Simulation des pratiques

Alors que la plupart des pratiques de gestion des fermes s’intègrent dans un système agricole complexe où de multiples facteurs sectoriels interagissent, la recherche est encore bien souvent réalisée par secteur. Par exemple, certaines démarches visent à réduire le méthane entérique (CH₄) produit par les vaches sans considérer les effets potentiels aux champs ou dans la fosse. À l’inverse, des pratiques mises en place pour réduire les gaz à effet de serre au champ ne sont pas toujours accompagnées par une évaluation de leurs impacts à l’étable. Pour obtenir un portrait global des actions à adopter pour tendre vers la carboneutralité, les producteur(trices)s et les scientifiques impliqués dans le Laboratoire vivant – Lait carboneutre utilisent des outils de simulations d’impact multisectoriels dans plusieurs activités.

Sommaire des activités

Modélisation des impacts économiques et environnementaux de pratiques de gestion bénéfiques à l’échelle du champ et de la ferme

Objectif : Évaluer, grâce à des outils de simulation, les effets de l’adoption de différentes pratiques, du champ à l’étable, sur les résultats économiques et environnementaux des fermes laitières du Québec. Les prédictions aideront les producteur(trice)s dans leur prise de décision des pratiques de gestion bénéfiques à implanter sur leur ferme.

Mieux comprendre les fermes laitières

Une ferme laitière est un système complexe qui regroupe le troupeau, les champs, le fumier, l’agroenvironnement, la gestion financière, les ressources humaines et bien d’autres éléments. Les producteur(trice)s prennent leurs décisions en tenant compte de plusieurs de ces facteurs selon leurs objectifs. Pour les accompagner dans le choix des pratiques de gestion bénéfiques à mettre en place sur leur ferme, il est essentiel de documenter l’impact global de leur mise en place. Ainsi, les pratiques les plus prometteuses, choisies par les producteur(trice)s du Laboratoire vivant – Lait carboneutre, seront simulées à l’échelle de la ferme pour évaluer l’impact des décisions à long terme dans les champs et sur la ferme.

Les logiciels de modélisation simulent l’effet de différentes pratiques sur :

le rendement et la valeur nutritive des cultures;
les émissions de gaz à effet de serre;
la dynamique du carbone dans les sols;
d’autres facteurs environnementaux (les cycles de l’eau, de l’azote et du phosphore, les émissions d’ammoniac);
les impacts économiques liés aux changements de pratiques.

Les scénarios sont simulés par des modèles mathématiques composés d’équations et d’algorithmes alimentés par des données concrètes recueillies directement sur les fermes ou issues de recherches scientifiques. Plus les données d’entrées sont nombreuses et de qualité, plus les résultats obtenus sont fiables.

Modélisation des pratiques de gestion bénéfiques

Choix des pratiques à modéliser

Après avoir reçu leur bilan carbone, les producteur(trice)s sont invité(e)s à choisir les pratiques de gestion bénéfiques qu’ils souhaitent implanter sur leur ferme. Lors de rencontres de codéveloppement avec les équipes de recherche d’Édith Charbonneau (Université Laval) et Guillaume Jégo (Agriculture et Agroalimentaire Canada), les producteur(trice)s auront l’occasion d’exprimer leur intérêt pour des pratiques à simuler, soit pour les aider à prendre une décision, soit pour en observer les effets à long terme.

Parmi les pratiques qui pourraient être sélectionnées pour les différents scénarios, on retrouve :

au champ : cultures de couverture en intercalaire et/ou en dérobée, diversification des rotations, haies brise-vent, plantes pérennes dans les bandes riveraines, pâturages et gestion améliorée de la fertilisation selon le principe des 4B (Bonne source, Bonne dose, Bon endroit et Bon moment d’application des engrais);
à l’étable : augmentation de la productivité des vaches laitières, modification du nombre d’animaux de remplacement au sein du troupeau, ajout d’additifs (gras, 3-nitrooxypropanol (3-NOP)) dans la ration des vaches en lactation;
à la fosse : ajout d’additifs dans la fosse à fumier, modifications du nombre et des dates d’épandage du fumier.

Choix des scénarios

Pour évaluer les impacts des différentes pratiques, la première étape consiste à définir des fermes types représentatives qui serviront de référence pour que les fermes du Laboratoire vivant – Lait carboneutre, et des fermes similaires, pour qu’elles puissent se servir de ces résultats pour leurs réflexions et prises de décision.

Modélisation avec STICS et N-CyCLES

Pour modéliser les pratiques au champ, les scientifiques du Laboratoire vivant – Lait carboneutre utilisent STICS (simulateur multidisciplinaire pour les cultures standard), développé par une communauté scientifique internationale coordonnée par l’INRAE (Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement) en France et adapté pour la réalité du Québec. Ce modèle, qui prend en compte les interactions sol-plante-atmosphère, permet d’évaluer la production et la qualité des cultures selon différentes pratiques agricoles, mais aussi de suivre l’évolution des bilans d’eau, d’azote et de carbone à l’échelle du champ.

Pour modéliser les pratiques à l’échelle de la ferme, c’est le modèle N-CyCLES (Nutrient‐Cycling Crops‐Livestock‐Environment‐Soil) qui est utilisé. Développé en collaboration par des chercheurs de l’Université Laval et de l’Université du Wisconsin-Madison, ce modèle permet de simuler les impacts environnementaux et économiques résultant de l’adoption de différentes pratiques.

Ces simulations avec STICS et N-CyCLES sont alimentées avec des données provenant de plusieurs sources:

données récoltées sur les fermes pour le calcul des bilans carbone;
informations complémentaires fournies par les producteur(trice)s au besoin;
résultats des activités scientifiques en cours sur les fermes;
résultats publiés dans des articles scientifiques;
résultats de modélisations précédentes réalisées avec STICS ou N-CyCLES;
données météorologiques historiques collectées par stations météorologiques ou projections et scénarios climatiques issus des modèles climatiques fournis par Ouranos (Pôle d’innovation et de concertation québécois pour l’adaptation aux changements climatiques).

Une approche collaborative entre tous les membres du Laboratoire vivant – Lait carboneutre

Les producteur(trice)s du Laboratoire vivant – Lait carboneutre sont pleinement impliqué(e)s dans les activités de modélisation grâce à la mise en place d’ateliers de codéveloppement. Une première rencontre permet de choisir ensemble les pratiques et scénarios à simuler dans les conditions climatiques actuelles. Lors des ateliers suivants, les résultats sont présentés aux producteur(trice)s qui peuvent alors suggérer des modifications pour tester de nouvelles pratiques, améliorer les scénarios ou les soumettre à différents niveaux de changements climatiques.

Dans le cadre du Laboratoire vivant – Lait carboneutre, le codéveloppement existe également entre les équipes de recherche ! Tous les scientifiques sont invités à soumettre aux experts en modélisation les résultats issus de leurs essais, afin d’évaluer leur impact sur le bilan carbone des fermes. Les prédictions obtenues peuvent alors les aider à mieux définir les expérimentations sur le terrain pour l’année suivante.

Un outil d’aide à la décision pour les producteur(trice)s

La modélisation permet de tester virtuellement des pratiques, afin de donner aux producteur(trice)s un aperçu des effets économiques et environnementaux des changements sur leur ferme.

Dans le cadre du Laboratoire vivant – Lait carboneutre, la modélisation est utilisée en complément à plusieurs activités de recherche. Les résultats des expériences menées sur les fermes, en plus de pratiques déjà documentées, sont intégrées dans les modèles pour évaluer, à plus grande échelle et sur le long terme, les effets de différentes pratiques de gestion bénéfiques.

À titre d’exemple, une des activités de recherche du Laboratoire vivant – Lait carboneutre concerne la valorisation des fourrages. Sur les fermes participantes, l’équipe de recherche d’Édith Charbonneau (Université Laval) collecte et analyse diverses données permettant d’identifier des pratiques de gestion bénéfiques qui contribuent à améliorer la production et la valorisation des fourrages. La modélisation permettra de considérer les effets qu’une modification de pratique associée aux fourrages peut avoir sur les résultats économiques et environnementaux de la ferme.