KENAVEAUKENAVEAUKENAVEAU* : l’innovation gagnante * Konsommation d'ENergie pour l'Alimentation du VEAU de boucherie
Marc Bardinal (ADEME)Etienne Labussière (INRA)
Christophe Martineau (IDELE)Armelle Gac (IDELE)
Jeudi 17 septembre 2015
KENAVEAU
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Déroulement de la conférenceIntroduction Marc Bardinal - ADEME
Partie 1 - Des aliments d’allaitement innovants Etienne Labussière - INRA
Partie 2 - Des performances d’élevage à la hauteur des enjeux et un bilan économique positif Christophe Martineau - IDELE
Partie 3 - Un impact environnemental favorable Armelle Gac – IDELE
Bilan et conclusion Thomas Billé – CELTILAIT
Matthieu Dupire – LACTALIS FEED
Guillaume Jacques – SOFIVO
KENAVEAU
Agriculture et énergie : de multiples enjeux
KENAVEAU
Agriculture et énergie : Forte dépendance aux
énergies fossiles
KENAVEAU
Agriculture et énergie : Des filières très dépendantes
KENAVEAU
Agriculture et énergie : Alimentation : un impact non
négligeable
Aliments pour animaux
KENAVEAU
Agriculture et énergie : et également en terme de GES
Aliments pour animaux
KENAVEAU
Agriculture et énergie : Des objectifs nationaux
LOI RELATIVE A LA TRANSITION ENERGETIQUE POUR LA CROISSANCE VERTE
- Réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40% en 2030 et les diviser par 4 en 2050 (/1990)
- Réduire la consommation énergétique finale de 20% en 2030 et de 50% en 2050 (/2012)
- Réduire la consommation énergétique primaire des énergies fossiles de 30% en 2030 (/2012)
- De porter la part des énergies renouvelables à 23% de la consommation finale en 2020 et 32% en 2030.
KENAVEAU
Agriculture et énergie : Des solutions et des
opportunitésPOUR PRODUIDRE DES ENERGIES RENOUVELABLES- Biomasse, méthanisation, solaire thermique
POUR ECONOMISER L’ENERGIE- Recherche, développement, innovation- Certificats d’Economie d’Energie- Aides à l’investissement (PCAE, ADEME,…)
ET NE PAS OUBLIER L’ENERGIE INDIRECTE- Azote et notamment l’alimentation,…
KENAVEAULa réhydratation des
aliments d’allaitement coûte cher• Pour produire un veau de boucherie, il faut:
• 9 kg de gaz pour chauffer l’eau servant à la réhydratation des aliments d’allaitement
• Température de réhydratation de 78°C en début de mélange
• Le coût pour l’éleveur : 8 € à 10 € par veau• 1er poste de dépenses, après l’amortissement du bâtiment
• Système DAL: réhydratation à 50°C, dans un petit volume, avec une forte vitesse de brassage
• En Bretagne: les panneaux solaires thermiques permettent de produire de l’eau à 45°C
KENAVEAUPeut-on réhydrater les
aliments actuels à « basse température »?• Utilisation de paramètres permettant de caractériser la
réhydratation des poudres laitières:
• Mouillabilité• Dispersibilité• Solubilité
• Comparaison de ces critères à 70°C ou à 45°C pour 45 aliments commerciaux
• Pas suffisamment discriminants pour décrire le visuel :
agitation70°C 45°C
Pierre Schuck, UMR STLO
KENAVEAUPeut-on réhydrater les
aliments actuels à « basse température »?• Tests « terrain » avec le mélangeur de la station du Rheu
• 1 moteur à 1440 tr/min
• Utilisation d’aliments commerciaux :• Présence de surnageant en surface: destruction de l’émulsion des
matières grasses
• Pas d’amélioration en augmentant l’agitation (intensité ou durée)
KENAVEAUCaractéristiques des matières grasses
• Effet du point de fusion :
• Meilleure réhydratation si beaucoup de coprah avec un aiment contenant 19% de matière grasse
• Meilleure réhydratation avec une faible teneur en matière grasse, quelle que soit sa composition
CoprahSuif Saindoux
KENAVEAUComment remplacer les
matières grasses dans les aliments d’allaitement?
• Composition des aliments d’allaitementhumidité
minéraux
protéines
matières grasses
lactose
produits amylacés
Aliments finition sont généralement excédentaires
Rapidement absorbableFavorise l’insulino-résistance
KENAVEAUCaractérisation des
valeurs nutritionnelles des nouveaux aliments par la
méthode du bilan énergétique
Energie Digestible ED
Energie Métabolisable EM
Energie Brute EB
Energie fèces
Energie urine, gaz issus des fermentations digestives (CH4)
Energie Nette EN
efficacité énergétique = EN/EM × 100
ALIMENT
extrachaleur = production de chaleur totale – production de chaleur due à l’entretien
KENAVEAUCalcul de la production de chaleur en chambre
respiratoire
O2, CO2, N2 O2, CO2, CH4, N2
O2 CO2, CH4
KENAVEAUComment mesurer
l’extrachaleur?
repas repas
production de chaleur liée à l’activité physique
production de chaleur liée à l’aliment
extrachaleur
production de chaleur au jeûne = entretien
KENAVEAUSchéma expérimental
• 2 stades d’engraissement :• croissance : PV d’environ 120 kg (100 – 140 kg)• finition : PV d’environ 210 kg (180 – 240 kg)
• Tester 3 niveaux d’amidon en substitution aux matières grasses :
• croissance :• Amidon : de 4 à 12 %• MG : de 18 à 12 %
• finition :• Amidon : de 5 à 15 %• MG : de 20 à 12 %
• Niveaux intermédiaires : • comparaison température de préparation
• Aliment solide
KENAVEAU
L’introduction d’amidon diminue la teneur en
énergie digestible des aliments d’allaitement
4 8 1380
85
90
95
100
Aliments croissance Aliments finition
Teneur en amidon (%)
Teneur en én-ergie (% de l'EB
de l'aliment témoin)
Teneur en énergie digestible
Pas d’effet de la température
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L’introduction d’amidon ne modifie pas la production de CH4 et l’extrachaleur
• Pas de fermentations supplémentaires dans le colon• Pas de modifications du métabolisme de la croissance du veau :
Acides aminés (protéines)
Acides gras(matière grasse) Lactose Amidon
Protéines corporelles Lipides corporels
Aliment
Production de chaleur (CO2)Urine
KENAVEAU
Utilisation énergétique des aliments d’allaitement
18% de matière grasse;
4% d'amidon
18% de matière grasse;
8% d'amidon
18% de matière grasse;
13% d'amidon
19% de matière grasse;
4% d'amidon
16% de matière grasse;
10% d'amidon
12% de matière grasse;
14% d'amidon
0
20
40
60
80
100
perdue dans les fèces
perdue dans les urines et sous forme de CH4
perdue sous forme d'ex-trachaleur
énergie nette
Quantité d’énergie (% de l’EB du témoin)
Aliments croissance Aliments finition
KENAVEAUConclusions• Pour réhydrater à basse température:
• Diminuer la teneur en matière grasse des aliments d’allaitements• Assurer une bonne émulsion dans le mélangeur
• Le remplacement de la matière grasse par de l’amidon• Diminue les teneurs en énergie nette des aliments• Adaptation des quantités ingérées
• La température de l’aliment d’allaitement ne modifie pas l’utilisation de l’aliment
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Partie 2Des performances
d’élevage à la hauteur des enjeux et un bilan
économique positif Christophe Martineau – IDELE
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Essai 1 : 68 veaux - MEP hiverEntrée : février 2013Sortie : juillet 2013Durée : 161 jours
Essai 2 : 56 veaux - MEP étéEntrée : août 2013Sortie : février 2014Durée : 161 jours
Essai 3 : 112 veauxEntrée : avril 2014Sortie : septembre 2014Durée : 161 jours
Objectif : mesurer les impacts zootechniques et sanitaires des aliments Kenaveau sur des veaux en production suivant la saison de mise en place
Objectif : améliorer le résultat économique en libérant les contraintes sur le choix des matières premières des aliments kenaveau
3 essais successifs réalisés en 2013 et 2014 à la station du Rheu -> 236 veaux mâles de race Prim’holstein, 46-48 kg à la mise en place
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Comparaison de 3 lots de 18 à 28 veaux
Lot 1 : Témoin - Aliments d’allaitement témoins réhydratés à 70°C
Lot 2 : Essai 70°C- Aliments d’allaitement Kenaveau réhydratés à 70°C
Lot 3 : Essai 45°C - Aliments d’allaitement Kenaveau réhydratés à 45°C
Plan d’alimentation iso-énergie pour tous les lots
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Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Modalités de préparation des aliments KenaveauMélangeur inox de 450 litres
Eau à 45°C (témoin : 70°C)
Pas de fond de cuveBrassage 4 minutesHélice 1440 tr/min
Température du lait mesurée en fin de mélange : 41 à 42,5°C (témoin : 48°C)
Absence de dépôt après vidange du mélangeur
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Modalités de distribution des aliments Kenaveau
Distribution individuelle au seau
Température du lait mesurée au nez du veau : 38,5 à 40,5°C (témoin : 44 à 46°C)
Absence de dépôt après buvée
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Un bilan sanitaire globalement positif
Synthèse des 3 essais
Lot Témoin EssaiTempérature de réhydratation 70°C 45°C
Effectifs 69 veaux 70 veaux
MORTALITE 1,4% 0%
Aucun effet sur les pathologies digestives et respiratoires en cours d’engraissement, quelle que soit la saison de mise en place…
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Un bilan sanitaire globalement positif
Note A Note B Note C Note D
1er essai 2ème essai 3ème essai
Lot Témoin Essai Témoin Essai Témoin EssaiTempérature de réhydratation 70°C 45°C 70°C 45°C 70°C 45°C
Note de propreté* A A B C A C
… des veaux globalement jugés plus sales en fin d’engraissement. Un apport accru d’aliments solides doit permettre d’améliorer ce critère
* Note définie suivant la grille interprofessionnelle veau en vigueur
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Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Des niveaux de croissance maintenus
Synthèse des 3 essais
Lot Témoin EssaiTempérature de réhydratation 70°C 45°C
Poids veau nourrisson (kg) 47,2 47,4
Poids de carcasse (kg) 131,9 132,4
GMQ (g/j) 1234 1249
Et des caractéristiques de carcasses semblables au niveau de la couleur de la viande, de la conformation et de l’état d’engraissement.
KENAVEAU
Des performances d’élevages à la hauteur des enjeux
Des consommations supérieures de 11 à 13% pour assurer l’équilibre énergétique des rations…
Synthèse des 3 essaisLot Témoin EssaiTempérature de réhydratation 70°C 45°C
Aliment d’allaitement (kg/veau) 301,4 333,9
Aliment solide (kg/veau) 81 81
Indice de transformation de l’énergie* (MJ d’EN/kg de croît) 28,7 28,5
… SANS augmentation du coût alimentaire !
* Indice traduisant l’efficacité de la transformation de l’Energie Nette (EN) exprimé en Méga Joules (MJ) par Kg de croît
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Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Dimensionnement de l’installation solaire du Rheu
Bases de calcul
Besoins en eau chaude 1054 m3/an
Température eau chaude 50°C
Besoins thermiques totaux 47 762 kWh/an
Choix techniquesSurface des capteurs 54,6 m2
Volume de stockage 3000 litres
Résultats simulation
Apport solaire annuel 28 680 kWh/an
Taux de couverture annuel 58,4%
Productivité des capteurs 512 kWh/m2.an
Subvention ADEME Bretagne (Fonds chaleur) 32 680 € 58%
Autofinancement 23 782 € 42%
Financement
Investissement 54 462 €
Installation pour 300 places de veaux permettant de couvrir au maximum 90% des besoins énergétiques au mois d’août
Descriptif technique
KENAVEAU
Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Résultats des relevés énergétiques
mai-13
mai-13
mai-13
mai-13
juin-13
juin-13
juin-13
juil.-13
juil.-13
juil.-13
août-13
août-13
août-13
sept.-13
sept.-13
sept.-13
oct.-13
oct.-13
oct.-13
nov.-13
nov.-13
nov.-13
déc.-13
déc.-13
déc.-13
janv.-14
janv.-14
janv.-14
févr.-14
févr.-14
févr.-14
mars-14
mars-14
mars-14
avr.-14
avr.-14
avr.-14
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Evolution journalière de la température de l'eau chaude sanitairemesurée en sortie de ballon solaireTemp °C
KENAVEAU
Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Résultats des relevés énergétiques
sept-12
oct-12
nov-12
déc-12
janv-13
févr-13
mars-13
avr-13
mai-13
juin-13
juil-13
août-13
sept-13
oct-13
nov-13
déc-13
janv-14
févr-14
mars-14
avr-14
mai-14
juin-14
juil-14
août-14
0500
1,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5005,000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1ère année 2ème année
Energie solaire utile (kWh) Energie d'appoint utile (kWh) Volume d'eau consommé (m³)
Cons
omm
ation
éne
rgéti
que
(KW
h)
Volu
me
d'ea
u (m
3)
1ère année 2ème année MoyenneVolume d’eau chaude à 78°C 534 m3 526 m3 530 m3
Consommation énergétique 38 726 kWh 37 233 kWh 37 980 kWh
Energie solaire 18 547 kWh 17 647 kWh 18 097 kWh
Energie d’appoint 20 180 kWh 19 586 kWh 19 883 kWh
Taux de couverture solaire 47,9 % 47,4 % 47,6 %
Consommations énergétiques (énergie solaire + énergie d’appoint)
KENAVEAU
Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Besoins énergétiques selon le scénario
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4Aliment Témoin Témoin Kenaveau KenaveauEnergie Fossile Solaire Solaire FossileTempérature de dilution (°C) 70 70 45 45
Taux de couverture solaire estimé (%) - 50,2% 72,2% -
Besoins énergétiques réels (kWh/veau) 113,3 56,4 33,0 102,6
Consommation de gaz* (Kg/veau) 8,9 4,4 2,6 8,0
* 1 kg de gaz équivaut à 12,8 kWh
KENAVEAU
Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Coût de l’énergie selon le scénario
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4Aliment Témoin Témoin Kenaveau KenaveauEnergie Fossile Solaire Solaire FossileTempérature de dilution (°C) 70 70 45 45
Coût de l’énergie par veau 7,97 € 3,96 € 2,32 € 7,20 €
Gains (%) - 50% 71 % 10 %
* Coût du gaz : 0,90 €/kg (hors location de cuve)
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Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Retours sur investissement
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4Aliment Témoin Témoin Kenaveau KenaveauEnergie Fossile Solaire Solaire FossileTempérature de dilution (°C) 70 70 45 45
Hypothèse investissement centrale solaire 50 000 € 50 000 €Economie d’énergie par an (coût du gaz à 0,90 €/kg) 2 379 € 3 390 €
Temps de retours sur investissement- Avant subvention 21 ans 14,7 ans- Après subvention ADEME (60%) (coût du gaz : 0,90 €/kg) 8,4 ans 5,9 ans
Si coût du gaz : 0,75 €/kg 10 ans 7,1 ansSi coût du gaz : 1,00 €/kg 7,5 ans 5,3 ans
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Un bilan économique positif grâce à l’énergie solaire
Conclusions
- Très bon comportement sanitaire des veaux en cours d’engraissement
- Niveaux de croissance et caractéristiques carcasses maintenus / alimentation classique
- Consommations 11 à 13% plus élevées sans augmentation du coût alimentaire, efficacité énergétique des aliments Kenaveau semblable aux aliments conventionnels
- Propreté des veaux en fin d’engraissement reste à améliorer
- Coût énergétique réduit de 71% pour l’éleveur grâce à l’énergie solaire soit un gain annuel estimé à 3 390 €/an pour un élevage de 300 places
KENAVEAU
Une évaluation par Analyse de Cycle de Vie
Quantification des impacts environnementaux sur le cycle de production, ramenés au kg produit
KENAVEAU
Un impact environnemental favorableLa méthodologie mise en œuvre dans Kenaveau :
Une évaluation du bilan environnemental à 3 étapes
1/ Au niveau des matières premières alimentairesDéfinition de formulations simplifiées, liste de matières premières Description de l’origine et des process
2/ Jusqu’à la porte de l’usine d’alimentsBilans environnementaux pour chaque MP et pour chaque formule d’alimentConsommations énergétiques Schuck et al., 2015 (Drying Technology)
3/ Jusqu’à la porte de l’élevageIntégration des autres résultats de l’étude (performances zootechniques, rejets, consommations d’énergie en élevage)
KENAVEAU
Un impact environnemental favorable
Aliment Kenaveau : - 9% Energie solaire : < -1%
Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4Aliment Témoin Témoin Kenaveau KenaveauEnergie Fossile Solaire Solaire FossileTempérature de dilution (°C) 70 70 45 45
4 scenarii analysés
Gains environnementaux par rapport au témoin
KENAVEAU
Un impact environnemental favorable
En conclusion,
La contribution des intrants alimentaires est prépondérante 82 % à 92 % de l’impact total du veau
Les formules expérimentales diminuent très favorablement les bilans
Moins de produits d’origine animale généralement plus impactants que les matières premières d’origine végétale
L’énergie solaire pour le chauffage de l’eau, a un effet relativement limité, une fois intégrée dans le cycle de vie complet du veau de boucherie
KENAVEAUKENAVEAU
Merci de votre attention
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