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Recherche Agronomique Suisse 2 0 1 1

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N u m é r o

4

Agroscope | OFAG | HESA | AGRIDEA | ETH Zürich

A v r i l

Environnement

Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2)

Page 148

Production végétale L’évapotranspiration de référence et son ­application en agrométéorologie Société

Page 176

Formation continue «prise en charge de personnes»: renforcer les ­prestations sociales en agriculture

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L'érosion fait perdre la précieuse substance constituant la couche arable et peut causer la pollution des eaux par de la terre, des éléments nutritifs ou des substances dangereuses. De nouvelles cartes à haute définition du risque d'érosion ­affectant la surface agricole utile de la Suisse mettent en évidence le risque potentiel sur la base de paramètres locaux (relief, sol et précipitations). (Photo: Thomas Ledermann, CDE Bern) Impressum Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz est une publication des stations de recherche agronomique Agroscope et de leurs partenaires. Cette publication paraît en allemand et en français. Elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, enseignants, organisations de conseil et de vulgarisation, offices cantonaux et fédéraux, praticiens, politiciens et autres personnes intéressées. Editeur Agroscope Partenaires b A groscope (stations de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux ALP et Haras national suisse HNS; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART) b Office fédéral de l’agriculture OFAG, Berne b Haute école suisse d’agronomie HESA, Zollikofen b Centrales de vulgarisation AGRIDEA, Lausanne et Lindau b Ecole polytechnique fédérale de Zurich ETH Zürich, Department of agricultural and foodscience Rédaction Andrea Leuenberger-Minger, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope LiebefeldPosieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch

Sommaire Avril 2011 | Numéro 4 147

Environnement 148 Carte à haute résolution du risque

d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) Simon Gisler, Hans Peter Liniger et Volker Prasuhn Environnement 156 Identification des surfaces qui

c­ ontribuent ­démesurément à la ­ pollution des eaux Martin Frey, Nadine Konz, Christian Stamm et Volker Prasuhn Environnement 162 Développement des émissions azotées

dans l’agriculture jusqu’en 2020 Simon Peter Environnement 170 Systèmes de détention et concept

de ­mesure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle

Judith Auer, Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW, Case postale 1012, 1260 Nyon 1, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Team de rédaction Président: Jean-Philippe Mayor (Directeur général ACW), Sibylle Willi (ACW), Gerhard Mangold (ALP et HNS), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (OFAG), Beat Huber-Eicher (HESA), Philippe Droz (AGRIDEA), Jörg Beck (ETH Zürich) Abonnements Tarifs Revue: CHF 61.–*, TVA et frais de port compris (étranger + CHF 20.– frais de port), en ligne: CHF 61.–* *Tarifs réduits voir: www.rechercheagronomiquesuisse.ch ou info@rechercheagronomiquesuisse.ch Adresse Nicole Boschung, Recherche Agronomique Suisse/Agrarforschung Schweiz, Station de recherche Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch Internet www.rechercheagronomiquesuisse.ch www.agrarforschungschweiz.ch ISSN infos ISSN 1663 – 7917 (imprimé) ISSN 1663 – 7925 (en ligne) Titre: Recherche Agronomique Suisse Titre abrégé: Rech. Agron. Suisse

Editorial

Sabine Schrade, Margret Keck, Kerstin Zeyer et Lukas Emmenegger 176

Production végétale

L ’évapotranspiration de référence et son ­application en agrométéorologie Pierluigi Calanca, Pascalle Smith, Annelie Holzkämper et Christof Ammann

184

Société

F ormation continue «prise en charge de personnes»: renforcer les prestations ­sociales en agriculture Ernst Bolliger

190

Portrait

191

Actualités

195

Manifestations

© Copyright Agroscope. Tous droits de reproduction et de traduction réservés. Toute reproduction ou traduction, partielle ou intégrale, doit faire l’objet d’un accord avec la rédaction.

Indexé: Web of Science, CAB Abstracts, AGRIS Berner Fachhochschule Haute école spécialisée bernoise Schweizerische Hochschule für Landwirtschaft SHL Haute école suisse d’agronomie HESA


Editorial

Une bonne information pour une action ciblée Chère lectrice, cher lecteur

Anton Candinas, Office fédéral de l’agriculture OFAG

Une action ciblée présuppose une information suffisante. Pour cela, il importe de savoir dans quelle situation nous nous trouvons, dans quelle direction nous voulons nous diriger et quelles sont nos possibilités d’action. Songeons par exemple à la problématique du sol. Selon les pronostics de l’ONU, il faudra nourrir neuf milliards d’êtres humains en 2050, ce qui correspond à une croissance annuelle de 80 millions de personnes d’ici là - l’équivalent de la population allemande. Dans les pays émergents, la consommation de produits d’origine animale augmente parallèlement à la progression du revenu. Les besoins en surfaces de production augmentent de ce fait de façon disproportionnée. Sols menacés Cette évolution se produit alors que la surface de sols productifs est limitée. De grandes réserves de terres ne sont disponibles que dans un nombre limité de pays et les surfaces disponibles sont exposées à une multitude de risques. Des millions d’hectares de terre sont ainsi menacés par l’érosion, la salinisation, le compactage ou les polluants. L’urbanisation à elle seule entraîne la perte annuelle de deux millions d’hectares. Comparée à l'alimentation de la population mondiale, la production de denrées alimentaires en Suisse peut paraître insignifiante. Cependant, notre pays dispose sur le Plateau de terres fertiles et de quantités d’eau suffisantes pour une production élevée. Le Plateau fait partie des régions propices à l’agriculture, même en comparaison mondiale. C’est un potentiel à préserver. Or, aujourd’hui en Suisse, nous perdons chaque heure la surface nécessaire pour nourrir un être humain. L’agriculture n’est en effet pas la seule à prendre les décisions dans le domaine de l’utilisation des sols: d’autres groupes d’intérêts puissants ont aussi voix au chapitre. Risques d’érosion en Suisse Il en va autrement pour d’autres problèmes liés aux sols agricoles, par exemple pour l’érosion. L'objectif est clairement défini: puisque l’érosion menace la fertilité des sols, elle doit être évitée. Les possibilités pour y parvenir sont bien connues. Nous connaissons désormais les sites concernés et l’ampleur du problème. Une carte montre désormais de manière détaillée le risque potentiel d’érosion à l'échelle des parcelles (lire l’article consacré à ce sujet, pages 148 à 155 de la présente édition). Il appartient dès lors aux agricultrices et aux agriculteurs de veiller à ce que l’érosion ne diminue pas la fertilité des sols et de prendre des mesures d’exploitation appropriées à cette fin. Cette carte offre des perspectives intéressantes pour s’attaquer aux problèmes pouvant se poser dans l’agriculture. Une bonne information sur la topographie, les précipitations et les sols permet d’identifier les surfaces potentiellement menacées d’érosion. Les mesures destinées à améliorer la situation peuvent être limitées à ces surfaces et appliquées de manière ciblée. Une information suffisante est indispensable pour y parvenir.

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 147, 2011

147


E n v i r o n n e m e n t

Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) Simon Gisler1, Hans Peter Liniger1 et Volker Prasuhn2 Centre for Development and Environment CDE, Université de Berne, 3012 Berne 2 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Volker Prasuhn, e-mail: volker.prasuhn@art.admin.ch, tél. 044 377 71 45

1

L'érosion du sol porte préjudice à sa fertilité. (Photo: ART)

Introduction L’érosion entraîne la perte de la précieuse substance constituant la couche arable et peut polluer les eaux par de la terre, des éléments nutritifs ou des substances dangereuses. Le maintien de la fertilité du sol est dans l’intérêt de toute exploitation agricole. Malgré cela, les conséquences de l’érosion sont souvent considérées comme un problème non prioritaire. Pourtant, le législateur engage les agriculteurs à protéger leurs terres de l’érosion. L’Ordonnance sur les atteintes portées au sol (Osol) fixe des valeurs indicatives à propos de l’érosion du sol dans les terres assolées, et l’Ordonnance sur les paiements directs (OPD) exige la prise de mesures dans les terres assolées qui subissent régulièrement des dégâts

148

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

d’érosion. Les mesures de protection contre l’érosion mises en œuvre dans la pratique sont cependant souvent insuffisantes. Dans l’UE, la lutte contre l’érosion est réglée depuis peu par l’éco-conditionnalité. En Allemagne par exemple, l’ordonnance sur les conditions à remplir pour avoir droit aux paiements directs, en vigueur depuis le 01.07.2010 dans tous les Länder, stipule que des cartes du risque d’érosion potentiel doivent être établies à l’échelle de la parcelle (cadastre de l’érosion) et utilisées lors de la mise en œuvre des mesures. A ce jour, il n’existe pas encore de réglementation comparable en Suisse. Pour notre pays, une carte numérisée des risques d’érosion a été établie récemment (Friedli 2006, Prasuhn et al. 2007), mais sa définition (raster)1 ne convient que pour des évaluations globales au niveau


national, et non pour établir des plans d’intervention au niveau de la parcelle. C’est pourquoi une carte à haute définition des risques d’érosion au raster de 2×2 m (CRE2) a été établie sur mandat de l’Office fédéral de l’agriculture OFAG (Gisler et al. 2010). La carte et le modèle de construction devaient répondre aux critères suivants: ••bases scientifiques reconnues; ••uniforme pour toute la Suisse, dans la mesure du possible; ••comparable à des cartes du même type utilisées dans d'autres pays de l'UE; ••numérisée et basée sur le système SIG; ••programme librement accessible et largement répandu; ••aussi simple que possible, avec des données utilisables directement; ••bien acceptée par les utilisateurs et la pratique dans la mise en œuvre; ••haute définition, pour être utilisable à l'échelle de la parcelle. La CRE2 doit permettre d’identifier les zones menacées par l’érosion. En outre, les informations détaillées qu’elle contient doivent renseigner sur les mesures à prendre en cas de risque avéré. La CRE2 est un outil de travail pour les agriculteurs comme pour les autorités. Cependant, elle ne remplace pas une appréciation détaillée sur le terrain.

Méthodes Le modèle d’érosion AVErosion Pour calculer les quantités de terre qui peuvent être potentiellement érodées, le logiciel AVErosion 1.0 a été utilisé - une extension librement disponible du logiciel ESRI GIS ArcView 3.x (Schäuble 2005). Le modèle a été développé par Schäuble (1999); il est actuellement utilisé par la Landesanstalt für Landwirtschaft de Thuringe (TLL) dans le cadre d’un projet d’éco-conditionnalité ­(Bischoff et Gullich 2009). En Suisse, ce modèle a été testé dans le cadre de deux travaux de diplôme ­(Chisholm 2008 et Gisler 2009). AVErosion calcule, sur la base de l’équation universelle modifiée de l’érosion ­(Modified Universal Soil Loss Equation, MUSLE), la quantité de terre érodée en moyenne pluriannuelle (A) en multipliant les paramètres suivants:

Le raster est un mode de numérisation de l'espace à partir d'une carte, basé sur une grille de pixels de taille régulière; il est aussi appelé mode matriciel ou mode maillé.

1

Résumé

Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) | Environnement

La carte à haute résolution du risque d'érosion (CRE2) de la surface agricole utile de Suisse montre le risque potentiel d’érosion en se basant sur des paramètres locaux tels que le relief, le sol et les précipitations. Toutefois elle ne tient pas compte de l'occupation des terres (terre assolée, herbage ou vignoble), ni du mode d'exploitation. Les zones très exposées d'une parcelle ou d'une colline, par exemple un talweg, sont très bien identifiées sur la carte. La pertinence de cette carte a été confirmée par la cartographie de dégâts d'érosion dans le terrain, des comparaisons avec d'autres cartes du risque d'érosion ainsi que des entretiens avec des agriculteurs. En tout, 44 % de la surface agricole utile en zone de plaine est classée comme potentiellement menacée par l'érosion sur la base du raster 2×2m. Cependant, 38 % de toutes les surfaces de plaine sont occupées par des prairies permanentes et sont, de ce fait, peu menacées par l'érosion. Actuellement, il n’existe pas de carte numérisée des terres assolées, ce ne permet pas de dissocier les terres assolées des prairies permanentes. La CRE2 offre désormais une base unifiée, valable pour toute la Suisse, permettant de situer les risques potentiels d'érosion à l'échelle de la parcelle. Les agriculteurs et services de vulgarisation cantonaux peuvent ainsi identifier à temps les surfaces présentant un risque potentiel d’érosion et prendre ensemble, sur le terrain, les mesures nécessaires. Une vérification sur le terrain du risque d'érosion défini par le modèle reste toutefois indispensable.

R = Précipitations et facteur de ruissellement; érosivité des pluies K = Sensibilité du sol à l’érosion L = Longueur de la pente S = Inclinaison de la pente C = Couverture du sol et mode de travail du sol P = Prévention de l’érosion Pour les paramètres liés au relief (L et S), AVErosion se base sur l’ensemble du bassin versant concerné; ainsi, toutes les cellules 2×2 m du raster des parcelles adjacentes sont prises en compte, les changements de pente également. La démarche repose sur le principe du Unit 

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

149


Environnement | Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2)

Inclinaison de la pente S Hangneigung

Longueur de la pente L Einzugsgebietsgrösse

mètres

faible Niedrig

forte Hoch

mètres

courte Niedrig

Sensibilité du sol à l'érosion K Bodenerodierbarkeit

longue Hoch

Erosivité des pluies R Niederschlagserosivität

mètres

mètres faible Niedrig

élevée Hoch

Niedrig faible

Hoch élevée

Figure 1 | Exemples de représentation des facteurs S (inclinaison de la pente), L (longueur de pente et dimension du bassin versant), K (sensibilité du sol à l'érosion) et R (érosivité des précipitations). La multiplication de ces facteurs débouche sur le risque potentiel d'érosion (voir fig. 2 et 3).

Contributing Area Concept et utilise des algorithmes à flux multiples, contrairement à l’équation classique de l’érosion qui repose sur le Regular Slope Concept et utilise des algorithmes à flux unique. Ainsi, le cours de l’eau dans les cuvettes (talweg) est mieux représenté. AVErosion nécessite cinq groupes de données: ••raster parcellaire (unité de calcul) ••modèle altimétrique numérisé ••raster avec les données du facteur R ••raster avec les données du facteur K ••raster avec les données du facteur C.

sée, cours d’eau, etc.). Un bloc de parcelles peut être exploité par un ou plusieurs agriculteurs. Il peut donc être composé de différentes soles culturales et unités cadastrales, et peut réunir différents types d’utilisation du sol (terre assolée avec ses multiples cultures, herbages permanents, vigne). Un bloc de parcelles correspond à une sorte de bassin versant hydrologique fermé, dans lequel toutes les cellules du raster peuvent être reliées sur le plan hydrologique (pour autant que la pente le permette) et peuvent ainsi s’influencer les unes les autres au niveau de l’érosion. D’autres blocs de parcelles ou d’autres surfaces hors du bloc concerné ne peuvent pas y influencer l’écoulement des eaux ni l’érosion. L’arrivée d’eaux externes n’entre pas dans le cadre de ce modèle. La taille minimale d’un bloc de parcelles a été fixée à 25 ares (exception: la vigne). Les surfaces inférieures à cette valeur ont été exclues des calculs. Les blocs de parcelles ont été définis à partir de la carte Vector25, selon une démarche uniforme pour toute la Suisse. Le jeu de données de Vector25 est le modèle numérique du paysage de tout le territoire; il est  construit à partir de la carte nationale au 1:25 000, pixellisée et complétée par des données photogrammétriques. Il comporte neuf couches thématiques; celles que l’on nomme couches primaires comprennent les surfaces agricoles utiles. Avec les jeux de données numéTableau 1 | Cartes des sols détaillées et numérisées utilisées pour calculer le risque d'érosion

Echelle

Canton

Surface (ha)

1:5000

AG

1428

1:5000

BL/BS

17 890

1:5000

GL

990

1:5000

LU

4011

1:5000

SO

9020

1:5000

ZG

8782

1:5000

ZH

Total 1:5000

Raster des parcelles et blocs de parcelles Le raster des parcelles circonscrit la surface à calculer. A l’intérieur des limites définies, les facteurs sont générés et pris en compte pour le calcul du risque d’érosion. Le raster des parcelles peut comprendre des parcelles cultivées, des blocs de parcelles, des unités cadastrales, des fractions de parcelles ou toute autre surface délimitée. Pour la CRE2, les blocs de parcelles ont été choisis. Un bloc de parcelles est une surface agricole homogène dont les limites clairement identifiables sur le terrain sont relativement stables (forêt, route, surface urbani-

150

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

64 080 106 203

1:10 000

LU

3925

1:10 000

SG

35 469

Total 1:10 000 1:25 000

39 395 LU

Total 1:25 000 TG

1:50 000

GE

Total 1:50 000

12,0

4,4

17 307 17 307

1:50 000

Surface (%) de SAU prise pour la CRE2

2,0

44 396 11 261 55 658

6,3

Total couvert par les cartes des sols

218 564

24,7

SAU totale de la CRE2

886 661


Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) | Environnement

des surfaces, les facteurs K dérivés de la carte des aptitudes des sols au 1:200 000 (Prasuhn et al. 2010) ont été utilisés.

Risque d'érosion 1 Pas de risque 0

250

500 mètres

2 Risque d'érosion

3 Risque d'érosion élevé Figure 2 | Extrait de la CRE2 avec une classification à 3 niveaux (même extrait que pour les fig 1 et 3).

riques disponibles actuellement, il n’est pas possible de différencier les terres assolées et les prairies permanentes. Au total, 180 920 blocs de parcelles ont été définis. Leur surface moyenne est de 5 ha et la valeur médiane de 2,4 ha. Modèle altimétrique numérique DTM-AV Le DTM-AV utilisé est un modèle numérique de terrain appartenant aux services officiels de mensuration (swisstopo). Il a été constitué entre 2000 et 2007 à l’aide d’un Airborne Laser Scanning. A partir des données brutes (données points), un modèle tramé avec un raster 2×2m a été extrapolé. En terrain ouvert, sa précision est de ± 50 cm. Le DTM-AV couvre toute la Suisse jusqu’à une altitude de 2000 m. Le modèle altimétrique est à la base du calcul des facteurs L et S du modèle de l’érosion; c’est lui qui détermine la taille des cellules du raster 2×2m (fig.  1). Sa haute définition permet de bien mettre en évidence des petites structures qui ont aussi leur importance par rapport à l’érosion, comme des cuvettes ou des talus.

Territoire couvert par le calcul de la CRE2 Le territoire couvert par les calculs comporte toutes les surfaces agricoles des zones de plaine et de collines, selon l’étagement des zones agricoles; ces deux zones sont désignées en tant que région de plaine. Dans un jeu de données étendu, les zones de montagne I et II ont été ajoutées. Les zones de montagne III et IV ainsi que la zone des alpages ont été exclues des calculs. Tout d’abord, les surfaces non agricoles comme la forêt, les zones urbanisées, les lacs et cours d’eau, les routes, les haies, etc. ainsi que les surfaces en vergers ou en cultures maraîchères, ont été exclues de ce territoire à l’aide du jeu de données Vector25. Des bandes tampon le long des routes, des aquifères, des haies et des forêts ont également été écartées. Finalement, la zone couverte par les calculs correspond à une surface de 886 661 ha, soit 84 % de l’ensemble de la surface agricole utile de la Suisse. Limites des classes de la CRE2 En Allemagne, l’ordonnance sur les obligations à remplir pour les paiements directs (DirektZahlVerpflV) vise la protection des sols contre l’érosion hydrique selon le principe de l’éco-conditionnalité. Les Länder avaient jusqu’au 01.07.2010 pour définir le degré de sensibilité à l’érosion de toutes les terres assolées et pour communiquer le résultat de cette classification aux exploitants. Les classes de risques sont décrites dans l’annexe 1 de cette ordonnance. La détermination des facteurs S, L, R et K doit être faite selon la norme DIN19708 (2005). La CRE2 reprend cette classification allemande (tabl. 2).

Résultats et discussion Raster avec les facteurs R, K et C Le raster des facteurs R reflète l’érosivité des pluies, soit la répartition des précipitations dont l’énergie est capable de provoquer de l’érosion; il a été repris de ­Friedli (2006) sans modification (fig. 1). Le raster des facteurs K montre la sensibilité des sols à l’érosion. Il est construit à partir de la carte des facteurs K de Friedli (2006) et complété par les informations provenant de cartes numérisées des sols cantonaux (fig. 1). Les cantons ont été priés de fournir leurs cartes numérisées des sols. Les données de ces différentes cartes concernant la granulométrie, la teneur en humus et la proportion de pierres, ont permis de calculer la sensibilité des sols à l’érosion. Cependant, seul un quart des surfaces prises dans les calculs étaient étayées par des données pédologiques détaillées (tabl. 1). Pour le reste

Les résultats des calculs du risque d’érosion sont proposés sous deux formes. La première carte contient les niveaux de risque correspondant aux trois classes décrites dans le tableau 2. Elle fournit un aperçu rapide de la situation dans l’extrait sélectionné de la carte (fig. 2). Le  Tableau 2 | Classes de risque d'érosion hydrique de la CRE2 basées sur les prescriptions contenues dans l'ordonnance allemande sur les obligations à remplir pour les paiements directs. Classe

Description

Valeur (S x L x K x R)

Représentation

1

Pas de risque d'érosion

0–30

vert

2

Risque d'érosion

30–55

jaune

3

Risque d'érosion élevé

>55

rouge

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

151


Environnement | Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2)

jeu de données, qui peut être consulté en arrière-plan pour chaque bloc, ne contient pas de valeurs absolues sur les quantités de terre potentiellement érodables; il indique seulement les classes de risque. Il permet cependant des mises en valeur statistiques pour n’importe quel extrait sélectionné de la carte. A l’aide du Système d’Information Géographique (SIG), on peut par exemple calculer facilement la surface relative de chacune des trois classes pour une parcelle, un bloc de parcelles ou une commune. La seconde carte contient en arrière-plan le jeu de données d’origine, avec les valeurs absolues des pertes de sol potentielles pour chaque cellule du raster. La répartition en neuf classes est dérivée des données du tableau 2, par les valeurs indiquées et les teintes choisies. Cette classification permet une représentation plus détaillée et, par là, une bonne identification des causes de risques au niveau de la parcelle (fig. 3 et 5). Aperçu de la CRE2 La carte de la figure 4 donne un aperçu du risque potentiel d’érosion selon la modélisation en neuf classes, pour l’ensemble de la surface agricole utile de la zone de plaine en Suisse. Le risque d’érosion, calculé d’après la moyenne pluriannuelle des quantités potentielles de

Risque d'érosion en t/(ha*a) < 20 20 – 30 30 – 40 40 – 55 55 – 100 100 – 150 150 – 250

0

250

250 – 500

500 mètres

> 500

Figure 3 | Extrait de la CRE2 avec une classification en 9 niveaux pour la quantité potentielle de terre érodée (même extrait que pour les fig. 1 et 2).

terre érodée en t/ha/an, a été échelonné en neuf classes. Les classes et les teintes ont été adaptées d’après les niveaux définis plus haut (tabl. 2). Pour la Suisse, les surfaces actuellement occupées par les terres assolées (prairies temporaires incluses) atteint 405 214 ha, auxquels s’ajoutent 13 084 ha de vignoble. Le 90 % de ces surfaces (377 567 ha) est situé en zone de plaine (USP 2009). Pour cette raison, les zones de montagne 1 et 2 sont absentes de la figure 4, bien qu’elles aient été également calcu-

Risque d'érosion en t/(ha*a) < 20

100 – 150

20 – 30

150 – 250

30 – 40

250 – 500

40 – 55

< 500

55 – 100 0

40

Figure 4 | Carte des risques d'érosion (CRE2) en neuf classes sur les surfaces agricoles utiles de Suisse situées en zone de plaine. Cette carte montre le risque potentiel sans tenir compte de l'occupation des surfaces ni du mode d'exploitation.

152

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

80

km


Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) | Environnement

lées. La surface agricole utile représente 606 233 ha pour la plaine, dont 38 % sont des prairies permanentes et 62 % des terres assolées ou de la vigne. Il y a lieu d’en tenir compte dans l’interprétation des résultats. Le 56 % des surfaces modélisées ont été considérées comme n’étant pas menacées par l’érosion, 12 % sont potentiellement menacées et 32 % potentiellement fortement menacées. Une part importante des surfaces classées comme potentiellement fortement menacées sont situées dans la zone intermédiaire entre la zone de plaine et la zone de montagne. D’importantes surfaces y sont exploitées en prairies permanentes, ce qui réduit sensiblement le risque d’érosion réel. Validation de la CRE2 La validation du modèle AVErosion a été réalisée avec les résultats des mesures récoltées à Frienisberg durant 10 ans sur 203 parcelles pour la cartographie des dégâts dus à l’érosion (Prasuhn 2010). Une concordance satisfaisante a été constatée, plus particulièrement pour les parcelles présentant un risque potentiel d’érosion élevé.

Risque d'érosion en t/(ha*a)

La validité du modèle a également été testée dans d’autres régions, notamment dans la région d’Estavayer-le-Lac et en Haute Argovie, par Ledermann et al. (2010). La cartographie des dégâts dus à l’érosion y a été conduite durant deux ans: les éléments cartographiés correspondent bien aux prévisions du modèle, particulièrement dans les talwegs. La comparaison visuelle entre la CRE2 et les cartes indicatives au 1:25 000 des risques d’érosion dans les sols des cantons de Soleure, Lucerne et Genève montre à nouveau une bonne à très bonne concordance. Frey et al. (2010) ont utilisé AVErosion dans quatre exploitations très différentes. Tous les agriculteurs ont trouvé que les résultats étaient corrects et ils les ont admis comme tels. Par ailleurs, et avec une autre approche, Noll et al. (2010) ont évalué les risques d’érosion dans les régions d’Avenches (VD) – où des observations de terrain sur les dégâts d’érosion étaient disponibles – et dans la région du Boiron de Morges (VD). Ils les ont comparés aux prévisions du modèle CRE2 et constaté une très bonne cor respondance.

Hillshade du DTM-AV (swisstopo)

< 20

40 – 55

150 – 250

20 – 30

55 – 100

250 – 500

30 – 40

100 – 150

< 500

Profil bleu

Profil noir 595 590 585 580 575 570 565 560

569,5 569 568,5 568 567,5 567 566,5 0

10

20

Unités en mètres

30

40

50

60

70

200

150

Unités en mètres

100

50

0

Figure 5 | Extrait de la CRE2 pour un bloc de parcelles situé dans une cuvette orientée selon la ligne de plus grande pente (lignes noires = limite des blocs de champs). Les profils longitudinaux et transversaux permettent de caractériser la cuvette. La structure en cuvette est bien reconnaissable sur la CRE2 par le risque d'érosion élevé qui l'affecte.

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 148–155, 2011

153


Environnement | Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2)

Risque d'érosion en t/(ha*a) < 20 20 – 30 30 – 40 40 – 55 55 – 100 100 – 150 150 – 250 250 – 500 > 500

Figure 6 | Comparaison entre les dégâts d'érosion photographiés et le risque d'érosion calculé de la CRE2. La cuvette avec l'érosion en talweg est bien représentée par le modèle. (Photo: Thomas Ledermann, CDE Uni Berne)

Possibilités d’interprétation de la CRE2 Le risque d’érosion étant conditionné dans une large mesure par la topographie du terrain, il est possible d’obtenir une bonne approche du relief réel à partir de la carte. Cela permet de savoir s’il y a un risque d’érosion et pourquoi. Pour interpréter la représentation graphique du risque potentiel d’érosion de la CRE2, il est utile de se poser les questions suivantes: où se trouvent les cuvettes? Quel est en gros le relief du terrain? Où trouve-t-on des pentes concaves ou convexes? Dans quelle direction l’eau s’écoule-t-elle? Où se trouvent les haies et talus? De telles structures peuvent souvent être identifiées dans la CRE2 avec beaucoup de détails permettant une première analyse des causes. Exemple d’une cuvette Les cuvettes sont des dépressions du terrain qui canalisent les eaux, puis les évacuent (ce qu’on appelle le talweg). Les masses d’eau qui convergent vers les cuvettes augmentent l’énergie de l’écoulement et par conséquent le facteur L. De tels compartiments de terrain sont donc considérés comme à haut risque d’érosion (fig. 5, à gauche). La structure en cuvette (profil bleu), avec la pente longitudinale qui lui correspond (profil noir) aboutissent à cette évaluation. Pour ces structures typiques et facilement identifiables sur la CRE2, une vérification de la situation dans le terrain est vivement recommandée car elles sont souvent le lieu d’importantes pertes de terre (érosion de talweg). D’autres exemples de structures de terrain facilement identifiables sont mentionnés par Gisler et al. (2010). Comparaison avec des cas d’érosion réels La comparaison entre photo et carte montre comment se représenter un extrait de la CRE2 dans la réalité du terrain. La figure 6 montre une portion de pente à fort

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risque d’érosion qui présente effectivement les formes d’érosion typiques, ainsi que la correspondance avec l’extrait de la CRE2. D’autres exemples sont mentionnés par Gisler et al. (2010). Indications à l’intention des utilisateurs Même dans un modèle comme Universal Soil Loss Equation, validé et très utilisé au niveau mondial, la réalité est toujours rendue abstraite et simplifiée. Il en résulte que l’évaluation du risque potentiel d’érosion de la CRE2 peut parfois ne pas être juste. Il se peut que des régions figurant sur la carte comme étant sans risque subissent en réalité des dégâts d’érosion, ou que des régions subissent des dégâts encore plus forts que mentionnés par la carte. Cela peut être dû à des arrivées d’eau extérieures au périmètre, provenant de routes, de drainages défectueux, ou de résurgences. D’autre part, de nombreuses surfaces classées comme potentiellement exposées à l’érosion dans la CRE2 sont déjà l’objet de mesures culturales adéquates (prairie permanente, travail de conservation du sol, etc.) permettant de maîtriser l’érosion. Une vérification de chaque bloc de parcelles modélisé dans le terrain est fortement recommandée. Perspectives Des travaux complémentaires pour améliorer la CRE2 pourraient consister à différencier les prairies permanentes des terres assolées. Une différenciation des rotations culturales et des techniques de travail du sol en connaissant les méthodes d’exploitation permettrait de nuancer le facteur C dans l’équation de l’érosion du sol en fonction du type d’utilisation actuel et, ainsi, d’évaluer le niveau de risque effectif. Plus tard, une interface avec le réseau des eaux pourrait être intégrée afin de pouvoir évaluer les atteintes possibles par l’érosion des sols. n


Carta ad alta risoluzione del rischio di erosione con reticolo a celle di 2×2 m (CRE2) La carta ad alta risoluzione del rischio di erosione (CRE2) della superficie agricola utile della Svizzera mostra il potenziale rischio di erosione, basandosi su fattori locali quali rilievo, suolo e precipitazioni, indipendentemente dalla forma di utilizzazione (superficie campicola, prato permanente o vigneto) e di gestione. Sulla carta possono essere identificate distintamente le zone fortemente a rischio di erosione all'interno di una parcella o su un pendio, come per esempio i thalweg. La pertinenza della CRE2 è stata confermata dalla cartografia sul campo dei danni provocati dall'erosione, dai confronti con altre carte sul rischio di erosione e dai colloqui intrattenuti con gli agricoltori. Sulla base di un reticolo a quadrati di 2×2 metri è stato classificato come potenzialmente a rischio d'erosione, il 44 % della superficie agricola utile in zona di pianura. Tuttavia, il 38 % di tutte le superfici in pianura è sfruttato come superficie permanentemente inerbita e non è, pertanto, a rischio reale di erosione. La CRE2 rappresenta una base unificata, valida per tutta la Svizzera per individuare potenziali rischi di erosione a livello di parcellare. Essa consente ad agricoltori e consulenti cantonali di intervenire tempestivamente in caso di rischio di erosione, di condurre una valutazione comune sul campo e di prendere eventuali misure. Una verifica sul campo del rischio di erosione rilevato sulla base di modelli resta, tuttavia, indispensabile.

Bibliographie ▪▪ Bischoff R. & Gullich P., 2009. Erosionsschutz in der Thüringer Landwirtschaft. 3. Sächsisch-Thüringische Bodenschutztage Erfurt, 106–112. ▪▪ Chisholm M., 2008. Analyse der Bodenerosion mit der AVErosion-Extension für ArcView. Travail de diplôme, CDE Université de Berne. ▪▪ DIN 19708, 2005. Bodenbeschaffenheit – Ermittlung der Erosionsgefährdung von Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG. ▪▪ Frey M., Stamm C., Konz N. & Prasuhn V., 2010. Machbarkeitsstudie Kartierung beitragender Flächen. Etude mandatée par l‘OFEV, EAWAG et ­A groscope ART. ▪▪ Friedli S., 2006. Digitale Bodenerosionsgefährdungskarte der Schweiz im Hektarraster – Unter besonderer Berücksichtigung des Ackerlandes. Travail de diplôme, CDE Université de Berne. ▪▪ Gisler S., 2009. Erosionsabschätzung und Massnahmenplanung mit der ­A rcView Extension AVErosion im Gebiet Frienisberg – Auswirkungen von parzellenscharfen Faktordaten. Travail de master, CDE Université de Berne. ▪▪ Gisler S., Liniger H.P. & Prasuhn V., 2010. Technisch-wissenschaftlicher Bericht zur Erosionsrisikokarte der landwirtschaftlichen Nutzfläche der Schweiz im 2×2-Meter-Raster (ERK2). Etude mandatée par l‘OFAG, CDE Université de Berne et Agroscope ART, 113 p. ▪▪ Ledermann T., Herweg K., Liniger H.P., Schneider F., Hurni H. & Prasuhn V., 2010. Applying erosion damage mapping to asses and quantify off-­

Summary

Riassunto

Carte à haute résolution du risque d'érosion au raster 2×2 m (CRE2) | Environnement

Erosion risk map in a 2×2-meter grid (ERM2) The high-resolution erosion risk map (ERM2) of Switzerland’s utilised agricultural area shows potential erosion risk based on the locational factors of relief, soil and precipitation – irrespective of particular land use (arable land, permanent grassland or vines) or crop management. Areas at high risk of erosion within a plot or on a hillside, such as talwegs for example, are easy to identify on the map. Erosion damage mapping in the field, comparisons with other erosion risk maps and discussions with farmers have confirmed the validity of the map. Altogether, 44 % of the utilised agricultural area in the valley region was classified as a potential erosion risk on the basis of a 2×2-meter grid. 38 % of all the land in the valley region is used as permanent grassland, however, and to this extent poses no real erosion risk. A digital map of arable land is not currently available, so the land could not be broken down into arable and permanent grassland. ERM2 now provides a standard basis for assessing the potential erosion risk on plot scale for the whole of Switzerland. It enables farmers and cantonal advisors to identify in advance the land at risk of potential erosion, assess it jointly in situ and plan the requisite action. It remains essential, however, to carry out a field inspection of the erosion risk modelled. Key words: soil erosion, erosion risk map, ­modeling.

site effects of soil erosion in Switzerland. Land Degradation & Development 21, 353–366. ▪▪ Noll D., Dakhel N. & Burgos S., 2010. Beurteilung der Transferrisiken von Pestiziden durch Oberflächenabfluss. Agrarforschung Schweiz 1 (3), 110–117. ▪▪ Prasuhn V. 2010. Soil erosion in the Swiss midlands – results of a 10-year field survey. Geomorphology 126, 32–41. ▪▪ Prasuhn V., Liniger H. P., Hurni H. & Friedli S., 2007. Bodenerosions-Gefährdungskarte der Schweiz. Agrarforschung 14 (3), 120–127. ▪▪ Prasuhn V., Liniger H.P., Hurni H. & Friedli S., 2010. Abschätzung des Bodenfaktors für die Übersichtskarte der Bodenerosionsgefährdung der Schweiz. Bulletin Société suisse de Pédologie (SSP) 30, 31–36. ▪▪ Schäuble H., 2005. AVErosion 1.0 für ArcView – Berechnung von Bodenerosion und -akkumulation nach den Modellen USLE und MUSLE87. ­A ccès: http://www.terracs.com/averosion_deu.pdf (1.11.10) ▪▪ Schäuble H., 1999. Erosionsprognosen mit GIS und EDV – Ein Vergleich verschiedener Bewertungskonzepte am Beispiel einer Gäulandschaft. Travail de diplôme, Institut de géographie de l’Université Eberhard-Karls de Tübingen. ▪▪ USP (Union Suisse des Paysans), 2009. Statistiques et évaluations concernant l’agriculture et l‘alimentation, Brugg.

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E n v i r o n n e m e n t

Identification des surfaces qui contribuent ­démesurément à la pollution des eaux Martin Frey1, Nadine Konz2, Christian Stamm1 et Volker Prasuhn2 1 Eawag, 8600 Dübendorf 2 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Christian Stamm, e-mail: christian.stamm@eawag.ch, tél. +41 58 765 55 65

L’écoulement des eaux sur les surfaces herbagères intensives e­ ntraîne un important ruissellement de phosphore. (Photo: ART)

Introduction Les produits phytosanitaires (PP) utilisés dans l’agriculture et les éléments fertilisants, notamment le phosphore (P) et l’azote (N), peuvent s’écouler en dehors des parcelles par ruissellement ou lessivage et venir contaminer les eaux. Les PP peuvent perturber les organismes sensibles qui vivent dans les eaux et un apport excessif d’éléments fertilisants entraîne l’eutrophisation des lacs. Les sédiments issus de l’érosion des sols peuvent colmater le fond des eaux, c’est-à-dire boucher les pores et détruire ainsi les zones de reproduction des poissons. L’agriculture recherche des mesures pour limiter la contamination des eaux; des mesures qui soient à la fois

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très efficaces, peu coûteuses, et qui entraînent le moins de restrictions possibles de la production agricole. La thèse selon laquelle seule une petite partie d’un bassin versant contribue à l’écoulement pendant des précipitations (Hewlett et Hibbert 1967) ouvre donc des perspectives intéressantes. Comme les substances contaminant les cours d’eau sont essentiellement transportées par l’eau, il est relativement évident que la pollution des eaux par des substances étrangères est également due à une partie seulement du bassin versant. Ce concept offre la possibilité d’agir de manière ciblée sur un petit nombre de surfaces déterminées et d’obtenir une amélioration considérable de la contamination des eaux, sans imposer de charges supplémentaires à l’ensemble des surfaces agricoles. Dans la littérature scientifique, cette thèse est largement répandue. Les surfaces avec un gros potentiel de pertes sont appelées «surfaces contributrices» (critical source areas, contributing areas ou hydrologically sensitive areas). Les surfaces sont déclarées «contributrices», lorsqu’elles sont hydrologiquement actives et reliées au réseau hydrographique et qu’il existe en plus une source de substances lessivables. Le risque de perte de substances dépend largement du mode d’exploitation appliqué. On distingue le risque actuel, qui dépend de l’assolement, de la fumure, du travail du sol et d’autres facteurs similaires, du risque potentiel, spécifique au site (sol, relief, climat, réseau hydrographique). L’Office fédéral de l’environnement OFEV a mandaté Agroscope Reckenholz-Tänikon ART et l'Eawag pour étudier dans quelle mesure les connaissances actuelles permettent d’utiliser le concept de surfaces contributrices pour les éléments fertilisants, les produits phytosanitaires et l’érosion dans l’agriculture suisse, dans le but de minimiser la contamination des eaux par des sources diffuses. Afin d’appliquer le concept dans la vulgarisation agricole et le contrôle, les surfaces contributrices doivent pouvoir être déterminées de manière fiable avec les données disponibles. C’est pourquoi les instruments utilisés pour identifier les surfaces contri-


butrices sont indiqués, ainsi que les bases de données nécessaires. Ces instruments ont été appliqués à titre exemplaire dans quatre exploitations tests. Ces expériences ont permis d’établir des recommandations quant à la marche à suivre à l’avenir.

Matériel et méthodes Instruments permettant de cartographier les surfaces contributrices Modèle d’érosion AVErosion Les modèles de pronostics sont les plus avancés dans le domaine de l’érosion. Il existe un grand nombre d’études sur l’évaluation de ces outils. Des approches simples permettant d’estimer les surfaces contributrices sont basées sur l’équation universelle des pertes de sol (Universal Soil Loss Equation, USLE). Le modèle AVErosion, actuellement employé en Suisse, en est inspiré. Il a permis d’établir une carte des risques d’érosion à haute résolution pour tout le territoire (Gisler et al. 2010). Indice P Il existe également différents outils pour calculer les pertes de phosphore des surfaces contributrices. L’indice P, développé aux Etats-Unis, est très répandu et est utilisé aujourd’hui sous une forme adaptée dans de nombreux pays (Gburek et Sharpley 1998). Il permet de classer les caractéristiques spatiales relatives au risque de transfert et aux sources de phosphore en catégories de risques, à les pondérer et à les assembler. L’indice obtenu peut être utilisé pour comparer la vulnérabilité de différentes parcelles. Produits phytosanitaires A ce jour, il n’existe pas d’indices pour les pertes de produits phytosanitaires du même type que l’indice P. Comme les processus de transfert du phosphore et des produits phytosanitaires sont très similaires, il est possible de se référer aux expériences faites dans le domaine du phosphore. Les surfaces présentant des risques potentiels de ruissellement des produits phytosanitaires sont des surfaces hydrologiquement actives. Il existe plusieurs approches pour différencier ce type de surfaces (Agnew et al. 2006; Srinivasan et McDowell 2009). La méthode consistant à subdiviser le risque de transfert en un risque d’écoulement dû à la saturation et un risque d’écoulement lié à un dépassement de la capacité d’infiltration est très prometteuse. Le risque dû à la saturation est représenté par l’indice topographique (Beven et Kirkby 1979), qui reflète la situation dans le relief et le risque lié à l’infiltration par la carte pédologique. Sur la base d’informations sur les sols et le relief, une méthode similaire permet d’établir quels processus d’écoulement (domi-

Résumé

Identification des surfaces qui contribuent ­d émesurément à la pollution des eaux | Environnement

Les sédiments issus de l‘érosion ainsi que le ruissellement de produits phytosanitaires et d’éléments fertilisants provenant de l’agriculture polluent nos cours d’eau. Différentes études de terrain indiquent que les surfaces dont sont issues ces émissions sont limitées dans l’espace. Le phosphore, les produits phytosanitaires et les sédiments contaminent les eaux principalement à la suite d’un écoulement rapide qui se produit sur un petit pourcentage de la surface agricole. Ces surfaces dites contributrices représentent en moyenne environ 20 % de la surface agricole. C’est pour l’érosion que le concept de surfaces contributrices est le mieux défini, car les sédiments sont très faciles à identifier après des précipitations. Pour le phosphore, ce concept est surtout utilisé à l’étranger, mais n’est confirmé que par un petit nombre de mesures. Les données sont encore plus rares pour les produits phytosanitaires. Le concept ne convient pas pour l’azote. Il existe différents instruments pour identifier les surfaces contributrices. Dans cette étude, quelques-uns de ces instruments ont été testés dans quatre exploitations. Les agriculteurs ont estimé que l’identification des surfaces contribuant à l’érosion était réaliste. Les surfaces contributrices de l’érosion et du ruissellement ne se recoupent souvent pas. L’identification des surfaces contributrices est limitée par le manque d’informations géographiques. La Suisse ne dispose d’informations sur les sols avec une résolution suffisamment élevée que pour un petit nombre de zones.

nant runoff processes, DRP) sont à craindre, et où (Schmocker-Fackel et al. 2007). Les surfaces présentant un risque de ruissellement pour les produits phytosanitaires réagissent rapidement et déclenchent un écoulement en surface ou par des drainages. En Suisse, il existe déjà une carte DRP complète pour le canton de Zurich.

Résultats et discussion Réflexions sur la dynamique et le bilan massique Des mesures sur le terrain montrent que le phosphore, les produits phytosanitaires et les sédiments se déversent principalement dans les eaux pendant les gros écoulements. Ce sont surtout les processus d’écoulement rapides (ruissellement en surface ou transport par pores grossiers dans les drainages) qui sont en cause. Ces processus se produisent de manière isolée géographiquement. Au contraire, l’azote gagne les eaux de surface principalement avec l’écoulement de base alimenté par les eaux souterraines.

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Environnement | Identification des surfaces qui contribuent ­d émesurément à la pollution des eaux

A partir de réflexions simples sur le bilan massique, il est possible d’estimer grossièrement l’extension minimale des surfaces contributrices pour les différents ­éléments. Des mesures effectuées dans les bassins hydro­ logiques montrent que souvent de grandes quantités – parfois plus de 30 % de la quantité d’azote utilisée dans le bassin hydrologique – peuvent être retrouvées dans l’effluent. Pour le phosphore en revanche, les pertes sont généralement de l’ordre de 3 à 5 % seulement, et pour les produits phytosanitaires, elles étaient même souvent endessous de 1 % de la quantité épandue. Le ruissellement de phosphore et de produits phytosanitaires peut donc se limiter à une petite partie du bassin hydrologique. Pour l’azote par contre, la surface contributrice est sans doute relativement grande. La contamination par l’azote est donc un problème de surface, qui ne peut souvent pas être résolu par un management adapté appliqué à une petite partie de la zone. Analyse des études de terrain disponibles Erosion Il n’est pas facile d’attribuer les pertes de matières mesurées dans l’effluent à des surfaces contributrices dans le bassin versant. C’est avec l’érosion que l’identification réussit le mieux, car les traces de ce phénomène sont encore bien visibles après des précipitations (fig. 1). L’étude longue durée sur l’érosion dans la région de Frienisberg montre que la partie de la surface touchée par l’érosion représentait en moyenne environ 16 % par an (Prasuhn et al. 2007). Si l’on considère les évènements d’érosion individuellement, le pourcentage était souvent nettement plus faible. A l’échelle mondiale, les études sur l’érosion fournissent des valeurs semblables ou plus basses. Si l’on tient compte du lien avec des cours d’eau, le pourcentage de surfaces contributrices diminue encore considérablement, car de petites barrières topographiques suffisent déjà à retenir l’entrée des sédiments dans les eaux. Phosphore Contrairement à l’érosion, les pertes de matières dissoutes sont pratiquement impossibles à retracer, car il ne reste plus aucune trace du processus de transport. Il n’existe donc que peu d’études de terrain confirmant empiriquement le concept de surfaces contributrices. Différentes études sur le ruissellement du phosphore en Pennsylvanie (USA) sont néanmoins intéressantes. Comme chez nous, les pertes de phosphore ont lieu pendant un petit nombre de fortes précipitations. En général, l’écoulement se forme principalement à partir du ruissellement superficiel sur des surfaces saturées situées le long des cours d’eau (Gburek et Sharpley 1998). Le

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Figure 1 | Les «surfaces contributrices» à la contamination des eaux du fait de l’érosion du sol sont faciles à cartographier sur le terrain. Rigole d’érosion qui aboutit dans une ravine et via cette dernière, dans les cours d’eau. (Photo: Thomas Ledermann, CDE Université de Berne)

phénomène est amplifié si des précipitations importantes tombent sur un sol dont la teneur en eau est déjà élevée. Pour les écoulements moyennement importants qui se produisent chaque année, le pourcentage des surfaces contributrices était d’environ 20 %. Ces surfaces étaient responsables d’environ la moitié des pertes totales de phosphore pendant une série de mesures de dix ans. Pour deux évènements extrêmes, toute la zone a pratiquement contribué au ruissellement. Produits phytosanitaires La variation géographique des pertes de produits phytosanitaires a été analysée intensivement dans la région du lac de Greifen. Les mesures ont montré que 76 % des pertes provenaient des champs de maïs d’un sous-bassin versant, qui représentent 44 % de la surface cultivée en maïs dans l’ensemble du bassin versant (Leu et al. 2004). Une autre étude dans la même région a permis de cerner plus précisément encore les surfaces contributrices (Gomides Freitas et al. 2008), montrant que sur quelques ares d’une même parcelle, les pertes pouvaient être jusqu’à 30 fois plus élevées que sur le reste de la parcelle. Ces études ont prouvé que les liaisons hydrologiques entre les différentes parties d’une parcelle et le système hydrologique sont décisives (Frey et al. 2009). Des barrières topographiques de petite envergure peuvent ainsi


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*

* Différences de risque de transport inclues dans les prévisions

*

0.7

0.8

0.9

1.0

Modèle parfait

0.6

Evaluation des outils disponibles Erosion: afin d’estimer la précision du modèle d’érosion AVErosion, les pronostics du modèle ont été comparés avec les séries de mesures d’érosion effectuées pendant dix ans sur 203 surfaces de la région de Frienisberg. Le système a permis d’identifier les surfaces à risque de fortes pertes par érosion. Phosphore: pour l’évaluation des différents indices de P, la quantité de données disponibles est nettement moins bonne que pour l’érosion. C’est ce que montre notre analyse à partir d’études publiées, résumée dans la figure 3. La figure montre la fiabilité des indices P pour identifier les surfaces contributrices, définies ici comme 20 % des surfaces affichant les taux de pertes les plus élevées. Les études sur des parcelles tests ne considèrent généralement que l’influence de la teneur du sol en phosphore et de la fertilisation, mais pas la qualité des prévisions relatives au risque de transport. Divers travaux indiquent que les incertitudes sont considérables à ce niveau. La connectivité avec les eaux est souvent totalement négligée. Il n’existe pratiquement aucune mesure à l’échelle des parcelles connectées à des

Application dans les exploitations tests Les outils ont été employés dans quatre exploitations tests en Suisse. Les pronostics d’érosion ont été réalisés à l’aide du modèle AVErosion, les prévisions relatives au phosphore à l’aide de l’indice P de Pennsylvanie et les prévisions concernant les produits phytosanitaires à l’aide de l’indice topographique et de la méthode DRP. Afin de vérifier la plausibilité des prévisions, nous avons fait appel aux expériences des agriculteurs, car ils connaissent généralement très bien leurs parcelles en ce qui concerne la saturation du sol par l’eau et l’érosion. La qualité de la prévision des surfaces contributrices dépend en grande partie des données utilisées. La Suisse dispose d’un modèle digital de terrain couvrant tout le territoire avec un quadrillage de 2×2 mètres. Les données relatives à l’affectation des sols sont également de bonne qualité (Vector25, statistique de superficie). Par 

Modèle sans intérêt informatif

0.5

empêcher que les produits phytosanitaires lessivés ne gagnent les cours d’eau. Dans la région étudiée, seul un tiers de la surface était relié avec les cours d’eau (fig. 2). L’eau retenue se réinfiltrait dans le sol. Dans les sols drainés, une partie peut arriver dans les cours d’eaux par l’intermédiaire des macropores et du drainage. Dans l’ensemble, selon la littérature scientifique, le concept de surfaces contributrices pour l’érosion, les pertes de phosphore et de produits phytosanitaires, peut être confirmé empiriquement. Les données disponibles indiquent que dans de nombreux cas, environ 80 % des pertes proviennent d’environ 20 % de la surface. Pour l’azote par contre, le problème concerne généralement l’ensemble de la surface.

AUC

Figure 2 | Le chemin forme une barrière topographique qui empêche l’eau ruisselant à la surface du champ de s’écouler dans le ruisseau à droite de la route. (Photo: Martin Frey, Eawag)

eaux et le nombre de mesures est généralement limité. Pour les pertes de phosphore, il faut distinguer le phosphore particulaire du phosphore dissous. Le phosphore particulaire est un élément du sol qui a été érodé, tandis que le phosphore dissous est lessivé dans la phase aqueuse et est déterminant pour l’eutrophisation des cours d’eau. Comme les prévisions relatives à l’érosion sont très avancées, il est possible d’identifier les surfaces à risque pour le transport de phosphore particulaire. Produits phytosanitaires: pour les produits phytosanitaires, les prévisions de risque effectuées dans cette étude reposent sur l’indice topographique Topoindex et sur la méthode DRP. Les surfaces contributrices calculées de cette manière sont plausibles. Les données disponibles sur les pertes de produits phytosanitaires permettent seulement une évaluation qualitative des approches. Les prévisions de risques selon les deux méthodes (Topoindex et DRP) sont représentées à titre d’exemple dans la figure 4 pour un petit bassin versant de la région «Weinland» zurichoise.

NA NA

P total

NA

NA NA NA

P dissous

Figure 3 | Evaluation des différents indices pour le phosphore ­t otal et le phosphore dissous sur la base des études publiées dans la littérature. NA: aucune valeur disponible; AUC: un label de qualité de la prévision ( Area under the curve).

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Environnement | Identification des surfaces qui contribuent ­d émesurément à la pollution des eaux

Méthode Topoindex

Risque très faible faible moyen élevé très élevé

Méthode DRP

500 m Figure 4 | Prévisions du risque de contamination des eaux par les produits phytosanitaires avec la méthode Topoindex (à gauche) et la méthode DRP (à droite).

contre, les données relatives au sol sont très hétérogènes (par exemple, échelles allant de 1:5000 à 1:200 000). Dans toutes les régions, l’étude s’est appuyée sur les meilleures informations disponibles pour les sols. Les prévisions de l’érosion dans l’espace ont été jugées tout à fait réalistes par les agriculteurs. Les prévisions de risques avec l’indice P utilisé sont très liées à l’érosion. De bonnes prévisions de l’érosion permettent donc de faire des pronostics réalistes pour les surfaces exposées au transport de phosphore particulaire. Les parcelles avec ruissellement de phosphore dissous sont cependant sous-évaluées dans l’indice P utilisé. Pour les surfaces classées à risque pour le ruissellement de produits phytosanitaires, il n’y a apparemment pas eu de mauvaise répartition si l’on se réfère aux connaissances des agriculteurs sur la saturation de leur sol par l’eau et les ruissellements éventuellement observés pendant des précipitations. Avec des données pédologiques à haute résolution, la méthode de l’indice topographique et la méthode DRP donnent des résultats similaires quant aux surfaces à risque de pertes de produits phytosanitaires (comparer avec la figure 4). Lorsque les données pédologiques sont insuffisantes, la différenciation spatiale est très limitée avec la méthode DRP. Les informations topographiques suffisent à identifier la répartition dans l’espace des écoulements superficiels sur les surfaces saturées, mais pas à identifier les écoulements superficiels limités par le phénomène d’infiltration. Pour déterminer de telles surfaces, il faut des données pédologiques de qualité. Ces prévisions restent cependant très incertaines, car elles dépendent beaucoup du mode d’exploitation. La comparaison des surfaces contributrices pour l’érosion, le phosphore et les produits phytosanitaires montre qu’elles ne se recoupent généralement pas. L’érosion et le transport particulaire ont lieu en général dans des terrains à pente raide, tandis que le ruissellement se produit surtout au pied des pentes, là où le terrain est plat.

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Conclusions Application pratique Pour l’érosion, les pertes de phosphore et de produits phytosanitaires, les surfaces contributrices peuvent être mises en évidence empiriquement. En matière d’exploitation des surfaces, il faut donc veiller à prendre des mesures spécifiques afin de limiter la contamination des eaux par des substances diffuses. La carte à haute résolution des risques d’érosion, disponible depuis peu pour la surface agricole utile suisse, constitue une étape importante dans cette procédure (Gisler et al. 2010). Elle fournit des résultats fiables permettant une évaluation relative du risque d’érosion. Pour le phosphore et pour les produits phytosanitaires également, les méthodes disponibles peuvent aider à prévoir les surfaces contributrices. Les cartes de risques conviennent très bien pour visualiser le problème. Il est toutefois nécessaire de les adapter aux conditions spécifiques de la Suisse. Parallèlement au développement de ces méthodes, il est important d’améliorer l’état des données servant à caractériser les propriétés du sol. Toutes les méthodes de pronostic des surfaces contributrices ont besoin d’informations plus précises sur les sols des parcelles. A ce jour, de telles données ne sont disponibles en qualité suffisante que pour un petit nombre de surfaces en Suisse. Actuellement, il n’existe aucune carte pédologique appropriée pour plus de la moitié de la surface agricole utile de la Suisse. Une carte digitale détaillée au 1:5000 n’est disponible que pour 12 % de la surface. Quant aux cartes digitales au 1:10 000, il n’en existe que pour 4 % des surfaces. Les études réalisées dans quatre exploitations tests ont montré que les surfaces contributrices de l’érosion et du ruissellement ne se recoupent pas forcément, ce qui rend difficile de pratiquer un mode d’exploitation spécifique aux surfaces contributrices. L’adaptation de la structure des parcelles dans le cadre d’une collaboration interexploitations pourrait permettre de tenir compte de ce n type de surfaces dans la pratique agricole.


Identificazione di aree che contribuiscono in modo sproporzionato all'inquinamento delle acque Le immissioni di sedimenti dovute all'erosione e al convogliamento di prodotti fitosanitari e sostanze nutritive provenienti dall'agricoltura inquinano i nostri corsi d'acqua. Diversi studi sul campo evidenziano che queste immissioni provengono da aree circoscritte. In particolare il fosforo, i prodotti fitosanitari e i sedimenti giungono nei corsi d'acqua principalmente a causa del rapido ruscellamento che interessa aree ristrette delle superfici agricole. Queste aree a rischio, le cosiddette critical source areas (CSA), rappresentano mediamente il 20 per cento circa della superficie totale. La migliore prova empirica delle CSA esiste in relazione all'erosione, dove le perdite possono essere osservate in seguito a precipitazioni. Per il fosforo questo concetto è ampiamente diffuso soprattutto all'estero, ma è confermato solo da poche misurazioni Ancor meno dati sono disponibili per i prodotti fitosanitari. Il concetto non è adatto per quanto concerne l'azoto. Per identificare le CSA si può ricorrere a diversi strumenti. Ne abbiamo testati alcuni in quattro aziende. Gli agricoltori hanno valutato realistica soprattutto l'identificazione di aree che contribuiscono all'erosione. Le CSA per l'erosione e quelle per il convogliamento spesso non coincidono. L'identificazione di queste aree è limitata dalle scarse informazioni territoriali. Cartine dei suoli con una risoluzione sufficientemente elevata in Svizzera sono disponibili solo per poche regioni.

Bibliographie ▪▪ Agnew L. J., Lyon S., Gérard-Marchant P., Collins V. B., Lembo A. J., Steenhuis T. S. & Walter M. T., 2006. Identifying hydrologically sensitive areas: Bridging the gap between science and application. J. Environ. Manage. 78 (1), 63–76. ▪▪ Beven K. J. & Kirkby M. J., 1979. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrol. Sci. Bull. 24, 43–70. ▪▪ Frey M. P., Schneider M. K., Dietzel A., Reichert P. & Stamm C., 2009. Predicting critical source areas for diffuse herbicide losses to surface waters: Role of connectivity and boundary conditions. J. Hydrol. 365 (1–2), 23–26. ▪▪ Hewlett J. D. & Hibbert A. R., 1967. Factors affecting the response of small watersheds to precipitation in humid areas. In: W. E. Sopper and H. W. Lull, Editors, International Symposium on Forest Hydrology, Pergamon Press, Elmsford, New York, 275–290. ▪▪ Gisler S., Linniger H. P. & Prasuhn V., 2010. Technisch-wissenschaftlicher Bericht zur Erosionsrisikokarte der landwirtschaftlichen Nutzfläche der Schweiz im 2×2-Meter-Raster (ERK2).Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, et CDE Université de Berne, 117 p.

Summary

Riassunto

Identification des surfaces qui contribuent ­d émesurément à la pollution des eaux | Environnement

Identification of critical source areas for diffuse water pollution Input into streams due to erosion and runoff of pesticides and nutrients from agricultural fields pose a threat to our water bodies. Field studies indicate that these losses originate from limited parts of a given catchment. This holds especially for fine sediments, pesticides and phosphorus, which are mainly transported by fast flow processes that are generated only on certain locations. These critical source areas (CSAs) seem to cover in many cases about 20 % of the total area. The best empirical evidence for CSAs exists for erosion, where losses can be observed after an erosive event. For P losses, the concept is also used fairly wide-spread in many countries outside Switzerland. However, the empirical data base supporting the concept is rather limited. Even less data exist for pesticides. For nitrogen, the CSA concept is not appropriate. For identifying CSA in space, several tools are available. We have tested some of them on four different test farms. The risk areas for erosion agreed well with the field experience of the local farmers. The risk areas for runoff and erosion did not overlap in many situations. Identifying risk areas in Switzerland is in many situations severely hampered by the coarse soil maps that are available. Key words: critical source area, water pollution, phosphorus, pesticides, soil erosion.

▪▪ Gburek W. J. & Sharpley A. N., 1998. Hydrologic controls on phosphorus loss from upland agricultural watersheds. J. Environ Qual. 27 (2), 267–277. ▪▪ Gomides Freitas L., Singer H., Müller S. R., Schwarzenbach R. P. & Stamm C., 2008. Source area effects on herbicide losses to surface waters – A case study in the Swiss Plateau. Agric . Ecosyst. Environ 128 (3), 177–184. ▪▪ Leu C., Singer H., Stamm C., Müller S. R. & Schwarzenbach R. P., 2004. Variability of herbicide losses from 13 fields to surface water within a small catchment after a controlled herbicide application. Environ. Sci. Technol. 38 (14), 3835–3841. ▪▪ Prasuhn V., Liniger H., Hurni H. & Friedli S., 2007. Bodenerosions-Gefährdungskarte der Schweiz. Agrarforschung Schweiz 14 (3), 120 – 127. ▪▪ Schmocker-Fackel P., Naef F. & Scherrer S., 2007. Identifying runoff processes on the plot and catchment scale. Hydrol. Earth Syst. Sci. 11 (2), 891–906. ▪▪ Srinivasan M. S. & McDowell R. W., 2009. Identifying critical source areas for water quality: 1. Mapping and validating transport areas in three headwater catchments in Otago, New Zealand. J. Hydrol. 379 (1–2), 54–67.

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 156–161, 2011

161


E n v i r o n n e m e n t

Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020 Simon Peter, Institute for Environmental Decisions IED, ETH Zurich Renseignements: Simon Peter, e-mail: simonpeter@ethz.ch, tél. +41 44 632 48 28

Protection de l'environnement, bien-être des animaux, rentabilité et réduction de la charge de travail; il n'existe malheureusement aucune mesure de réduction des émissions azotées qui influence positivement tous ces objectifs. Dès lors, l'application d'une mesure exige ­t oujours une étude préalable de tous ses effets.

Introduction L’offre en azote (N) est un facteur limitant dans la constitution du rendement des cultures agricoles. De ce fait, l’apport d’azote détermine dans une large mesure le rendement des plantes. Une partie de l’azote introduit dans l’agriculture rejoint la matière organique des produits végétaux et animaux ou celle des sols. Une autre partie est, aux yeux de l’agriculture, improductive et perdue – soit sous forme d'azote élémentaire (N2), non problématique pour l’environnement, soit dans des formes

162

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 162–169, 2011

nuisibles à l’environnement comme l’ammoniaque (NH3), le nitrate (NO3), le protoxyde d’azote (N2O) ou les oxydes d’azote (NOx) (OFAG, 2008). L’agriculture est, au niveau suisse, la principale émettrice de trois de ces formes d’azotes nuisibles à l’environnement: l’ammoniaque, le nitrate et le protoxyde d’azote. Par conséquent, l’agriculture porte une responsabilité particulière pour réduire les émissions azotées nuisibles à l’environnement, parmi lesquelles l’ammoniaque et le nitrate sont les plus importantes, d’un point de vue purement quantitatif (fig. 1).


Lacunes existantes L’Office fédéral de l’environnement OFEV et l’Office fédéral de l’Agriculture OFAG ont formulé, pour l’agriculture, des objectifs environnementaux dans divers domaines importants, qui découlent de lois, d’ordonnances, d’accords internationaux ou de décisions du Conseil fédéral. Le rapport Objectivs environnementaux pour l'agriculture (OFEV/OFAG 2008) démontre qu’il existe, précisément dans le domaine des émissions azotées agricoles, des lacunes parfois importantes entre les objectifs environnementaux fixés légalement et la situation actuelle. Pour l’ammoniaque par exemple, les émissions générées par l’agriculture devraient presque être divisées par deux, passant d‘environ 48 kt N actuellement (Kupper et al. 2009) à 25 kt N (OFEV/OFAG 2008), pour éviter une incidence nuisible substantielle dans les écosystèmes sensibles. Les objectifs pour la fraction nationale de nitrate comportent également des lacunes importantes. Vu cette situation, l’OFAG a mandaté le groupe d’économie agraire, alimentaire et environnementale de l’EPFZ pour effectuer une étude quantitative (Peter et al. 2010). Le travail doit fournir des bases décisionnelles pour définir des objectifs intermédiaires dans le domaine de l’azote qui pourraient être visés de manière réaliste en 2020. Ceci en considérant les objectifs environnementaux de l’agriculture (OEA) à long terme, ainsi que les coûts générés et les conséquences pro bables sur la production agricole.

3,2 (4 %)

2,5 (3 %)

Résumé

Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020 | Environnement

L’agriculture est la principale émettrice d’ammoniaque, de nitrate et de protoxyde d’azote – trois liaisons azotées réactives. Elle porte donc une responsabilité particulière dans la réduction des émissions azotées nuisibles à l’environnement. D’autant plus que les lacunes sont parfois importantes entre les objectifs environnementaux fixés par les textes de loi et la situation actuelle. Cet article établit les objectifs intermédiaires agro-écologiques dans le domaine de l’azote qui peuvent être visés pour 2020. Dans l’étude menée, des mesures de réduction d’ordre technique et organisationnel ont été implémentées dans un modèle d’allocation agro-économique. Ce modèle a permis de calculer le potentiel d’une réduction des émissions dans l’agriculture ainsi que ses coûts spécifiques pour le secteur. Les résultats montrent que les mesures choisies dans le cadre du programme sur l’utilisation durable des ressources naturelles de la «PA 2011» permettent d’espérer une réduction maximale d’environ 10 % des émissions d’ammoniaque, de nitrate et des autres émissions azotées nuisibles à l’environnement. Sans mesures additionnelles, des réductions supplémentaires ne semblent atteignables que par l’extensification et le recul de la production, engendrant d’importants effets indésirables sur le revenu agricole. Dès lors, les objectifs intermédiaires à fixer pour 2020 dépendent largement du potentiel de mesures de réduction supplémentaire réalisables encore non considérées jusqu’à présent. L’atteinte des objectifs formulés à long terme devrait rester encore longtemps un défi pour la recherche, la politique et la pratique.

Ammoniaque Nitrate 37,7 (41%)

47,5 (52%) Protoxyde d‘azote Oxydes d‘azote

Figure 1 | Pertes d’azote nuisibles à l’environnement dans l’agriculture suisse en 2007. Source: Kupper et al. (2009) et calculs personnels (Peter et al . 2010).

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 162–169, 2011

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Environnement | Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020

Tableau 1 | Mesures prises en compte pour réduire les émissions d’ammoniaque et estimation du degré d’application. Source: Peter et al. (2010) Degré d‘application Mesure

Indicateur

2007

2020

Worst

Référence

Best

Épandage à tuyaux souples (pendillards)

Part de l’épandage à tuyaux souples

[% du lisier]

9%

13%

25%

38%

58%

Fourrage à faible concentration en azote (N) et phosphore (P) (Fourrages NPr)

Part de fourrages NPr dans la production porcine

[% de l‘effectif]

0%

47%

70%

80%

95%

Part couverte (solide/perf.)

[% du lisier]

84%

82%

83%

84%

88% 7%

Couverture du creux à lisier

Dilution du lisier

Système d’écurie pauvre en NH3

Part ouverte

[% du lisier]

16%

18%

16%

13%

Part couverture flottante

[% du lisier]

0%

0%

1%

3%

5%

Dilué 1:1

[% du lisier]

100%

100%

100%

100%

100%

Dilué 1:2 ou 1:3

[% du lisier]

0%

0%

0%

0%

0%

[% des stabulations libres]

0%

0%

5%

10%

15%

Porcherie pauvre en NH3

[% des porcheries]

0%

0%

10%

15%

20%

La journée

[% du lisier]

84%

81%

90%

85%

80%

Le soir (après 18h00)

[% du lisier]

16%

19%

10%

15%

20%

Jusqu’à 1 jour après l’épandage

[% du fumier]

21%

24%

21%

29%

40%

Après plus d’1 jour après l’épandage

[% du fumier]

79%

76%

79%

71%

60%

Stabulation libre pauvre en NH3 pour vaches

Epandage du lisier

Incorporation du fumier Système d’écuries du bétail laitier

Part de stabulations libres et de stabulations entravées

Gestion des pâtures

Part de non pâture, de pâture partielle ou de pâture intégrale

Utilisation d’aliments concentrés

Part de 6 %, 20 % ou 30 % du besoin en énergie (bétail laitier)

Performance laitière

Part de 5000 kg, 7000 kg ou 9000 kg de la performance annuelle

Cultures dérobées

Surfaces cultivées

Matériel et méthode Modèle Le modèle d’allocation agro-économique S_INTAGRAL (Peter 2008) a été utilisé pour les considérations quantitatives. Ce modèle prend en compte les activités importantes de la production végétale et animale, ainsi que la dynamique spécifique au système de l’agriculture (par exemple le développement de la capacité des écuries ou des effectifs d’animaux, les bilans d’affourragement et de fumure, etc.). Le modèle a été complété avec un choix de mesures de réduction techniques et organisationnelles, afin d’évaluer leur potentiel de réduction sur le plan national (par exemple utilisation de rampe d’épandage à pendillards). Le calcul des émissions se base pour l’ammoniaque sur la méthodique développée par la HESA (Kupper et al. 2009) et, pour les nitrates, sur l’approche spécifique aux cultures d’Agroscope ART (Braun et al. 1994), qui intègre divers facteurs de correction pour des paramètres d’influence supplémentaires (par exemple cultures dérobées ou pâture; Spiess et Prasuhn 2006).

164

2000

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 162–169, 2011

Développements endogènes au modèle, dépendant des conditions cadres économiques

Prix et paiements directs Les résultats du modèle se basent sur un scénario où les prix des produits agricoles restent stables par rapport à aujourd’hui. Les paiements directs s’orientent sur le système «PA 2011». Par conséquent, dans la présente analyse, aucune réflexion actuelle sur le développement du système des paiements directs (DPD) n’est prise en compte. Choix des mesures L’ensemble des mesures techniques et organisationnelles considéré dans le modèle (tabl. 1) correspond à peu près au catalogue de mesures du programme sur l’utilisation durable des ressources naturelles de la «PA 2011» pour la réduction des émissions d’ammoniaque. Cela signifie que toutes les mesures discutées dans la littérature (par exemple Keck et. al 2006) n’ont pas été prises en compte, soit parce qu’elle ne sont pas encore applicables dans la pratique, soit parce qu’il manque encore une base de données suffisantes pour les caractériser.


Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020 | Environnement

maximum technical feasible reduction (mtfr = 100 %)

Degrés d’application des mesures

100%

75%

Best Case 50%

Référence

Worst Case

25%

2000

2007

2020 Année

Figure 2 | Degré d’application de l’épandage à pendillards dans le scénario Référence , Best Case et Worst Case. Source: Peter et al. (2010)

Pour réduire les émissions de nitrate, il n’existe pratiquement pas de mesure technique simple comme l’épandage à pendillards. Ici, le moyen le plus efficace est d’adapter la production agricole (gamme des produits) de manière adéquate (par exemple moins de grandes cultures, davantage de cultures dérobées, utilisation plus extensive des prairies).

(maximum technical feasible reduction, mtfr), mais l’augmentation maximale du degré d’application des mesures prises en compte jusqu’en 2020 que l’on peut admettre. C’est un élément important pour interpréter les résultats du modèle.

Application des mesures Comme le degré d‘application en 2020 des mesures choisies contient certaines incertitudes, les experts techniques de l’OFAG et de la HESA ont défini trois scénarios avec différents degrés d’application (tabl. 1). Pour simplifier, le scénario Référence admet un développement temporel linéaire pour chaque mesure prise en compte. C’est le développement qui semble actuellement le plus probable, en considérant les incitations du programme sur l’utilisation durable des ressources naturelles. Le scénario Worst Case envisage une augmentation pessimiste des mesures de réduction choisies, et le scénario Best Case une diffusion optimiste de ces mesures à l’horizon 2020 (fig. 2, exemple pendillards). La figure 2 montre le degré d’application de l’épandage à pendillards. Le scénario Best Case ne représente pas le potentiel de mise en pratique technique maximale

Développement des émissions Le scénario Best Case (fig. 3) montre un recul des émissions d’ammoniaque de 11 % ( 5,3 kt N) en 2020 par rapport à 2007. Cependant, seuls 3,9 kt NH3-N de ce recul sont à attribuer aux mesures de réduction. Les 1,4 kt restants (25 % du recul des émissions) sont engendrés par le léger recul de l’effectif bovin dû aux progrès de la génétique dans la production laitière jusqu'à 2020. Les émissions de nitrate ne sont guère influencées par les mesures considérées, car ces dernières influencent avant tout les émissions d’ammoniaque. Pour cette raison, le flux de nitrate reste, dans tous les scénarios, à environ 33,5 kt NO3-N (diminution de 4 kt ou 10 % par rapport à 2007). Le recul des émissions de nitrate s’explique par i) la baisse des surfaces de cultures des céréales fourragères et du maïs grain, ii) l’augmentation des surfaces de compensation écologique et iii) la diminution de l’utilisation 

Résultats et discussion

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 162–169, 2011

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Environnement | Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020

Protoxyde d’azote et oxydes d’azote

Nitrate (NO ) 3

100

Ammoniaque (NH ) 3

Emissions azotées nuisibles à l’environnement [kt N]

90 80 70 60

37,7 33,4

33,6

46,5

44,6

43,3

41,2

2007

2020: Worst Case Worst-Case

2020: Référence Referenz

2020: Best Case Best-Case

33,8

50 40 30 20 10 0

Figure 3 | Développement des émissions dans les scénarios Référence , Worst Case et Best Case. Source: Peter et al. (2010)

des engrais minéraux liée à la baisse des surfaces de grandes cultures. Ainsi, la somme des pertes azotées nuisibles à l’environnement baisse également d’environ 11% (-9,5 kt N). Au total, la différence entre les émissions azotées nuisibles à l’environnement des trois scénarios est minime. Cela provient du fait que les hypothèses concernant le degré d’application des mesures fixées dans les scénarios Worst Case et Best Case s’écartent peu des hypothèses du scénario Référence (tabl. 1). La baisse relativement faible (-10 %) des émissions en 2020 s’explique par différents éléments: ••Certaines mesures applicables en pratique et économiques sont déjà appliquées actuellement, à un degré parfois élevé (83 % des creux à lisier sont couverts, 50 % des fourrages sont NPr, les rampes à pendillards sont utilisées pour 13 % du lisier, etc.). ••Le potentiel d’application est inférieur à 100 % en raison des contraintes topographiques, agronomiques et organisationnelles (par exemple rampes à pendillards, épandage du lisier le soir, incorporation immédiate du fumier, mise en pâture limitée en raison du manque d’arrondissement).

166

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 162–169, 2011

••L a tendance à la conversion des stabulations entravées en stabulations libres, indésirable du point de vue des émissions d’azote, devrait se poursuivre à l‘avenir. ••Certaines mesures ne peuvent pas être entreprises soudainement à des coûts raisonnables, mais uniquement lors du renouvellement des capacités de production (par exemple construction d’écuries pauvres en émissions). Coûts de réduction Comme les objectifs à long terme de réduction des émissions selon l’OFEV/OFAG (2008) dépassent largement une réduction de 10 %, une analyse de sensibilité a permis de calculer à quels coûts une telle réduction pouvait être atteinte en 2020. Pour cela, les coûts de réduction marginaux, exprimés en perte de revenu par unité d’azote, ont été calculés. Le tracé des coûts de réduction sur la figure 4 montre que, jusqu‘à un recul de 10 %, les émissions d’ammoniaque peuvent être réduites plus avantageusement (3 – 12 CHF/kg N) que les émissions de nitrate (10 – 12 CHF/ kg N). En effet, les émissions d’ammoniaque peuvent être réduites à meilleur marché par les mesures de


Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020 | Environnement

Nitrate

Ammoniaque 90 Coûts de réduction marginaux [CHF/kg N]

80 70 60 50 40 30 20 10

98%

96%

94%

92%

90%

88%

86%

84%

82%

80%

78%

76%

74%

72%

70%

68%

66%

64%

62%

60%

100%

0

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

38

37

36

35

34

33

32

31

30

29

28,6

35

35

34

33

33

32

31

31

30

29

29

28

27

27

26

25

25

24

23

23

22

Niveau d'émission [en % et en kt N/a] (100% = situation 2020, sans l'utilisation de technologie]

Figure 4 | Coûts sectoriels marginaux d’une réduction des émissions d’ammoniaque et de nitrate. Source: Peter et al. (2010)

réduction considérées, tandis qu’il n’existe aucune mesure à disposition pour réduire les émissions de nitrate. Cependant, dès que le potentiel des mesures de réduction d’environ 10 % est épuisé, dans le secteur de l’ammoniaque, les coûts de réduction augmentent beaucoup plus rapidement que ceux du nitrate et atteignent presque 80 CHF/kg N pour une réduction de 40 % des émissions. Cela représente une perte de 600 mio CHF/année pour l’ensemble du secteur. Par contre, les coûts de réduction d’une baisse de 40 % des émissions de nitrate n’atteignent que 20 CHF/kg N, soit 200 mio CHF par année. Dès que le potentiel des mesures considérées dans le domaine de l‘ammoniaque est épuisé, une réduction supplémentaire des émissions d’ammoniaque est plus coûteuse qu’une réduction des émissions de nitrate. Cela s’explique par le fait que, pour poursuivre la réduction des émissions d’ammoniaque, il faudrait démanteler une partie de la production animale à forte valeur ajoutée (effectifs bovins et/ou porcins), ce qui génèrerait des pertes de revenu. Au contraire, les émissions de nitrate peuvent être réduites de manière plus avantageuse. Cela se produit dans le modèle où des surfaces de grandes cultures intensives en émissions de nitrate sont converties en prairies plus extensives en azote. L’exploitation de prairies extensives est caractérisée par un

investissement plus faible en travail et en capital ainsi que par des paiements directs plus importants que pour les grandes cultures. De ce fait, la stratégie choisie de réduire les émissions de nitrates engendre une baisse plus faible du revenu agricole et des coûts de réduction plus faibles qu’une diminution équivalente des émissions d’ammoniaque.

Conclusions Sans mesures techniques supplémentaires, une réduction substantielle des émissions de plus de 10 % par rapport à 2007 semble être accessible uniquement par une extensification et un recul de la production. A partir de ce constat, les approches et technologies de réduction supplémentaires discutées dans la littérature prennent une importance centrale. En effet, la forte hausse des coûts de réduction dans le domaine de l’ammoniaque peut être retardée par des mesures additionnelles ou non considérées dans ce travail, d’autant plus si elles sont peu coûteuses et avec un potentiel d’application technique élevé. Pour évaluer ce potentiel supplémentaire, il est nécessaire de continuer la recherche, avec pour prochaine étape l’établissement d’une base de données complète et homologuée concernant le poten tiel et les coûts de réduction de ces mesures.

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167


Environnement | Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020

168

Le potentiel de mesures supplémentaires est décisif Il est clair que les objectifs intermédiaires à viser pour 2020 dépendent largement du potentiel supplémentaire estimé des mesures de réduction non considérées dans ce travail. Sans un tel potentiel supplémentaire, une réduction des émissions doit s’opérer uniquement i) par les mesures techniques et organisationnelles considerées dans ce travail et ii) par un ajustement «automatique» de la production agricole avec la poursuite de la politique agricole actuelle (moins de cultures fourragères, plus de prairies extensives). Dans ce cas, les objectifs intermédiaires à formuler sont plutôt défensifs: une réduction d’environ 10 % par rapport à 2007 pour les pertes d’ammoniaque, de nitrate et pour les pertes totales d’azote nuisibles à l’environnement, suivant les résultats du scénario Best Case. Cependant, les objectifs de réduction en 2020 peuvent être d’autant plus offensifs si, a) le potentiel des mesures supplémentaires qui n’ont pas pu être considérées dans ce travail est étendu et b) la diminution admise de la production agricole augmente (p. ex. incitation à la diminution de la production dans les régions intensives en production animale).

L’objectif à long terme reste un défi Même en considérant le potentiel de réduction d’ammoniaque des mesures non considérées dans ce travail, il reste des lacunes importantes pour atteindre les objectifs à long terme de l’OEA (25 kt NH3-N). Peut-être même trop importantes pour que ces objectifs puissent être remplis en conservant la production agricole actuelle. Cela est également valable pour la réduction des émissions de nitrate en l’absence de mesures simples de réduction techniques ne provoquant pas de conflit d’objectifs. C’est pourquoi une diminution substantielle des émissions dans ce domaine n’est accessible principalement qu’avec une forte conversion des surfaces de grandes cultures et des cultures fourragères en prairies naturelles. Et cela correspondrait avec une baisse sensible du taux d’auto-approvisionnement dans le domaine des grandes cultures. Il est clair qu’il n’existe pas de réponse univoque à la question de quels sont les objectifs intermédiaires «corrects» pour 2020. En effet, les objectifs à fixer dépendent fortement, en plus du potentiel de réduction des mesures non considérées, de la façon dont sont appréciés et pesés les intérêts écologiques, agronomiques et d’économie nationale. C'est pourquoi la définition ­d’objectifs intermédiaires concrets dans le domaine de  l’azote restera un objet du développement de la ­politique agricole et devrait s’effectuer avec la participation de toutes les ­institutions impliquées. n

Bibliographie ▪▪ Braun M., Hurni P. & Spiess E, 1994. Phosphor- und Stickstoffüberschüsse in der Landwirtschaft und Para-Landwirtschaft. Cahiers de la FAC 18, Liebefeld. ▪▪ Keck M., Schrade S. & M. Zähner, 2006. Minderungsmaßnahmen in der Milchviehhaltung. In: Emissionen der Tierhaltung. Messung, Beurteilung und Minderung von Gasen, Stäuben und Keimen. KTBL-Schrift 449, 211–227. ▪▪ Kupper T., Bonjour C., Achermann B., Zaucker F., Rihm B., Nyfeler-Brunner A., Leuenberger C. & Menzi H., 2009. Ammoniakemissionen in der Schweiz: Neuberechnung 1990 – 2007. Prognose bis 2020. Etude mandatée par l’Office fédéral de l’environnement, division Protection de l’air et RNI, section Qualité de l’air, 3003 Berne. ▪▪ OFAG 2008. Rapport agricole, Office fédéral de l‘Agriculture, Berne. ▪▪ OFEV/OFAG, 2008. Objectifs environnementaux pour l‘agriculture – A partir de bases légales existantes. Berne. 221 p

▪▪ Peter S., 2008. Modellierung agrarökologischer Fragestellungen unter Berücksichtigung struktureller Veränderungen in der Schweizer Landwirtschaft. Dissertation ETH-n° 17820. ETH Zurich. ▪▪ Peter S., Valsangiacomo A. & Weber M., 2010. «Stickstoff 2020» – Möglichkeiten und Einschränkungen zur Vermeidung landwirtschaftlicher Stickstoffemissionen in der Schweiz. IAW-Schriftenreihe 2010/4 der Gruppe Agrar-, Lebensmittel- und Umweltökonomie, ETH Zürich. ▪▪ Spiess E. & Prasuhn V., 2006. Einfluss der Ökologisierung in der Landwirtschaft auf den Nitratgehalt des Grundwassers. Bulletin de la Société ­suisse de Pédologie 29, 21–26.

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Previsioni di sviluppo delle emissioni d’azoto in agricoltura fino al 2020 L‘agricoltura è la principale emittente dei tre composti azotati reattivi: ammoniaca, nitrato e protossido d’azoto. Per questo motivo l’agricoltura ha una responsabilità particolare e deve preoccuparsi che queste emissioni siano ridotte, tanto più che in questo settore vi sono a volte notevoli lacune tra gli obiettivi imposti dalla legge e la situazione attuale. Nel presente articolo è posta la domanda, a quali obiettivi agroecologici intermedi, nell’ambito delle emissioni di azoto, sia possibile mirare entro il 2020. Questo studio ha implementato in un modello d’allocazione d’economia agraria, delle misure selezionate di riduzione nel campo tecnico-organizzativo. In questo modo è stato possibile calcolare il potenziale di una riduzione delle emissioni agricole e i suoi costi conseguenti settorialispecifici. I risultati del modello mostrano che con le misure di riduzione esaminate nel contesto dei programmi delle risorse «PA2011», ci si può attendere una riduzione massima del 10 % d’ammoniaca, nitrato ed altre importanti emissioni con azoto. Senza misure aggiuntive, maggiori riduzioni sembrano essere raggiungibili unicamente attraverso produzioni meno intensive, rispettivamente diminuendo la produzione. Purtroppo, la conseguenza di questa riduzione provocherebbe un impatto indesiderato sul reddito dell’agricoltura. Per questa ragione, la valutazione del potenziale addizionale di misure non ancora considerate è di grande importanza quando si definiscono gli obiettivi intermedi per l’anno 2020. Il raggiungimento degli obiettivi a lungo termine rimarrà ancora per molto tempo una sfida per la ricerca, la politica e la pratica.

Summary

Riassunto

Développement des émissions azotées dans l’agriculture jusqu’en 2020 | Environnement

Development of agricultural nitrogen emission until 2020 Agriculture is the main emitter of three reactive nitrogen (N) compounds: ammonia, nitrate and nitrous oxide. Therefore, the agricultural sector is especially in charge for contributing to the mitigation of environmentally harmful N emissions. This is even accentuated by the fact that considerable gaps can be observed between the long term goals stated by law and the current situation. In this article, we investigate which interim emission targets could be aimed for in the year 2020. To this end, we implemented selected mitigation practices into an already existing agricultural allocation model. We applied the model in order to assess the mitigation potential of an agricultural nitrogen reduction and the corresponding sector related abatement cost. Model runs show that only a 10 % reduction of ammonia, nitrate and the further N compounds can be expected until 2020, given the selected measures within the «Resources program» of the current agricultural policy regime. Without any additional mitigation measures, further emission reductions seem only to be attainable via an extensification or via a decline in agricultural production. But this would go along with undesired implications on sectoral income. The interim emission targets to be set for 2020 are therefore highly depending on the realizable potential of mitigation practices that have not been taken into account so far. However, the achievement of the stated long-term goals will remain a challenge for research, policy and praxis. Key words: nitrogen emissions, mitigation practices, agriculture, abatement cost.

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E n v i r o n n e m e n t

Systèmes de détention et concept de ­mesure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle Sabine Schrade1, Margret Keck1, Kerstin Zeyer2 et Lukas Emmenegger2 1 Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen 2 Empa, 8600 Dübendorf Renseignements: Sabine Schrade, e-mail: sabine.schrade@art.admin.ch, tél. 052 368 33 33

Systèmes de détention des bovins

Conditions les plus fréquentes de détention en stabulation libre des vaches laitières en Suisse: stabulation libre à logettes, avec aire d’exercice au sol non perforé et aire d’exercice extérieure en bordure. (Photo: ART)

Introduction Tant du point de vue de l’agriculture que de la politique environnementale, il est urgent de détenir des données actuelles sur les émissions d’ammoniac (NH3) provenant de l’élevage des vaches laitières. Ces données servent à comparer, évaluer et optimiser les systèmes de détention et à contribuer aux inventaires d’émissions. Pour en déduire des facteurs d’émissions et établir des calculs prévisionnels sur les émissions de NH3, il est nécessaire de connaître la répartition actuelle des systèmes de détention ainsi que leurs émissions respectives. Afin d’améliorer la base de données sur les émissions de NH3, il importe d’adapter le concept des mesure et les méthodes analytiques à de futurs systèmes de détention. En outre, pour assurer la qualité des données, le concept de mesure doit remplir les exigences qui permettront la déduction de facteurs d’émissions.

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Les informations existantes sur la répartition des systèmes de détention sont insuffisantes. Diverses sources livrent des données ponctuelles certes, mais elles sont trop peu nuancées et parfois contradictoires, comme lorsque que le nombre d’animaux ne correspond pas au nombre de places dont ils disposent. Tout d’abord, une enquête externe a été réalisée auprès d’experts des Offices cantonaux, d’organisations de consultation, de différentes entreprises et associations. Ensuite, des experts de la Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART ont été interrogés et l’évolution de la stabulation entravée et de la stabulation libre a été déterminée pour chaque catégorie de bovins sur la base de ces résultats. Bien que la détention entravée domine encore dans l’élevage des vaches laitières, la tendance est à la stabulation libre dans toutes les catégories de bovins (fig. 1). Des troupeaux de plus en plus grands, une meilleure organisation du travail, des avantages ergonomiques et la participation croissante aux deux programmes de garde des animaux «Systèmes de stabulation particulièrement respectueux des animaux» (SST) et «Sorties régulières des animaux de rente en plein air» (SRPA) renforcent cette évolution. En 2009, 34 % des unités de gros bétail participant au programme SST étaient des vaches laitières, ce chiffre atteignant 80 % pour le programme SRPA (Office fédéral de l’agriculture 2010). Toutefois, le nombre d’unités de gros bétail dans le programme SRPA ne permet pas de tirer des conclusions détaillées sur la répartition de chaque système de détention, ni sur la surface disponible, la réalisation ou la durée d’utilisation des aires d’exercice extérieures. Conditions les plus fréquentes de stabulation libre pour vaches laitières La caractérisation suivante des systèmes de stabulation libre adéquats concerne la détention des vaches laitières, car ces systèmes ont dominé ces dernières années, avec 64 à 73 % des unités de gros bétail de l’effectif bovin.


Une estimation d’experts a fourni, en 2006, des données différenciées sur la répartition des détails liés à la construction et aux techniques utilisées ainsi que sur certains aspects de la gestion. Cette estimation a été réalisée en plusieurs étapes. Tout d’abord, des valeurs ont été estimées sommairement pour des paramètres importants. Puis elles ont été soumises à des experts de la Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART et de l’Office vétérinaire fédéral OVF. Dans une deuxième étape, des spécialistes en matière de construction d’étables et de consultation ont validé ces valeurs remaniées. Selon l’estimation différenciée des experts, les stabulations libres sont principalement des étables à un seul bâtiment, non isolées thermiquement et aéré naturellement (fig. 2). Si l’aération entre la sablière et le faîte a dominé jusqu’à présent (60 %), les systèmes ouverts, avec ventilation faîtière, transversale ou longitudinale, gagneront en importance à l’avenir. D’où la tendance à installer une grande part de parois souples (filets brisevent, bardages à claire-voies, rideaux) et de façades ouvertes. Quelque 85 % des vaches laitières en stabulation libre sont détenues dans les logettes, et quelque 90 % ont un accès permanent ou temporaire à une aire d’exercice extérieure. Les aires d’exercice intégrées disposées entre les cornadis et les logettes sont moins répandues que les aires d’exercice extérieures en bordure. Les aires d’exercice au sol non perforé dominent tant dans les aires d’affouragement et de repos que dans l’aire d’exercice extérieure. Dans les aires d’affouragement et de repos, les aires d’exercice au sol non perforé sont nettoyées plusieurs fois par jour à l’aide d’un racleur (respectivement 70  % et 60  %). Dans les aires d’exercice extérieures au sol non perforé situées en bor- 

Stabulation libre

100

Résumé

Systèmes de détention et concept de ­m esure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle | Environnement

Afin d’améliorer la base de données concernant les émissions d’ammoniac (NH3) issues de la production bovine, il est nécessaire de définir des systèmes de détention et un concept de mesure d’émissions adéquats. Les statistiques et un sondage mené auprès d’experts montrent qu’en Suisse, les stabulations libres et les aires d’exercice extérieures ont passé de 5 % des systèmes de détention en 1990 à 40 % en 2010. Selon les experts, la stabulation libre des vaches laitières se présente le plus souvent sous la forme d’une étable à un seul bâtiment aéré naturellement, avec logettes, aires d’exercice au sol non perforé et une aire d’exercice extérieure en bordure. Un concept de mesure pour quantifier les émissions doit permettre de relever les émissions d’étables à aération naturelle et d’aires d’exercice extérieures sans influencer l’activité des animaux ou le climat de l’étable. La méthode Tracer-Ratio est établie pour effectuer des mesures dans les étables à aération naturelle. Elle permet de saisir des données en temps réel dans des conditions authentiques. Pour en déduire des facteurs d’émissions, il faut réaliser ces mesures dans plusieurs exploitations. La large variation climatique des étables ouvertes se définit en répartissant systématiquement les mesures sur l’année. Des mesures recouvrant chaque fois 24 heures, ainsi qu’une haute résolution temporelle, reflètent les variations au cours de la journée ou les occurrences de courte durée. Enfin, l’interprétation de ces données d’émissions nécessite le relevé de paramètres d’accompagnement adéquats contenant des informations sur les animaux, l’affouragement, la détention et la souillure des aires d’exercice, ainsi que sur la gestion et le climat.

Stabulation entravée

Parts d'animaux [%]

75

50

25

1990 1995 2000 2005 2010 2020

1990 1995 2000 2005 2010 2020

2000 2005 2010 2020

1990 1995 2000 2005 2010 2020

1990 1995 2000 2005 2010 2020

0 vaches laitères

Jeune bétail d‘élevage et de rente

Vaches mères et nourrices

Gros bétail à l‘engrais

Veaux à l‘engrais

Figure 1 | Evolution de la proportion des bovins en stabulation entravée et en stabulation libre, sur la base des statistiques (Union Suisse des Paysans 1991 – 2008) et d’une estimation d’experts.

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Environnement | Systèmes de détention et concept de ­m esure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle

Disposition étable à un bâtiment

étable à plusieurs bâtiments

Disposition aire d’exercice extérieure en bordure

intégrée

Isolation aucune thermique

uniquement au toit

Ventilation aération naturelle

ventilation forcée

Aire de repos logettes

non structurée

Logettes matelas paille-fumier

tapis confort

Aire d’affouragement sol non perforé

non perforé et perforé

perforé les deux

Aire de repos sol non perforé Aires d’exercice sol non perforé extérieures Stockage du lisier séparé de l’étable 0%

existante

perforé perforé

les deux séparé ou dans l’étable et sous l’aire d’exercice extérieure 25%

50%

dans l’étable et sous l’aire d’exercice extérieure

75%

100%

Figure 2 | Disposition et réalisation de stabulations libres pour vaches laitières en Suisse; résultats d’une estimation d’experts, indiqués en tant que médiane de la proportion relative de vaches laitières (%).

dure, le lisier est presque toujours évacué à l’aide de systèmes manuels ou mobiles. Comme les étables ne sont pas pleinement occupées, 60 % des vaches laitières disposent de plus d’une place. Dans 90 % des exploitations, la surface totale correspond tout au moins aux exigences du programme SRPA.

Concept de mesure Données sur les émissions de NH3 pour l’élevage des vaches laitières La littérature sur les émissions de NH3 présente une large variabilité pour les stabulations libres sans aire d’exercice extérieure et elle ne couvre pas systématiquement les saisons. Les concepts et méthodes de mesure différents, ainsi que la description insuffisante des conditions de mesures réduisent la qualité des données et rendent les valeurs difficilement comparables. Les systèmes de détention avec aération naturelle et aire d’exercice extérieure n’ont pas encore été étudiés. Le manque de données sur les émissions en cas d’aération naturelle et sur des surfaces de sources diffuses est principalement dû aux difficultés de déterminer les taux de renouvellement d’air. Aperçu des méthodes liées à l’aération naturelle La quantification des émissions issues des étables passe par diverses approches citées dans la littérature. La méthode de différence de pression et la détermination du débit volumétrique d’air avec ventilateurs de mesure dans des cheminées d’aération ne conviennent que pour les étables à ventilation forcée (Mosquera et al. 2005).

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Les méthodes de quantification des émissions ou du débit volumétrique d’air provenant des systèmes de détention avec aération naturelle se distinguent dans le principe de mesure et dans la délimitation du secteur de mesure (tabl. 1). Les mesures par chambre à flux sont avantageuses, relativement faciles à appliquer et se prêtent aux mesures comparatives de courte durée (Hensen et al. 2006). Mais dans la pratique les valeurs ne sont pas nécessairement représentatives, car on ne peut tester que des surfaces partielles. En outre, la pose des chambres influence le système et interrompt l’activité des animaux (Greatorex 2000). Dans les étables à aération naturelle, le calcul des taux d’air à l’aide de méthodes basées sur le bilan (chaleur, vapeur d’eau) n’est réalisable, selon Pedersen et al. (1998), que dans les étables isolées thermiquement avec Concept de mesure • • • •

Mesures pour un système de détention dans plusieurs exploitations Analyses durant plusieurs saisons et dans différentes conditions climatiques Mesures effectuées sur 24 heures, haute résolution temporelle Relevé d’importants paramètres d’accompagnement adaptés aux paramètres-cibles

Disposition des mesures

• Echantillon représentatif:

haute résolution spatiale, nombreuses tranches temporelles par lieu d’échantillonnage

• Concentration de gaz et débit volumé-

trique d’air relevés simultanément

• Distinction entre les étables et les aires

d’exercice

Méthodes de mesure

• Méthode Tracer-Ratio • Large plage dynamique de mesures

(de 5 ppb à 20 ppm d’ammoniac)

• En ligne (presque constamment) • Technique de mesure robuste et appli-

cable dans l’étable • Protection des installations de mesure

contre les animaux, les intempéries et la saleté

Figure 3 | Exigences que doivent remplir le concept de mesure, la disposition des mesures et les méthodes pour les stabulations à ­a ération naturelle avec aire d’exercice extérieure.


Systèmes de détention et concept de ­m esure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle | Environnement

un large gradient thermique entre l’intérieur et l’extérieur. Pour les étables non isolées thermiquement, le bilan CO2 peut éventuellement entrer en considération. Mais la principale difficulté réside dans le relevé des diverses sources (animaux, aires d’exercice souillées, aires de repos, fourrage, etc.) et puits (Scholtens et Van’t Ooster 1994). Plus les ouvertures de l’étable sont grandes et donc aussi les taux d’échange d’air, plus l’imprécision est importante. Les méthodes basées sur le bilan ne conviennent pas pour les systèmes de détention avec aire d’exercice extérieure ni pour les étables inoccupées. Les méthodes micro-météorologiques (Eddy corrélation, Eddy accumulation, méthode de gradients), les méthodes Fencing et la rétro-modélisation permettent de déterminer les émissions d’un système global, comme une étable avec aire d’exercice extérieure, stockage du lisier et du fumier solide. Mais les émissions ne peuvent être différenciées par secteur. Dans une étude réalisée aux PaysBas, la différence entre les valeurs mesurées et les valeurs modélisées était énorme (jusqu’à un facteur trois), notamment dans les petites exploitations (Hensen et al. 2006). En outre, des conditions météorologiques ins-

tables, des vents faibles et une topographie irrégulière limitent sérieusement l’application de ces méthodes en Suisse (Flesch et al. 2005; Mosquera et al. 2005). La méthode Tracer-Ratio est établie pour quantifier les émissions diffuses provenant des différentes surfaces d’étables à aération naturelle (Greatorex 2000; Berry et al. 2005). Un débit massique connu d’un gaz traceur est injecté dans le bâtiment ou à la source d’émission. Les émissions sont ensuite calculées indirectement à l’aide de la concentration du gaz traceur et de la loi de la conservation de masse. Il est indispensable que la source d’émission soit bien représentée par le gaz traceur et que sa répartition, de la source d’émission au lieu d’échantillonnage, soit comparable à celui du NH3. Concept et disposition des mesures Afin d’obtenir des valeurs d’émissions significatives pour modéliser les facteurs d’émission dans les systèmes de détention à aération naturelle, le concept de mesure doit répondre aux exigences suivantes (modifié selon  Schrade, 2009):

Tableau 1 | Aperçu des méthodes de détermination des émissions et du débit volumétrique d’air pour aération naturelle et sources diffuses (modifié selon Schrade 2009) Méthode

Délimitation, principe

Technique des chambres à flux chambre statique (closed chamber)

Surfaces partielles Chambre posée hermétiquement sur la surface émettrice; émission calculée basée sur l’augmentation de la concentration de gaz et mis en ­rapport à la surface

Chambre dynamique (tunnel aérodynamique, dynamic chamber)

Air aspiré à travers la chambre avec un débit ­volumique défini. Calcul d’émission sur la base de la différence de concentration entre l’air entrant et sortant et du débit.

Bilan Bilan de CO2 Bilan de vapeur d’eau Bilan thermique

Etables Calcul du débit volumétrique d’air à l’aide du gradient de concentration de CO2, vapeur d’eau ou chaleur à l’intérieur et à l’extérieur de l’étable ainsi que leur dégagement théorique par les animaux, compte tenu des conditions climatiques

+ Rapidement utilisable + Peu coûteux − Bilan thermique uniquement réalisable lors de grandes différences de température entre l’intérieur et l’extérieur − Exige un relevé complet de toutes les sources et de tous les puits − Non fiable ➡ Non applicable pour les étables avec de grandes ouvertures ni pour les aires d’exercice extérieures

Méthode Tracer-Ratio Dosage d’affaiblissement Concentration constante Dosage constant

Sources diffuses: étable, aire d’exercice extérieure, stock d’engrais de ferme Source d’émission représentée à l’aide d’ajouts dosés de gaz traceurs; calcul des émissions provenant du débit massique de gaz traceurs soumis à des ajouts dosés et du rapport entre la concentration des gaz traceurs et des gaz émis

+ Conditions dans la pratique + Mesures en temps réel + Applicable + Etablie par aération naturelle − Coûts et somme de travail élevés ➡ Se prête aux systèmes de stabulation à aération naturelle avec aire d’exercice extérieure

Rétro-modélisation

Système global: étable, aire d’exercice extérieure, stock d’engrais de ferme Mesure des concentrations ou des gradients en aval de la source et détermination du niveau d’émissions en tenant compte des conditions ­météorologiques

+ Echelle utilisée dans la pratique + Rétro-modélisation: peu coûteuse − Fencing: méthode coûteuse − Non appropriée à une topographie irrégulière − Temps stable et vitesses de vent élevées nécessaires − La rétro-modélisation exige une validation − Pas de distinction entre l’étable, l’aire d’exercice extérieure et le lieu de stockage ➡ Seulement applicable pour des sources de forte intensité, des vitesses de vent élevées et une topographie claire

Fencing Micrométéorologie (Eddy corrélation, Eddy accumulation, méthode de gradients)

Evaluation + Technique peu coûteuse + Facile à appliquer − Atteinte au système − Influence de l’activité des animaux − Uniquement surfaces partielles ➡ Pas applicable dans la pratique et n’indique pas le niveau d’émission absolu ➡ Uniquement mesures comparatives de courte durée

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Environnement | Systèmes de détention et concept de ­m esure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle

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••Pour procéder à la déduction des facteurs d’émissions, il est nécessaire d’effectuer des mesures dans des exploitations. Les résultats d’essais en laboratoire, à l’échelle semi-industrielle, sur des surfaces partielles ou à partir de nouvelles étables propres ou d’établestests, ne sont pas applicables au niveau absolu d’émissions dans des conditions réelles. ••Les données d’émissions provenant de mesures réalisées dans une seule exploitation ne peuvent être appliquées à un système de stabulation global. Seules les mesures d’un tel système relevées dans plusieurs exploitations peuvent fournir des valeurs tolérables ou démontrer tout au moins l’effet de l’exploitation. ••Pour tenir compte des variations climatiques d’étables influencées par le climat extérieur, il est indispensable de répartir plusieurs mesures sur l’année. ••Etant donné qu’au cours du jour, les émissions varient en fonction du climat, de l’utilisation et des activités de management, les mesures doivent couvrir 24 heures au moins. Une haute résolution temporelle est souhaitable pour relever les variations durant la journée, ainsi que les importantes variables d’influence ou l’effet des occurrences de courte durée. ••Pour obtenir un échantillonnage représentatif des étables de grande superficie et de gros volume, une haute résolution spatiale est indispensable. •• Pour obtenir des données représentatives sur les émissions provenant d’étables à aération naturelle, avec un débit d’air dynamique, il s’agit de relever le plus grand nombre possible de tranches temporelles à chaque lieu d’échantillonnage en mesurant simultanément les concentrations de gaz et les débits volumétriques d’air. ••Une large plage dynamique de mesures est nécessaire pour relever les faibles concentrations de NH3, par exemple en cas de basses températures ou de fortes dilutions, ainsi que les concentrations élevées, comme pendant l’évacuation du fumier. ••Comme l’utilisation, les salissures, les conditions climatiques et le potentiel d’émissions ne sont pas les mêmes dans l’étable que dans l’aire d’exercice extérieure, mais que ces facteurs s’influencent réciproquement, il est souhaitable de différencier les émissions de ces secteurs.

••Il faut en outre déterminer la concentration de fond des paramètres de mesure. ••Pour classifier les valeurs d’émissions afin qu’elles servent de référence et de variable d’influence sur les émissions de NH3, il est nécessaire de relever les paramètres d’accompagnement importants, comme le nombre d’animaux, l’affouragement, la gestion, la surface, le climat, ou les teneurs en éléments nutritifs des excréments.

Bibliographie ▪▪ Berry N. R., Zeyer K., Emmenegger L. & Keck M., 2005. Emissionen von Staub (PM10) und Ammoniak (NH 3) aus traditionellen und neuen Stallsystemen mit Untersuchungen im Bereich der Mastschweinehaltung. ­A groscope FAT Tänikon, Ettenhausen und Empa, Dübendorf, 108 p. ▪▪ Flesch T. K., Wilson J. D., Harper L. A. & Crenna B. P., 2005. Estimating gas emissions from a farm with an inverse-dispersion technique. Atmospheric Environment 39 (27), 4863–4874.

▪▪ Greatorex J. M., 2000. A review of methods for measuring methane, nitrous oxide and odour emissions from animal production activities. JTI Institutet för jordbruks- och miljötknik, JTI-rapport Lantbruk & Industri 274, Uppsala, 30 p. ▪▪ Hensen A., Groot T. T., van den Bulk W. C. M., Vermeulen A. T., Oelsen J. E. & Schelde K., 2006. Dairy farm CH 4 and N 2O emissions, from one square metre to the full farm scale. Agriculture, Ecosystems and Environment 112, 146–152.

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Conclusions Le système de détention à examiner et l’utilisation des résultats des mesures, entre autres, sont des facteurs déterminants lors du choix des méthodes, du concept et de la disposition des mesures (fig. 3). La méthode TracerRatio se prête à la quantification des émissions de NH3 provenant des systèmes de détention généralement construits actuellement, soit la stabulation libre à aération naturelle avec aire d’exercice extérieure. L’analytique en ligne permet de représenter, avec une haute résolution temporelle, les occurrences de courte durée et les variations au cours du jour. Les mesures dans des conditions de stabulation exigent des méthodes robustes et fiables. Les installations de mesure doivent être protégées contre les animaux et la saleté. Un recensement représentatif des émissions dans les étables ouvertes nécessite une résolution spatiale adéquate des lieux d’échantillonnage ainsi que des mesures de longue durée, en raison de la dynamique du débit d’air. Pour procéder à la déduction des facteurs d’émissions de NH3 pour un système de détention, il est nécessaire de répartir systématiquement sur l’année les mesures de plusieurs exploitations. La description et l’interprétation des conditions lors de la campagne de mesure impliquent la saisie de paramètres d’accompagnement adéquats. Afin d’améliorer la comparabilité et la validation des données d’émissions, les concepts et méthodes de mesure devraient être adaptés au niveau international.  n

Remerciements Ce projet a été cofinancé par l’Office fédéral de l’environnement OFEV.


Sistemi di detenzione e c­ oncetto di misurazione delle emissioni di ammoniaca in caso di ventilazione naturale Per migliorare i dati di base sulle emissioni di ammoniaca (NH3) riconducibili alla detenzione di bovini, è necessario definire i sistemi di detenzione rilevanti e un adeguato concetto di misurazione. Le statistiche e un sondaggio condotto tra gli esperti hanno dimostrato che in Svizzera la quota di aree di camminamento e di stalle a stabulazione libera è aumentata, dal 1990 ad oggi, dal 5 al 40 per cento. Quale situazione più frequente di detenzione a stabulazione libera per bestiame da latte, gli esperti hanno indicato la stalla, costituita da un unico edificio con ventilazione naturale, dotata di lettiera, di superfici di camminamento con rivestimento e di una corte limitrofa. Un concetto di misurazione per quantificare le emissioni va impostato in maniera da registrare le emissioni delle aree di camminamento e delle stalle a ventilazione naturale, senza interferire sull'attività degli animali o sul clima della stalla. Il tracer-ratio è il metodo che si è affermato per le misurazioni nelle stalle a ventilazione naturale. Esso consente di effettuare misurazioni in tempo reale e in condizioni analoghe a quelle che si riscontrano nella pratica. Per la definizione di coefficienti di emissione sono necessarie misurazioni in diverse aziende. La grande variazione climatica delle stalle con clima esterno nel corso dell'anno può essere rilevata attraverso misurazioni sistematiche. Delle misurazioni 24 ore su 24, nonché un'alta risoluzione temporale permettono di rappresentare sia l'andamento giornaliero, sia gli avvenimenti di breve durata. L'interpretazione di questi dati sulle emissioni richiede, in definitiva, la registrazione di parametri secondari rilevanti, con informazioni sugli animali, sul foraggiamento, sulla detenzione, sul grado di sporcizia delle superfici di camminamento nonché sulla gestione e sul clima.

▪▪ Mosquera J., Monteny G. J. & Erisman J. W., 2005. Overview and assessment of techniques to measure ammonia emissions from animal houses: the case of the Netherlands. Environmental Pollution 135, 381–388. ▪▪ Office fédéral de l‘agriculture, 2010. Rapport agricole 2010. ▪▪ Pedersen S., Takai H., Johnsen J. O., Metz J. H. M., Groot Koerkamp P. W. G., Uenk G. H., Phillips V. R., Holden M. R., Sneath R. W., Short J. L., White R. P., Hartung J., Seedorf J., Schröder M., Linkert K. H. & Wathes C. M., 1998. A comparison of three balance methods for calculating ventilation rates in livestock buildings. Journal of Agricultural Engineering Research 70 (1), 25–37.

Summary

Riassunto

Systèmes de détention et concept de ­m esure des émissions d'ammoniac en cas d’aération naturelle | Environnement

Housing systems and a concept to measure ammonia emissions in case of natural ventilation The relevant housing systems and a suitable measuring concept have to be defined in order to improve the data base for ammonia emissions (NH3) from cattle farming. Statistics and an expert survey show that the proportion of loose housing facilities and outdoor exercise areas in Switzerland increased from 5 % in 1990 to around 40 % in 2010. Experts identified the most common situation in dairy cattle loose housing as a naturally ventilated single-building stable with cubicles, solid floors and an outdoor exercise yard alongside. The design of a measuring concept to quantify emissions should represent emissions from naturally ventilated stables and outdoor exercise areas without influencing livestock activity or the stable climate. The tracer ratio method is established for measurements in naturally ventilated stables. This enables real-time measurements under practical conditions. To derive emission factors, measurements on several commercial farms are required. The great climatic variation in outdoor climate housing systems over the course of the year can be recorded by means of measurements spread systematically throughout the year. Measurements were taken over 24 hour periods as well as high temporal resolution map daily patterns and short-term events. The interpretation of these emission data requires to record relevant accompanying parameters with information on the animals, feeding, housing and traffic area soiling as well as on management and climate. Key words: ammonia emissions, dairy cattle, natural ventilation, measuring concept, measuring methods.

▪▪ Scholtens R. & Van't Ooster A., 1994. Performance and accuracy of methods for measuring natural ventilation rates and ammonia emissions from naturally ventilated livestock houses. In: European Society of Agricultural Engineers (EurAgEng). International Conference on Agricultural Engineering, 29. August to 01. September 1994. ▪▪ Schrade S., 2009. Ammoniak- und PM10-Emissionen im Laufstall für Milchvieh mit freier Lüftung und Laufhof anhand einer Tracer-Ratio-­M ethode. Dissertation, Christian-Albrechts-Universität Kiel, VDI-MEG 483. ▪▪ Schweizerischer Bauernverband 1991 – 2008: Statistische Erhebungen und Schätzungen über Landwirtschaft und Ernährung. Diverse Jahrgänge. Brugg.

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 170–175, 2011

175


P r o d u c t i o n

v é g é t a l e

L’évapotranspiration de référence et son ­application en agrométéorologie Pierluigi Calanca, Pascalle Smith, Annelie Holzkämper et Christof Ammann, Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zurich Renseignements: Pierluigi Calanca, e-mail: pierluigi.calanca@art.admin.ch, tél. +41 44 377 75 12

Vue du nord sur la parcelle expérimentale de Oensingen (prairie fauchée avec tracteur), où l'évapotranspiration a été mesurée durant ­p lusieurs années. (Photo: ART)

Introduction L’évapotranspiration potentielle est un paramètre important du cycle terrestre de l’eau. Elle désigne l’évaporation maximale possible, indépendamment de la quantité d’eau que les plantes ont effectivement à disposition. Elle est considérée comme l’indicateur du développement optimal de la végétation et joue un rôle capital pour l’évaluation des aptitudes climatiques d’une

176

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région pour l’agriculture (Calanca et Holzkämper 2010). L’appréciation de l’évapotranspiration potentielle est nécessaire notamment pour estimer le besoin en irrigation de l’agriculture (Fuhrer et Jasper 2009). Or, il n’est pas si simple de définir précisément l’évapotranspiration potentielle (Brutsaert 1982), car elle dépend non seulement des conditions de l’atmosphère et du sol, mais aussi des caractéristiques de la végétation. C’est la raison pour laquelle l‘Organisation des


Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) a introduit dans son rapport 56 sur l’irrigation et le drainage (Allen et al. 1998)1 le concept d’évapotranspiration de référence (ET0), c’est-à-dire l’évapotranspiration d’un peuplement végétal idéal, disposant d’eau à volonté (encadré 1). A partir de l’évapotranspiration de référence ET0, la méthode FAO permet de déduire, à l’issue de deux autres étapes, les pertes en eau effectives des prairies et des terres arables par évapotranspiration. La première étape nécessite des connaissances sur l’état de la végétation (hauteur du peuplement et indice de surface foliaire), afin de déterminer le «coefficient cultural» Kc, et donc l’évapotranspiration du peuplement concerné dans de bonnes conditions d’irrigation. Pour la deuxième étape, il s’agit, sur la base d’un bilan hydrique simplifié de la zone racinaire, d’introduire une limitation éventuelle de l’évapotranspiration par la sécheresse. Le calcul de l’ET0 s’effectue à l’aide de l’équation de ­Penman-Monteith (équation PM), considérée à plus d’un titre comme standard et recommandée par la FAO (Allen et al. 1998) comme unique formule de calcul. Des approches empiriques n’en restent pas moins très populaires dans la pratique, en Suisse également où les formules de Primault (1962 et 1981) et de Turc (1961) sont encore utilisées aujourd’hui par MétéoSuisse ou AGROMETEO2, la plateforme de vulgarisation Internet d’Agros cope.

Résumé

L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie | Production végétale

Le changement climatique place l’agriculture face à de nouveaux défis. Lorsqu’il s’agit de planifier les mesures d’adaptation, l’estimation du besoin en eau des prairies, des pâturages et des terres arables joue un rôle capital. L’évapotranspiration de référence, un concept introduit par l‘Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO, Food and Agriculture Organization) dans les années 1990, définit le potentiel d’évaporation d’un couvert végétal standard abondamment approvisionné en eau. Elle se calcule à partir de l’équation dite de Penman-Monteith et peut, comme le montre la présente étude, représenter très précisément comment évolue l’évapotranspiration d’une prairie sur le Plateau suisse dans des conditions quasiment optimales.

Encadré 1 | Propriétés de la surface de référence, Allen et al. (1998) Hauteur du peuplement, h:

12 cm ≡ 0,12 m

Indice de surface foliaire, LAI: 24 h, avec h en m ≡ 2,88 m2 m –2 Albédo, α:

0,23 ≡ 23 %

Résistance stomatique rl:

100 s m –1

Résistance superficielle rs:

2rl / LAI ≡ 70 s m –1

Résistance aérodynamique ra:

208 / u2 s m –1

1 Le rapport est également disponible sur Internet sous http://www.fao.org/ docrep/x0490e/x0490e00.htm ou www.kimberly.uidaho.edu/ref-et/fao56.pdf 2 http://www.agrometeo.ch

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 176–183, 2011

177


Production végétale | L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie

Encadré 2 | Formules sélectionnées pour le calcul de l’évapotranspiration potentielle

Penman-Monteith:

Priestley-Taylor (1972):

Turc (1961):

Primault (1962 et 1981):

Les méthodes de calcul empiriques sont moins exigeantes que l’équation PM en ce qui concerne les variables d’entrée (encadré 2) et peuvent très bien fournir de bons résultats à condition que les valeurs des paramètres aient été adaptées aux conditions locales. Leur application en dehors de la zone de validité paramétrée reste problématique. L’objectif de cette étude est d’expliquer brièvement le calcul de l’évapotranspiration de référence ainsi que ses possibilités d’application. Nous montrerons avec quelle fiabilité l’ET0 peut représenter l’évapotranspiration mesurée dans des conditions quasiment optimales. Par la suite, nous nous demanderons dans quelle mesure les approches simplifiées de Priestley et Taylor (1972), Primault (1962 et 1981) et Turc (1961) permettent d’obtenir un résultat similaire. Pour la comparaison, nous utilisons des mesures d’évapotranspiration et des variables déterminantes relevées à Oensingen (prairies de fauche, 47°17’N, 07°44’E, 450 m d’altitude, température annuelle moyenne de 9 °C, moyenne des précipitations annuelles de 1100 mm) dans le cadre d’un essai en plein champ mis en place sur plusieurs années (Ammann et al. 2009).

178

Recherche Agronomique Suisse 2 (4): 176–183, 2011

Dans ces équations, λ = 2,5 MJ kg –1 représente la chaleur latente d’évaporation, Cp = 1,004×10 –3 MJ kg –1 °C–1 la chaleur spécifique à pression constante, Δ (kPa °C–1) la pente de la courbe de pression de vapeur saturante comme fonction de la température T (°C) (équation 3), γ (kPa °C–1) la constante psychrométrique (équation 2), –2 –1 –2 –1 (MJ m d ) le rayonnement net, G (MJ m d ) le flux RN de chaleur du sol, ρa (kg m –3) la densité de l’air, ra (s m –1) la résistance aérodynamique et rc (s m –1) la résistance du peuplement, es (kPa) la pression de vapeur ­saturante et ea (kPa) la pression de vapeur réelle, RS (MJ m –2 d –1) le rayonnement global, RH (%) l’humidité relative, SSD (h d –1) la durée d’ensoleillement, j (–) un facteur saisonnier et C (–) une correction de l’altitude. Dans toutes les formules, les valeurs numériques ont été choisies de manière à obtenir des mm d –1 pour l’évapotranspiration. L’équation de Primault (1962 et 1981) a été convertie à une base journalière pour les calculs.

L’intention n’est pas de présenter la théorie en détails, ni de répertorier toutes les formules empiriques. Sur ce point, nous renvoyons aux publications de Brutsaert (1982), Schrödter (1985) et Jensen et al. (1990). Historique Le concept d’évapotranspiration potentielle a probablement été introduit par Thornthwaite (1948; Brutsaert 1982). Compte tenu des données disponibles à l’époque, il a établi une formule purement empirique, utilisée aujourd’hui encore aux Etats-Unis pour surveiller les cas de sécheresse3. Mais ce sont Penman (1948) et plus tard Monteith (1965), qui ont défini les principes théoriques conduisant au développement d’une méthode de calcul physique. L’équation PM qui porte leur nom (encadré 2) constitue aujourd’hui encore la base des simulations du processus d’évapotranspiration, ainsi que de la méthode développée par la FAO (Allen et al. 1998). Elle tient compte à la fois des conditions données par le bilan énergétique 3

http://drought.unl.edu/dm/monitor.html


L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie | Production végétale

de résultats convenables dans les conditions suisses 4, il a développé sa propre formule de calcul, utilisée encore aujourd’hui par MétéoSuisse sous une forme légèrement adaptée (Primault 1981; encadré 2). En Suisse, une autre formule est encore utilisée. Il s’agit de celle de Turc (1961; encadré 2). Bien qu’elle soit considérée comme une équation empirique, elle représente en principe une forme de l’évaporation en conditions d’équilibre et est donc équivalente à l’équation de Priestley et Taylor (1972).

20

RN [MJ m-2 d-1]

15 10 5 0 0

10

20 RS [MJ m-2 d-1]

30

3

L’équation FAO56 L’équation PM (encadré 2) peut être mise sous la forme suivante (FAO56) compte tenu des propriétés de la surface de référence (encadré 1):

G [MJ m-2 d-1]

2 1 0 -1 -2

(1)

-3 0

5

10

15

20

RN [MJ m d ] -2

-1

Figure 1 | Relation entre le rayonnement net (R N) et le rayonnement global (R S) (a), et entre le flux de chaleur du sol (G) et le rayonnement net (R N) (b) à Oensingen. Moyennes journalières observées pendant les mois d’avril à octobre de 2005 à 2009. Les lignes pleines représentent les droites de régression: a) R N = 0,529 R S – 0,466 avec r2 = 0,89; b) G = 0,159 R N – 0,987 avec r2 = 0,48. De plus, dans le diagramme a) la relation de Davies (1976, éq. 4) est indiquée par une ligne pointillée.

pour la surface du sol et des processus d’échange qui déterminent le flux de vapeur d’eau entre la végétation et l’atmosphère. A peu près à la même époque, Slatyer et McIlroy (1961) ont publié une monographie dans laquelle ils ont introduit le concept d’équilibre d’évaporation. Il s’agit de la dissipation d’eau potentielle dans une atmosphère en équilibre avec le sous-sol, compte tenu d’un apport constant d’énergie. Ce concept a fourni une base théorique à d’autres développements, notamment aux études de Priestley et Taylor (1972) sur l’évaporation dans des conditions d’advection minimale. La formule qu’ils ont proposée (encadré 2) s’est imposée autant dans la pratique que dans la recherche. Les premières études systématiques sur l’évapotranspiration potentielle en Suisse remontent à Primault (1962). Convaincu que ni l’approche de Thornthwaite (1948), ni celle de Penman (1948) ne pouvaient donner Primault n’était peut-être pas conscient que les mauvais résultats obtenus avec l’équation de Penman (1948) venaient avant tout d’un paramétrage insuffisant. En effet, à l’époque, Penman a actualisé plusieurs fois les valeurs des paramètres (cf. p. ex. Brutsaert 1982)

4 

sachant que RN désigne le bilan radiatif ou le rayonnement net (MJ m–2 d–1), G le flux de chaleur du sol (MJ m–2 d–1), T la température de l’air (°C), es la pression de vapeur saturante, ea la pression de vapeur réelle (kPa) et u2 la vitesse du vent (m s–1). De plus, (2) représente la constante psychrométrique (kPa °C–1) comme fonction de la pression atmosphérique p (kPa) avec les paramètres Cp = 1,004×10–3 MJ °C–1 kg–1 (chaleur spécifique à pression constante), e = 0,622 (rapport des masses molaires de la vapeur d’eau et de l’air sec), et λ = 2,5 MJ kg–1 (chaleur latente d’évaporation), tandis que (3) représente la pente de la courbe de pression de vapeur saturante comme fonction de la température (kPa °C–1). Pour évaluer l’équation (1), il est nécessaire de disposer des valeurs horaires ou journalières des variables en entrée. Tandis que les mesures de T (et par conséquent de es), ea, u2 et p sont effectuées de manière standard dans le cadre des réseaux de mesures de MétéoSuisse et d’AGROMETEO, le bilan radiatif et le flux de chaleur du sol ne sont que rarement observés directement. Par conséquent, il est important de les estimer le plus précisément possible, car, ils déterminent environ deux tiers du potentiel d’évaporation. Une compilation des formules utilisées pour le calcul de RN et G à partir des données météorologiques se trouve également dans Allen et al. (1998). Pour la pra- 

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Production végétale | L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie

6 Mesures ETo

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ET [mm d-1]

4 3 2 1 0 100

150

200

250

300

Jour de l'année Figure 2 | Evolution de l’évapotranspiration journalière sur le site d’Oensingen pendant la période d’avril à octobre 2006. En gris: évapotranspiration mesurée, avec comme hypothèse une incertitude relative des mesures de ± 15 %; en rouge: évapotranspiration de référence.

tique, il serait souhaitable de trouver des méthodes plus simples. Pour déterminer RN, l’approche de Davies (1967) s’impose au premier abord. Dans les limites de la période végétative, Davies part d’une relation linéaire indépendante du climat entre le rayonnement global RS et le rayonnement net RN. La linéarité tient à ce que les flux radiatifs à ondes longues (comme fonction de la température absolue élevée à la puissance quatre) varient nettement moins dans le temps que ceux à ondes courtes. L’albédo d’une surface avec couvert végétal sans neige peut également être considéré comme relativement constant. Sur la base des données provenant de quatorze stations dans le monde converties en MJ m –2 d –1, Davies (1967) a proposé l’équation suivante: RN = 0,617 RS – 1,004

(4)

qui reflète assez bien la relation observée sur le Plateau suisse sur le site d’Oensingen (fig. 1a). Il est possible d’obtenir une meilleure concordance en adaptant les paramètres de régression aux données de mesures locales ou régionales (RN = 0,529 RS – 0,466; r2 = 0,89), ce que montre également la figure 1a. En ce qui concerne le flux de chaleur du sol, Allen et al. (1998) recommandent de fixer G égal à zéro pour le calcul de l’ET0 sur une base journalière, ce qui se justifie car les flux de chaleur entre le jour et la nuit sont opposés et se compensent. Les données d’Oensingen mon-

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trent toutefois qu’il est plus pertinent d’exprimer G sous la forme d’une fonction linéaire de RN (fig. 1b). La droite de régression correspondante (G = 0,159 RN – 0,987; r2 = 0,48) est largement conforme à la règle de base souvent utilisée en microclimatologie, G ≈ 0,1 RN.

Méthode Evaluation Nous avons testé l’équation (1), en comparant les valeurs calculées pour ET0 avec les mesures de l’évapotranspiration réelle sur le site d’Oensingen (fig. 2). Il s’agit de données relevées en 2006 à l’aide de la technique dite d’Eddy-Covariance (Neftel et al., 2005) et dont le taux d’erreur relative est de 15 %. Le choix de l’année 2006 s’explique pour deux raisons. La première est que cette année-là, les conditions d’humidité du sol ont été pratiquement optimales durant toute la période végétative et que les conditions environnementales correspondaient donc à la définition de l’évapotranspiration de référence. La deuxième est que l’indice de surface foliaire était rarement supérieur à 3 m² m –2, soit souvent proche des 2,88 m² m –2 fixés dans la définition de la surface de référence (encadré 1). Les résultats de la figure 2 montrent qu’ET0 reproduit bien l’évapotranspiration mesurée durant la période d’avril à octobre. De ce fait, la méthode de calcul de l’évapotranspiration de référence peut être recommandée sans réserve pour la pratique. On peut néanmoins se


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6

5

5

4

4

ETPT [mm d-1]

ET0 [mm d-1]

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3 2

2

1

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0

0 0

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5

6

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5

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4 ETPr [mm d-1]

ETTu [mm d-1]

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0

0 2

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2 1

1

1

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1

0

0

ET mesurée [mm d-1]

ET mesurée [mm d-1]

Figure 3 | Comparaison des résultats de quatre formules avec l’évapotranspiration mesurée sur le site d’Oensingen. Moyennes journalières pour la période d’avril à octobre 2006. a) Evapotranspiration de référence (r2 = 0,88); b) Priestley-Taylor (r2 = 0,91); c) Turc (r2 = 0,87); et, d) Primault (r2 = 0,67). L’évaluation de l’évapotranspiration de référence et de Priestley-Taylor a été réalisée sur la base des paramétrages pour R N et G tirés de la figure 1.

demander si des méthodes de calcul plus simples (p. ex. Priestley et Taylor 1972) ou empiriques (Turc 1961; Primault 1962 et 1981) pourraient également fournir des résultats comparables. Sous la forme de diagrammes de dispersion, la figure 3 présente une comparaison directe de différentes formules de détermination avec les mesures effectuées à Oensingen. Il est possible d’identifier quelques tendances. La formule de Priestley et Taylor (1972) aboutit à un résultat relativement semblable à celui de l’équation FAO56, ce qui n’est pas étonnant car le terme lié au rayonnement dans l’équation (1) contribue pour environ deux tiers au potentiel d’évaporation, phénomène qui est pris en compte indirectement dans la formule de Priestley et Taylor (1972) par le facteur 1,26. La formule de Turc (1961) a elle aussi fourni des résultats similaires. Nous avons déjà mentionné dans le chapitre «Historique» que Turc (1961) ainsi que Priestley et Taylor (1972) sont en principe équivalents. Par conséquent, ce résultat n’a rien de surprenant non plus.

Il reste l’approche de Primault (1962 et 1981), qui reproduit le moins bien l’évapotranspiration observée. Les raisons qui expliquent ce résultat peuvent être de nature différente. D’une part, le choix des variables déterminantes joue un rôle. La durée d’ensoleillement, qui, autrefois, était la seule grandeur de rayonnement mesurée, exerce une influence moins directe sur l’évapotranspiration que RS ou RN. D’autre part, les mesures d’évapotranspiration dont disposait Primault à l’origine pour la mise au point empirique de sa formule, étaient sans doute chargées d’une part d’incertitude relativement importante. C’est la raison pour laquelle il serait opportun de procéder à une nouvelle évaluation des valeurs des paramètres. Pour estimer les besoins éventuels en irrigation (Fuhrer et Jasper 2009) il est intéressant de comparer les différentes approches en termes de pertes d’eau cumulées pendant la période végétative. Pour la période d’avril à octobre 2006, les mesures effectuées à Oensingen ont donné un résultat total de 501 mm. Les résultats 

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Production végétale | L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie

Figure 4 | Système dit d’Eddy-Covariance pour la mesure de l’évapotranspiration, constitué d’un anémomètre à ultrasons et d’un capteur à infrarouges. (Photo: ART)

correspondants pour l’évapotranspiration de référence selon FAO56, d’une part avec un paramétrage local pour RN et G, d’autre part avec RN selon Davies (1967) et G = 0, s’élèvent à 483 et 566 mm. Des calculs analogues avec les formules de Priestley-Taylor (1972), Turc (1961) et Primault (1962 et 1981) ont donné respectivement des valeurs de 574, 596 et 337 mm. Ceci montre que l’évapotranspiration de référence est celle qui s’écarte le moins des mesures sur le terrain, même en ce qui concerne les pertes totales.

Conclusions

Nous avons expliqué le concept d’évapotranspiration de référence et discuté l’application de l’équation FAO56. Nous avons montré que cette approche était en mesure de reproduire fidèlement l’évapotranspiration d’une prairie du Plateau suisse mesurée dans des conditions quasiment optimales. Les formules empiriques peuvent donner des résultats tout à fait utilisables pour des applications pratiques, comme l’a montré l’exemple d’Oensingen. La formule de Primault, la plus mal classée ici, pourrait aboutir à des résultats nettement meilleurs grâce à une nouvelle évaluation des paramètres et à l’introduction

Etant donné le peu de données disponibles, les approches empiriques étaient tout à fait justifiées autrefois. Mais aujourd’hui, plus rien ne devrait empêcher de passer à des méthodes de détermination physiques, car les données nécessaires sont soit directement disponibles ou peuvent être déduites avec une précision suffisante de valeurs de mesures opérationnelles, comme nous l’avons montré ici. Dans le contexte de la présente étude, il n’a pas été nécessaire d’approfondir l’évaluation de l’évapotranspiration selon Allen et al. (1998) en tenant compte d’un coefficient cultural Kc, car pendant la période sélectionnée, les caractéristiques de la végétation correspondaient à peu près à celles de la surface de référence. Ce point doit néanmoins être décidé au cas par cas. Il reste encore à étudier si la méthode FAO peut être appliquée de manière standard pour évaluer le besoin en eau des cultures fruitières et des vignes, soit dans des situations où la disposition des plantes impacte autant sur les propriétés des surfaces que sur les caractéristiques aérodynamiques de la surface évaporante. n

Pour l’estimation de l’évapotranspiration effective selon la FAO (Allen et al., 1998), il est également nécessaire d’adapter le coefficient de cultural Kc à cause de l’utilisation plus efficiente de l’eau par les plantes.

Remerciements Nos recherches sur le régime d’évapotranspiration des terres arables et des herbages ont lieu en partie dans le cadre des projets suivants: ACQWA (7e programme cadre de l’UE), AGWAM (Programme national de recherche PNR61, Gestion durable de l’eau) et AGRISK (Pôle de recherche national Climat, PRN Climat). Nous remercions l’Office fédéral de météorologie et de climatologie (MétéoSuisse) pour la mise à disposition des données météorologiques opérationnelles.

Résultats et discussion

5 

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de facteurs de correction (saison et altitude, cf. encadré 2). Par contre, il est évident que de telles approches pourront difficilement permettre d’estimer l’évapotranspiration potentielle à l’avenir sur la base de scénarios climatiques, car dans ce cas, la validité des paramétrages actuels ne sera plus garantie. En relation avec le changement climatique, quatre aspects doivent être pris en compte: (i) l’augmentation de la température; (ii) la baisse de l’humidité de l’air que cela pourra entraîner pendant la journée; (iii) une modification potentielle du régime de rayonnement; (iv) les effets de la hausse des concentrations de CO2 dans l’atmosphère, qui permettent une utilisation plus efficace de l’eau par les plantes. L’équation PM peut sans problème tenir compte de tous ces facteurs. L’équation FAO56 qui en découle le peut elle aussi, dans la mesure où les paramètres numériques sont adaptés à une réduction de la résistance stomatique due au CO2 (encadré 1)5.

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L'evapotraspirazione di riferimento e la sua applicazione nella me-teorologia agricola Il cambiamento climatico pone ­l'agricoltura di fronte a nuove sfide. Considerato il potenziale di eva­ porazione, nel programmare le misure d'adeguamento è particolarmente importante valutare il fabbisogno idrico di prati, pascoli e superfici ­campicole. L'evapotraspirazione di riferimento, un concetto introdotto negli anni novanta dall'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO) e presentato nella presente pubblicazione, definisce il potenziale di evaporazione da una vegetazione standard abbondantemente approvvigionata d’acqua. E ­ ssa viene calcolata sulla base della cosiddetta formula di Penman-Monteith e, come mostrato in questo lavoro, riproduce fedelmente l’evapotra­ spirazione osservata in condizioni pressoché ottimali in un prato dell'Altipiano svizzero.

Bibliographie ▪▪ Allen R. G., Pereira L. S., Raes D. & Smith M., 1998. Crop Evapotranspiration. Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56. Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations, Rome, 300 p. ▪▪ Ammann C., Neftel A., Spirig C., Leifeld J. & Fuhrer J., 2009. StickstoffBilanz von Mähwiesen mit und ohne Düngung. Agrarforschung 16 (9), 348–353. ▪▪ Brutsaert W., 1982. Evaporation into the Atmosphere. D. Reidel Publishing Company, Dodrecht, 299 p. ▪▪ Calanca P. & Holzkämper A., 2010. Conditions agrométéorologiques du Plateau suisse de 1864 à 2050. Recherche Agronomique Suisse 1 (9), 320–325. ▪▪ Davies J. A., 1967. A note on the relationship between net radiation and solar radiation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc . 93, 109–115. ▪▪ Fuhrer J. & Jasper K., 2009. Bewässerungsbedürfigkeit von Acker- und Grasland im heutigen Klima. Agrarforschung 16, 396–401. ▪▪ Jensen M. E., Burman R. D. & Allen R. G. (eds), 1990. Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements. ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 70. American Society of Civil Engineers, New York, 332 p. ▪▪ Monteith J. L., 1965. Evaporation and environment. pp. 205–234. In: G. E. Fogg (ed.) Symposium of the Society for Experimental Biology, The State and Movement of Water in Living Organisms, Vol. 19, Academic Press, Inc., NY.

Summary

Riassunto

L’évapotranspiration de référence et son ­a pplication en agrométéorologie | Production végétale

Reference evaporation and its application in agrometeorology Climate change places the agriculture in front of new challenges. An assessment of the water requirement of grassland, pasture and arable land on the basis of the evapotranspiration potential plays a central role in the planning of adaptation measures. The reference evaporation, a concept introduced in the 1990’s by the Food and Agriculture Organization (FAO) and presented in this paper, defines the evaporation potential of standard vegetation with an abundant water supply. It is determined on the basis of the so-called Penman-Monteith equation and, as demonstrated here, is able to accurately reproduce the evolution of the evaporative flux from grassland as observed on the Swiss Plateau under virtually optimum conditions. Key words: reference evapotranspiration, evapotranspiration potential, Penman-Monteith equation, crop water requirements, climate change.

▪▪ Neftel A., Ammann C., Calanca P., Flechard C., Fuhrer J., Leifeld J. & Jocher M., 2005. Treibhausgasquellen und -senken: Die «Kyoto-Wiese». Agrarforschung 12, (8), 356–361. ▪▪ Priestley C. H. B & Taylor R. J., 1972. On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather ­Review 100, 81–92. ▪▪ Primault B., 1962. Du calcul de l'évapotranspiration. Arch. Met. Geoph. Biocl. Series B 12, 124–150. ▪▪ Primault B., 1981. Extension de la validité de la formule suisse de calcul de l’évapotranspiration. Bericht der Schweizerischen Meteorologischen Anstalt (MeteoSchweiz) 103, 1–8. ▪▪ Schrödter H., 1985. Verdunstung. Anwendungsorientierte Messverfahren und Bestimmungsmethoden. Springer-Verlag, Berlin, 186 p. ▪▪ Slatyer R. O. & McIlroy I. C., 1961. Practical Microclimatology. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), ­M elbourne, Australia, 310 p. ▪▪ Thornthwaite, C. W., 1948. An approach toward a rational classification of climate. Geograp. Rev. 38, 55–94. ▪▪ Turc L., 1961. Evaluation des besoins en eau d’irrigation, évapotranspiration potentielle, formule simplifiée et mise à jour. Ann. Agron. 12, 13–49.

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S o c i é t é

Formation continue «prise en charge de personnes»: ­renforcer les prestations sociales en agriculture Ernst Bolliger, AGRIDEA Lindau, 8315 Lindau Renseignements: Ernst Bolliger, e-mail: ernst.bolliger@agridea.ch, tél. +41 52 354 97 23

Les conseillères agricoles lors d’une rencontre annuelle d’échanges.

Introduction Genèse de la formation Suite au symposium d’Eggiwil en 1998, 24 femmes et hommes ont participé à un cours AGRIDEA organisé dans l’Emmental en mai 1999, sur le thème de l’accueil spécialisé à la ferme. Il est ressorti clairement de cette journée que la demande pour des places d’accueil était en augmentation et que pour y répondre, les familles paysannes souhaitaient une formation spécialisée et un groupe de discussion pour échanger leurs expériences pratiques.

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Dans un premier temps, AGRIDEA a mis sur pied un projet cadre «Formation en prestations d’accueil spécialisé», en collaboration avec des acteurs du domaine social. La même formation a été donnée en 2001 par l’Inforama Emmental et la Berufs-, Fach- und Fortbildungsschule BFF et a pris comme modèle la formation offerte par «Verein heilpädagogischer Grossfamilien». Dès 2002, deux autres formations ont vu le jour en Suisse orientale et en Argovie, associant toujours les partenaires des formations continues agricoles et sociales. Cette collaboration permet de conjuguer les réalités propres à l’agriculture et aux régions rurales avec les compétences du


Formation continue «prise en charge de personnes»: ­r enforcer les prestations sociales en agriculture | Société

Résumé

domaine social. Les groupes d’accompagnement régionaux assurent la mise en réseau des offres de formation continue avec les autorités cantonales, les organismes de placement et d’autres groupes d’intérêt. Parallèlement à cela, AGRIDEA organise une rencontre annuelle entre les prestataires régionaux. Les échanges de savoirs et d’expériences contribuent à maintenir et améliorer la qualité des formations. La charte «Offres de formation continue pour les prestations d’accueil spécialisé» contient les lignes directrices recommandées pour la mise en œuvre et la promotion des formations (encadré 1). Des priorités dans les offres régionales Les offres de formation existent dans les cantons de Berne, en Suisse orientale et en Argovie. En Suisse romande, une formation comparable est en préparation. Les offres régionales se différencient par leur orientation vers des groupes-cibles différents et par leur durée. Les groupescibles peuvent être des enfants ou des jeunes, des personnes âgées, des personnes souffrant d’un handicap physique ou psychique, des personnes toxicodépendantes ou des délinquants, voire aussi des personnes d’une autre culture. La durée de la formation varie de 30 à 40 jours conformément aux recommandations de la charte. Deux autres offres spécialisées dans l’accueil d’enfants et de jeunes sont également proposées, dont une en cours d’emploi, d’une durée de 15 jours (Curaviva, Lucerne). L‘Association «tipiti» offre avec trois autres organisations, dont l’Association suisse pour les enfants en placement (Pflegekinder-Aktion Schweiz), une offre similaire mais sur 45 jours. Hormis les aspects théoriques et techniques, ces formations se construisent sur les questions et les expériences des participantes et participants. Financement de la formation et défraiement des prestations d’accueil Les formations régionales sont financées par les taxes d’inscription, le sponsoring et les contributions cantonales. Selon les régions, les participantes paient entre Fr.  1500.– et 6000.– pour la formation complète, soit Fr.  50.– à 150.– par jour. Certaines participantes ont pu bénéficier de bourses octroyées par des fondations. Les défraiements pour les prestations d’accueil varient énormément selon les cantons et le groupe-cible concerné; ils se situent entre Fr. 60.– et 130.– par jour. Il existe un grand nombre d’organisations de placement, mais aucune ligne directrice ferme concernant les rémunérations. Toutefois, les diplômées et diplômés de la formation peuvent prétendre à une rémunération plus élevée que les prestataires sans qualification équivalente.

Depuis plus de dix ans, des formations continues sur la prise en charge de personnes (accueil spécialisé) sont proposées par les centres régionaux de formation agricole, en collaboration avec une (Haute) Ecole sociale. Selon les spécificités régionales, les offres se distinguent par leur durée et le choix d’un ou plusieurs groupes-cibles. Toutes visent le même but: l’acquisition de savoir pour une prise en charge adéquate d’«hôtes» au sein de la famille, avec accompagnement professionnel d’une institution de placement. Les offres régionales se fondent sur des valeurs et des critères de qualité définis dans une charte commune. Dans la plupart des régions, des groupes de travail réunissant les diplômées se sont créés afin de favoriser les échanges d’expériences. Au niveau national, les conseillères agricoles impliquées dans la formation coordonnent, évaluent et adaptent chaque année les différentes offres. Pour de nombreuses exploitations agricoles, les prestations d’accueil spécialisé représentent une part importante de l’activité. Ces prestations n’ont pas seulement une im­portance économique, elles ont aussi un impact sur le déroulement de la journée et la présence du couple d’exploitants. Le présent rapport est fondé sur les expériences pratiques (learning by doing) et le raisonnement inductif, il reflète les méthodes expérimentales ou empiriques, formes reconnues de la recherche.

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Société | Formation continue «prise en charge de personnes»: ­r enforcer les prestations sociales en agriculture

Encadré 1 | La charte «Offres de formation continue en accueil spécialisé» La charte comprend une introduction soulignant son but et l’importance de la prise en charge dans les familles paysannes en milieu rural. Elle présente ensuite les différents acteurs de la prise en charge avec leurs fonctions spécifiques, donnant ainsi un aperçu clair du réseau. Elle décrit encore les buts de la formation et les objectifs d‘apprentissage puis définit quatre valeurs fondamentales. Finalement, elle précise les caractéristiques des offres de formation continue. Si les responsables des formations ont validé son contenu; la charte doit être signée par tous les partenaires, soulignant ainsi l’engagement de toutes et tous. Table des matières de la charte «Offres de formation continue en accueil spécialisé» 1. But de la charte. 2. lmportance de la prise en charge dans les familles paysannes en milieu rural.

Encadré 2 | La formation en un coup d’œil (exemple du canton de Berne) La formation comprend 40 jours de cours ­répartis sur 4 semestres (2 ans). • Le premier semestre traite du rôle, de la clarification du mandat, de la planification du séjour et des journées, de la mise en réseau, de la communication et de la collaboration avec les offices spécialisés et les autorités. • Le cycle de vie, les hypothèses pédagogiques de base et la famille en tant que système sont les sujets du deuxième semestre. • Le troisième semestre se concentre sur les besoins spécifiques des différents groupes-cibles. Dans la

Encadré 3 | L’objectif de formation (exemple du canton de Berne) Conformément aux instructions transmises par l’institution de placement, les personnes diplômées sont capables d’offrir, dans le cadre familial, un accompagnement, une assistance et un soutien professionnels adéquats à des personnes ayant des besoins spécifiques. Elles sont préparées aux changements de la vie familiale occasionnés par l’intégration d’une personne extérieure à celle-ci.

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3. Les acteurs (fonctions et domaines de responsabilité): Les personnes placées/la famille d’origine/la ­famille d’accueil/l’organisation de placement/les prestataires de formation/les organismes publics (organismes de placement, les services sociaux, etc.)/les instances de contrôle. 4. L’offre de formation continue en accueil spécialisé. 4.1 Buts et compétences à développer. 4.2 Les valeurs qui sous-tendent l’offre de ­formation: liée à la pratique, fondée, indépendante et reconnue. 4.3 Les critères de qualité de la formation: La gestion du cours/les intervenants/ les participants/le groupe d‘accompagnement & organe de contrôle: transparence/gestion des conflits/évaluation & contrôle/formation continue & échanges d‘expériences/mise en réseau à l’échelle nationale. 5. Les devoirs des organisations de formation.

partie organisation des journées, la réflexion sur sa propre manière de faire tient une place prépondérante. • Finalement, le quatrième semestre traite de l’assurance qualité et de la gestion de situations difficiles (conflits, violence). Il comprend la rédaction d’un travail de fin d’études et prévoit du temps pour approfondir certains thèmes. Parmi les prérequis pour l’obtention du certificat figurent une expérience d’accueil d’au moins 6 mois durant la formation, une présence de 85 % aux cours, un résultat positif au travail intermédiaire et au travail de fin d’études de même qu’une évaluation globale positive.


Formation continue «prise en charge de personnes»: ­r enforcer les prestations sociales en agriculture | Société

Encadré 4 | Les atouts de la formation Ruth et Werner Kobel-Hofer vivent avec leurs trois enfants et la grand-mère paternelle dans leur ferme en Emmental. Stefan habite avec eux depuis trois ans. Il vit avec un handicap. C’est la Société d’économie et d’utilité publique du canton de Berne qui l’a placé chez eux. Stefan est intéressé par l’exploitation agricole, mais pas du tout par les tâches ménagères. «On a dû faire avec. Les personnes avec un handicap ont tout autant le droit de participer aux décisions. Rien ne nous permet de disposer d’eux ni de leur imposer notre volonté. Il faut bien évidemment définir un cadre et des règles précis. L’hygiène personnelle quotidienne, les bonnes manières, le comportement sont des points de discussion de tous les jours. Mais cela concerne tous les membres de la famille et pas seulement la personne placée.» «Dans la gestion du quotidien et le travail de prise de charge, je sentais qu’il me manquait régulièrement des

connaissances pour agir et réagir émotionnellement de manière mesurée. C’est entre autres pour cela que j’ai pris la décision de suivre la formation Accueil spécialisé en milieu rural.» «Cette formation m’a beaucoup enrichie. Les connaissances acquises dans les domaines de la pédagogie sociale et curative, la psychologie et la sociologie, mais aussi les échanges avec les autres personnes dans ma situation m’ont énormément apporté. C’est cette raison qui m’a poussée à m’engager dans le Groupe de travail sur l’accueil spécialisé. Nous approfondissons nos connaissances, apprenons de nouvelles choses, nous renforçons notre confiance en nous-mêmes par les échanges réciproques sur nos expériences. Dans ce groupe de travail, nous établissons avec notre conseillère, Marlies Budmiger, un programme annuel qui correspond à nos besoins et à nos intérêts».

Ruth et Werner Kobel-Hofer, et Stefan

Tableau 1 | Nombre de personnes ayant obtenu le certificat par région Sessions

1

2

3

4

5

6

7

8

Total = 15 sessions

16

12

12

10

130

Durée Emmental

40 jours

21

18

19

22

Argovie

30 jours

13

15

10

11

Suisse orientale

40 jours

25

21

13

49 59

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Société | Formation continue «prise en charge de personnes»: ­r enforcer les prestations sociales en agriculture

Tableau 2 | Six observations sur le thème «Engagement social comme revenu complémentaire» Observation 1: Relation

Prise en charge ou ouvrier? Relation de travail ou travail relationnel?

Observation 2: Groupes-cibles

Prise en charge: personnes âgées et handicapées Education: jeunes et enfants placés Réintégration: anciens drogués ou jeunes en remise de peine

Observation 3: Le déracinement (une analogie)

Les racines blessées ont une influence sur la croissance, la floraison et la résistance aux maladies de la plante. Lorsque l’on transplante des végétaux, il faut faire particulièrement attention en phase de croissance et durant les week-ends et les vacances (arrosage), et lors de l’hivernage et du transfert en pleine terre.

Observation 4: Prise en charge à la ferme – particularités

L’engagement social est tout aussi important que le revenu complémentaire. La famille paysanne met son «capital social» à disposition (structure familiale, compétences sociales, l’espace dans la maison, intégration active dans le village, la commune). Le travail avec des êtres humains n’admet pas l’expérimentation débridée. La prise en charge exige une présence continue (week-ends, vacances, soirées...). Le succès se mesure sur le long terme et répond à des critères particuliers. L’accueil spécialisé a une incidence sur le réseau social (voisinage, village, commune).

Observation 5: Accueil spécialisé = travail en réseau

La famille paysanne et la personne accueillie sont au centre d’un réseau de relations avec la famille d’origine, les organismes de placement, l’assistance publique, les services sociaux, l’office de la jeunesse, les institutions de formation, les groupes d’échange d’expériences, l’école, l’AVS et AI, les remplaçants du week-end, etc. Cela requiert d’excellentes compétences en communication de la part de la famille d’accueil.

Observation 6: Bien se tester

EIE L’«étude d’impact sur l’environnement» en trois étapes: • l’examen des compétences personnelles; • le test d’intégration de la famille; • le test d’impact social.

Résultats Toutes les formations octroient un certificat sur la base de l’évaluation du participant. Les objectifs de la formation englobent les connaissances indispensables à une prise en charge de même que le savoir-être de chacun-e. Actuellement, plus de 200 personnes (dont env. 80 % de femmes) ont terminé une formation régionale dans un des 15 cours proposés au total. Le nombre moyen de participants par classe a chuté de 20 à 15 depuis la première session, ce qui n’est pas sans conséquence sur le financement de la formation. Focus sur l’assurance qualité Pour les responsables des différentes formations en accueil spécialisé, l’assurance qualité est un thème récurrent. Dans chaque région, un groupe d’accompagnement composé de représentants des autorités, des institutions de placement et d’autres groupes d’intérêt a été mis sur pied. Les questions les plus fréquemment abordées touchent à la répartition des compétences et la transparence des prestations. Dans le cadre de l’accueil spécialisé, la répartition claire des rôles signifie que chaque acteur se concentre sur ses tâches: les autorités sur les décisions et le cadre légal; les organisations de placement sur le choix judicieux des familles d’accueil et leur accompagnement; les prestataires de formations sur la formation continue et les familles d’accueil sur la prise en charge.

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Les groupes de travail au sein desquels les familles d’accueil peuvent échanger font partie de la formation continue, mais l’accompagnement des familles sur leur lieu de vie est de la compétence des organisations de placement. Il est dès lors indispensable que les différentes prestations (formation continue, accompagnement, prise en charge) fassent l’objet d’une communication claire. La charte «Offres de formation continue en accueil spécialisé» est un élément déterminant de l’assurance qualité. Elle a été développée par les responsables des formations à partir de leur propre pratique et des expériences d’autres prestataires. Bien qu’elle serve de fil conducteur, elle conserve un caractère indicatif et non contraignant. Son contenu s’inspire des «Exigences à l’égard des organisations de placement familial dans le domaine de l’aide aux enfants et à la jeunesse» d’INTEGRAS et du label de l’OPF. Le rôle de surveillance des formations régionales incombe aux services sociaux n cantonaux.

Remarque sur la méthode Les expériences présentées dans cet article se basent sur la pratique et les connaissances acquises par les conseillères agricoles dans le cadre de la formation continue en accueil spécialisé. Lors des rencontres annuelles, ces dernières présentent et analysent leurs expériences pratiques. Les sujet traités englobent autant le concept pédagogique que la mise en réseau avec des partenaires importants, les aspects financiers et juridiques ainsi que les questions d’assurance qualité. Les aspects de coopération et de concurrence ne sont pas exclus de ces discussions.


Formazione continua nei servizi di assistenza: rafforzare le competenze per le prestazioni sociali in agricoltura Da più di dieci anni, i centri regionali per la formazione agricola, in collaborazione con le scuole pedagogiche superiori, offrono una formazione mirata a fornire conoscenze e competenze per l’accoglienza di persone con bisogni specifici. I corsi di formazione dei centri regionali si distinguono nella durata e si rivolgono a uno o più gruppi, in funzione delle necessità regionali. Tutte le offerte hanno un unico obbiettivo: acquisire la capacità per prendersi cura in modo competente di un «ospite» nella propria famiglia, accompagnati da esperti di un’organizzazione designata. Le offerte regionali si basano su valori e criteri di qualità che devono essere definiti congiuntamente in una Charta. Nella maggior parte delle regioni della Svizzera, i partecipanti hanno creato dei gruppi di lavoro per condividere e le proprie esperienze. Le consulenti agrarie di tutta la Svizzera, impegnate in questi progetti di formazione continua, si incontrano ogni anno per coordinare, discutere ed ampliare l'offerta formativa. Questi servizi di accoglienza sono diventate in alcune regioni della Svizzera una risorsa importante per molte aziende agricole. Il loro impatto non è confinato solo alla sfera economica ma va a toccare anche lo svolgimento della giornata lavorativa ed influisce sulla presenza dei gestori. Questo rapporto si basa su esperienze applicative e conoscitive e riflessioni pratiche intese come forma di ricerca particolare.

Summary

Riassunto

Formation continue «prise en charge de personnes»: ­r enforcer les prestations sociales en agriculture | Société

Advanced training for caring services at the farm For more than ten years some regional agricultural training and extension centers in cooperation with a college of social studies offer an advanced training on «green care» (caring services at the farm). The regional trainings differ in their duration and in the orientation to one or several focus groups of people to be taken care of – according to the regional context. All offers are striving for the same goal: competency development for a high quality care of «guest persons» in the own family under professional coaching of a recognized organisation. The regional trainings are based on the same values and quality criteria that are stipulated in a commonly formulated Charta. In most of the regions, the graduates started to form quality circles to share and reflect their own experience. From all over Switzerland, the agricultural extension staffs (women) engaged in this training meet annually to coordinate, reflect and further develop the training concept. In several regions of Switzerland, caring services at the farm have evolved into an important element in the puzzle of the farming system. Not only is caring at the farm financially important, it also has a major impact on the daily rhythm and the presence at home of the farming family. Knowledge and learning from experience are the source of this report – reflecting practical experience understood as a special form of research. Key words: caring services at farm, training, coaching, quality standards, out-of-home child and youth care.

Bibliographie ▪▪ Inforama. Konzept der Ausbildung Betreuung im ländlichen Raum (ABL). http://www.vol.be.ch/site/kurskonzept_11 – 12.pdf ▪▪ Integras. Exigences à l’égard des organisations de placement familial dans le domaine de l’aide à l’enfant et à la jeunesse. http://www.integras.ch/2005_index_FR.htm ▪▪ Integras. Label OPF – Sécurité dans le placement familial. http://www.integras.ch/2005_index_FR.htm ▪▪ Quality4children http://www.quality4children.ch/media/pdf/q4cstandards-französisch.pdf ▪▪ SOCIALinfo. Dictionnaire suisse de politique sociale. http://www.socialinfo.ch

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P o r t r a i t

La science à la porte de l’étable «Complètement énervée, j’ai coupé le toupillon souillé de la queue de la vache», se souvient Sabine Schrade. «C’était lors de l‘examen d‘apprentissage d’agricultrice dans l‘Ostfriesland.» Sabine Schrade en rougit encore légèrement aujourd‘hui: «La vache devait être préparée pour les enchères et ne se tenait tout simplement pas tranquille», explique-t-elle. Elle n’en est pas moins contente d’avoir d’abord fait cette formation après son baccalauréat. Elle connaît le fonctionnement des exploitations et sait ce qui se passe dans la pratique agricole. «Dans l’exploitation où j’ai fait mon apprentissage, on a beaucoup bricolé et improvisé. Cette expérience m’aide aussi pour les essais, lorsqu’il s’agit de trouver des solutions pour adapter les installations expérimentales aux étables». Elle ne regrette donc pas d’avoir fait le détour par l’apprentissage, ni l‘anecdote avec la queue de cette vache. Après son apprentissage, Sabine Schrade a commencé des études d’agronomie à l’Université de Hohenheim. Elle a rédigé son master sur le temps de travail nécessaire dans l’élevage de vaches-mères en 2004 en Suisse à la station de recherche Agroscope ReckenholzTänikon ART. Cette recherche réalisée à Tänikon dans des conditions proches de la pratique lui a convenu: divers stages post-diplômes dans le domaine de la technique des procédés en production animale ont suivi, pour aboutir à une thèse intitulée «Emissions d’ammoniac et de PM10 dans les stabulations libres de vaches laitières avec aération naturelle et aire d’exercice extérieure, à l’aide de la méthode Tracer-Ratio», thèse qu’elle a terminée en 2009 à l‘Université Christian-Albrecht de Kiel. Les mesures d’émissions effectuées en collaboration avec l‘Empa dans six exploitations de vaches laitières ont exigé sa présence à l’étable et au laboratoire, parfois presque 24 heures sur 24. Le lien étroit entre science et pratique a continué de plaire à Sabine Schrade. Meilleure qualité de l'air grâce à l'amélioration de la technique d'évacuation du fumier Actuellement, Sabine Schrade occupe un poste de collaboratrice scientifique à ART et s’occupe du projet de réduction des émissions mandaté par l’Office fédéral de l’environnement OFEV. Le but est de réduire au maximum les pertes d’ammoniac dans les étables. Une étable d’essai pilote pour bovins est en projet pour mesurer les émissions, explique la jeune femme. Cette étable doit permettre à ART, en collaboration avec des entreprises, de développer et d’étudier les mesures techniques et

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architecturales susceptibles de réduire les émissions. La jeune femme de 32 ans évoque les projets de développement: «Concrètement, on pourrait par exemple envisager des racleurs automatiques d’évacuation du fumier, respectueux des animaux, adaptés au revêtement des sols d’étables, qui nettoient mieux et plus fréquemment les surfaces de circulation». Cette recherche s’appuie sur les objectifs environnementaux formulés par l’OFEV et l’Office fédéral de l’agriculture OFAG en 2008, qui fixent notamment une réduction des émissions d’ammoniac de 40 %. Ces objectifs sont complétés par les programmes de ressources des cantons.1 «L’ammoniac provient essentiellement de la détention d’animaux de rente. Outre l’épandage et le stockage, la stabulation contribue en grande partie aux émissions d‘ammoniac», explique la scientifique. Sabine Schrade a grandi dans un petit village du Jura souabe, dans le Bade-Wurtemberg. Dès son plus jeune âge, elle aidait dans l’exploitation de ses grands-parents. Aujourd’hui encore, elle aime donner un coup de main à l’étable ou pour les travaux des champs lorsqu’il le faut. Bien qu’elle retourne régulièrement dans le Jura souabe, Sabine Schrade se plait beaucoup en Thurgovie. La proximité des montagnes convient bien à cette passionnée de ski et d‘alpinisme. Lors de ses randonnées, la jeune femme photographie souvent les vaches à l’alpage, et ajoute qu’en fait, elle aime bien les vaches, malgré l’histoire du toupillon coupé. Etel Keller-Doroszlai, Station de recherche Agroscope ReckenholzTänikon ART, 8356 Ettenhausen Pour plus d’informations: www.blw.admin.ch > Thèmes> Programme sur l‘utilisation durable des ressources naturelles

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A c t u a l i t é s

Aktuell Actualités Référence bibliographique omise Dans l’éditorial du numéro de Recherche Agronomique Suisse de février 2011, je me suis appuyé sur le livre ­System­Innovation – die Welt neu entwerfen de Bruno Weisshaupt. J’ai par erreur omis de mentionner cette référence dans l'éditorial et m'en excuse. L’auteur est le directeur de l’entreprise origo SA et plaide dans son livre­ instructif pour une nouvelle approche et une nouvelle vision du système, qui s’orienterait de manière systématique sur les besoins du marché et de l’utilisateur et libérerait ainsi réellement un potentiel d’innovation. Le livre publié en 2006 est disponible chez l’éditeur Orell Füssli. Urs Gantner, OFAG

AgRAR foRSchung Schweiz RecheRche AgRonomique SuiSSe

Informations actuelles de la recherche pour le conseil et la pratique : Recherche Agronomique Suisse paraît 10 fois par année et informe sur les avancées en production végétale, production animale, économie agraire, techniques agricoles, denrées alimentaires, environnement et société. Recherche Agronomique Suisse est également disponible on-line sous www.rechercheagronomiquesuisse.ch

AU

VE NOU

Commandez un numéro gratuit ! Nom / Société Recherche Agronomique Suisse / Agrarforschung Schweiz est une publication des stations de recherche agronomique Agroscope et de leurs partenaires. Les partenaires sont l’office fédéral de l’agriculture ofAg, la haute école suisse d’agronomie de zollikofen heSA, AgRiDeA Lausanne & Lindau et l’ecole polytechnique fédérale de zurich eTh zürich, Department of agricultural and foodscience. Agroscope est l’éditeur. cette publication paraît en allemand et en français. elle s’adresse aux scientifiques, spécialistes de la recherche et de l’industrie, enseignants, organisations de conseil et de vulgarisation, offices cantonaux et fédéraux, praticiens, politiciens et autres personnes intéressées.

Prénom Rue/N° Code postal / Ville Profession E-Mail Date Signature Talon réponse à envoyer à : Rédaction Recherche Agronomique Suisse, Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Case postale 64, 1725 Posieux, Tél. +41 26 407 72 21, Fax +41 26 407 73 00, e-mail: info@rechercheagronomiquesuisse.ch www.rechercheagronomiquesuisse.ch

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A c t u a l i t é s

Nouvelles publications

Rapport ART 736

Prestations environnementales de l’agroforesterie Importance des arbres dans l’agriculture pour la protection des eaux et des sols, du climat, de la biodiversité et pour l’esthétique du paysage

Février 2011

Prestations environnementales de l’agroforesterie

Rapport ART 737

Rentabilité de la para-agriculture sur la base de l’exemple de la vente directe

Octobre 2010

Rentabilité de la ­para-agriculture sur ­ la base de l’exemple de la vente directe

Auteurs

Auteurs Alexandra Kaeser, João Palma (ISA-UTL, Lissabon), Firesenai Sereke, Felix Herzog, ART felix.herzog@art.admin.ch Impressum Edition: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Traduction Regula Wolz, ART Les Rapports ART paraissent environ 20 fois par an. Abonnement annuel: Fr. 60.–. Commandes d‘abonnements et de numéros particuliers: ART, Bibliothèque, 8356 Ettenhausen T +41 (0)52 368 31 31 F +41 (0)52 365 11 90 doku@art.admin.ch Downloads: www.agroscope.ch

Fig. 1: Merisiers plantés en lignes sur bandes fleuries dans les champs et destinés à la production de bois d’œuvre en Allemagne (Photo: Alexander Möndel, Landratsamt Constance).

Les arbres font bien plus que produire du bois et des fruits. Ils façonnent le paysage et fournissent d’importantes prestations écologiques. Toutefois, dans les dernières décennies, de nombreux arbres, notamment des arbres fruitiers hautes-tiges ont disparu du paysage. Pour doter à nouveau les surfaces agricoles d’arbres, des systèmes agroforestiers modernes ont été conçus (cf. figure 1). Les arbres y sont généralement disposés en lignes dans des champs et sur des herbages et servent à la production de bois d’œuvre ou de fruits. Les systèmes agroforestiers modernes fournissent des prestations écologiques en partie semblables à celles des vergers traditionnels d’arbres fruitiers hautes-tiges.

Les arbres emmagasinent le carbone, protègent les sols de l’érosion et réduisent le lessivage des éléments nutritifs et des pesticides dans les eaux souterraines et les cours d’eau. Les régions cibles dans lesquelles l’agroforesterie peut être avantageuse sur le plan écologique, se situent surtout dans les zones de grandes cultures du Plateau. Les arbres dans les terres cultivées peuvent accroître la diversité des espèces. Une aide à l’aménagement sous forme de check-list montre comment agencer les systèmes agroforestiers au bénéfice des oiseaux vivant dans les vergers et à la lisière des forêts, et en faveur de la protection de la nature. Les arbres et un aménagement du système en conséquence valorisent le paysage.

ISSN 1661-7576

Rapport ART 736 Les arbres font bien plus que produire du bois et des fruits. Ils façonnent le paysage et fournissent d’importantes prestations écologiques. Toutefois, au cours des dernières décennies, de nombreux arbres, notamment des arbres fruitiers à hautes-tiges ont disparu du paysage. Pour doter à nouveau les surfaces agricoles d’arbres, des systèmes agroforestiers modernes ont été conçus. Les arbres y sont généralement disposés en lignes dans des champs et sur des herbages et servent à la production de bois d’oeuvre ou de fruits. Les systèmes agroforestiers modernes fournissent des prestations écologiques en partie semblables à celles des vergers traditionnels d’arbres fruitiers à hautes-tiges. Les arbres emmagasinent le carbone, protègent les sols de l’érosion et réduisent le lessivage des éléments nutritifs et des pesticides dans les eaux souterraines et les cours d’eau. Les régions cibles dans lesquelles l’agroforesterie peut être avantageuse sur le plan écologique se situent surtout dans les zones de grandes cultures du Plateau. Les arbres dans les terres cultivées peuvent accroître la diversité des espèces. Une aide à l’aménagement sous forme de check-list montre comment agencer les systèmes agroforestiers au bénéfice des oiseaux vivant dans les vergers et à la lisière des forêts, et en faveur de la protection de la nature. Les arbres et un aménagement du système en conséquence valorisent le paysage. Alexandra Kaeser, João Palma (ISA-UTL, Lissabon), Firesenai Sereke, Felix Herzog, ART

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Schmid Dierk, ART dierk.schmid@art.admin.ch, Peter Lenggenhager, Bischofszell Nahrungsmittel AG, CH-9220 Bischofszell, Emil Steingruber, Schweizerische Hochschule für Landwirtschaft SHL, CH-3052 Zollikofen Impressum Edition: Station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Traduction Regula Wolz, ART Les Rapports ART paraissent environ 20 fois par an. Abonnement annuel: Fr. 60.–. Commandes d‘abonnements et de numéros particuliers: ART, Bibliothèque, 8356 Ettenhausen T +41 (0)52 368 31 31 F +41 (0)52 365 11 90 doku@art.admin.ch Downloads: www.agroscope.ch ISSN 1661-7576

Le produit de la vente directe est très peu significatif dans de nombreuses exploitations. Photo: Dierk Schmid, ART Depuis les années 1990, le nombre d’exploitations pratiquant la vente directe a nettement augmenté parmi les exploitations du Dépouillement centralisé. Depuis 2003, l’évolution n’est toutefois plus aussi dynamique. La vente directe se pratique avant tout dans la région de plaine et la région de montagne à cause de la proximité des agglomérations ou du tourisme. Les exploitations biologiques écoulent davantage leurs produits en vente directe que les exploitations non biologiques. En termes de types d’exploitation, les exploitations spécialisées avec production fruitière et maraîchère et les exploitations

axées sur la production de viande sont celles qui se démarquent. Les exploitations spécialisées dans la commercialisation du lait ou l’élevage de vaches mères pratiquant la vente directe n’obtiennent pas d’avantages en termes de revenus par rapport à leurs collègues. Les exploitations qui pratiquent la vente directe se distinguent des autres exploitations en premier lieu par la structure de leurs coûts et de leurs prestations. Elles réalisent généralement une prestation brute plus élevée, mais ont également des coûts réels plus élevés du fait de coûts de main-d’œuvre plus importants.

Rapport ART 737 Depuis les années 1990, le nombre d’exploitations pratiquant la vente directe a nettement augmenté parmi les exploitations du Dépouillement centralisé. Depuis 2003, l’évolution n’est toutefois plus aussi dynamique. La vente directe se pratique avant tout dans la région de plaine et la région de montagne à cause de la proximité des agglomérations ou du tourisme. Les exploitations biologiques écoulent davantage leurs produits en vente directe que les exploitations non biologiques. En termes de types d’exploitation, les exploitations spécialisées avec production fruitière et maraîchère et les exploitations axées sur la production de viande sont celles qui se démarquent. Les exploitations spécialisées dans la commercialisation du lait ou l’élevage de vaches mères pratiquant la vente directe n’obtiennent pas d’avantages en termes de revenus par rapport à leurs collègues. Les exploitations qui pratiquent la vente directe se distinguent des autres exploitations en premier lieu par la structure de leurs coûts et de leurs prestations. Elles réalisent généralement une prestation brute plus élevée, mais ont également des coûts réels plus élevés du fait de coûts de main-d’oeuvre plus importants. Dierk Schmid, ART, Peter Lenggenhager, Bischofszell Nahrungsmittel AG, Emil Steingruber, Haute Ecole Suisse d'Agriculture HESA


A c t u a l i t é s

Aktuell Untertitel

Untertitel possibilités d’optimisation et d’en dégager des recomman-

Lauftext

Lauftext dations. Pour optimiser les processus, il faut viser une routine, afin d’identifier sûrement les différentes étapes de l’optimisation. Pour ce faire, on peut recourir à des salles de traite expérimentales et éventuellement aussi à des salles de traite de terrain. La salle de traite expérimentale permet d’analyser exactement les paramètres physiques et techniques et de les optimiser. La salle de traite de terrain en revanche permet d’étudier les paramètres physiologiques de la vache et le travail de l’homme. Partant d’un objectif d’optimisation de la production laitière, la conférence se veut une contribution active au développement et au transfert des connaissances touchant la technique de traite. Ce numéro de la série Schriftenreihe n’est disponible qu’en allemand, avec des résumés en français et en anglais.

ART-Schriftenreihe 15 | März 2011

hler in der gesand zu beheben. en es technisch selbst aufgrund ndlage der Diagk, am Tier, oder

schweizerischen s darum, aus der chstellen aufzuehlungen daraus ensweise anzuserkennen. Hierzu an. Im Versuchsexakt analysiert ogischen Param-

h die Tagung als Melktechnik.

ART-Schriftenreihe 15 | 3. Tänikoner Melktechniktagung

glichkeiten einer

nischer, elektronhlen neben den mittlerweile auch d zur Qualitätssi-

3. Tänikoner Melktechniktagung Optimierte Milchgewinnung

Redaktion: Pascal Savary und Matthias Schick, ART

Pascal Savary et Matthias Schick, ART

3e conférence de ­Tänikon sur la ­technique laitière Cahiers d'ART 15 Le résumé de la troisième conférence de Tänikon dédiée à la technique laitière présente des possibilités d’optimiser la production laitière dans les conditions suisses. Il existe un grand nombre d’options techniques, électroniques et organisationnelles pour le monitoring de la production laitière; par exemple les capteurs servant à mesurer le débit et la quantité de lait, mais aussi, moins connus, des procédés plus complexes pour commander l’ensemble du processus de traite et garantir la qualité. Le diagnostic permet d’identifier et d’éliminer les problèmes de la production laitière d’une exploitation agricole. Ces problèmes peuvent être liés au montage, mais ils peuvent aussi être d’origine technique. Le chef d’exploitation est parfois la cause des problèmes, du fait d’une mauvaise organisation du travail. La base de tout diagnostic consiste toujours à examiner les processus de la technique de traite proprement dite, mais aussi les processus touchant l’animal et la réalisation des travaux par l’homme. Pour garantir une production laitière rentable dans les conditions suisses, l’efficience est un critère capital. Il s’agit, en combinant monitoring et diagnostic, d’identifier les points faibles de l’exploitation, de trouver des

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Actualités

M C oem d ime un nmi iqtut e é isl ud ne gperne s s e

www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen www.agroscope.admin.ch/communiques 22.09.2010 / ART Im Netz der Pilze 28.03.2011 / ACW Zürich ist zur ont Pilzhauptstadt derl'arôme Schweizdes avanciert. Heute Les levures un effet sur eaux-de-vie Les levures le moteur la fermentation wurde am sont Stadtrand diedeerste nationale alcoolique. Sammlung Pour que ce processus se déroule sans heurt, ilhalten faut choiunterirdischer Knäuelpilze eröffnet. Pilzfäden das sir les levures Mais l’influence de celles-ci sur Leben auf der adaptées. Erde zusammen. Denn sie liefern Bäumen, l'arôme des restait assez peu connue jusqu’ici. Gräsern unddistillats Nutzpflanzen überlebenswichtige NährLes spécialistes de la StationBedeutung de recherche Agroscope stoffe. Wegen ihrer enormen für das ÖkosysChangins-Wädenswil ACW ont maintenantForschungsdémontré tem eröffnete heute die landwirtschaftliche que les levures contribuent aussi de façonART importante à anstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon die erste la richesseSammlung aromatique des nationale der soeaux-de-vie. genannten Knäuelpilze, eine Gruppe der Mykorrhizapilze.

08.03.2011 / ACW 19.09.2010 / SNG Des analyses génétiques pour accélérer la sélection Equus helveticus – Einde weiterer de nouvelles variétés fruits Grosserfolg für das Schweizer Pferd À l'avenir, la sélection de nouvelles variétés de fruits Die zweite Ausführung des neuen qu'aujourd'hui. Pferdefestivals Equus devra se dérouler plus rapidement C’est helveticus zog während vier Tagen (16. – 19. dans ce but que l’on analyse actuellement le September génotype 2010) 20 000 Personen an und war ein Grosserfolg. Familien, des plantes. La Station de recherche Agroscope ChanReiter und ZüchterACW aus der Schweiz undparmi dem Ausgins-Wädenswil est ganzen au premier rang les land bewunderten über 1000 Pferde in Dans sämtlichen existieacteurs de la sélection des pommes. le cadre de renden PferdesportPferdezuchtdisziplinen. Das PferFruit Breedomics, unund projet de recherche européen, elle defestival helveticus bescherteenAvenches ein va se livrer Equus à des travaux de recherche collaboration einmaliges Wochenende. avec des partenaires internationaux. L’objectif du projet: identifier, dès le stade de la plantule, les caractéristiques 16.09.2010 / ART génétiques souhaitées en termes de résistance aux malaAmmoniak aus Ställen aufLes dersélectionneurs Spur dies et de qualité du fruit. gagnent Laufställe sind bedeutende Quellen Ammoniak. ainsi des années, les producteurs devon fruits disposentJetzt plus zeigen Messungen, dass résistantes Ammoniakemissionen im Sommer rapidement de plantes et les consommateurs besonders hoch sind.plus Kühe eine variétés Menge Kot peuvent savourer tôtproduzieren de nouvelles de und Harn, die oft mehrere Stunden auf den Laufflächen pommes. liegen. Dabei entweicht Ammoniak. Das Problem: Der Landwirtschaft geht viel wertvoller Stickstoffdünger verlo03.03.2011 / ART ren, weil er sich buchstäblich in die Luft verflüchtigt. Semences deder qualité pour la Suisse Ammoniak in Atmosphäre kommt schliesslich mit dem Les semences sontErdoberfläche une base essentielle de notredort alimenRegen auf die und belastet als tation. La conférence intitulée Ökosysteme. «Maintenir notre producStickstoff¬dünger empfindliche tion de semences au top», organisée par Agroscope 13.09.2010 / ACW ­Reckenholz-Tänikon ART, a traité des moyens de garantir Agroscope bewertet Aprikosensorten, die la qualité et ACW la production de120 semences.

zwischen Juni und September geerntet wurden Das Aprikosenfest vom 6 bis 8. August 2010 in Saxon hat viele tausend Menschen angelockt. In diesem Rahmen hat das kantonale Amt für Obstbau im Wallis in Zusammenarbeit mit der Forschungsanstalt Agroscope ChanginsWädenswil ACW einen gemeinsamen Informationstag organisiert. Anlässlich dieser Veranstaltungen konnten

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28.02.2011 / ACW Systèmes de navigation pouraktuellen les cultures neben vielen angesprochenen Themen auch maraîchères zahlreiche Aprikosensorten vorgestellt werden. Agroscope Parmi bewertet les producteurs suisses de cultures maraîchères de ACW an ihrem Standort in Conthey derzeit plein champ, quelques grandes ontbis équipé 120 Aprikosensorten, die in der Zeitentreprises von Mitte Juni Ende leurs tracteurs de récepteurs GPS. Cette technique, qui September geerntet werden können. fonctionne de manière similaire aux systèmes de naviga09.09.2010 / ART tion des voitures, utilise de plus les signaux de correction Identitäts-Chip ampermettant Ohr d'une station au sol, une meilleure précision. Das Leben Schweins könnte in Zukunftlavon der Celle-ci seraeines bénéfique lors de la préparation, plantaGeburt bisculture zur Schlachtung mittels elektronischen Ohrmartion et la des champs de légumes. Les maraîchers ken rückverfolgtainsi werden. Die Technologie dazu muss noch économiseront du temps et de l'argent. Les stations entwickelt werden. de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW et Reckenholz-Tänikon ART mettent à disposition des pro31.08.2010 / ART ducteurs et des services cantonaux de vulgarisation des Landwirtschaftliche sinkenGPS 2009 informations relativesEinkommen à la technologie pour les Die wirtschaftliche cultures maraîchères.Situation der landwirtschaftlichen Betriebe ist 2009 weniger gut als 2008. Sowohl das landwirtschaftliche Einkommen je Betrieb als auch der Arbeitsverdienst je Familienarbeitskraft gehen zurück. Dies zeigen die definitiven Ergebnisse der Zentralen Auswertung von Buchhaltungsdaten der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART. 2009 beträgt das landwirtschaftliche Einkommen je Betrieb 60 300 Franken gegenüber 64 100 Franken im Vorjahr (-6,0 %). Der durchschnittliche Arbeitsverdienst je Familienarbeitskraft sinkt im Vergleich zu 2008 um 1,3 % (von 41 700 Franken auf 41 200 Franken).


Actualités

Manifestations

Liens Internet

Carte du risque potentiel d’érosion des sols agricoles en Suisse www.agri-gis.admin.ch La carte est mise à la disposition des agriculteurs, des cantons et de tout autre milieu intéressé, pour les inciter à considérer le thème de l'érosion du sol à l'échelle nationale. Les agriculteurs peuvent ainsi adapter l'exploitation du sol en fonction du risque d'érosion. La carte fournit une appréciation globale des régions potentiellement menacées par l'érosion dans l'agriculture, sur la base de différents facteurs locaux et sans tenir compte de l'utilisation ou du mode d'exploitation du sol. L'appréciation du risque d'érosion effectif nécessite en outre de prendre en compte l'exploitation des surfaces menacées.

Avril 2011 15.04.2011 6e réunion annuelle du Réseau de recherche équine en Suisse Haras national suisse HNS Avenches Mai 2011 05.05.2011 Fachtagung: Zukunftsträchtige Futtermittel und ­Zusatzstoffe Manifestation commune de ETH Zürich, Vetsuisse ­Berne et Zurich et d‘Agroscope Liebefeld-Posieux ALP ETH Zentrum, Zurich 11.05.2011 2nd Swiss FoodTech Day Swiss Food Research Sisseln

Dans le prochain numéro

Juin 2011

Mai 2011 / Numéro 5

15. – 16.06.2011 Agrartechniktage Tänikon Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Tänikon

Le projet «Quelle vache pour la ­­pâture?» a comparé les performances globales des trois principales races laitières suisses (Tachetée rouge, Brune et Holstein) aux performances de Holstein-Friesian ­néo-zélandaises, sur des exploitations pratiquant la pâture intégrale avec vêlages saisonniers de fin d’hiver.

••Projet «Quelle vache pour la pâture ?» Problématique et description de l’essai, Valérie Piccand et al. HESA, ALP, Université de médecine vétérinaire de Vienne et Université de Zurich ••Effet d’échantillonnage – La comparaison avec l’année précédente est-elle pertinente? Andreas Roesch ART ••Assolement, travail du sol, variété et protection fongicide en production céréalière, Raphaël Charles et al. ACW ••Gluten humide des variétés de blés en condition extenso et PER, Geert Kleijer et al. ACW, Fachschule Richemont, JOWA , Swissmill et swissgranum ••Rétrospective phénologique 2010, Claudio Defila, Météosuisse •• Recensements des pratiques phytosanitaires: évolution dans l’UE et en Suisse, Simon Spycher et al. ACW et OFAG ••Liste recommandée des variétés de colza d’automne pour la récolte 2012

17. – 19.06.2011 Nutri11 Manifestation commune de l'Institut agricole de Grangeneuve (IAG), d'Agroscope Liebefeld-Posieux ALP, Vetsuisse Berne et Haute Ecole Suissee d'Agriculture (HESA) Posieux Juillet 2011 06. – 09. 07.2011 International Symposium on Medicinal, Aromatic and Nutraceutical Plants from Mountainous Areas International Society for Horticultural Science (ISHS) et Agroscope Changins-Wädenswil ACW Saas-Fee

Informationen: Informations: www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen www.agroscope.admin.ch/manifestations

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Donnerstag, 5. Mai 2011

Zukunftsträchtige Futtermittel und Zusatzstoffe

Themen:

Anmeldung:

• Die neuen Rahmenbedingungen

Bis spätestens Dienstag, 26. April 2011 an die folgende Adresse:

• Highlights aus der Forschung • Zukunftsträchtige Futtermittel und Zusatzstoffe

ETH Zürich Institut für Agrarwissenschaften Sekretariat / LFW B 58.1 8092 Zürich Schweiz

Ort: Zürich, ETH Zentrum, Hauptgebäude, Rämistrasse 101 Auditorium Maximum (HG F 30)

E-Mail: tiziana-lanzini@ethz.ch

Universität Zürich

Schweizerische Eidgenossenschaft Confédération suisse Confederazione Svizzera Confederaziun svizra

Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP

UZH

Erleben Sie das Thema Ernährung in all seinen Facetten!

17 | 18 | 19 2011

juin Juni

Posieux FR

Demonstrationen Erlebnisparcours Vorträge Rahmenprogramm für Kinder Festwirtschaft Ouverture: 9h00 - 17h00 Découvrez toutes les facettes de la nutrition! Démonstrations Parcours découverte Conférences Programme cadre pour les enfants Restauration

Bienvenue à toutes et à tous Herzlich willkommen

La nutrition rassemble Ernährung verbindet

Öffnungszeiten: 9 - 17 Uhr

ALP gehört zur Einheit ALP-Haras

www.nutri11.ch

Edition 4 avril 2011  

Edition 4 avril 2011

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