Optimiser vos rendements et réduire vos dépenses d'énergie JOURNEE FERTILISATION Sylvain Doublet. Mercredi 6 novembre 2013

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1 Optimiser vos rendements et réduire vos dépenses d'énergie JOURNEE FERTILISATION Sylvain Doublet Mercredi 6 novembre 2013

2 Le poids de la fertilisation au sein d une exploitation A l échelle de la ferme Le poids de la fertilsation dans les charges Le poids de la fertilisation dans la consommation d énergie Le poids de la fertilisation dans les émissions de GES Flux et histoire récente Flux Point de vue économique Point de vue environnemental 2 2

3 À l échelle de la Ferme Les charges en engrais en France et dans UE-27 (moyenne source RICA Renc. Rech. Ruminants, 2012) Moyenne Fce: 112 /ha CG : 143 /ha Mixtes bovins: 49 /ha Moyenne UE-27: 91 /ha Dépedance plus forte de la France 3 3

4 À l échelle de la Ferme Les charges en engrais en France et dans UE-27 (moyenne source RICA Renc. Rech. Ruminants, 2012) 5,4% de la valeur de la production agricole en moyenne COP 2009 : 20% Prix engrais élevé (250 /ha) Prix de céréales faible 4 4

5 À l échelle de la Ferme Les charges d approvisionnement en 2010 selon les OTEX (source RICA) Orientation! Total des charges d'approvisionnement ( /an)! Engrais et amemdements (%)! Engrais et amemdements ( /an)! COP! 52,5! 37%! 19,3! Maraîchage! 80,7! 15%! 11,9! Viticulture! 29,1! 10%! 2,8! Fruits! 33,7! 17%! 5,6! Bovins lait! 54,6! 13%! 7,2! Bovins viande! 29,9! 16%! 4,8! Ovins! 32! 12%! 3,8! Porcins! 242,9! 2%! 4,9! Volailles! 130,7! 4%! 4,7! PE! 66,5! 20%! 13,6! Ensemble! 58,6! 17%! 9,9! Les engrais représentent en moyenne 17% des charges approvisionnement /an COP 37% /an Porcins 2% /an 5 5

6 À l échelle de la Ferme Zoom sur les grandes cultures en 2010 Les engrais représentent 15% ces charges totales Près de /an Majoritairement de l azote 6 6

7 Le prix des engrais Le prix des engrais de 2000 à 2008 Prix X 2 Engrais N prix du gaz naturel + 35% Augmentation très forte de la demande (conso. N totale : Asie 60% Europe 10%) 7 7

8 À l échelle de la Ferme Les consommations d énergie primaire en agriculture (source SOLAGRO 2010) 18% 18% Une consommation de 23,65 GJ/ha (et 660 EQF) 8% 12% Fioul Electricité,+,Eau 3 postes principaux : aliments 23% Achat,aliment fertilisation 21% Fertilisation fioul 18% Matériels Fertilisation: 21% 23% Autres,postes COP 50% (40% à 70%) Herbivore 15% à 20% Granivore < 10% 8 8

9 À l échelle de la ferme Elément fertilisant Type d'engrais MJ/unité fertilisante (N, P et K) Azote Urée Ammonitrate Phosphore Selon les types 9.8 à 16.4 Potasse Différents types 7.4 à kg d azote équivaut à 1,5 litre de fioul 9 9

10 À l échelle de la parcelle CasDAR TTSI 10 10

11 A l échelle de la ferme France Les émissions de GES de la ferme France (Source: SOLAGRO) Fertilisation minérale : 22% des émissions de GES épandage N2O (NH3) fabrication N2O et CO2 lixiviation N2O 11 11

12 À l échelle de la parcelle CasDAR TTSI 12 12

13 Flux et histoire récente Cycle de l azote simplifié 13 13

14 Flux et histoire récente Les principaux flux comptabilisés 1/

15 Flux et histoire récente Les principaux flux comptabilisés 1/2 N min.: N org. : N leg.: Déposition atm.: Données en tonnes d azote N-NH3-Norg : Exportation N-N2O-Norg : N-N2-Norg : N-N2O-Nmin: N-N2O-Nrés.: N-NH3-Nmin : cultures + fourrages

16 Flux et histoire récente Les surfaces en légumineuses en France de 1930 à 2008 Surface (en milliers d'ha) Evolution des surfaces équivalentes de légumineuses en France sur la période (Source : statistique agricole annuelle, ) Représentation des surface en courbes empilées légumes secs et frais soja et lupin féverolles Pois Prairies artificielles Total légumineuses Prairies temporaires total légumineuses prairies permamentes Année 16 16

17 Flux et histoire récente Les surfaces en légumineuses et consommation d engrais azotés Surfaces (ha) Surface totale estimée en légumineuses Apports d'engrais azotés Apports azotés (tonnes) Source : SCEES Réalisation : Solagro,

18 Flux et histoire récente Imortation de tourteaux en France de 1960 à 2002 Volume (milliers de T) Importations de tourteaux en France Tourteaux Soja Autres tourteaux Année

19 Éléments à retenir Les livraisons d engrais minéraux en France de 1930 à 2004 Volume (tonne) Engrais azotés (N) Engrais phosphoriques (P) Engrais potassiques (K) Années

20 Flux et histoire récente Diversité des assolements en France en

21 Flux et histoire récente Diversité des assolements en France en

22 Impacts sur l environnement Eau et biodiversité - Nitrates (NO3) N min.: N org. : N leg.: Déposition atm.: Données en tonnes d azote N-NH3-Norg : Exportation N-N2O-Norg : N-N2-Norg : N-N2O-Nmin: N-N2O-Nrés.: N-NH3-Nmin : cultures + fourrages Bilan (t N) (somme des bilan spatialisés positifs) Surplus (t N) (somme des surplus spatialisés positifs) Estuaires :

23 Impacts sur l environnement Cartographie des surplus d azote

24 Impacts sur l environnement Les émissions agricole de gaz à effet de serre en France % des émissions françaises (format CITEPA) 107 MTeq CO2/an émises en France par l agriculture et la sylviculture en 2009 dont 22% pour la fertilisation minérale 24 24

25 Flux et histoire récente Vers une meilleure efficience des engrais a partir de 1990 Des apports plus près des besoins Amélioration des pratiques et des méthodes de calcul des besoins 25 25

26 Flux et histoire récente L évolution du fractionnement des doses entre 1994 et

27 Éléments à retenir L azote une ressource inépuisable, dont la mobilisation consomme beaucoup d énergie fossile Le phopsphore, une ressource «fossile» rare Une dépendance de plus en plus marquée de la ferme France à l azote minérale Une spécialisaiton des territoires Un abandon des légumineuses (graines) dans les rotaitons Une division par 3 des consommations de P et K Économiques : envolée des prix des engrais azotés vs forte variabilité des prix de ventes Des impacts environnementaux importants Eau et biodiversité (nitrates NO3) Ammoniac dans l air (NH3) Énergie fossile (gaz naturel) et gaz à effets de serre (protoxyde d azote N2O) 27 27

28 La gestion de la fertilisation à l échelle d un territoire & méthanisation Les flux d azote et de carbone sur un territoire La méthanisation: qu est-ce que c est? Cycle du carbone Cylce de l azote Bilan GES Un outil agronomique au service d un territoire 28 28

29 La gestion de la fertilisation à l échelle d un territoire & méthanisation Les flux d azote sur un territoire Campagne - campagne Échange paille-fumier Épandage lisier chez des tiers Achats d aliments Campagne ville Alimentation Ville campagne Boue de STEP Composts de déchets verts Air Sol Fixation N2, déposition NH3 Sol air (N2, N2O, NH3) Sol eau (NO3) 29 29

30 La méthanisation, ou «digestion anaérobie» Un processus de transformation de la matière organique complexe en molécules simples Absence d oxygène : procédé «anaérobie» Phénomène naturel : gaz de marais, de fumier, intestin : «digestion» Les voies aérobies : MO + microorganismes + O 2 -> CO 2 (forme oxydée du carbone) + chaleur. Les voies anaérobies : MO + microorganismes -> CH 4 (forme réduite du carbone) + peu de chaleur. CH 4 + O 2 -> CO 2 + énergie => La méthanisation permet de récupérer de l énergie sous une forme exploitable : le gaz méthane 30 30

31 La méthanisation : principe Matière organique Substrat Méthanisation 40% à 80% de la matière organique dégradée Biogaz = CH4+CO2+ H2S Matière organique peu dégradable Matière inerte Matière inerte Digestat Eau Eau 31 31

32 Cycle du carbone Conservation du carbone stable et d une partie du carbone «frais» Matière organique fraîche MO après méthanisation OU phase thermophile du compostage Compost mûr (après maturation) Devenir à long terme dans les sols MO biodégradable G a z ( CO Biogaz 2, C H 4 ) (CH4 + CO2) Gaz carbonique MO résistante MO résistante MO humifiée MO dans le sol 32 32

33 Cycle de l azote Conservation de l azote et minéralisation Produit brut Produit digéré N organique Produit solide : action similaire à amendement de fond NH4 Produit liquide : action similaire à engrais liquide L azote organique (protéines) est transformé en ammoniac (minéralisation) au cours de la méthanisation L ammoniac (soluble) se trouve principalement dans la fraction liquide en cas de séparation de phase 33 33

34 Cycle de l azote Gestion du digestat en substitution aux engrais Minéralisation N organique -> N minéral Besoin en azote de la culture FUMIER Année t Année t

35 Un outil de maîtrise de la fertilisation Méthanisation = outil pour améliorer l efficacité des apports de nutriments À exportation égale, diminution des apports d engrais Co-digestion : apport matières exogènes => nutriments Gestion du phosphore Séparation de phase => séparation partielle N et P Gestion différenciée du «facteur limitant» 35 35

36 Quel impact de la méthanisation sur les GES? Matériel Frais d élevage, aliments Bâtiments Déjections animales : stockage et épandage Engrais Emissions évitées Subsitution énergie fossile Extraction, fabrication, transport des intrants Bilan global : 80 à 90% de réduction d émissions nettes 36 36

37 A l échelle d un territoire Collecte des déchets Epurateur Réseau électrique Réseau gaz Unité de méthanisation Séparation de phase Canalisation biogaz Cogénérateur Collecte des lisiers Maturation digestat solide Réseau de chaleur Collecte des fumiers Résidus CIVE Cultures dédiées Stockages décentralisés 37 37

38 Quelques exemples SARL Agri Energie : 150 kwe GEOTEXIA : 1,4 MWe FERTI-NRJ : 600 kwe GAEC du Vivieroche : 150 kwe Lycée Chambéry : 45 kwe 38 38

39 Les atouts de la méthanisation territoriale Une approche territoriale et collective pour: S adapter aux contextes (pas de modèle unique : de 5 à 50 agriculteurs impliqués) Optimiser les flux, les ressources et les besoins Fédérer producteurs et utilisateurs de matières organiques Être une option pour tous les agriculteurs Travailler avec un modèle agricole plus complexe (repartir les savoirs, associations d agriculteurs) et plus durable: Allongement des rotations (y c. CI) Optimisation des flux d azote de carbone et de phosphore Renforcer la coopération sur un territoire Offrir des capacités locales de traitement des déchets Produire de d énergie locale et renouvelable 39 39

40 Merci de votre attention! Projet de maraîchage péri-urbain avec ombrage par cellule PV en pergola