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Analyses du Cycle de Vie en agriculture : enseignements du programme AGRIBALYSE®

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Agronomie, Environnement & Sociétés
Revue éditée par l’Association française d’agronomie (Afa)
Siège : 16 rue Claude Bernard, 75231 Paris Cedex 05.
Secrétariat : 2 place Viala, 34060 Montpellier Cedex 2.
Contact : douhairi@supagro.inra.fr, T : (00-33)4 99 61 26 42, F : (00-33)4 99 61 29 45
Site Internet : http://www.agronomie.asso.fr
Objectif
AE&S est une revue en ligne à comité de lecture et en accès libre destinée à alimenter les débats sur des thèmes clefs pour
l’agriculture et l’agronomie, qui publie différents types d’articles (scientifiques sur des états des connaissances, des lieux, des
études de cas, etc.) mais aussi des contributions plus en prise avec un contexte immédiat (débats, entretiens, témoignages,
points de vue, controverses) ainsi que des actualités sur la discipline agronomique.
ISSN 1775-4240
Contenu sous licence Creative commons
Les articles sont publiés sous la licence Creative Commons 2.0. La citation ou la reproduction de tout article doit
mentionner son titre, le nom de tous les auteurs, la mention de sa publication dans la revue AE&S et de son URL, ainsi que la
date de publication.
Directeur de la publication
Marc BENOÎT, président de l’Afa, Directeur de recherches, Inra
Rédacteur en chef
Olivier RÉCHAUCHÈRE, chargé d’études Direction de l’Expertise, Prospective & Etudes, Inra
Membres du bureau éditorial
Pierre-Yves LE GAL, chercheur Cirad
Hervé SAINT MACARY, directeur adjoint du département Persyst, Cirad
Philippe PRÉVOST, directeur Agreenium Université en ligne
Danielle LANQUETUIT, consultante Triog et webmaster Afa
Comité de rédaction
- Marc BENOÎT, directeur de recherches Inra
- Valentin BEAUVAL, agriculteur
- Jacques CANEILL, directeur de recherches Inra
- Joël COTTART, agriculteur
- Thierry DORÉ, professeur d’agronomie AgroParisTech
- Sarah FEUILLETTE, cheffe du Service Prévision Evaluation et Prospective Agence de l’Eau Seine-Normandie
- Yves FRANCOIS, agriculteur
- Jean-Jacques GAILLETON, inspecteur d’agronomie de l’enseignement technique agricole
- François KOCKMANN, chef du service agriculture-environnement Chambre d’agriculture 71
- Marie-Hélène JEUFFROY, directrice de recherche Inra et agricultrice
- Aude JOMIER, enseignante d’agronomie au lycée agricole de Montpellier
- Jean-Marie LARCHER, responsable du service Agronomie du groupe Axéréal
- François LAURENT, chef du service Conduites et Systèmes de Culture à Arvalis-Institut du végétal
- Francis MACARY, ingénieur de recherches Irstea
- Jean-Robert MORONVAL, enseignant d’agronomie au lycée agricole de Chambray, EPLEFPA de l’Eure
- Christine LECLERCQ, professeure d’agronomie Institut Lassalle-Beauvais
- Adeline MICHEL, Ingénieure du service agronomie du Centre d’économie rurale de la Manche
- Philippe POINTEREAU, directeur du pôle agro-environnement à Solagro
- Philippe PRÉVOST, directeur Agreenium Université en Ligne
- Hervé SAINT MACARY, directeur adjoint du Département Persyst, Cirad
Secrétaire de rédaction
Philippe PREVOST
4
Assistantes éditoriales
Sophie DOUHAIRIE et Danielle LANQUETUIT
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l’Afa ayant acquitté un supplément
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- Si vous avez produit un texte intéressant traitant de l’agronomie, en le soumettant à la revue. En pensant aussi à la re-
vue AE&S pour la publication d’un numéro spécial suite à une conférence agronomique dans laquelle vous êtes impli-
qué.
Instructions aux auteurs
Si vous êtes intéressé(e) par la soumission d’un manuscrit à la revue AE&S, les recommandations aux auteurs sont disponibles à
l’adresse suivante :
http://www.agronomie.asso.fr/carrefour-inter-professionnel/evenements-de-lafa/revue-en-ligne/pour-les-auteurs/
À propos de l’Afa
L’Afa a été créée pour faire en sorte que se constitue en France une véritable communauté scientifique et technique autour de
cette discipline, par-delà la diversité des métiers et appartenances professionnelles des agronomes ou personnes s’intéressant à
l’agronomie. Pour l’Afa, le terme agronomie désigne une discipline scientifique et technologique dont le champ est bien délimi-
té, comme l’illustre cette définition courante : « Etude scientifique des relations entre les plantes cultivées, le milieu [envisagé sous
ses aspects physiques, chimiques et biologiques] et les techniques agricoles ». Ainsi considérée, l’agronomie est l’une des disci-
plines concourant à l’étude des questions en rapport avec l’agriculture (dont l’ensemble correspond à l’agronomie au sens
large). Plus qu’une société savante, l’Afa veut être avant tout un carrefour interprofessionnel, lieu d’échanges et de débats. Elle
se donne deux finalités principales : (i) développer le recours aux concepts, méthodes et techniques de l’agronomie pour ap-
préhender et résoudre les problèmes d’alimentation, d’environnement et de développement durable, aux différentes échelles
où ils se posent, de la parcelle à la planète ; (ii) contribuer à ce que l’agronomie évolue en prenant en compte les nouveaux en-
jeux sociétaux, en intégrant les acquis scientifiques et technologiques, et en s’adaptant à l’évolution des métiers d’agronomes.
Lisez et faites lire AE&S !
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Sommaire
Avant-propos
P7- O. RÉCHAUCHÈRE (Rédacteur en chef) et M. BENOÎT (Président de l’Afa)
Éditorial
P9- M. BENOÎT et E. TORQUEBIAU (coordonnateurs du numéro)
Le Changement climatique et son impact sur l’agriculture : état des lieux, prévision et prospective
P13- Vers une prospective des impacts du changement climatique sur la sécurité alimentaire : les enseignements du 5ème rapport du
GIEC
T. BRUNELLE (CIRAD)
P23- Evolutions constatées et prévisibles des principales composantes du climat impactant l’agriculture
F. HABETS (CNRS) et P. VIENNOT (Mines-ParisTech)
P33-Prospective Agriculture Forêt Climat (AFClim) du Centre d’étude et de prospective du MAAF
N. SCHALLER
S’adapter au changement climatique : outils, moyens et acteurs
P41- S'adapter au changement climatique
Agriculture, écosystèmes et territoires (Jean-François Soussana Coord.)
E. TORQUEBIAU (Cirad)
P43- L’observation des effets agricoles du changement climatique en France : combat d’arrière-garde, ou aide à l’adaptation ?
F. LEVRAULT (CRA POITOU-CHARENTES)
P55- Impacts du changement climatique sur les pratiques agricoles : évolution des calendriers culturaux en région de polyculture-
élevage
M. BENOÎT (Inra), T. FOURNIER, C. DE LA TORRE
P67- Adaptation au changement climatique en agronomie viticole : le programme Icare
G. BARBEAU, E. NEETHLING. N. OLLAT, H. QUENOL, J.M. TOUZARD
P77- Prospective participative sur l’agriculture du Roussillon face au changement climatique
P. GARIN, D. ROLLIN, L. MATON, J.D. RINAUDO, A. RICHARD-FERROUDJI, Y. CABALLERO
P87- Retour sur le colloque final du projet ADAPT’EAU
N. SCHALLER
P89 - Stratégies d'adaptation aux changements climatiques d'agriculteurs du Nicaragua : actions d´AVSF
L. DIETSCH (AVSF)
P93- Adaptations paysannes aux changements et aléas climatiques dans trois régions du monde
M.J. DUGUE
S’adapter au changement climatique et en atténuer les effets
P99- Changement climatique et Agricultures du Monde (Editions Quae, Torquebiau, E. (Ed)).
M. BENOÎT (Inra)
P101- Le fonio : une culture climato intelligente ?
N. ANDRIEU, E.VALL, M. BLANCHARD, F. BEAVOGUI, D. SOGODOGO
P107- Reconsidérer les rôles agronomiques de l’élevage dans la contribution à l’adaptation et l’atténuation du changement
climatique
V. BLANFORT, M. VIGNE, J. VAYSSIERES, P. LECOMTE, J.LASSEUR, A. ICKOWICZ (Cirad)
P117- Agribalyse : résultats et enseignements
A. COLSAET, V. COLOMB et J. MOUSSET (ADEME)
P133- Stratégies d’atténuation mises en œuvre sur les territoires : l’outil et la démarche ClimAgri®
S. MARTIN (ADEME)
P139- Agriculture et gaz à effet de serre (Sylvain Pellerin et al.)
M. BENOÎT (Inra)
Annexe
P141 Appel à contribution du numéro
117
Analyses du Cycle de Vie en agricul-
ture : enseignements du pro-
gramme AGRIBALYSE®
Life Cycle Assessment for French agricul-
tural systems: a global analysis of AGRI-
BALYSE results
V. COLOMB1-- A. COLSAET1
C. BASSET-MENS2 - J. FOSSE7 - A. GAC3
G. MEVEL6 - J. MOUSSET1 - A. TAILLEUR4
H. VAN DER WERF5
1ADEME -Service Agriculture et Forêt (SAF) - 20, avenue
du Grésillé - 49004 Angers Cedex 01
2Cirad - Avenue Agropolis - 34000 Montpellier
3IDELE - 35650 Le Rheu
4ARVALIS-Institut du végétal - Station expérimentale de La
Jaillière - 44370 La Chapelle-Saint-Sauveur
5INRA - Agrocampus Ouest, UMR1069 Soil - Agro and hydroSys-
tems - 35000 Rennes
6INVIVO AgroSolutions - 83 avenue de la Grande Armée - 75016
Paris
7Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de
l'Energie - Commissariat général au développement durable,
Tour Séquoia - 92055 La Défense
Contact auteurs : Vincent.colomb@ademe.fr
Résumé
La transition écologique nécessite une connaissance des
impacts environnementaux des produits mis sur le mar-
ché. Concernant les produits alimentaires, la perfor-
mance environnementale de la phase agricole est parti-
culièrement importante. L’Analyse du Cycle de Vie est la
méthode privilégiée afin d’évaluer l’impact des produits
sur l’ensemble de la chaîne de production. C’est un outil
incontournable pour développer un marché européen
de produits durables en faisant le lien entre les modes
de production et de consommation. Cet article analyse
les impacts environnementaux de nombreux produits
agricoles français, du berceau à la sortie de la ferme, par
une Analyse du Cycle de Vie multicritère. L’étude fournit
des ordres de grandeur pour différentes catégories de
produits et types d’impacts. La variabilité d’impact pour
des produits « similaires » issus de différents systèmes
de production est étudiée. La comparaison entre pro-
ductions conventionnelles et biologiques montre des
résultats variables selon les produits et les impacts.
Quelques pratiques sont à l’origine de plusieurs impacts,
indiquant des leviers d’action communs dans la perspec-
tive d’une amélioration environnementale globale (pro-
ductivité, fertilisation, alimentation animale, gestion des
déjections…). L’article conclut par une discussion sur
l’utilisation potentielle de ces données dans différents
projets d’écoconception, et en lien avec la promotion
d’un système alimentaire plus durable.
Mots-clés
ACV, gaz à effet de serre, agriculture, alimentation, base
de données.
Abstract
Fighting climate change requires information about the environ-
mental impacts of the goods provided on the European market.
Regarding food products, the agricultural stage is known as a
hotspot for environmental performances. Life Cycle Assessment is
the most suitable approach to assess the environmental impacts of
all the production stages of goods. By connecting production and
consumption patterns, it should contribute to develop a more
sustainable food system. This paper analyses the environmental
impacts of numerous French products and some tropical products,
using multi-criteria Life Cycle Assessment. It is based on the AGRI-
BALYSE program which provides public available data as well as
transparent and homogenous methodology. Considered impacts
are climate change, non-renewable energy consumption, eutrophi-
cation, acidification and land occupation, from cradle to farm gate,
for 1 kg of each product. Soil carbon flows in crops and grasslands
are not considered.
The analysis provides orders of magnitude for the impacts of dif-
ferent products categories, adapted to the French context, and
consistent with previous research. Detailed LCA allows to identify
major sources contributing to impacts such as yield level, fertilizer
use and mechanization for plant production and lifespan, produc-
tivity, feed composition and manure management for animal pro-
duction. These sources often contribute to several impacts, offer-
ing common levers for environmental improvement.
The analysis indicates a high variability of results between different
production systems for the same product. A comparison between
conventional and organic production is made, with contrasting
results, depending on the product and impact considered. The
conventional/organic dichotomy does not seem to be the most
relevant factor explaining environmental impacts.
The results of this study should contribute to environmental infor-
mation and help designing more eco-efficient agricultural and food
products.
Key-words
LCA, greenhouse gas, agriculture, food, database.
Introduction
Contexte et enjeux
a transition écologique est reconnue comme un en-
jeu prioritaire pour le XXIème siècle. La France affiche
un objectif de réduction des émissions de gaz à effet
de serre (GES) d’un facteur 4 à l’horizon 2050. Cette
transition requiert des efforts plus ou moins importants
dans tous les secteurs de l’économie, dont l’agriculture et
l’alimentation.
Le secteur agricole représente environ 20% des émissions
françaises de GES (Pellerin et al., 2013 ; CITEPA, 2014). En
considérant l’ensemble du cycle de vie des produits, 25 à 30%
de l’impact de la consommation des ménages est lié à
l’alimentation, dont la plus grande partie des émissions de
GES (40 à 70%) est générée pendant la phase agricole, de
même que la majorité des impacts sur l’eau, l’air ou la biodi-
versité (Baroni et al. 2007 ; BIO Intelligence Service, 2011 ;
Garnett, 2011 ; Audsley et al. 2010 ; Smith et Gregory 2013).
Ainsi, si les enjeux concernant le transport, la transforma-
tion, la logistique et même la préparation des aliments sont
réels, un aliment durable doit d’abord provenir d’un système
de production agricole à faible impact.
La réduction des impacts environnementaux des systèmes
agricoles et alimentaires passe par une meilleure connais-
sance de leurs sources. Différentes méthodes et outils
d’évaluation environnementale ont été veloppées en
France et à l’international dans cette perspective, telles que
L
118
celles présentées sur la plateforme PLAGE
1
(Surleau-
Chambenoit et al., 2013), EX-ACT
2
(FAO, Bernoux et al., 2010),
LEAP
3
(Ledgard et al., 2014) ou encore le PEF
4
(Galatola et
Pant, 2014). Ces approches peuvent s’adresser aux exploi-
tants, aux filières agricoles ou aux collectivités ; elles con-
cernent différentes échelles, depuis la parcelle jusqu’au
territoire entier (Colomb, Touchemoulin, et al., 2013).
Le programme AGRIBALYSE (2009-2018), porté par un par-
tenariat entre l’ADEME, les instituts techniques du secteur
agricole et la recherche
5
, contribue à répondre à ces enjeux
en quantifiant plus précisément les impacts générés lors de
la production des produits agricoles via une approche
d’Analyse du Cycle de Vie (ACV). Cette approche permet de
quantifier les impacts environnementaux liés à la production
d’un kg de produit agricole (voir encadré). A ce jour, de
nombreuses études d’ACV agricoles sont disponibles dans la
bibliographie (Roy et al., 2009). Différentes bases de don-
nées ont été développées : Ecoinvent v.3 (Weidema et al.,
2013), World Food LCA Database (World Food LCA Database,
2014 ; p. ex. Peano et al., 2012), Agrifootprint (Durlinger et
al., 2014), GaBi Feed and Food Database (Liedke et al., 2014)
qui fournissent des références moyennes pour les produits
agricoles, pouvant être réutilisées pour des analyses de
produits ou d’ensembles plus complexes (produits trans-
formés, évaluation de systèmes spécifiques, analyse de ré-
gimes alimentaires etc.). AGRIBALYSE a produit une base de
données d’inventaires de cycle de vie harmonisée, permet-
tant d’évaluer les impacts environnementaux potentiels de
76 productions végétales et 44 productions animales parmi
les principales productions françaises, ainsi que quelques
produits exotiques. La base de donnée est publique
6
, sa
méthodologie est transparente (voir Koch et Salou, 2015) et
suit les normes européennes et internationales les plus ré-
centes (standard ILCD
7
et ISO
8
14040 et 14044).
Plusieurs analyses approfondies par filière ont déjà été réali-
sées à partir des données AGRIBALYSE (Tailleur, Willmann,
et Dauguet, 2014 ; Willmann et al., 2014 ; Basset-Mens et al.,
2014 ; Salou et al., 2014 ; Grassely, Koch, et Colomb 2015 ;
Espagnol, 2015). Cet article présente une analyse transver-
sale des données : jusqu’ici, de telles études restent rares, et
sont souvent confrontées à l’hétérogénéité méthodolo-
gique des données sources (ADEME, 2008; Lansche et al.,
2014).
Cet article analyse dans une première partie les résultats
d’AGRIBALYSE sur l’ensemble des produits, pour différents
impacts environnementaux, ainsi que les principales sources
de ces impacts. Une analyse des différents systèmes de
production, notamment agriculture biologique et conven-
tionnelle, est réalisée. La seconde partie présente comment
AGRIBALYSE peut favoriser l’éco-conception et améliorer
l’information environnementale pour les filières et les con-
sommateurs. La démarche ACV permet ainsi de mobiliser
1
PLAGE : Plate-forme d'évaluation agri-environnementale ; http://www.plage-evaluation.fr/webplage
2
Ex-Act : Ex-Ante Carbon balance Tool ; http://www.fao.org/tc/exact/accueil-ex-act/fr/
3
LEAP : Livestock Environmental Assessment and Performance partnership
4
PEF Product Environmental Footprint ;
http://ec.europa.eu/environment/eussd/smgp/product_footprint.htm
5
P artenaires du projet: ACTA, Agroscope Art, ARVALIS Institut du vé gétal, CETIOM, CIRAD, CTIFL,
IDELE Institut d e l'Elevage, IFIP, IFV, INRA, ITAVI, ITB, Terres d'innovation, UNIP, InVivo, ainsi que le
Ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie.
6
détails sur la page web http://www.ademe.fr/Agribalyse
7
ILCD : International reference Life Cycle Data System ; http://eplca.jrc.ec.europa.eu
8
ISO : International Standardization Organization ; http://www.iso.org/iso/fr/home/store.htm
deux leviers, production et consommation, afin d’aller vers
des systèmes alimentaires plus durables.
L’Analyse du cycle de vie pour améliorer les systèmes
agricoles
La construction d’une base de données ACV se fait en trois
étapes (Jolliet, Saadé, et Crettaz, 2010). Les pratiques agri-
coles constituant l’itinéraire technique moyen de chaque
produit doivent d’abord être décrites (opérations de travail
du sol, fertilisants utilisés…) en se basant sur des données
statistiques, des dires d’experts ou encore des cas-types. La
quantité de matériaux et d’énergie consommée ainsi que les
émissions vers l’environnement (GES, azote…) doivent en-
suite être quantifiées, en s’appuyant sur des modèles agro-
environnementaux. Cette seconde étape est appelée Inven-
taire de Cycle de Vie (ICV). Enfin, dans l’étape de « caractéri-
sation », les flux physiques modélisés sont regroupés en
indicateurs d’impact (changement climatique, eutrophisa-
tion des milieux...), qui visent à couvrir de manière aussi
complète que possible les différentes pressions environne-
mentales tout en évitant les redondances. Ces impacts sont
exprimés en fonction d’une unité de référence, par exemple
en équivalent (éq.) CO2 pour le changement climatique.
L’analyse du cycle de vie : intérêts et limites
L’ACV permet une approche globale des impacts environne-
mentaux liés à une production. Elle quantifie les émissions en
amont du processus de production. Elle montre les possibles
transferts de pollution le long de la chaîne de production : si la
production d’alimentation animale est « délocalisée » au Bré-
sil, son impact ne disparaît pas et peut même augmenter du
fait du transport ou de la déforestation dans cette région du
monde. D’autre part, l’ACV ne se limite pas aux émissions de
GES et permet d’étudier de nombreux impacts, en identifiant
les processus qui contribuent à chacun, limitant ainsi les
risques d’augmenter certains impacts en modifiant les pra-
tiques pour en réduire d’autres. Elle permet de faire le lien
entre la production, la consommation et les marchés, sur la
base d’éléments scientifiques et d’une approche normalisée
au niveau international.
L’ACV peut cependant être difficile à mettre en œuvre car elle
nécessite une quantité importante de données. La méthodo-
logie ne permet pas encore de quantifier précisément certains
flux, notamment les variations du carbone du sol, ainsi que les
impacts sur la biodiversité et la rareté en eau, sujets impor-
tants notamment pour le secteur de l’élevage. Les modèles
agro-environnementaux estimant les émissions diffuses (p ex.
N2O, NO3), et qui dépendent notamment des conditions pé-
do-climatiques, comprennent encore des incertitudes impor-
tantes. L’ACV suppose des impacts additifs et linéaires, sans
effets de seuil, ce qui constitue une simplification de la réalité,
notamment pour les indicateurs de toxicité. Ainsi, par cons-
truction, l’ACV permet d’appréhender les impacts globaux
mieux que les impacts régionaux ou locaux. Comme pour
l’ensemble des méthodes d’évaluation environnementale, les
résultats doivent être interprétés au regard des incertitudes et
des choix méthodologiques.
119
L’ACV est une discipline en plein développement, la commu-
nauté scientifique travaillant activement à l’amélioration des
méthodes et des indicateurs. Elle est aujourd’hui une ap-
proche incontournable, complémentaire à d’autres mé-
thodes (p ex. études d’impact, approches territoriales).
Méthodologie
Choix des produits et des indicateurs
L’ensemble des choix et des modèles d’émissions retenus
pour la construction de la base de données AGRIBALYSE est
décrit dans le rapport méthodologique (Koch et Salou,
2015), les principaux éléments étant repris dans l’article de
Colomb et al. (2015). Les principaux éléments du programme
sont également disponibles sur la page web (ADEME 2015a).
Une prise de recul sur ces choix est disponible dans le rap-
port « AGRIBALYSE : Bilan et Enseignements » (Colomb, Aït-
Amar, et al., 2013).
Le périmètre choisi pour les ICV d’AGRIBALYSE couvre les
impacts « du berceau à la sortie de la ferme, ou du champ »,
c’est-à-dire que tous les impacts générés en amont de la
production sont comptabilisés (p. ex. la fabrication d’engrais
ou de machines), ainsi que les impacts de la production elle-
même, comme les émissions générées par les déjections
animales ou le lessivage des nutriments. En revanche, les
phases de transformation, de transport, de distribution et
de préparation sont exclues. Ainsi, pour couvrir l’ensemble
des étapes jusqu’au consommateur, des données d’autres
sources sont nécessaires, comme celles du programme Acy-
via®, qui analyse les processus de transformation agro-
alimentaires (Bosque, Réthoré, et Labau, 2013). Les impacts
considérés sont rapportés au kg de produit, cette unité
étant la plus pertinente dans une optique d’écoconception
et d’affichage environnemental ; cependant il est tout à fait
possible d’exprimer les impacts par rapport à d’autres réfé-
rences, notamment l’unité de surface (ha) dans le cadre de
politiques d’aménagement visant à réduire les impacts d’un
territoire donné.
Chaque ICV réalisée dans le cadre d’AGRIBALYSE est un «
couple » entre un produit d’une part (ex : porc), et un mode
de production d’autre part (ex : label rouge, élevage plein
air). Dans cet article, certains produits disponibles dans la
base de données n’ont pas été considérés. En effet, nous
nous sommes concentrés sur les produits ayant un poids
important en volume dans la production et la consommation
françaises (Cf. annexe 1). Nous avons écarté de l’analyse la
majorité des produits destinés à l’alimentation animale
(fourrages), les animaux de réforme qui représentent un
volume faible de la production (sauf les bovins de réforme
représentant plus de la moitié de la production), les produits
non-alimentaires (laine, fleurs) et certains produits destinés
à la transformation en boisson (pomme à cidre, orge de
brasserie). Certains produits moins importants en termes de
quantités consommées (lapin, agneau, triticale, betterave,
mangue) ne sont pas inclus dans les graphiques, afin d’en
améliorer la lisibilité, mais sont considérés dans les analyses.
Les impacts étudiés ont été choisis de manière à représenter
au mieux l’éventail des impacts générés par les produits
agricoles, en privilégiant les indicateurs considérés comme
robustes selon la notation de l’ILCD, ainsi que quelques indi-
cateurs complémentaires issus d’autres méthodes de carac-
térisation: le besoin en énergie cumulée non-renouvelable et
l’occupation des terres (Tab. 1). D’autres indicateurs sont
présentés pour information en annexe 2.
Impact
Sources en agriculture
Mesure
Méthode
utilisée
Changement climatique
CH4 (fermentation enté-
rique, déjections) ;
N2O (déjections, engrais),
CO2 (carburant)
kg éq. dioxyde de
carbone (CO2)
ILCD 1.05
(IPCC 2007)
Consommation
d’énergie non-
renouvelable
Carburants, chauffage,
énergie nécessaire à la
fabrication des matériaux
et des intrants (en-
grais…)
mégajoule (MJ)
CED 1.8
Eutrophisation marine
Utilisation d’engrais
azotés et pertes de
nutriments par érosion
du sol
kg éq. azote (N)
ILCD 1.05
(ReCiPe 1.05)
Occupation des terres
Productions végétales,
bâtiments
m²a
CML 2001
Acidification
Déjections animales
Utilisation d’engrais
azotés
éq. molécules ion
hydrogène (H+)
ILCD 1.05
Tableau 1 : Indicateurs d’impact étudiés
120
Afin de réaliser une analyse multicritère pertinente, la prise
en compte de l’écotoxicité liée notamment à l’utilisation de
pesticides serait nécessaire. Cependant, aucun modèle ro-
buste et compatible avec le cadre méthodologique ACV
n’est disponible à ce jour pour évaluer la toxicité liée aux
productions agricoles. En effet, le modèle de caractérisation
UseTox préconisé par ILCD se heurte à plusieurs limites
importantes, dont un mauvais « paramétrage » des diffé-
rentes substances. Globalement, la toxicité des produits
chimiques mis en avant par le modèle n’est pas confirmée
par les écotoxicologistes (Saouter, Perazzolo, et Steiner,
2011 ; Saouter, Sala, et Pant, 2015). Cet indicateur a donc été
jugé non pertinent en l’état pour cette étude. D’autres ap-
proches hors ACV seraient peut être envisageables pour
traiter ces enjeux mais n’ont pas pu être mis en œuvre dans
ce travail SIRIS Pesticides », 2015). L’évaluation de la toxi-
cité liée aux produits phytosanitaires se heurte globalement
à un important manque de références et des travaux sont
en cours afin d’améliorer cela (Guiral et al., 2015 ; Rosen-
baum et al., 2015). D’autre part, certains impacts ont été
écartés de la présente analyse car jugés non prioritaires
pour le secteur agricole (effet sur la couche d’ozone, sur les
ressources en métaux rares), ou redondants (eutrophisation
terrestre). L’indicateur « Land use » d’ILCD, basé sur la ma-
tière organique du sol, n’a pas été retenu car il ne permet
pas pour le moment de différencier finement les différents
usages des sols en agriculture (Milà i Canals et al., 2007 ;
Koellner et al., 2013). L’indicateur « occupation des terres »,
en m2.an doit cependant être analysé avec prudence, car il
ne prend en compte que la surface occupée et non pas
l’impact des pratiques sur la qualité des sols. Les flux pour
évaluer l’impact des productions sur la rareté en eau ne sont
pas encore disponibles dans la base AGRIBALYSE et n’ont
donc pas pu être analysé.
Précision, représentativité et comparabilité des don-
nées
L’interprétation des données d’AGRIBALYSE doit tenir
compte de leur mode de construction. En effet, les produits
étudiés n’ont pas tous la même représentativité : pour cer-
tains produits, un « produit moyen français » a pu être cons-
truit sur la base du mix de production sur le territoire, ren-
seigné par les statistiques nationales ou des dires d’experts.
Pour d’autres produits, seules des déclinaisons représenta-
tives d’un système particulier ont pu être construits. Les
produits issus de modes de production minoritaires, no-
tamment l’agriculture biologique, sont moins nombreux et
leurs ACV sont moins représentatives, car les données statis-
tiques sont peu disponibles. La représentativité technique et
géographique a été évaluée pour chaque ACV, mais la quan-
tification de l’incertitude reste approximative et doit être
améliorée à l’avenir.
Construites avec la même méthodologie, les ACV
d’AGRIBALYSE peuvent être comparées entre elles, mais
avec précaution : les produits sont étudiés selon leurs carac-
téristiques à la sortie du champ ou de l’atelier, et non au
niveau de l’aliment consommable. Ainsi, la teneur en eau
des céréales est différente (15% pour le blé, 28% pour le
maïs) ; les impacts des animaux à la sortie de la ferme sont
ici calculés pour 1 kg de poids vif, mais seule une partie de ce
poids est effectivement consommable (rendement carcasse
compris entre 50% et 70% selon l’espèce). Le séchage, la
transformation, le transport entre la zone de production et
de consommation, ainsi que l’emballage ne sont pas consi-
dérés, et peuvent varier selon le type de produits. Cepen-
dant les analyses montrent qu’en dehors de cas particulier
(transport par avion, bouteille en verre, etc.), ces étapes
sont secondaires dans le bilan environnemental des produits
alimentaires (Coley, Howard, et Winter, 2009 ; Weber et
Matthews, 2008 ; Roy et al., 2009). Les produits ont égale-
ment des caractéristiques et des fonctions nutritionnelles
différentes et ne sont pas consommés dans les mêmes pro-
portions au sein du régime alimentaire.
L’analyse porte ici sur la base de données AGRIBALYSE v1.2,
liée à la base de données Ecoinvent v2.2 en arrière-plan. Les
ACV ont été calculées en utilisant le logiciel SimaPro v.
8.03.14. L’analyse statistique et les graphiques ont été pro-
duits sur R v. 3.1.3, SimaPro et Microsoft Excel.
Les impacts environnementaux en agriculture :
état des lieux
Analyse transversale des principaux impacts environ-
nementaux
On note des ordres de grandeur différents selon les catégo-
ries de produits (Fig. 1) : les animaux arrivent généralement
en tête pour la majorité des impacts, suivis par les autres
produits d’origine animale (œuf, lait), les grandes cultures
(oléagineux, céréales) et enfin les fruits et légumes. On note
toutefois des exceptions, qu’on retrouve pour plusieurs
impacts étudiés : le riz, la tomate conventionnelle sous abri,
les fèves de cacao et les grains de café affichent des valeurs
très élevées, du fait de rendements faibles ou d’un mode de
culture particulièrement consommateur de ressources et
d’intrants. Cette hiérarchie entre produits est moins pro-
noncée pour certains impacts, notamment l’eutrophisation,
mais elle est très visible pour l’acidification et l’occupation
des terres. Cela suggère que les impacts sont liés entre eux
et peuvent avoir des sources communes. Cependant, la prise
en compte de l’impact des produits phytosanitaires aurait
probablement mis en évidence d’autres cultures et produits
(vigne, pomme, pomme de terre) (Aubertot et al., 2005 ;
Butault et al. 2014).
Les bovins adultes et le veau sont les produits aux impacts
potentiels les plus élevés : le bovin moyen génère environ 12
kg d’éq. CO2 par kg de poids vif, et consomme environ 28 MJ
d’énergie non-renouvelable. Cela dépend toutefois du type
d’élevage : les vaches de réforme issues du système laitier
n’émettent que 7 à 8 kg CO2 éq. (car ces élevages produisent
également du lait, auquel une part des impacts est attri-
buée) contre 14 à 20 pour les vaches de réforme de l’élevage
allaitant. L’élevage allaitant étant cependant plus souvent
basé sur les prairies que l’élevage laitier, la prise en compte
du stockage de carbone du sol pourrait réduire cet écart. Le
porc et la volaille génèrent moins de GES, autour de 2 à 3 kg
CO2 eq, mais peuvent se révéler très énergivores : autour de
20 MJ/ kg de poids vif. Au sein des volailles, le canard est
plus impactant que la dinde, l’espèce affichant les impacts
les plus faibles étant le poulet.
121
Figure 1 - Impacts de différents produits agricoles
Les productions végétales se situent globalement au-
dessous de 1 kg CO2 éq. par kg de produit, à l’exception des
produits « atypiques » mentionnés ci-dessus, mais il existe
tout de même des différences entre produits, plus visibles
sur le zoom du graphique (Fig. 2). Les impacts acidification
et occupation des terres sont aussi relativement faibles par
rapport à ceux des produits animaux. En revanche, certaines
cultures se révèlent relativement énergivores (oléagineux,
mais aussi pêche ou raisin) et d’autres affichent un niveau
d’impact eutrophisation comparable à certains produits
animaux (oléagineux, légumineuses, certaines céréales).
Figure 2 - « Zoom » de l’impact changement climatique sur les produits végétaux
Quelques données AGRIBALYSE ont pu être comparées avec
les valeurs des bases de données suivantes : Agrifootprint,
Ecoinvent, et World Food Database. Cependant certaines
différences méthodologiques (e.g. choix du système
d’allocation) limitent la comparabilité avec ces données, qui
contiennent par ailleurs très peu de produits français. On
retrouve des ordres de grandeur cohérents, et surtout la
hiérarchie entre les principaux type de produits (p. ex. im-
pacts les plus élevés pour les ruminants par kg de produit,
impacts les plus faibles pour les céréales). Pour des produits
similaires, les valeurs brutes sont relativement proches pour
l’indicateur changement climatique (écart <30 %), alors
qu’elles peuvent être assez différentes (écart >50%) pour les
indicateurs eutrophisation ou acidification. Ainsi les valeurs
AGRIBALYSE fournissent une base de référence homogène
et enrichissent significativement les bases de données exis-
tantes. Les résultats et les écarts observés sont cohérents
avec les études déjà publiées (ADEME, 2008 ; Roy et al.,
2009 ; De Vries et De Boer, 2010 ; Bessou et al., 2013).
Les sources d’impacts prépondérantes
Sources d’impacts pour les productions végétales
Pour les productions végétales, trois grands postes contri-
buent à la majorité des impacts : les émissions au champ, la
production des engrais et la mécanisation. Les émissions au
champ sont essentiellement dues à l’application de fertili-
sants minéraux et organiques, qui génèrent des émissions
de CO2, phosphore, NH3, NO3, N2O et métaux lourds. Les
engrais phosphatés contribuent à l’eutrophisation d’eau
douce lorsqu’ils se retrouvent dans le milieu naturel par
érosion ou lessivage. A ces impacts, on doit ajouter la toxici-
pour l’environnement due aux produits phytosanitaires
appliqués sur les cultures, qui nuisent à la biodiversité en
contaminant les écosystèmes terrestres et aquatiques et
pouvant exposer les personnes travaillant dans les champs
ainsi que les populations riveraines.
Les pertes de nutriments et les émissions de matières pol-
luantes vers les eaux sont plus fortes lorsque le sol est sen-
sible aux transferts ou dégradé (Foster, 2005). Par exemple,
pour des apports en engrais équivalents par kg de produit,
le tournesol génère plus d’eutrophisation que le colza :
l’érosion est environ 40% plus importante que sur les par-
celles de colza, facilitant la fuite du phosphore vers les eaux,
notamment en raison d’une moindre couverture du sol mais
aussi parce que le tournesol est cultivé sur des sols plus
sujets à l’érosion (Lecomte et Nolot, 2011). Ceci met en évi-
dence que le niveau d’impact peut être lié au milieu et pas
uniquement aux pratiques culturales.
Dans les grandes cultures de maïs, de blé ou d’oléagineux, la
fabrication et le transport d’engrais minéraux sont respon-
sables de 30% à 40% des émissions de GES ; cette valeur at-
teint 45% pour le blé tendre améliorant (enrichi en pro-
téines), qui nécessite davantage d’engrais azotés. Les émis-
sions au champ, essentiellement dues aux phénomènes de
nitrification-dénitrification de l’azote dans le sol, représen-
tent environ 50% des émissions de GES. L’eutrophisation est
principalement liée aux engrais, les nitrates étant considérés
comme l’élément principal contribuant à l’eutrophisation
marine, et le phosphore pour l’eutrophisation d’eau douce
(cf Annexe 2).
122
L’exemple du maïs (Fig. 3) est assez représentatif de la ré-
partition des impacts en grandes cultures, toutefois la part
des opérations agricoles est plus élevée, car l’irrigation, plus
importante pour le maïs, est un poste important de con-
sommation d’énergie.
Parmi les céréales, le riz de Thaïlande présente des valeurs
très élevées notamment pour le changement climatique et
l’eutrophisation. Le mode de culture particulier de cette
céréale, sur des parcelles inondées, génère des quantités
importantes de méthane (CH4) et augmente les pertes de
nutriments vers les eaux de surface.
Pour les fruits et légumes, la contribution des sources d'im-
pact est différente : les opérations agricoles arrivent généra-
lement en premier - elles représentent par exemple 30 à
60 % de l'impact changement climatique d'une pêche ou
d'une pomme en agriculture conventionnelle. L‘entretien
des vergers (tailles, ébourgeonnages, bandes enherbées
etc.) et l'épandage de pesticides, en premier lieu, ainsi que
la récolte, nécessitent une mécanisation importante. La
production d'engrais constitue aussi une part non négli-
geable, entre 15 et 30% des GES, ce qui est toutefois moindre
que pour les céréales. Il y a cependant des exceptions: ainsi,
pour les fruits irrigués au sud, comme la clémentine, la con-
sommation d’énergie pour le pompage de l’eau peut-être le
poste majoritaire.
Figure 3 - Quelques impacts illustrés (Energie non-renouvelable, en haut ; changement
climatique, en bas) : exemple de la culture de maïs
Sources d'impact en élevage
Les impacts environnementaux des produits issus de l'éle-
vage s'expliquent essentiellement par une chaîne de pro-
duction plus longue : les impacts générés par la production
de l’alimentation nécessaire à l’animal pendant toute sa vie
lui sont attribués. Les impacts finaux dépendent de l'effica-
cité de conversion (l’indice de consommation) : plus la nour-
riture est convertie efficacement par l’animal pour produire
1 kg de poids vif, plus l'impact sera faible. Toutefois, les es-
pèces animales, ou même les déclinaisons d'une même pro-
duction, ne sont pas équivalentes : l'allongement de la durée
d'engraissement permet généralement d'améliorer la quali-
des produits carnés, mais nécessite plus d’aliment par kg
de poids vif, ce qui augmente l’impact environnemental des
animaux.
La contribution de l'alimentation animale aux impacts est
très élevée : entre 60 et 75 % de l'émission de GES, 80 % de la
consommation d'énergie et la quasi-totalité de l'impact en
termes d'eutrophisation et d’utilisation d’espace. Chez les
bovins, ce chiffre est plutôt de 30-40%, car la fermentation
entérique est la première source d'émissions de GES, avec
20 à 40 % des émissions. Les émissions de méthane générées
par les élevages bovins dépendent de la durée de vie de
l’animal, et sont également plus élevées pour les animaux
nourris à l’herbe (la méthanisation augmente avec la quanti-
té de fibre) (Mogensen et al., 2014 ; Van Middelaar et al.,
2013). Cela augmente le bilan GES des élevages extensifs,
d’autant que le stockage du carbone dans les prairies, qui
pourrait compenser une part significative des émissions,
n’est pas pris en compte (Soussana et Lüscher, 2007). A
contrario, le retournement des prairies pour produire des
céréales et des fourrages à destination de l’alimentation
animale peut être une source d’émissions importante (Ar-
rouays et al., 2002). Globalement, les flux liés aux change-
ments de stocks de carbone des sols, et leur causalité pré-
cise (évolution de la gestion, changement d’usage, change-
ment climatique etc.) restent complexes à modéliser (Eglin
et al., 2010). En l’absence de modèles précis sur cette ques-
tion, il est difficile de tirer des conclusions sur les modes de
conduite d’élevage émettant moins de GES, mais ces résul-
tats indiquent les voies d’amélioration prioritaires pour
chaque système.
Les résultats AGRIBALYSE montrent que les élevages allai-
tants ont un bilan GES élevé par rapport à la viande issue des
systèmes laitiers, puisque ces systèmes produisent unique-
ment de la viande, tandis que les élevages laitiers produisent
également du lait, auquel une partie des impacts est attri-
buée. D’un point de vue environnemental, il semble donc
intéressant de développer des élevages de races mixtes,
produisant à la fois du lait et de la viande de qualité (Dollé et
al., 2011 ; Pflimlin et Faverdin, 2014).
Le cas de la pisciculture est particulier car il peut générer
une eutrophisation importante. En effet, la nourriture non
consommée et les déjections sont émises directement dans
l’eau, sans l’effet « tampon » du sol. L’eutrophisation dé-
pendant du milieu aquatique local, il est donc particulière-
ment important d’étudier cet aspect lors de l’implantation
des fermes piscicoles. Globalement plus le volume du milieu
récepteur sera important plus l’effet dilution sera marqué,
avec une différence entre les fermes d’eau douce ou marine
et selon la possibilité d’installer des systèmes d’épuration de
l’eau.
L’exemple du poulet conventionnel moyen (Fig. 4), la plus
importante production du secteur de la volaille, met bien en
lumière le rôle de l’alimentation animale dans les impacts.
Elle représente 75% des émissions de GES et 80% de la con-
sommation d’énergie non-renouvelable. La ration des pou-
lets est composée d’une majorité de céréales (75%) et d’un
complément d’apports protéinés sous forme de tourteaux
de soja importés du Brésil (origine principale de ces tour-
teaux en France), qui génèrent une grande partie des im-
pacts. Le transport pèse dans le bilan, mais il s’agit surtout
123
du transport routier en Europe et au Brésil, le fret maritime
depuis le Brésil émettant peu de GES par rapport au poids
transporté (Sim et al., 2007 ; Dalgaard et al., 2008). La défo-
restation dont est responsable la culture de soja au Brésil
représente à elle seule 20 % de l'impact estimé du poulet
français pour le changement climatique.
Figure 4 - Postes d’impact sur le changement climatique, poulet conventionnel
Systèmes de production et impacts environne-
mentaux
Les déclinaisons étudiées dans le cadre d’AGRIBALYSE per-
mettent, pour plusieurs produits, de comparer les impacts
de systèmes de production contrastés : divers système de
production en conventionnel, des systèmes « label rouge »
et biologiques (Fig. 5).
Pour les productions végétales, les impacts relatifs de
l’agriculture biologique résultent de deux grandes ten-
dances aux effets inverses. D’une part, la consommation
d’intrants chimiques est moindre et l’impact environnemen-
tal est donc plus faible à l’hectare et d’autre part, les ren-
dements sont en moyenne plus faibles qu’en conventionnel
de 30% à 50 % environ, avec de fortes variations selon les
cultures et les systèmes de production (Seufert, Ramankut-
ty, et Foley, 2012 ; Ponisio et al., 2015). Pour les productions
végétales, les différences d’impact par kg de produit entre
bio et conventionnel sont généralement peu importantes
pour les GES et l’énergie (Fig. 5). Dans les cas-types étudiés
et malgré un rendement plus faible, le bio affiche de meil-
leurs résultats pour les céréales pour ces deux indicateurs,
grâce à un moindre recours aux fertilisants minéraux de
synthèse. Les systèmes bio étudiés pour le blé sont des cas-
types intégrant une légumineuse avant le blé dans la rota-
tion, ce qui réduit les besoins en fertilisation azotée. La pré-
sence de légumineuses dans la succession culturale est plus
courante en système bio, mais existe également en conven-
tionnel. Le bio a des impacts supérieurs pour la féverole, qui
a un plus faible rendement en bio et nécessite peu d’engrais
azotés, en bio comme en conventionnel. Pour les fruits et
légumes, les résultats varient selon les cultures : les produits
bio ont des résultats équivalents pour la carotte et la pêche,
tandis qu’ils ont des impacts supérieurs de 50% environ pour
la pomme et de 20% pour la tomate sous abri froid, toujours
pour les GES et l’énergie non-renouvelable, notamment à
cause d’un rendement plus faible. L’impact eutrophisation
marine (liée au lessivage des nitrates) cultures bio est géné-
ralement supérieur ou équivalent à celui du conventionnel.
Outre le rendement, on peut rappeler que l’apport d’engrais
organiques (davantage utilisés en bio) est plus délicat à
maîtriser, quel que soit le système étudié. Ces résultats doi-
vent cependant être nuancés car les modèles d’émission de
nitrates utilisés dans Agribalyse ne font pas état d’émissions
plus faibles par ha en bio, alors que certaines études ten-
dent à montrer que les pertes de nitrates par ha sont 30%
plus faibles environ en bio qu’en conventionnel (Tuomisto et
al., 2012 ; Meier et al., 2015). Globalement, on observe autant
voire davantage de variabilité d’impacts entre différents
systèmes conventionnels qu’entre les systèmes convention-
nel et biologique. Pour le blé, si les systèmes bio génèrent
en moyenne moins d’impact pour le changement climatique
et l’énergie, il y a surtout une variabilité considérable selon
les pratiques culturales au sein même de ces deux sys-
tèmes : l’utilisation d’un blé améliorant (enrichi en pro-
téines) ou d’un blé classique, le choix des rotations en bio.
En viticulture, le rendement varie davantage entre les sys-
tèmes AOC et les autres qu’entre conventionnel et biolo-
gique, les impacts suivant cette même logique.
N.B. : pour le bœuf, seuls les élevages en système laitier sont représentés
Figure 5 - Impacts comparés des systèmes biologique, conventionnel, label rouge
En élevage, les différences de productivité entre conven-
tionnel et biologique sont également présentes. Quand un
poulet conventionnel est élevé en moyenne en 40 jours, il en
faut plus du double pour un poulet biologique dans
l’itinéraire considéré, ce qui permet également de produire
une viande de meilleure qualité. Les impacts du poulet bio
sont donc plus importants que ceux du poulet convention-
nel (Fig. 5). Il est cependant intéressant d’observer que
l’alimentation des poulets a des impacts légèrement plus
faibles en bio, malgré une quantité consommée bien supé-
rieure par animal. Les tourteaux de soja bio, généralement
produits en Europe, ont beaucoup moins d’impact que les
tourteaux du Brésil, en réduisant le coût environnemental
du transport et surtout de la déforestation. Pour les œufs, le
rendement en bio est assez élevé, similaire à celui des éle-
vages conventionnels en plein air. Les systèmes très inten-
sifs comme les œufs produits en cage (300 œufs/an contre
250 en plein air) se révèlent potentiellement plus polluants
que le bio en raison d’une alimentation animale aux impacts
potentiels élevés.
Pour le porc, le rendement n’est ici pas un facteur explicatif
puisque les itinéraires étudiés ici présentent environ la
même durée d’engraissement en bio et en conventionnel.
Le porc bio a un impact supérieur de 40% environ au conven-
124
tionnel pour le changement climatique (Fig. 5). L’impact de
l’alimentation animale est plus faible en bio, mais les émis-
sions de GES des déjections sont plus fortes de par
l’utilisation de paille à la place du caillebotis conventionnel,
qui favorise les émissions de N2O.
Dans les élevages porcins et avicoles, l’indicateur d’impact
potentiel en termes d’eutrophisation de la production bio-
logique est très supérieur, l’écart allant jusqu’à 100% pour le
porc, car les animaux vivent davantage en extérieur où leurs
déjections ne peuvent pas être collectées ni traitées, avec
donc un risque d’eutrophisation potentiellement plus élevé.
Selon le mode de conduite (caillebotis, paille, plein air)
l’impact d’eutrophisation réelle dépendra cependant du
couplage entre l’efficacité des systèmes de ges-
tion/traitement des effluents, et du chargement (nombre
d’animaux par « ha disponibles »). Ainsi, les systèmes sur
paille bien pilotés ou en plein air extensifs peuvent aussi
permettre de limiter le risque d’eutrophisation, et plus glo-
balement avoir un intérêt environnemental (Devienne et
Garambois, 2014).
Pour les bovins laitiers (production de viande et de lait), le
niveau d’impact dépend avant tout de la productivité de
l’animal, de la composition et de l’origine de l’alimentation :
pour des systèmes partageant ces valeurs pour ces para-
mètres (ici : élevage de plaine de l’Ouest avec alimentation à
l’herbe et 5 à 10% de maïs), il n’y a pas de différence significa-
tive entre production conventionnelle et biologique sur
l’ensemble des impacts étudiés.
Enfin, les élevages Label Rouge présentent des résultats
équivalents aux systèmes conventionnels pour les élevages
porcins, avec des variations pour certains impacts (notam-
ment pour l’eutrophisation, en fonction du mode de gestion
des déjections). Ils ont en revanche des impacts supérieurs
au conventionnel, et même aux élevages biologiques pour
les volailles, car le label rouge combine un rendement plus
faible et des intrants comparables à ceux du conventionnel,
avec une importation de soja d’Amérique latine pour
l’alimentation animale. Ces éléments illustrent que le Label
Rouge concerne avant tout la qualité gustative des produits
et non les impacts environnementaux.
Les résultats de cette comparaison entre systèmes biolo-
giques et conventionnels correspondent en partie aux pré-
cédentes études sur le sujet, mais ils sont sensiblement dif-
férents pour les céréales, le lait et certains fruits et légumes
(Tuomisto et al., 2012). On voit que malgré un rendement en
moyenne plus faible, le bio a généralement des impacts du
même ordre que le conventionnel sur le changement clima-
tique par kg produit, tout en ayant des impacts moins élevés
par unité de surface. Toutefois, les résultats dépendent
fortement du périmètre et de la description du système
étudié, notamment du rendement. Dans les ICV AGRIBA-
LYSE, la diversité de l’agriculture biologique est encore peu
prise en compte : il serait nécessaire de comparer des sys-
tèmes en fonction des modes de culture (associations de
cultures, agroforesterie…), de la durée écoulée depuis la
conversion ou encore de la qualité du sol, qui semble être un
déterminant essentiel du rendement en agriculture bio (He-
rencia et al., 2008, 685). Enfin, les indicateurs de toxicité
pour l’homme et les écosystèmes étant écartés de l’analyse
pour cause d’insuffisance méthodologique, les avantages de
l’agriculture biologique liés à l’absence de pesticides de
synthèse, ainsi que ses impacts liés à l’utilisation de subs-
tances actives autorisées en bio (cuivre, soufre etc.) n’ont
pas été considérés (Edwards-Jones et Howells, 2001 ; Parat
et al., 2002 ; Relyea, 2005 ; Kohler et Triebskorn, 2013).
Ainsi le rendement, le niveau de fertilisation et les quantités
et types de substances actives utilisés en production végé-
tale, la durée d’engraissement des animaux ainsi que
l’origine et le mode de production de l’alimentation animale
en élevage, sont les variables les plus importantes pour
expliquer les variations d’impacts entre différents systèmes
de production, au-delà de la simple dichotomie convention-
nel/biologique. Si les résultats indiquent que le bio n’est pas
le principal levier d’action concernant l’impact changement
climatique, ses autres atouts (dont l’évaluation via l’ACV
reste cependant à consolider, p. ex. toxicité, biodiversité) ne
remettent pas en cause l’intérêt de ces systèmes d’un point
de vue environnemental.
Faire évoluer les pratiques agricoles et la con-
sommation
La base de données AGRIBALYSE a vocation à soutenir
l’engagement des filières dans des démarches
d’écoconception, permettant la mise sur le marché de pro-
duits à plus faibles impacts environnementaux. La compa-
raison des produits et la différenciation de systèmes
proches selon leurs impacts doit rester prudente, en raison
des incertitudes de la démarche ACV encore en construc-
tion. Ainsi un gain environnemental faible, obtenu par
simple substitution d’un ingrédient (ex : -7% de GES en rem-
plaçant un bœuf US par un bœuf UK ; données World Food
Database) n’est pas forcément significatif au regard de
l’incertitude des données. En revanche, l’amélioration des
filières de production dans une logique d’écoconception, en
ciblant les pratiques les plus impactantes, maintenant bien
identifiées par l’ACV, peut permettre d’améliorer les per-
formances environnementales des systèmes de manière
robuste.
L’écoconception des produits agricoles
La base de données AGRIBALYSE permet d’identifier cer-
taines productions entraînant des impacts environnemen-
taux particulièrement élevés (p. ex. riz, ruminants, tomates
sous serre chauffée). Des travaux portent sur l’amélioration
des pratiques pour ces systèmes : la mise en place de cul-
tures de riz partiellement immergées avec des drainages
intermédiaires (Wassmann et Pathak, 2007) ; l’utilisation de
résidus de chaleur industrielle et d’énergie renouvelables
dans les serres ; l’optimisation de la ration des ruminants et
la méthanisation des déjections.
Les ACV mettent en lumière le rôle capital du rendement
dans les impacts des produits agricoles. Dans un contexte
d’agriculture occidentale, intensive en intrants fossiles et en
mécanisation mais peu intensive en travail humain, on ob-
serve que les gains de rendement marginaux se font avec un
fort coût environnemental : augmentation des risques de
lessivage, efficacité décroissante des intrants… (Brisson et
al., 2010 ; Wu et Ma, 2015). Une diminution modérée du ren-
dement (p.ex. -10%), avec une évolution vers des pratiques
agroécologiques, permet souvent des gains environnemen-
125
taux majeurs, sans forcément diminuer la marge brute
(Bouchard et al., 2008 ; Meynard et al., 2009 ; Chambre
d’agriculture Pays de la Loire, 2015). Au contraire, pour des
systèmes agricoles faiblement productifs, notamment dans
les pays du Sud, les gains de rendement s’associent souvent
à des gains environnementaux significatifs (Burney, Davis, et
Lobell, 2010 ; Mueller et al., 2012). L’enjeu consiste donc à
trouver un niveau de rendement équilibré en fonction des
milieux, de manière à limiter la pression environnementale
locale (pollution de l’eau, biodiversité, sol…) tout en obte-
nant un bilan satisfaisant sur les enjeux globaux (GES, éner-
gie…), et en permettant de relever le défi alimentaire d’une
population en augmentation.
Le travail de comparaison des systèmes et pratiques cultu-
rales, ébauché dans AGRIBALYSE, peut être poursuivi et
approfondi : des filières pourraient s’attacher à quantifier
les gains possibles grâce aux pratiques alternatives (intégra-
tion de légumineuses dans la rotation, agriculture de con-
servation, optimisation de la fertilisation organique, alimen-
tation animale, méthanisation etc.) dans différentes condi-
tions pédo-climatiques et sous un angle multicritère (Pellerin
et al., 2013 ; ADEME, 2015b). Ces travaux doivent nécessai-
rement s’intégrer dans une approche système afin de pren-
dre en compte les interdépendances entre les pratiques
agricoles. A terme, il serait intéressant de mettre en évi-
dence quelques pratiques ou indicateurs techniques simples
qui assureraient de manière robuste des productions « bas-
impacts » pour les différentes filières. Ces éléments pour-
raient ensuite s’insérer dans différentes démarches : des
référentiels agricoles, labels, cahiers des charges, schémas
de communication, afin d’encourager et valoriser les sys-
tèmes agricoles les plus performants au niveau environne-
mental.
Des projets d’écoconception à l’échelle agricole sont en
cours, notamment dans le cadre de la phase deux du pro-
gramme AGRIBALYSE. On peut par exemple citer des ana-
lyses portant sur différents systèmes de production de fruits
et légumes, intégrant des pratiques innovantes (Grassely,
Koch, et Colomb, 2015). Dans la filière vigne, des travaux
portent sur le lien entre pratiques agronomiques, qualité du
raisin et performance environnementale, afin de concevoir
des systèmes à moindre impact et répondant aux exigences
du marché (Beauchet et al., 2014).
Partant du constat du poids majeur de l’alimentation ani-
male dans l’impact des produits, le projet Ecoalim (coordon-
né par l’IFIP) réunit les instituts techniques et les fabricants
d’aliments afin d’optimiser les rations. Le travail vise à cou-
pler, via les logiciels de calcul des rations, une optimisation
économique (déjà mise en œuvre) avec une optimisation
environnementale basée sur le choix des matières pre-
mières. Le programme Life Carbon Dairy s’attache à réduire
de 20 % les émissions de GES de la production laitière. Les
gains obtenus grâce à la diffusion de différentes pratiques
(p .ex. maintien de haies et prairies) seront quantifiés et
analysés selon une approche multicritère (IDELE, 2015).
Les démarches d’écoconception doivent aussi permettre
d’actionner de nouveaux leviers en associant les produc-
teurs et les transformateurs. Dans la filière blé dur, le projet
DUR-DUR étudie de manière conjointe le développement
d’itinéraires techniques bas intrants (-25% de fertilisation
minérale azotée ; -50% de pesticides) et l’adaptation des
outils de transformation (p. ex. semoulerie, pastification)
afin que les transformateurs soient en mesure d’utiliser des
grains avec une plus faible teneur en protéines (Cuq, 2013).
L’intégration accrue des protéines végétales dans les pro-
duits transformés semble également une piste promet-
teuse, qui permettrait de dynamiser ces filières au fort inté-
rêt agronomique. De telles démarches d’écoconception
pourraient être étendues à l’ensemble des filières et
s’appuyer sur la coopération entre différentes disciplines
comme l’agronomie, les sciences de l’environnement ou
l’économie.
Si l’amélioration et l’optimisation sont des voies nécessaires,
l’écoconception doit aussi ouvrir la voie à l’exploration
d’innovations de rupture, avec des approches originales qui
peuvent préfigurer les agricultures de demain (Guégan, 2014
; Tscharntke et al., 2011 ; Anthes, 2015). L’analyse de ces sys-
tèmes s’appuyant sur la complexification agronomique est
un enjeu fort pour l’évaluation environnementale, car elle
requiert la modélisation des interactions entre les différents
éléments de ces systèmes agricoles (p. ex. gestion du pay-
sage, rotations, cultures associées, couverts végétaux). La
comparaison de systèmes non optimisés ou non matures
avec des systèmes dominants ne doit pas masquer leur po-
tentiel (Gavankar, Suh, et Keller, 2015).
Alimentation : une évolution incontournable
L’ensemble des actions techniques et agronomiques réali-
sables offre théoriquement un potentiel d’atténuation im-
portant, estimé par le GIEC à 5500 Mt CO2 éq. par an sur
l’ensemble de l’agriculture mondiale (Smith et al., 2008).
Mais la mise en place de ces mesures nécessite des res-
sources importantes : mise en place de politiques de sou-
tien, recherche et innovation, formation des agriculteurs ;
elle rencontre également de nombreux freins culturels,
politiques et économiques. Ainsi, il apparaît que la mise en
place de politiques d’atténuation des émissions en agricul-
ture, sans modification des régimes alimentaires, ne suffira
pas à infléchir la courbe des émissions à l’échelle internatio-
nale (Popp, Lotze-Campen, et Bodirsky, 2010).
Les données ACV de type AGRIBALYSE pourront ainsi con-
tribuer à la définition de régimes alimentaires plus durables,
couvrant les besoins nutritionnels et culturels des individus,
et avec un impact environnemental soutenable : (SUSFOOD,
2015 ; SUSDIET, 2015) ou encore DuALIne (Esnouf, 2011). Les
régimes alimentaires occidentaux, souvent fortement car-
nés, doivent notamment intégrer plus de protéines végé-
tales au détriment des protéines animales, ces évolutions
pouvant apporter des gains à la fois pour la santé et
l’environnement (Bender, 1992 ; Tilman et Clark, 2014 ;
AFSSA, 2007). La saisonnalité des produits est également un
enjeu, étant donné l’impact des produits cultivés sous serre
chauffée. Réduire les pertes et le gaspillage alimentaire est
aussi reconnu comme un levier majeur (Garot, 2015).
Il ne s’agit donc pas de bannir certains produits, mais plutôt
de réfléchir en termes de besoins et d’équilibre à l’échelle
des régimes alimentaires (Cordain et al., 2005). L’évolution
est nécessaire, et pourra passer par différents canaux : in-
formation environnementale multicritères, labels « bas car-
bone », initiatives en restauration collective, circuits courts
optimisés et circuits alimentaires territorialisés, intégration
des contraintes environnementales dans les politiques
126
d’alimentation et de santé etc.
Conclusion
Les données d’AGRIBALYSE permettent de quantifier les
impacts environnementaux pour de nombreux produits
agricoles et d’identifier des valeurs de référence, adaptées
au contexte de production français. L’interprétation des
résultats doit tenir compte des incertitudes de la méthodo-
logie utilisée (ex : non prise en compte du stockage ou dé-
stockage du carbone du sol et de l’impact des produits phy-
tosanitaires). L’article synthétise les principales sources
déterminant les valeurs d’impact pour les différentes fi-
lières. Elles comprennent notamment, pour les filières végé-
tales, le rendement, la fertilisation, la mécanisation ; et pour
les productions animales la durée de vie des animaux, la
productivité, l’alimentation et la gestion des déjections.
Quelques pratiques contribuent à la majorité des impacts :
par exemple la fertilisation est la première source autant
pour le changement climatique que pour la consommation
d’énergie ou l’eutrophisation. Il est donc possible
d’améliorer différents indicateurs environnementaux en
travaillant sur ces leviers.
On observe souvent une forte variabilité parmi les systèmes
étudiés pour un même produit, révélant une grande diversi-
de situations ainsi que des marges d’amélioration. Selon
notre analyse, les systèmes biologiques sont relativement
performants par kg produit, malgré une productivité plus
faible, avec des résultats contrastés selon les produits et les
impacts étudiés. Cependant, la dichotomie convention-
nel/biologique n’est pas l’angle le plus pertinent pour expli-
quer les écarts entre systèmes.
Ces résultats ont vocation à servir de base aux initiatives
d’écoconception. Ils doivent soutenir des dynamiques de
filières, permettant une réduction significative des princi-
paux impacts du secteur agricole. Nos travaux ont mobilisé
les filières agricoles françaises et se poursuivent afin
d’augmenter le nombre de références et d’affiner les indica-
teurs. Dans un contexte d’échanges et d’enjeux environne-
mentaux globalisés, il est souhaitable de renforcer la con-
naissance des impacts des productions agricoles dans diffé-
rents contextes, d’encourager les échanges entre initiatives
européennes et au-delà (Global Network of LCA Databases,
World Food Database, Agrifootprint, AUStralian national
LCI, Chilean Food and Agriculture LCI Database, Japan Agri-
cultural Life Cycle Assessment…). Ces données peuvent
également contribuer à l’information environnementale et,
à terme, à l’évolution des modes de consommation, afin que
l’offre et la demande puissent converger vers le dévelop-
pement de systèmes agricoles et alimentaires durables.
Remerciements
Les auteurs remercient l’ensemble des membres du pro-
gramme Agribalyse qui ont permis la production de ces ré-
sultats, et en particulier Peter Koch et Thibault Salou, les
anciens responsables du programme. Les relecteurs Chris-
tian Bockstaller et Francis Macary sont également remerciés
pour leurs contributions à l’amélioration de l’article.
Annexe 1 - Liste des produits étudiés
Productions françaises - Produits animaux
Bovins
Vaches de réforme (système laitier et
allaitant) ;
Taurillon (laitier et allaitant) Génisse
(système allaitant)
Veau (système laitier) ; Lait de vache
Ovins
Agneau
Porcins
Porc
Volailles
Poulet ; Dinde ; Canard (à rôtir/à gaver) ;
Oeufs
Cuniculture
Lapin
Pisciculture
Truite ; Dorade
Productions françaises - Produits végétaux
Oléagineux
Colza ; Tournesol
Céréales
Blé tendre ; Maïs ; Triticale
Légumineuses
Féverole ; Pois (hiver/printemps)
Légumes
Betterave sucrière ;
Carotte ; Pomme de terre
Fruits
Pomme ; Pêche ; Raisin de cuve
Cultures importées
Riz (Thaïlande) ; Clémentine (Maroc) ; Mangue (USA) ; Cacao
(Brésil) ; Café (Brésil)
Annexe 2 - Autres impacts
Eutrophisation
d’eau douce
Excès de nutri-
ments nuisant à
la biodiversité
aquatique
Utilisation
d’engrais
azotés
kg éq.
phosphore
(P)
ILCD 1.05
(ReCiPe
1.05)
Formation d’o zone
photochimique
Pollution photo-
chimique (smog)
Carburant,
fertilisation
azotée
kg éq. COV
(composés
organiques
volatils)
ILCD 1.05
Radiations ioni-
santes
Impact potentiel
des radiations
ionisantes sur la
santé humaine
Utilisation
d’énergie
d’origine
nucléaire
kg éq.
Uranium 235
ILCD 1.05
Impacts pour les produits moyens France et leurs
déclinaisons
Impacts par système de production
127
Liste des figures
Tableau 1 - Indicateurs d’impact étudiés
Figure 1 - Impacts de différents produits agricoles
Figure 2 - « Zoom » de l’impact changement climatique sur
les produits végétaux
Figure 3 - Quelques impacts illustrés : exemple de la culture
de maïs
Figure 4 - Postes d’impact sur le changement climatique,
poulet conventionnel
Figure 5 - Impacts comparés des systèmes biologiques, con-
ventionnel, label rouge
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Thesis
Full-text available
This thesis is written in French. Here follows the translation of the first two paragraphs of the introduction. I like the philosopher Alain, he said: We can prove everything we want, the real difficulty is to know what we want to prove (Chartier, 1920). This HDR memory will first present my motivations, what inspired me, what I wanted to prove during my resaerch. It will show the evolution of the resaerch questions that I have addressed and thus identify the constants in my concerns. I will then present the results that I was able to obtain. I will end with a reflection on the orientation of my future work: what I want to do now. This thesis deals mainly with the period 1995-2015, which is that of my research in France at the National Institute for Agronomic Research (INRA), which started with a postdoc in 1995. In this first chapter, however, I wish to present the period 1957-1994, which begins with my birth and continues with my training and my research Netherlands. This in an attempt to describe the whole of my life cycle, since the cradle.
Article
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Full text available until October 6th 2017: https://authors.elsevier.com/a/1VZZZ3QCo9NErY Companies are called by institutional organizations to assess their impacts on biodiversity and to take actions to achieve collectively conservation objectives. This paper presents a method to assess whether the pressures exerted by a business and its value chain on biodiversity are compatible with biodiversity conservation. The absolute environmental sustainability assessment framework is used to compare relevant life cycle assessment midpoint and endpoint indicators to the ecological budgets assigned to the company. This approach is illustrated based on the case study of a mass-market retailer with a focus on the pressures exerted by its food portfolio at the agricultural production step. The results indicate that several pressures driving biodiversity loss are not sustainable. The study also highlights the prominent weight of a few product categories in the ecological burden. These findings have implications for mass-market retailers as well as their food value chains and open research perspectives to make such an approach fully operational.
Article
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Le contexte environnemental actuel, tant politique (objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre) que sociétal (information du consommateur), nécessite de préciser les impacts de l'activité d'élevage bovin en matière de changement climatique. L'enjeu est de connaître précisément les niveaux d'émissions de gaz à effet de serre (GES) et de stockage de carbone, des différents modes de production. Pour cela, une évaluation basée sur la méthodologie de l'Analyse du Cycle de Vie (ACV) est mise au point à l'échelle du système d'élevage. Cette approche permet d'avoir une vision globale de l'activité d'élevage intégrant l'ensemble des processus internes et externes au fonctionnement de l'exploitation. Ainsi pour les systèmes laitiers français, l'empreinte carbone brute du lait est en moyenne de 1,26 kg CO2/kg de lait. La prise en compte du stockage de carbone sous les prairies et les haies se traduit par une compensation comprise entre 6 et 43% selon les systèmes, en fonction de la part de prairies. L'empreinte carbone nette du lait français est alors en moyenne de 1,0 kg CO2/kg de lait. Dans les systèmes bovins viande français, l'empreinte carbone brute est comprise entre14,8 et 16,5 kg CO2/kg viande vive en fonction du système de production (naisseur vs naisseur/engraisseur). Après prise en compte du stockage de carbone qui permet une compensation comprise entre 24 et 53%, l'empreinte carbone nette est comprise entre 7,9 et11,3 kg CO2/kg viande vive. De nombreux leviers d'action sont identifiés dans les systèmes d'élevage de ruminants pour réduire l'empreinte carbone des produits au portail de la ferme. Certains concernent une optimisation des systèmes de production (ajustement des apports alimentaires, gestion de la fertilisation…) et se traduisent par des économies en matière d'intrants. D'autres nécessitent la mise en place de nouvelles technologies et se traduiront donc par un investissement ou un coût de fonctionnement supérieur aux schémas actuels de production.
Conference Paper
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Les viticulteurs disposent de plusieurs moyens de mesure de la qualité de leurs raisins lorsqu’ils sont arrivés à maturité pour la vendange. La prédiction de la qualité du raisin, vise `a formaliser le savoir-faire des experts (viticulteurs et conseillers) pour développer un modèle mathématique qui définira les relations entre la qualité du raisin et les facteurs (pratiques, sol, climat) ayant permis d’aboutir à cette qualité. La présente étude a pour objet de d´développer une première étude exploratoire permettant d’investiguer chaque paramètre de données et chaque facteur précédent la construction effective d’un modèle explicatif, voire prédictif de la qualité du raisin obtenu à la vendange à partir de pratiques culturales et des données du milieu. Le jeu de données utilisé pour construire le modèle provient de parcelles produisant du raisin en AOP (Appellation d’Origine Protégée) à partir du cépage Chenin situé en moyenne Vallée de la Loire (France), destiné à produire un vin blanc sec pendant lors des millésimes 2010 à 2013. Les pratiques, le milieu et la qualité du raisin ont été analysés pour chacune de ces parcelles et constituent la base de données du modèle. Ce dernier s’appuiera par la suite sur une analyse statistique nommée Régression PLS (Partial Least Square).
Book
L’Inra et le Cirad ont conduit cette synthèse de la réflexion stratégique pour une alimentation durable dans les pays développés et en développement. La réunion d’acteurs publics, privés et des chercheurs a permis de dresser un état des lieux des connaissances sur les points clefs de l’alimentation, au regard de ses impacts sur l’environnement, la santé, l’économie et la société, dans un contexte de changements globaux.
Article
In a fast changing global context, intensive cattle farming systems are reaching their limits (environmental, economic, societal...). The increasing tension between global food demand, the preservation of resources and job opportunities in rural areas calls into question intensive beef and dairy farming, and the fact that cattle is increasingly fed on grains. This is particularly true in the US, but also in France, Europe and Asia. From now on,new farming systems will have to be developed in a more coherent way, one that takes into consideration local forage resources and cattle type, makes the most of available grassland not needed for feeding humans, and promotes additional ecosystem services and local produce with a more typical flavour. Agroecology lays down new benchmarks and defines new challenges for cattle-grassland management and for tomorrow’s cattle farming systems.