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Semestre : 3 Intitulé de l’UE : Fondamentale Intitulé de la matière : Production animale, environnement et durabilité Crédits : 6 Coefficients : 3 Chapitre I : L’élevage: un acteur majeur dans les problèmes d’environnement. Chapitre II : Rôle de l’élevage dans le changement climatique et la po...

Semestre : 3 Intitulé de l’UE : Fondamentale Intitulé de la matière : Production animale, environnement et durabilité Crédits : 6 Coefficients : 3 Chapitre I : L’élevage: un acteur majeur dans les problèmes d’environnement. Chapitre II : Rôle de l’élevage dans le changement climatique et la pollution atmosphérique L’élevage et le cycle du carbone L’élevage et le cycle de l’azote Chapitre III : Conséquences de l’utilisation des sols par l’élevage sur le cycle de l’eau Possibilités d’atténuation des problèmes. Chapitre IV : L’impact de l’élevage sur la biodiversité Problèmes et tendances Dimensions de la biodiversité Rôle de l’élevage dans la perte de biodiversité Chapitre v : Défis et options en matière de politiques. Les exposés : Impact du pâturage sur le système de l’élevage. Impact environnemental de l’industrie des aliments de bétail y compris l’utilisation des OGM sur l’élevage.. Interaction entre le bétail et l’environnement dans les systèmes extensifs Effets de l’élevage sur la qualité de l’air. Effets de l’élevage sur la biodiversité Risques sanitaires liée à la production animale. Les enjeux patrimoniaux et culturels liés à l’élevage. 1 2 Chapitre I : L’élevage: un acteur majeur dans les problèmes d’environnement. I- Introduction : Les activités liées à l’élevage ont un impact significatif sur pratiquement tous les aspects de l’environnement, notamment l’air et le changement climatique, les terres et le sol, l’eau et la biodiversité. L’impact peut être direct, par exemple à travers le pâturage, ou indirect, comme la destruction des forêts d’Amérique du Sud par l’expansion de la culture du soja pour l’alimentation du bétail. L’impact de l’élevage sur l’environnement est considérable et s’accentue rapidement. Il présente des incidences sur de nombreuses ressources naturelles et doit être géré avec prudence. Que ce soit dans les pays développés ou dans les pays en développement, les politiques publiques peuvent difficilement tenir le rythme des transformations rapides des techniques de production et des changements structurels de l’élevage. La législation et les programmes environnementaux ne sont généralement mis en place que lorsque des dégâts importants se sont produits. L’attention continue de se porter sur la protection et la restauration plutôt que sur des approches plus rentables de prévention et de prévision. 1. L’élevage: un acteur majeur dans les problèmes d’environnement L’élevage exerce un impact important sur les ressources mondiales en eau, en sols et en biodiversité et contribue largement aux changements climatiques. Il est bien souvent une source majeure de pollution des sols et des eaux, due aux rejets de nutriments, de matières organiques, de résidus de médicaments et d’agents pathogènes dans les rivières, les lacs et les mers côtières. Les animaux et leurs déchets émettent des gaz dont certains contribuent au changement climatique, à l’instar des modifications dans l’utilisation des terres causées par la demande en céréales fourragères et en pâturages. Non seulement l’élevage façonne des paysages entiers mais ses besoins en terres pour le pâturage et la production de céréales fourragères modifient et réduisent les habitats naturels. 3 L’homme utilise les ressources naturelles renouvelables de la planète dans des proportions qui excèdent de plus en plus leur capacité à se renouveler elles mêmes (Westing, Fox et Renner, 2001). Il ne cesse d’introduire des polluants dans l’air, l’eau et le sol à des taux supérieurs à la capacité de l’environnement à dissiper et décomposer ces derniers. L’homme empiète sur les environnements encore relativement préservés, menaçant ainsi la biodiversité d’une extinction de masse. La dégradation de l’environnement a une nette incidence sur la santé humaine, de manière à la fois directe et indirecte. Les effets directs comprennent le contact avec les polluants. Les effets indirects comprennent l’exposition accrue des humains et des animaux aux maladies infectieuses en raison du changement climatique. La variation géographique et la prévalence saisonnière d’un certain nombre de maladies importantes, notamment la malaria et la fièvre dengue, sont très sensibles aux variations climatiques (PNUE 2005a). Le rapport de l’Institut des ressources mondiales (2005) souligne à quel point le fardeau de ces maladies, qu’il est possible de prévenir et qui sont liées à l’environnement, est supporté de manière disproportionnée par les pauvres, tant dans les pays en développement que dans les pays développés. En conclusion, si rien n’est fait, la dégradation environnementale risque de menacer non seulement la croissance et la stabilité économique mais aussi la survie même des humains sur la planète. 1.2 Le cadre: facteurs qui influencent le secteur de l’élevage Le secteur de l’élevage, tout comme ceux de l’alimentation et de l’agriculture en général, connaît des changements considérables dont bon nombre proviennent de facteurs externes. L’augmentation des populations et d’autres facteurs démographiques tels que la répartition par âge et l’urbanisation déterminent la demande alimentaire et sont depuis des siècles à l’origine de l’intensification de l’agriculture. La croissance des économies et des revenus individuels a également contribué à la demande grandissante ainsi qu’à l’évolution de l’alimentation. Ces tendances se sont accélérées au cours des 20 dernières années dans de vastes régions du monde, entraînant un accroissement rapide de la demande en produits d’origine animale et autres denrées de valeur telles que le poisson, les légumes et les huiles. Ces variations séculaires (ancien) de population, d’économie, d’alimentation, de technologie et d’utilisation des terres ont bouleversé le secteur de l’élevage alors que, dans une certaine 4 mesure, c’est le secteur lui-même qui y contribue. La schématisation de ces grands développements permet de mieux comprendre le contexte dans lequel évolue l’élevage. La transition démographique La croissance démographique et l’expansion des villes stimulent et modifient la demande alimentaire La population et la croissance démographique sont deux facteurs déterminants de la demande en aliments et autres produits agricoles. La baisse des taux de fertilité entraîne une diminution des taux de croissance démographique. Parallèlement à l’augmentation de l’espérance de vie, le déclin de la fertilité provoque un vieillissement de la population mondiale. Les groupes d’âge diffèrent dans leurs modes d’alimentation et de consommation, les adultes et les personnes âgées consommant des quantités plus importantes de protéines animales que les enfants. L’urbanisation est un autre facteur important qui détermine la demande alimentaire. L’urbanisation implique habituellement une mobilité plus grande de la force de travail, ce qui a un impact sur les modes de consommation alimentaire. En général, les citadins se nourrissent davantage en dehors de leur foyer et consomment des quantités plus élevées de plats cuisinés, d’aliments tout prêts et faciles à manger et de snacks (Schmidhuber et Shetty, 2005; Rae, 1998; King, Tietyen et Vickner, 2000). L’urbanisation influence donc la position et la forme des fonctions de consommation des produits d’origine animale (Rae, 1998) – celles-ci mesurent la façon dont la consommation d’un élément donné s’adapte aux changements de la dépense totale. Croissance économique L’augmentation des revenus fait monter la demande en produits d’élevage Au cours des dernières décennies, l’économie mondiale a connu une expansion sans précédent. L’augmentation de la population, les avancées de la technologie et des sciences, les changements politiques et la libéralisation économique et commerciale ont contribué à la croissance économique. Dans les pays en développement, cette croissance s’est traduite par une augmentation des revenus par tête et par l’émergence d’une classe moyenne dont le pouvoir d’achat dépasse les besoins de base. Il existe une grande élasticité de la demande par rapport aux revenus pour la viande et les autres produits d’élevage (Delgado et al., 1999) – en d’autres termes, l’augmentation des revenus provoque une augmentation plus rapide des 5 dépenses en produits d’élevage. La hausse des revenus par tête se traduira donc par une demande accrue de ces produits. En conséquence, l’écart des consommations moyennes de viande, de lait et d’oeufs qui existe actuellement entre les pays développés et les pays en développement sera considérablement réduit. La transition nutritionnelle Evolution mondiale des préférences alimentaires Avant l’agriculture, les produits d’origine animale jouaient un rôle bien plus grand dans la nutrition de l’homme, et les quantités absorbées étaient similaires, sinon supérieures, au niveau actuel de consommation des pays développés. Au cours des 150 dernières années, les augmentations de revenus et les progrès de l’agriculture ont permis aux pays développés de s’enrichir et de diversifier leurs régimes alimentaires. L’augmentation de revenus disponibles et l’urbanisation permettent aux populations de délaisser une alimentation monotone de qualité nutritionnelle variable (s’appuyant sur les céréales locales de base ou les racines féculentes, les légumes cultivés localement ou d’autres, les fruits et un nombre limité de denrées d’origine animale), pour lui préférer des régimes plus variés comprenant davantage d’aliments transformés, de denrées d’origine animale diversifiées, de sucre ajouté et de matières grasses, et souvent davantage d’alcool. Ce changement s’accompagne d’une réduction de l’activité physique qui entraîne une rapide augmentation de la surcharge pondérale et de l’obésité L’Organisation mondiale de la santé (OMS) estime qu’on y dénombre 300 millions d’adultes obèses et 115 millions de personnes souffrant de troubles liés à l’obésité1. Une augmentation rapide de l’incidence de maladies chroniques liées à l’alimentation, notamment les maladies cardiaques, le diabète, l’hypertension et certains cancers, est inhérente à une transition nutritionnelle rapide. Changement technologique Augmentation de la productivité De profonds changements technologiques ont touché le secteur de l’élevage sur trois plans différents: L’application courante d’une technologie avancée dans le domaine de la reproduction et l’alimentation a causé une stimulation croissante de la productivité de l'élevage pratiquement partout dans le monde. L’application de nouvelles techniques d’irrigation et de fertilisation dans les cultures, ce qui se traduit par les meilleurs rendements et une meilleure composition en nutriments des pâtures et principales cultures fourragères. 6 L’application des technologies modernes d’information permettant une meilleure distribution et commercialisation des produits d’origine animale. Le développement technologique de l'élevage a été particulièrement rapide dans les trois sous secteurs, à savoir la volaille et les œufs, le porc et les produits laitiers L’augmentation de la productivité et la diffusion sous- jacente de technologies avancées ont été moins prononcées pour le bœuf et la viande de petits ruminants. Une intensité croissante de la production caractérisée par l’utilisation grandissante de céréales fourragères, le recours à des systèmes perfectionnés de génétique et d’alimentation, la protection de la santé animale et la mise en enclos des animaux. Les progrès faits dans ces domaines sont indissociables et il est difficile d'isoler l’incidence de facteurs individuels dans l'augmentation globale de la productivité. Chapitre II : Rôle de l’élevage dans le changement climatique et la pollution atmosphérique. I- Problèmes et tendances : L’atmosphère est indispensable à la vie sur terre. Non seulement elle nous fournit l’air que nous respirons mais elle régule la température, distribue l’eau et intervient dans ces processus clés que sont les cycles du carbone, de l’azote et de l’oxygène, tout en nous protégeant des radiations néfastes. On dispose toutefois de données de plus en plus nombreuses qui montrent que l’homme modifie les mécanismes de l’atmosphère. Dans les sections suivantes, nous allons concentrer notre attention sur les processus du changement climatique et de la pollution de l’air (hormis le trou d’ozone), ainsi que sur la part de responsabilité de l’élevage. On connaît mal la contribution de l’ensemble de ce secteur. En pratique, chaque étape de la production animale provoque l’émission dans l’atmosphère de substances susceptibles de modifier le climat et de polluer l’air. Ces phénomènes sont provoqués soit directement par l’élevage du bétail, soit indirectement au cours d’autres stades de la chaîne de production. Nous analyserons les processus les plus importants selon leur ordre dans la chaîne alimentaire, et conclurons avec une évaluation de leur effet cumulatif. I-1 Changement climatique : L’effet de serre est indispensable au mécanisme de régulation de la température. Sans lui, la température moyenne de la surface de la terre ne serait pas de 15 °C mais de -6 °C. La terre 7 renvoie l’énergie qu’elle reçoit du soleil vers l’espace en reflétant la lumière et en émettant de la chaleur. Ce flux thermique est en partie absorbé par les gaz dits à effet de serre, qui le piègent dans l’atmosphère. Il s’agit principalement de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4), d’oxyde nitreux (N2O) et de chlorofluorocarbones. Depuis le début de la période industrielle, les émissions anthropiques ont engendré une augmentation de la concentration de ces gaz dans l’atmosphère, entraînant ainsi un réchauffement de la planète. La température moyenne de la surface de la terre a augmenté de 0,6 degré Celsius depuis la fin du XIXe (19eme) siècle. Le réchauffement mondial risque de bouleverser les caractéristiques météorologiques et d’entraîner notamment une augmentation des précipitations ainsi que des événements extrêmes, tels que les ouragans, inondations et sécheresses, plus sévères et plus fréquents. Au cours des prochaines décennies, l’agriculture mondiale devra faire face à de nombreux défis qui seront aggravés par le changement climatique. Un réchauffement de plus de 2,5 °C pourrait réduire l’approvisionnement alimentaire dans le monde et entraîner une hausse des prix. L’impact sur les rendements des récoltes et sur la productivité sera très variable. Certaines régions agricoles, surtout dans les zones tropicales et subtropicales, seront menacées par le changement climatique alors que d’autres, principalement dans les zones situées sous les latitudes tempérées et plus élevées, pourraient en bénéficier. Le secteur de l’élevage sera également touché. Une perturbation de l’agriculture qui provoquerait une augmentation du prix des céréales se répercuterait sur ceux des produits d’origine animale. I.2 L’élevage et le cycle du carbone L’élément carbone (C) est le fondement de la vie. fait apparaître les principaux puits de carbone et illustre également l’importance relative des grands flux. Le cycle mondial du carbone se décline selon deux typologies: le cycle géologique, qui opère sur une grande échelle de temps (des millions d’années), et le cycle biologique et physique, qui opère sur des échelles de temps plus courtes (de quelques jours à des milliers d’années). La plus grande partie du dioxyde de carbone présent dans les écosystèmes provient de l’atmosphère. De nombreux organismes autotrophes3, (Les organismes autotrophes sont autosuffisants en matière d’approvisionnement d’énergie, se distinguant ainsi des parasites et des saprophytes; pour se maintenir 8 en vie, les organismes hétérotrophes ont besoin d’un apport d’énergie externe contenue dans des composants organiques complexes.) Comme les plantes, comportent des mécanismes spécialisés qui permettent d’absorber ce gaz dans leurs cellules. Une partie du carbone des matières organiques produites par les plantes est transmise aux animaux hétérotrophes qui les mangent puis les exhalent dans l’atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Le CO2 passe ensuite dans l’océan par simple diffusion. Les écosystèmes dégagent du carbone sous forme de dioxyde de carbone et de méthane, issus de la respiration des plantes et des animaux. Les phénomènes de respiration et de décomposition (surtout la respiration des bactéries et des champignons qui consomment de la matière organique) entraînent l’émission dans l’atmosphère du carbone fixé biologiquement. Sur un an, ces flux biologiques de carbone sont 10 fois supérieurs à la quantité de carbone que la combustion de carburant fossile libère dans l’atmosphère. Mais les flux anthropiques sont à 9 sens unique et c’est cette caractéristique qui entraîne le déséquilibre de la balance globale des échanges de carbone. Ces émissions constituent des apports nets au cycle biologique, ou bien sont la conséquence de modifications des flux au sein du cycle Contribution de l’élevage à l’émission nette de carbone Le tableau 3.2 donne un aperçu général des divers puits et sources de carbone. Les populations humaines, la croissance économique, la technologie et les besoins en énergie primaire sont les principaux éléments moteurs des émissions anthropiques de dioxyde de carbone (GIEC – Rapport spécial sur les scénarios d’émissions). D’après les estimations, les émissions nettes de carbone dans l’atmosphère sont de l’ordre de 4,5 à 6,5 milliards de tonnes par an. Les principaux responsables sont la combustion des carburants et les changements d’affectation des terres qui détruisent le carbone dans le sol. La respiration du bétail ne compte que pour une très faible part dans l’émission nette de carbone imputable au secteur de l’élevage. Des quantités de carbone bien plus importantes sont émises indirectement par d’autres biais, notamment: La combustion du carburant utilisé pour la production des engrais minéraux et pour celle des aliments du bétail; L’émission de méthane due à la décomposition des engrais et aux effluents d’élevage; Les changements d’affectation des terres pour la production fourragère et le pâturage; La dégradation des terres; L’utilisation de carburant pour la production fourragère et animale; L’emploi de carburant pour la production et le transport des produits d’origine animale transformés et réfrigérés. I.3 L’élevage et le cycle de l’azote L’azote représente une part essentielle de la vie et joue un rôle central dans l’organisation et le fonctionnement des écosystèmes de la planète. Dans de nombreux écosystèmes terrestres et aquatiques, l’azote disponible est un facteur clé qui détermine la nature et la diversité de la vie végétale. 10 Bien que l’azote soit indispensable à la survie et la croissance de tous les organismes, on ne le trouve presque pas à l’état naturel. La plupart des organismes obtiennent ce nutriment à travers les tissus d’autres organismes morts ou vivants, ce qui explique pourquoi tant d’écosystèmes de la planète sont tributaires de l’azote. D’une manière générale, l’azote est extrait de l’atmosphère par les microorganismes du sol, tels que les bactéries fixatrices d’azote qui colonisent les racines des plantes légumineuses. Ces bactéries le transforment en diverses formes (sous le terme d’azote réactif – Nr –, il s’agit essentiellement de composés d’azote autre que le N2), telles que l’ammoniac, que les plantes peuvent ensuite utiliser. Ce processus s’appelle la fixation de l’azote. Par ailleurs, d’autres microorganismes extraient l’azote du sol et le rejettent dans l’atmosphère. C’est la dénitrification. Celle-ci libère l’azote dans l’atmosphère sous d’autres formes, principalement du N2. Elle produit en outre de l’oxyde nitreux (N2O), qui est un gaz à effet de serre. L’impact de l’homme sur le cycle de l’azote L’extension considérable de la culture des légumineuses, du riz et du soja fait croître la fixation de l’azote. L’invention du procédé de fabrication par Haber-Bosch dans les années 1990, permettant de transformer le N2 en engrais minéral, les apports d’engrais azoté ont eu des conséquences dramatiques. On estime en effet que, sous l’action de l’homme, le taux d’azote qui pénètre naturellement dans le cycle de l’azote terrestre a déjà doublé, et il continue de croître (Vitousek et al., 1997). Malheureusement, les productions végétales et surtout animales n’utilisent cette ressource supplémentaire qu’avec une faible efficacité, de l’ordre de 50 pour cent environ. Ces quantités excessives d’azote peuvent polluer les écosystèmes et perturber à la fois leur fonctionnement écologique et les communautés vivantes qu’ils soutiennent. L’oxyde nitreux (N2O) résiste longtemps dans l’atmosphère, où sa durée de vie peut atteindre 150 ans. Outre le rôle qu’il joue dans le réchauffement de la planète, le N2O intervient également dans la réduction de la couche d’ozone qui protège la biosphère des effets nocifs des rayons solaires ultraviolets. Nous remarquons que l’utilisation accrue d’engrais azotés introduits dans ces écosystèmes produisent des flux de NO et N2O qui sont 10 à 100 fois supérieurs à ceux issus des mêmes engrais utilisés De nos jours, l’ammoniac est principalement utilisé comme engrais. D’une manière générale, l’émission d’ammoniac la plus importante dans l’atmosphère provient de la décomposition 11 des matières organiques du sol produisent par les déchets des animaux domestique, sauvage et humains. L’ammoniac se dissout facilement dans l’eau et réagit aux composants acides pour former des sels. Ces sels sont redéposés sur le sol dans les heures ou les jours qui suivent (Galloway et al., 2003) et peuvent avoir à leur tour un impact sur les écosystèmes. I.3.1 Options d’atténuation pour réduire les émissions de CO2 Autant il est vrai que le rôle de l’élevage dans le changement climatique et la pollution de l’air est important et multiple, autant il existe de nombreux moyens, variés et efficaces, pour le limiter en prenant les mesures suivantes : - Séquestrer le carbone et réduire les émissions de CO2 L’émission de carbone résulte du changement d’affectation des terres et leur dégradation. Donc il est nécessaire de se concentrer sur ces deux facteurs pour séquestrer le carbone et freiner la déforestation grâce à l’intensification agricole. - Régénérer le carbone organique des sols cultivés En utilisant les engrais organiques, le contrôle intégré des organismes nuisibles, les associations de cultures et la rotation des cultures. L’augmentation du rendement des cultures entraîne une accumulation accrue du carbone dans leur biomasse ou encore une modification de l’indice de récolte - Supprimer les pertes de carbone organique du sol des pâturages dégradés Une meilleure gestion des prairies, grâce au recours aux arbres, aux espèces améliorées, à la fertilisation et à d’autres mesures, est un moyen privilégié pour stopper les pertes de carbone et aboutir à une séquestration nette du carbone. I.3.2 Options techniques pour réduire les émissions de N2O et la volatilisation de NH3 Le meilleur moyen pour réduire les émissions de N2O est de gérer l’interférence permanente des hommes dans le cycle de l’azote. La réduction de la teneur en azote issue de l’élevage peut également réduire les émissions de N2O. Une importante stratégie de réduction des gaz à effet de serre consiste à accroître la faible efficacité qu’ont les animaux à assimiler l’azote 12  Chapitre III Rôle de l’élevage dans l’appauvrissement et la pollution des ressources en eau III.1 Problèmes et tendances L’eau constitue plus de 50 pour cent de la plupart des organismes vivants et joue un rôle clé dans le fonctionnement des écosystèmes. C’est également une ressource naturelle impliquée dans la plupart des activités humaines. Elle se reconstitue grâce à son propre cycle naturel. Le phénomène d’évaporation, qui s’effectue principalement au niveau des océans, est le principal mécanisme expliquant le passage de l’eau de la surface vers l’atmosphère. L’eau évaporée retourne à l’océan et aux autres étendues d’eau sous forme de précipitations. Les ressources en eau douce fournissent une grande variété de biens comme l’eau potable et l’eau d’irrigation mais elles jouent également un rôle très important dans l’industrie et les services destinés à divers groupes d’utilisateurs, tels que l’énergie pour la production hydroélectrique et les activités de loisirs. Les ressources en eau douce sont indispensables pour le développement et le maintien de la sécurité alimentaire, des revenus, de la croissance industrielle et de la durabilité de l’environnement dans le monde. Aujourd’hui, un des plus grands défis du développement agricole est de conserver la sécurité alimentaire et de combattre la pauvreté sans aggraver l’appauvrissement des ressources en eau et sans détériorer les écosystèmes. Toutefois, les écosystèmes des zones humides sont très menacés et souffrent de la surexploitation, de la pollution et du détournement des ressources en eau. On estime que 50 pour cent des zones humides ont disparu de la planète au cours du siècle dernier. Les responsables politiques comprennent souvent mal les impacts du secteur de l’élevage sur les ressources en eau. Ils se concentrent principalement sur la partie la plus évidente de la filière de l’élevage: la production au niveau des exploitations (exploitation d’eau). Mais ils ignorent souvent l’utilisation globale de l’eau effectuée directement ou indirectement par le secteur de la production animale. De la même manière, on considère que le rôle de l’élevage dans l’appauvrissement des ressources en eau se limite principalement à la contamination de l’eau par les effluents d’élevage et les eaux usées. 13 III.2 Utilisation de l’eau L’utilisation de l’eau par le secteur de l’élevage, et par conséquent sa contribution au phénomène d’appauvrissement des ressources en eau, sont toutes deux considérables et en constante augmentation. Des quantités d’eau de plus en plus importantes sont nécessaires pour répondre aux besoins toujours plus élevés de l’élevage, de l’étape de la production jusqu’à la livraison des produits alimentaires. III.2.1. Abreuvement et entretien L’abreuvement (Boire de l’eau) et l’entretien des animaux sont les besoins en eau les plus évidents dans le secteur de la production animale. L’eau constitue 60 à 70 pour cent du poids corporel, elle est donc essentielle au maintien des fonctions physiologiques vitales des animaux. Ces derniers satisfont leurs besoins avec l’eau de boisson, l’eau contenue dans les aliments et l’eau métabolique issue de l’oxydation des nutriments. Le corps perd de l’eau par la respiration (poumons), l’évaporation (peau), la défécation (intestins) et la miction (reins). Les pertes en eau augmentent avec la température et un faible taux d’humidité. La diminution de l’apport d’eau entraîne une baisse de la production de viande, de lait et d’œufs. La privation d’eau provoque rapidement une perte d’appétit et de poids, pour finalement entraîner la mort de l’animal en quelques jours, dès lors que celui-ci a perdu entre 15 et 30 pour cent de son poids vif. La production animale, dans les élevages industriels en particulier, utilisent aussi de l’eau pour les activités d’entretien – nettoyer les unités de production, laver les animaux, rafraîchir les bâtiments, les animaux et refroidir leurs produits (lait), et évacuer les déchets. Si l’on considère les besoins métaboliques, et les estimations concernant l’étendue des systèmes d’élevage et leur utilisation d’eau, nous pouvons évaluer le volume d’eau global utilisé pour abreuver le bétail à 16,2 km3 par an et les besoins en eau pour leur entretien à 6,5 km3 par an. III.2.2 Transformation des produits Le secteur de l’élevage fournit un large éventail de marchandises, allant du lait et de la viande à des produits à haute valeur ajoutée comme le cuir ou les plats cuisinés. Toutes ces marchandises utilisent une large quantité d’eau pour assurer le traitement des produits, à savoir l’abattage, la transformation de la viande et du lait et les activités de tannage. III.2.2.1 Les abattoirs et l’industrie agroalimentaire Les produits d’origine animale de base tels que le lait et la viande sont généralement transformés en divers produits avant d’être consommés. Cette transformation impliquent l’utilisation de grands volumes d’eau et engendrent par conséquent une quantité importante 14 d’eaux usées. L’eau est un élément fondamental à chaque étape de transformation, mis à part pour les phases finales d’emballage et de conservation. III.2.2.2 Tanneries Le tannage est divisé en plusieurs grandes étapes. Les besoins en eau pour la transformation des peaux varient considérablement selon le type de technologie appliqué: ils sont compris entre 37 et 59 m3 par tonne de cuir brut avec les technologies traditionnelles et s’élèvent à 14 m3 avec des technologies de pointe. Dans certaines régions, les besoins en eau pour la transformation des produits d’origine animale peuvent avoir un impact important sur l’environnement. Cependant, la principale menace pour l’environnement réside dans le volume des polluants déversés localement par les unités de transformation. III.2.3 Production d’aliments pour le bétail La grande majorité des sols et l’essentiel de l’eau qu’ils contiennent et qu’ils reçoivent sont destinés à la production d’aliments pour animaux. Selon une première estimation de Zimmer et Renault (2003), le secteur de l’élevage représenterait environ 45 pour cent du budget global de l’eau utilisée dans la production alimentaire. Cependant Selon la source de l’eau le secteur de l’élevage peut être directement responsable de la dégradation importante de l’environnement, en raison de l’épuisement des ressources en eau. Malgré son impact sur l’environnement, l’eau d’irrigation ne représente qu’une faible part de l’eau perdue par évapotranspiration causé par l’ensemble des cultures de fourrages. Il est clair que la production des aliments pour le bétail consomme de grandes quantités de ressources en eau essentielles et se trouve ainsi en compétition avec d’autres usages et utilisateurs. 15 III-3. Pollution de l’eau La majorité de l’eau utilisée par le secteur de l’élevage retourne dans l’environnement. Si une partie est susceptible d’être réutilisée dans le même bassin versant, une autre partie peut être polluée ou perdue par évapotranspiration, et donc disparaître. L’eau polluée par l’élevage, la production de fourrages et le traitement des produits diminue l’approvisionnement en eau et accentue l’appauvrissement des ressources hydriques. III.3.1. Les déchets engendrés par le secteur de l’élevage La majorité de l’eau utilisée pour l’abreuvement et l’entretien du bétail retourne dans l’environnement sous forme d’eaux usées. Les excréments du bétail contiennent une quantité importante de nutriments (azote, phosphore, potassium), de médicaments, de métaux lourds et d’agents pathogènes. Si ceux-ci se retrouvent dans l’eau ou s’accumulent dans le sol, ils peuvent constituer de sérieuses menaces pour l’environnement. Différents mécanismes peuvent intervenir dans la contamination des ressources en eau douce par les effluents d’élevage et les eaux usées. La contamination de l’eau peut être directe par le ruissellement issu des bâtiments d’élevage, les pertes dues au manque d’installation de stockage, le dépôt d’excréments dans les sources d’eau douce et la percolation en profondeur et le transport à travers les couches du sol des eaux de drainage au niveau de la ferme. Il peut aussi exister une pollution non ponctuelle indirecte par le ruissellement de surface issu des zones de pâturage et des terrains cultivés. III.3.1.1. Les principaux polluants Les animaux peuvent avoir un apport en nutriments extrêmement élevé (voir tableau 4.8). Ainsi, une vache laitière en lactation ingère jusqu’à 163,7 kg d’azote et 22,6 kg de phosphore par an. Certains nutriments ingérés sont assimilés par l’animal mais la plupart retournent dans l’environnement et peuvent constituer une menace pour la qualité de l’eau. Azote: L’azote existe dans l’environnement sous différentes formes. Certaines formes sont inoffensives alors que d’autres sont extrêmement nocives. Selon la forme sous laquelle il existe, l’azote peut être stocké et immobilisé dans le sol, il peut s’infiltrer vers l’eau des nappes phréatiques ou bien s’évaporer. Comparé à l’azote organique, l’azote inorganique circule plus facilement à travers les couches du sol. L’azote est excrété par les animaux sous forme organique et inorganique. La partie inorganique correspond à l’azote émis dans l’urine, elle est généralement plus importante que la partie organique. Les pertes d’azote directes par 16 les excrétas et les effluents d’élevage se présentent sous quatre formes principales: l’ammoniac (NH3), le diazote (N2), le monoxyde d’azote (N2O) ou les nitrates (NO3-). Phosphore: Dans l’eau, le phosphore n’est pas considéré comme directement toxique pour l’homme et l’animal. Par conséquent, aucune norme n’a été établie pour le phosphore dans l’eau potable. Le phosphore contamine les ressources en eau lorsque les effluents d’élevage sont directement déposés ou rejetés dans les eaux superficielles ou lorsque de grandes quantités de phosphore sont épandues sur le sol. Contrairement à l’azote, le phosphore se fixe aux particules du sol et est donc moins sujet à l’infiltration, sauf si les niveaux de concentration sont très élevés. L’érosion est en fait la principale source de perte de phosphate et le phosphore est transporté dans le ruissellement de surface sous forme soluble ou sous forme de particules. Dans les zones à forte densité d’élevage, les niveaux de phosphore peuvent s’accumuler dans les sols et rejoindre les cours d’eau par ruissellement. Dans les systèmes de pâturage, les bovins qui piétinent le sol affectent le taux d’infiltration et la macroporosité, ce qui entraîne une perte de sédiments et de phosphore par le ruissellement de surface provenant des pâtures et des sols cultivés Le carbone organique total réduit les taux d’oxygène dissous dans l’eau Les déchets organiques contiennent une grande part de solides avec des composés organiques qui peuvent constituer une menace pour la qualité de l’eau. La contamination organique peut stimuler la prolifération d’algues, ce qui augmente leurs besoins en oxygène et réduit la quantité d’oxygène disponible pour les autres espèces. En général, la demande biologique en oxygène (DBO) sert d’indicateur pour refléter la contamination de l’eau par les matières organiques. Certaines analyses montrent une forte corrélation entre une DBO élevée et la présence d’un effectif élevé de bétail ou le déversement direct des effluents d’élevage. La pluie joue un rôle majeur dans la variation des niveaux de DBO dans les cours d’eau drainant les zones d’élevage, sauf si les effluents d’élevage sont déversés directement dans le courant. Les impacts du carbone organique total et des niveaux de DBO sur la qualité de l’eau et les écosystèmes ont été évalués localement mais le manque de données ne permet pas de faire des extrapolations à plus grande échelle. III.1.1.2. La contamination biologique constitue un danger de santé publique Le bétail excrète de nombreux microorganismes responsables de zoonoses et des parasites pluricellulaires significatifs pour la santé humaine. Les microorganismes pathogènes peuvent 17 être transmis par l’eau ou les aliments, surtout si les récoltes sont irriguées avec de l’eau contaminée. Certains contaminants biologiques peuvent survivre des jours voire des semaines dans les fèces présents dans les champs et plus tard contaminer les ressources en eau par ruissellement. Les agents pathogènes bactériens et viraux transmis par l’eau les plus importants pour la santé publique humaine et vétérinaire sont les suivants: Campylobacter spp.: Plusieurs espèces de campylobacter jouent un rôle important dans les infections gastro-intestinales humaines. La campylobactériose est responsable d’environ 5 à 14 pour cent de tous les cas de diarrhée dans le monde. On a constaté plusieurs cas d’infection clinique humaine attribuable à une contamination de l’eau par le bétail. Escherichia Coli O157: H7: E. Coli O 157: H7 est un agent pathogène humain qui peut provoquer des colites et dans certains cas un syndrome hémolytique et urémique. Les bovins sont considérés comme la source principale de contamination en cas d’épidémie ou d’infection sporadique d’E. coli O157: H7 d’origine hydrique ou alimentaire. Les complications et les décès sont plus fréquents chez les jeunes enfants, les personnes âgées et les personnes atteintes de maladies chroniques. Salmonella spp. Le bétail est une source importante de plusieurs Salmonella spp. Infectieuses pour l’homme. Salmonella dublin est un des sérotypes les plus fréquemment isolés chez les bovins et un agent pathogène d’origine alimentaire grave pour l’homme. L’eau de surface contaminée par S. dublin d’origine bovine ou les aliments lavés avec de l’eau contaminée peuvent véhiculer l’infection et la transmettre à l’homme. Clostridium botulinum: C. botulinum (microorganisme responsable du botulisme) produit des neurotoxines puissantes. Ses spores sont résistantes à la chaleur et peuvent survivre dans les aliments insuffisamment ou incorrectement transformés. Parmi les sept sérotypes, les sérotypes A, B, E et F provoquent le botulisme humain alors que les types C et D sont responsables de la plupart des cas de botulisme chez les animaux. 18  Chapitre VI : Conséquences de l’utilisation des sols par l’élevage sur le cycle de l’eau. VI.1. Introduction : Le secteur de l’élevage ne contribue pas seulement à l’utilisation et à la pollution des ressources en eau douce mais il a aussi un impact direct sur le processus de reconstitution des ressources hydriques. L’utilisation des sols par le secteur a une incidence sur le cycle de l’eau en modifiant l’infiltration et la rétention de l’eau. Cet impact dépend du type d’utilisation du sol et varie donc avec les changements d’utilisation. VI.2. Le pâturage extensif modifie les débits hydriques Au niveau mondial on considère que 69,5 pour cent des terres de parcours (5,2 milliards d’hectares) dans les terrains secs sont dégradées. La dégradation des aires de parcours est largement décrite dans le sud et le centre de l’Europe, en Asie centrale, en Afrique subsaharienne, en Amérique du Sud, aux Etats-Unis d’Amérique et en Australie. La dégradation des terres par les animaux a des conséquences sur la reconstitution des ressources en eau. Le surpâturage et le piétinement (écrasement) des sols peuvent porter gravement atteinte aux fonctions du cycle de l’eau au niveau des prairies, en affectant l’infiltration et la rétention de l’eau et la morphologie des cours d’eau. Dans un bassin versant fonctionnant correctement, la plupart des précipitations sont absorbées par le sol des hautes terres, puis redistribuées dans l’ensemble du bassin versant par un déplacement souterrain et un ruissellement de surface contrôlé. La végétation ralentit la pluie et permet à l’eau de pénétrer dans le sol, facilitant ainsi l’infiltration, et la reconstitution de la nappe phréatique. Ce phénomène permet au cours d’eau de ne pas être intermittent et de devenir permanent, et augmente par conséquent la quantité d’eau disponible pendant la saison sèche. La végétation filtre les sédiments et développe et renforce la stabilité des cours d’eau. Elle réduit aussi la sédimentation en niveau des nappes d’eau et des réservoirs, et de ce fait augmente aussi la disponibilité en eau. L’impact direct de l’élevage sur le phénomène d’infiltration est variable selon l’intensité, la fréquence et la durée du pâturage. Dans les écosystèmes de prairies, la capacité d’infiltration est principalement influencée par la structure du sol et la densité et la composition de la végétation. Lorsque la couverture végétale diminue, le pourcentage de matière organique et la stabilité générale du sol diminuent, réduisant ainsi la capacité d’infiltration. 19 En général, l’intensité du pâturage est considérée comme le facteur le plus important. Avec un pâturage modéré ou léger, la capacité d’infiltration diminue de 25 pour cent par rapport à une zone non pâturée, alors que le pâturage intensif réduit les capacités d’infiltration d’environ la moitié. En effet, le pâturage des animaux- VI.3. Conversion de l’utilisation des terres Le secteur de l’élevage joue un rôle important dans la conversion des terres. De vastes zones originellement utilisées comme pâturages ont été transformées en cultures destinées à l’alimentation animale. De la même façon, la transformation de forêts en cultures a été très importante ces derniers siècles et se produit encore à un rythme soutenu en Amérique du Sud et en Afrique centrale. Un changement dans l’utilisation des terres conduit souvent à une modification du bilan hydrique dans les bassins versants, affectant le débit des cours d’eau, la fréquence et le niveau des débits de pointe ainsi que le niveau de réalimentation de la nappe phréatique. Les facteurs clés qui déterminent les modifications hydrologiques suite au changement de l’utilisation des terres et/ ou de la végétation sont: le climat (principalement les précipitations); l’organisation de la végétation; l’infiltration de surface; les taux d’évapotranspiration de la nouvelle végétation et les propriétés du bassin versant. VI.4. Possibilités d’atténuation Il existe des options nombreuses et efficaces pour atténuer la pollution dans le secteur de l’élevage. Celles-ci permettraient d’inverser les tendances actuelles d’appauvrissement des ressources en eau et de s’éloigner du scénario habituel décrit par Rosegrant, Cai et Cline (2002), consistant à prélever toujours plus d’eau et à augmenter le stress hydrique et la pénurie. Les possibilités d’atténuation reposent en général sur trois principes clés: réduire l’utilisation de l’eau, réduire le processus d’appauvrissement et améliorer le réapprovisionnement des ressources en eau. 20