternative reproduction management practices on different annual and dynamic (daily or weekly) indicators of the sustainability of the operation of dairy sheep farms. The construction of this model was done in different steps. A first dynamic flock model (REPROSheep) was developed to represent the functioning of a flock in a context of hormone-free management (HF), taking into account the individual variability of response to the estrus synchronization method used. It represents individual reproductive and lactation processes by taking into account the link between certain individual ewe traits, such as age, body condition score (BCS) or milk yield, as well as the overall reproductive and production performance of the flock. This REPROSheep model was then enriched to build the REPRIN'OV model, which simulates the global and dynamic functioning of a dairy farm over time, under contrasting reproductive management scenarios (with or without HT). The model was designed and parameterized from experimental and technical data, then validated using field collected and literature data. REPRIN'OV was then used to simulate HF reproduction management scenarios in four dairy sheep farms, representative of the North Occitania Basin. Simulations of farm performances during five consecutive production seasons showed contrasting results and trends. Specifically, results were affected by reproduction season (“early” or “late”) and the agricultural system (conventional or organic) of the simulated farms. The outcomes of this thesis provide elements for a better understanding of impacts on the functioning of the whole dairy sheep production system, after introducing alternatives to HT. They also provide new insights contributing for accompanying the various stakeholder brainstorming around the redesign of dairy sheep sector in a free-hormone context.