Près de 50 % des émissions de gaz à effet de serre des fermes du Laboratoire vivant – Lait carboneutre proviennent du méthane (CH4), issu de la fermentation entérique des animaux. Produit naturellement par les ruminants, la quantité de méthane émise peut être réduite grâce à certaines pratiques. En s’appuyant sur des données réelles collectées directement à la ferme, le Laboratoire vivant – Lait carboneutre propose aux producteur(trice)s des pratiques de gestion bénéfiques, soit des solutions concrètes et adaptées à leur réalité, à mettre en place sur leur ferme.
Sommaire des activités
Mesures directes des émissions à la ferme
Objectif : Mesurer les gaz à effet de serre émis à l’étable pour évaluer l’efficacité des pratiques de gestion bénéfiques mises en place par les producteur(trice)s. Les mesures effectuées permettront également de développer des méthodes d’échantillonnage simplifiées.
Réduction du méthane entérique (CH4) par l’ajout d’un nouvel ingrédient (3-NOP) dans la ration alimentaire et par l’utilisation de fourrages récoltés à un stade plus précoce
Évaluer, en station de recherche, l’effet combiné de l’ajout de 3-NOP (3-nitrooxypropanol) et de la maturité des fourrages dans la ration sur les émissions de méthane entérique (CH4) et les performances laitières de vaches en lactation hautes-productrices, sélectionnées pour leur teneur élevée en gras du lait.
Réduction du méthane entérique (CH4) émis par l’ensemble du troupeau par une optimisation du nombre d’animaux à l’étable tout en maintenant l’amélioration génétique souhaitée
Objectif : Modéliser différentes stratégies de reproduction visant à réduire l’élevage de jeunes animaux non productifs et analyser leur effet sur les émissions de méthane entérique (CH4) et l’amélioration génétique du troupeau.
Mesures directes des émissions à la ferme
L’importance d’avoir en main les données réelles d’émission du troupeau
Pour valider les niveaux d’émissions de gaz à effet de serre liés à l’élevage de bovins laitiers, les équipes de recherche de Stéphane Godbout (IRDA) et de Sébastien Fournel (Université Laval) se consacrent à mesurer directement sur les fermes les trois principaux gaz à effet de serre produits à l’étable : le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N2O) et le dioxyde de carbone (CO2), ainsi que les émissions d’ammoniac (NH3). Ces mesures sont réalisées en été et en hiver afin de tenir compte des différences saisonnières dans les émissions et la gestion des bâtiments et des troupeaux.
Les données des fermes sont ensuite comparées aux résultats des bilans carbones obtenus à l’aide de calculateurs qui utilisent des coefficients d’émission. Cela permet de vérifier si les deux manières d’évaluer les émissions obtiennent des résultats similaires.
Deux séries de mesure sont planifiées : une première avant l’implantation de nouvelles pratiques de gestion bénéfiques, et une seconde après, pour évaluer si les changements apportés ont un effet mesurable sur les émissions à l’étable.
Une roulotte pour mesurer les gaz émis par le troupeau
Une roulotte mobile, équipée d’appareils de mesure des gaz, se rend sur chacune des 16 fermes ayant manifesté un intérêt pour cette activité. Pendant deux semaines durant l’été et l’hiver, des capteurs placés sur les bâtiments d’élevage enregistrent en continu les émissions de méthane (CH4), de protoxyde d’azote (N2O), de gaz carbonique (CO2) et d’ammoniac (NH3) dégagées par les bovins et leurs déjections (urines et fèces).
Afin de mieux comprendre les facteurs qui influencent les émissions de gaz à effet de serre à l’étable et d’identifier des pistes d’atténuation adaptées à chaque ferme, l’équipe de recherche recueille également des données complémentaires sur :
l’air ambiant : qualité, température et humidité à différent moments de la journée;
les systèmes de ventilation : emplacement, diamètre et débit d’air;
les bâtiments : plan et matériaux de construction;
le troupeau : nombre et poids des vaches, production laitière.
Des données utiles pour les producteur(trice)s
Les données recueillies dans le cadre cette activité de recherche seront très utiles pour les producteur(trice)s qui souhaitent mieux comprendre la contribution de leur troupeau aux émissions de gaz à effet de serre de leur ferme, et pourront alors identifier les pratiques de gestion bénéfiques les plus efficaces à mettre en place dans leur étable. Puisque la science liée à l’émission des gaz à l’étable est encore récente, ces travaux contribueront également à ajuster les méthodes de mesure dans les étables et, potentiellement, d’en développer des plus simples d’utilisation. Les producteur(trice)s disposeront ainsi d’informations plus précises pour orienter leurs choix de pratiques et évaluer concrètement l’impact de leurs efforts.
Réduction du méthane entérique par l’ajout d’un nouvel ingrédient (3-NOP) dans la ration alimentaire et par l’utilisation de fourrages récoltés à un stade plus précoce
Une solution à effet rapide pour réduire l’empreinte carbone du troupeau
Le système digestif de la vache produit naturellement du méthane par la fermentation des aliments ingérés. Une des solutions envisagées pour le réduire consiste à inclure des ingrédients fonctionnels dans la ration, capables de moduler la fermentation ruminale. Le 3-Nitrooxypropanol (3-NOP), commercialisé sous le nom Bovaer® est un additif alimentaire déjà homologué et commercialisé au Canada. Il a fait l’objet de nombreuses études scientifiques qui ont démontré son efficacité à réduire les émissions de méthane entérique des ruminants. Sachant que les vaches laitières québécoises ont en moyenne un taux de gras plus élevé que celles ayant participé aux études menées à l’international, les producteur(trice)s ont manifesté leur intérêt, lors de rencontres de codéveloppement, à ce que le Laboratoire vivant – Lait carboneutre effectue des essais supplémentaires pour vérifier l’effet de l’ajout du 3-NOP en interaction avec la qualité des fourrages dans la ration des vaches sur :
la production de méthane entérique;
les composantes du lait (teneur en protéines et en gras).
Puisqu’au Québec, le mécanisme de paiement du lait est grandement influencé par le taux de gras, il est particulièrement important pour les producteur(trice)s de savoir si un additif exerce une influence sur le taux de gras du lait avant de l’introduire dans la ration de leurs vaches.
Des essais en station de recherche
Pour répondre à la demande des producteur(trice)s, les équipes de recherche de Véronique Ouellet (Université Laval) et Fadi Hassanat (Agriculture et Agroalimentaire Canada) réalisent un essai au Centre de recherche en sciences animales de Deschambault (CRSAD).
Les vaches de la station de recherche sont réparties en quatre groupes recevant chacun une combinaison différente de traitement alimentaire :
fourrage à maturité contrastée;
avec ou sans 3-NOP.
Au cours de l’essai plusieurs données sont collectées pour évaluer l’effet des différentes rations :
échantillons de fèces et d’urine, pour mesurer la digestibilité des rations et le bilan azoté;
prise alimentaire, pour déterminer si le traitement influence la quantité d’aliments consommés;
production de méthane entérique, mesurée à l’aide d’un appareil « GreenFeed® » qui mesure les gaz émis par l’animal.
Des résultats concrets pour faciliter la prise de décision des producteur(trice)s
Les résultats obtenus en station de recherche fourniront des données concrètes aux producteur(trice)s qui désirent savoir si le 3-NOP influence la quantité de méthane (CH4) produite par leurs vaches et le taux de gras de leur lait, afin de déterminer si c’est une pratique qu’ils souhaitent implanter sur leur ferme. Ils auront aussi plus d’information sur l’effet de la qualité de leurs fourrages sur la production de méthane (CH4).
La force du travail d’équipe pour trouver des solutions aux imprévus de la recherche
L’activité de recherche sur les compléments alimentaires s’est d’abord intéressée au potentiel de réduction du méthane entérique par l’ajout de biochar dans la ration des vaches. Ce charbon fabriqué en chauffant des matières organiques en l’absence d’oxygène (pyrolyse), est produit en collaboration avec une entreprise québécoise. Plusieurs essais avec différentes formulations de biochar ont été menés en laboratoire (in vitro) afin de valider leur impact sur la production de méthane.
Cependant, à ce moment dans l’expérimentation, aucun des biochars testés n’a démontré un effet suffisamment marqué pour justifier la poursuite des essais avec des vaches en station de recherche (in vivo). Il est probable que cette recherche évolue, mais la maturité du produit n’était pas encore assez avancée pour l’essai dans le cadre du Laboratoire vivant – Lait carboneutre.
Face à cet imprévu, les producteur(trice)s et les scientifiques ont convenu de réorienter le projet vers un autre additif alimentaire. Plusieurs choix ont été évalués, comme les algues ou les huiles essentielles, avant que le choix se porte sur le 3-NOP. Grâce au codéveloppement, le Laboratoire vivant – Lait carboneutre a donc pu agir rapidement pour pouvoir continuer à faire avancer le projet et présenter des résultats pertinents aux producteur(trice)s sur les compléments alimentaires.
Les travaux réalisés sur le biochar ne sont pas pour autant abandonnés. Ils sont intégrés à un nouvel axe de recherche pour évaluer le potentiel de ce produit à réduire les émissions de gaz à effet de serre lors de l’entreposage du lisier et du fumier dans la fosse.
Réduction du méthane entérique (CH4) émis par l’ensemble du troupeau par une optimisation du nombre d’animaux à l’étable tout en maintenant l’amélioration génétique souhaitée
Diminuer le nombre d’animaux sans compromettre la production
Plusieurs fermes laitières élèvent actuellement plus d’animaux qu’elles n’en ont besoin pour s’assurer d’avoir suffisamment d’animaux pour remplacer les vaches en production. Cette pratique génère des émissions supplémentaires de méthane entérique (CH4). Ajuster le nombre de génisses pour en limiter le surplus constitue donc une solution possible pour réduire l’empreinte carbone des fermes, tout en étant plus rentable pour les producteur(trice)s. Moins d’animaux non productifs sur la ferme signifie moins de méthane (CH4) émis, mais aussi une diminution des coûts liés à leur élevage. En plus, cette approche est souvent associée à une plus grande longévité des vaches en production, ce qui est bénéfique économiquement. Par contre, cela peut ralentir le progrès génétique du troupeau, car de nouvelles génisses sont moins fréquemment intégrées au troupeau, augmentant l’intervalle entre les générations. Par ailleurs, un nombre trop faible d’animaux de remplacement peut entraîner un manque de vaches disponibles en cas de maladie ou d’imprévus.
Pour ces raisons, la réduction du nombre d’animaux de remplacement doit être planifiée avec soin. Les producteur(trice)s du Laboratoire vivant – Lait carboneutre ont soulevé le besoin de mieux connaître et comprendre des stratégies de reproduction qui permettent de limiter l’élevage d’animaux non productifs tout en maintenant un progrès génétique soutenu.
Modéliser le potentiel de stratégies de réduction du troupeau
Une rencontre de codéveloppement a eu lieu au début du projet pour permettre à l’équipe de recherche d’élaborer avec les producteur(trice)s les stratégies de gestion du troupeau à expérimenter par modélisation. Ces stratégies, simulées sur 25 ans, tiennent compte des données des fermes participantes et de la tolérance au risque des producteur(trice)s, comme la résilience face aux risques sanitaires. La modélisation s’appuie sur une méthode d’analyse de l’équilibre économique adaptée au système québécois (quotas, prix du lait et des animaux, coût d’élevage).
Parmi les stratégies proposées pour déterminer le nombre optimal d’animaux de remplacement à élever sans nuire à la génétique du troupeau, on retrouve : les semences sexées avec l’utilisation de semences de bovins de boucherie (réduire le nombre de veaux conservés sur l’entreprise en favorisant la naissance de femelles à haut potentiel génétique et en augmenter la valeur des veaux vendus à l’extérieur du troupeau);
le transfert embryonnaire (accélérer le progrès génétique en implantant dans une vache receveuse un embryon provenant d’un croisement entre deux animaux ciblés selon les objectifs du producteur(trice)s).
Cibler les stratégies les plus favorables à l’amélioration génétique
L’analyse des résultats des différents scénarios sont partagés avec les producteur(trice)s, leur offrant une évaluation concrète de l’effet de la réduction du nombre d’animaux de remplacement sur la réduction des émissions de méthane (CH4), du progrès génétique et de la rentabilité économique. Cette analyse permettra d’identifier les stratégies les plus avantageuses pour concilier l’amélioration génétique du troupeau et la diminution des animaux gardés à la ferme afin de réduire les émissions de méthane (CH4) associées à l’élevage des vaches, tout en maintenant la rentabilité de l’exploitation.
Envie d’en savoir plus sur les émissions de gaz à effet de serre du troupeau ?
Voici les réponses à plusieurs questions courantes sur le sujet.
