Introduction

L’élevage a pour principale finalité la production d’aliments pour l’Homme. Cependant, dans un contexte d’accroissement de la population et de la demande alimentaire mondiale (FAO, 2009), cette raison d’être de l’élevage fait l’objet de controverses puisque les animaux ont besoin de consommer davantage d’énergie et de protéines végétales qu’ils n’en produisent pour l’alimentation humaine dans le lait, les œufs ou la viande. En effet, du fait des besoins d’entretien des animaux, des coefficients de digestibilité et des rendements d’utilisation métabolique des nutriments nécessairement inférieurs à 1, une grande partie de l’énergie brute et des protéines ingérées ne se retrouve pas dans les produits animaux finaux. Selon la FAO, il faut en moyenne 7 kilocalories (kcal) végétales pour 1 kcal de produits animaux (allant de 3 kcal pour les poulets de chair à 16 kcal pour la production de bovins viande) (Bender 1992) ou encore de 2,5 à 10 kg de protéines végétales pour 1 kg de protéines animales (Delaby et al., 2014). Outre que les méthodes d’estimation sont rarement tracées, ces chiffres n’intègrent pas le fait que les matières premières végétales consommées par les animaux d’élevage ne sont en réalité pas toutes consommables en l’état par l’être humain, ce qui est notamment le cas des végétaux riches en fibres comme les fourrages, des coproduits issus d’Industries Agro-Alimentaires (IAA) ou de bioraffineries, et que les produits animaux fournissent des protéines dont la qualité nutritionnelle pour l’Homme est généralement supérieure à celle des protéines végétales (Rémond et al., 2014).

Des travaux récents ont cherché à évaluer plus précisément la place des productions animales dans la chaine alimentaire et en distinguant dans le calcul de l’efficience d’utilisation des aliments par les animaux la part des aliments qui aurait pu être valorisée directement en alimentation humaine de celle qui ne le pourrait pas (Wilkinson, 2011 ; Ertl et al., 2015a ; Mottet et al., 2017). Ce calcul d’efficience nécessite d’estimer la part des différentes matières premières végétales utilisées en alimentation animale qui est « consommable par l’Homme ». En effet, l’Homme ne consomme qu’une partie des végétaux produits à des fins alimentaires. Par exemple, la transformation du blé en farine écarte une partie du grain (les enveloppes fibreuses et les coproduits de transformation). De même se pose la question d’estimer la part des produits animaux réellement consommable et consommée par l’Homme. Si cela est relativement simple pour le lait et les œufs, le cas de la viande est plus complexe car la part réellement consommable d’un animal varie fortement selon les types d’animaux et les habitudes alimentaires, par exemple la consommation ou pas des abats. Certains auteurs ont également cherché à tenir compte de la différence de qualité nutritionnelle entre les protéines végétales et animales (Ertl et al., 2016a).

Dans cet article nous proposons une méthode d’estimation de l’efficience de conversion des ressources végétales par les élevages permettant d’évaluer leur contribution « nette » à la production alimentaire pour l’Homme. Dans une première partie nous présentons les principales façons de calculer l’efficience de conversion trouvées dans la littérature. Dans un deuxième temps nous présentons comment nous avons déterminé la part des produits animaux (carcasse, lait, œufs) et des ressources végétales (grains, coproduits, fourrages…) consommable par l’Homme. Dans un troisième temps, nous appliquons la méthode ainsi développée à une large gamme de systèmes « types » bovins, ovins, porcins et avicoles français. Enfin, dans une dernière partie, nous revenons sur la pertinence de la méthode de calcul à travers l’analyse de sa sensibilité à la part des protéines consommables, d’une part, dans les aliments et, d’autre part, dans les produits animaux, et nous discutons de l’incidence de la prise en compte de la qualité nutritionnelle des protéines animales pour l’Homme dans les calculs d’efficience de conversion des aliments. Ce travail ne considère que les filières d’élevage terrestres et n’aborde pas l’aquaculture.

1. Les indicateurs d’efficience de conversion des ressources alimentaires

L’efficience est définie comme le ratio entre les produits (« outputs ») et les ressources utilisées (« inputs ») mais son inverse, l’indice de consommation ou « feed conversion ratio », qui correspond à la quantité totale d’aliments ingérés par kg de produit animal (gain de poids vif, production laitière…), est un mode d’expression très communément utilisé pour évaluer l’efficience alimentaire en zootechnie. Ce mode d’expression a d’ailleurs été utilisé par Wilkinson (2011) et Mottet et al. (2017) alors que Ertl et al. (2015a) ont utilisé le rapport produits/ressources. C’est ce dernier rapport que nous avons aussi utilisé.

On peut calculer l’efficience d’un système de très nombreuses façons selon les produits et les ressources que l’on considère. Dans ce travail nous nous sommes concentrés sur les deux composantes principales de la satisfaction des besoins alimentaires de l’Homme : l’énergie et les protéines ; et nous avons défini deux façons de calculer l’Efficience de Conversion (EC) des protéines et de l’énergie d’un élevage (cf. encadré 1) :

i) La première consiste à prendre en compte toutes les protéines ou l’énergie brute ingérées (fourrages, céréales, protéagineux, coproduits…) et produites (lait, œufs, animaux entiers) par l’élevage : il s’agit de l’Efficience « brute » de Conversion des protéines (ECp) et de l’énergie (ECe) ;

ii) La seconde consiste à ne considérer que la part des protéines (ou de l’énergie brute) consommée et produite par l’élevage qui est valorisable en alimentation humaine : il s’agit alors de l’efficience de conversion des protéines (ou de l’énergie) « consommables par l’Homme » (ECpc ou ECec), aussi appelée l’efficience protéines ou énergétique « nette »

Les indicateurs d’efficience de conversion peuvent être calculés à l’échelle d’un animal ou de l’atelier final de production (engraissement pour la viande, lait, œufs). Mais ils prennent tout leur sens lorsqu’ils sont calculés à l’échelle globale de la production, en intégrant, d’une part les ateliers d’élevage amont (élevage des parentaux, croissance des poulettes, des génisses, des cochettes, des broutards…) et, d’autre part, les produits associés au produit principal (par exemple la production de lait ou d’œufs générant aussi la production de viande issus du renouvellement des animaux). Dans ce cas, les besoins alimentaires de tous les animaux nécessaires à la production de viande, de lait ou d’œufs sont pris en compte ainsi que tous les produits animaux introduits dans la chaîne alimentaire. C’est ce périmètre de l’efficience que nous avons retenu comme c’est le cas dans les analyses de cycle de vie (Lairez et al., 2015).

L’indicateur d’efficience « nette » s’interprète de la façon suivante : une efficience protéique nette supérieure à 1 indique que le système d’élevage a produit davantage de protéines animales « consommables par l’Homme » qu’il n’a consommé de protéines végétales « consommables par l’Homme ». Le système d’élevage est alors un contributeur net à la production de protéines pour l’alimentation humaine. Inversement, une ECpc inférieure à 1 indique que le système d’élevage est consommateur net de protéines « consommables par l’Homme ». Le principe est le même pour l’énergie.

La détermination de l’ECpc et de l’ECec d’un système d’élevage implique de définir au préalable la part consommable des produits animaux de même que les « proportions en protéines consommables » (Ppc) et « proportions en énergie consommable » (Pec) des matières premières végétales utilisées pour alimenter les différentes espèces animales. Dans les deux parties suivantes, nous détaillons et discutons comment nous avons déterminé ces parts consommables à partir de la littérature scientifique.

2. La part « consommable par l’Homme » des produits animaux

Une part des produits animaux issus d’un élevage est inévitablement écartée de la consommation humaine, soit pour des raisons sanitaires, soit en raison de pertes lors du processus de transformation ou encore de manque de débouché dans le secteur alimentaire. Cette part varie fortement selon les types de produits (lait, œufs, carcasses…).

2.3. Les animaux abattus pour la production de viande

Un animal produit à la fois de la viande, des os, du sang, des graisses et des abats. Afin d’estimer la part actuellement consommable par l’Homme des différents types d’animaux abattus (exemple de la vache allaitante en figure 1), nous avons synthétisé les données disponibles concernant les rendements des carcasses, la part que représentent la viande, les abats et les différents sous-produits animaux, et les teneurs en protéines et en énergie de ces différents « compartiments » pour les différents types d’animaux (tableau 2) (Murawska et al., 2011 ; Gac et al., 2012 ; Blézat Consulting, 2013 ; Agabriel et Veysset, 2015 ; Coudurier, 2015 ; Dourmad, 2016 ; ANSES, 2016).

Figure 1. Détermination de la part « consommable par l’Homme » d’une vache allaitante (en % du poids vif).

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Tableau 2. Composition en protéines et énergie brute (EB) de l’animal (carcasse + cinquième quartier), rendement carcasse, part « consommable par l’Homme » (en % de poids vif (PV), des protéines et de l’EB de l’animal) selon 4 scénarios de consommations : i) viande ii) viande et abats iii) viande, abats et coproduits alimentaires consommés aujourd’hui et iv) total consommable.

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Animal		Poulet de chair	Poule pondeuse	Porc	Agneau	Jeune bovin	Vache allaitante	Vache laitière
Composition de l'animal (carcasse +  cinquième quartier)	Protéines (g/kg)	181	103	158	180	158	158	158
	EB (kcal/kg)	1 900	1 231	2 830	1 850	2 600	2 600	2 600
Rendement carcasse	% du PV	70	55	78	47	61	57	50
Produits animaux	Part « consommable » selon les 4 scénarios de consommation des produits animaux
Viande	% du PV	47	32	45	33	40	38	33
	% des protéines	54	42	61	29	51	48	41
	% de l'EB	26	18	26	29	26	24	21
Viande + abats consommables (1)	% du PV	50	37	53	38	46	44	40
	% des protéines	57	46	68	43	58	56	51
	% de l'EB	28	21	30	33	30	28	26
Total consommé (2)	% du PV	Selon abattoir ou ≈ total consommable		80	39	51	50	45
	% des protéines			87	43	63	60	55
	% de l'EB			79	37	34	33	31
Total consommable (3)	% du PV	62	50	83	42	62	61	57
	% des protéines	64	55	87	43	66	63	59
	% de l'EB	67	63	93	53	59	61	61

⁽¹⁾ Comprend la viande et les abats dits rouges et blancs ayant pour principal débouché l’alimentation humaine (gésiers de volailles, cœurs, foie, rognons, museau, rognons…) et une part du sang alimentaire porcin.

⁽²⁾ Comprend les abats valorisés dans le secteur alimentaire ainsi que la part des coproduits actuellement valorisée dans le secteur alimentaire.

⁽³⁾ Comprend tous les abats consommables (rouges, blancs, sang alimentaire des porcins) ainsi que les coproduits potentiellement alimentaires (notamment les graisses pour suif, les couennes, os et/ou peaux pour la gélatine alimentaire ou autre ingrédient et la peau des poulets).

Le tableau 2 présente la part de l’animal « consommable par l’Homme » selon quatre modalités de calcul : la première ne considère que la viande, la seconde considère la viande et les abats généralement consommés pour l’espèce considérée, la troisième considère en plus la part des coproduits alimentaires consommée actuellement et la dernière considère la totalité de la carcasse potentiellement consommable (viande, tous les abats consommables, la production de gélatine, de suif alimentaire et de sang alimentaire pour les porcs). En effet, les coproduits alimentaires et certains abats consommables sont parfois utilisés dans d’autres secteurs demandeurs de produits animaux (petfood, oléochimie, pharmacie). Les taux actuels de saisies et éventuels morts après sortie en élevage ont été intégrés aux estimations (Gac et al., 2012).

En pratique aujourd’hui, la part réellement valorisée en alimentation humaine varie selon les objectifs de découpe et de commercialisation et les technologies disponibles pour la conservation des abats et pour la transformation des sous-produits. D’autres synthèses présentent donc des chiffres qui diffèrent légèrement des nôtres (Whitehead et al., 2011). Les données présentées sont représentatives du contexte français.

3. La part « consommable par l’Homme » des matières premières végétales utilisées en alimentation animale

La part potentiellement consommable par l’Homme des matières premières utilisées en alimentation animale est très variable en fonction de leurs usages. Après avoir présenté comment cette part consommable a été estimée dans la littérature, nous présentons comment nous avons quantifié les parts consommables des principales MP utilisées actuellement en France et construit des hypothèses sur leurs évolutions potentielles.

3.2. Détermination de la part « consommable par l’Homme » des MP végétales dans le contexte français

En nous basant sur la démarche proposée par Ertl et al. (2015), nous proposons une table de valeurs de Ppc et Pec des matières premières utilisées en alimentation animale (tableau 3). Celle-ci a été établie à partir de données bibliographiques et d’échanges avec les professionnels de l’agroalimentaire (chercheurs, industriels), et correspond à un scénario dit « actuel », qui reflète une valorisation des MP dans le secteur de l’alimentation humaine telle qu’elle est aujourd’hui réalisée en France. Nous avons défini la Ppc d’une MP comme la part de ses protéines qui est contenue dans les produits alimentaires pour l’Homme après leur première transformation. Les volumes destinés directement à l’alimentation animale ne sont donc pas considérés dans le calcul. Par exemple, la Ppc du grain de blé tendre de 66 % signifie que 66 % des protéines du grain de blé initial sont conservées dans la farine, l’amidon, le gluten etc. et que 34 % des protéines sont contenues dans des coproduits dont une grande partie sera destinée à l’alimentation animale (figure 2). Sur le même principe, la Pec d’une MP végétale correspond à la part d’énergie brute qui est contenue dans les produits alimentaires pour l’Homme après première transformation. Les fourrages riches en fibres (graminées, légumineuses, pailles…) ne contenant pas de grains ont été considérés comme non-consommables par l’Homme. Pour les fourrages issus de cultures annuelles comme l’ensilage de maïs, nous avons considéré comme Ertl et al. (2015) que la culture pouvait avoir plusieurs finalités et que la fraction grain pourrait donc être valorisée en alimentation humaine. Le même raisonnement a été appliqué pour les méteils constitués de céréales et de protéagineux.

Figure 2. Détermination de la Proportion en protéines consommables (Ppc) du grain de blé tendre, selon les scénarios « actuel » et « potentiel » (Feillet, 2000 ; INRA-AFZ, 2004 ; Réséda, 2008 ; ANMF, 2014 ; FranceAgriMer, 2016a ; FranceAgrimer, 2016b ; ANSES, 2016 ; Réséda, 2017 ; communications personnelles, 2016, 2017).

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Tableau 3. Tables des proportions en protéines et en énergie « consommables par l’Homme » (respectivement Ppc et Pec) des matières premières (MP) utilisées en alimentation animale selon les scénarios « actuel », « potentiel ».

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Type de MP	MP	Ppc selon le scénario		Pec selon le scénario		Hypothèses du scénario potentiel (meilleures valorisations)
		Actuel (%)	Potentiel (%)	Actuel (%)	Potentiel (%)
Grains entiers de céréales	Blé tendre	66	74	67	73	Moins de consommation de farines blanches au profit de plus de consommations de farines complètes, valorisation davantage de sons, moins d’amidon de maïs au profit de semoule/farine de maïs
	Maïs	15	30	63	63
	Orge	61	66	63	67
	Seigle, Triticale	72	80	74	81
Graines oléagineuses et protéagi- neuses	Colza	0	27	57	70	Moins de consommation d’huile au profit de plus de consommation de graines entières ou décortiquées
	Féverole	92	95	83	90
	Pois	74	92	75	87
	Soja	61	76	54	67
Tourteaux	Soja	60	90	38	56	Extraction plus élevée des protéines de soja, concentrés protéiques de colza, tournesol
	Colza	0	55	0	26
	Tournesol	0	55	0	23
Coproduits de céréales	Issues de meunerie	90	98	90	98	Moins de contraintes techniques
	Autres (drèches, gluten feed…)	0	0	0	0	-
Autres coproduits	Pulpes de betteraves	0	0	0	0	-
	Mélasses	80	80	80	80	-
	Coproduits pois	0	0	0	0	-
	Lactosérum	80	94	30	45	Ricotte, poudre, beurre
	Autres	0	0	0	0	-
Fourrages	Fourrages herbagers	0	0	0	0	-
	Ensilage de maïs	10	20	32	32	Partie [grains] : cf. maïs grain ou autre céréales/protéagineux
	Méteil immature	59	70	43	70
	Pailles et autres	0	0	0	0	-
Autres MP	Huile végétale	-	-	97	97	-
	Gluten de blé	100	100	100	100	-
	Luzerne déshydratée	0	30	0	7	Concentrés protéiques de luzerne

Actuellement, pour la plupart des céréales, la transformation agro-alimentaire valorise autant l’énergie brute des grains que les protéines : la Pec des céréales est donc proche de leur Ppc (tableau 3). Toutefois, le maïs se distingue des autres céréales par sa Ppc relativement faible (15 %) qui est due à son utilisation majoritaire par les amidonniers, dont le process actuel de transformation ne permet pas d’utiliser les coproduits riches en protéines (corn gluten feed, corn gluten meal) en alimentation humaine (USIPA, 2013). Le secteur de l’amidonnerie valorise en effet 2,2 Mt de maïs grain chaque année, dont environ 50 % de l’amidon est à destination du secteur alimentaire (Juin, 2015 ; Passion céréales, 2017). Le maïs grain n’est par ailleurs pas une graine utilisée en quantité dans notre alimentation (contrairement aux pays d’Amérique centrale). Les Ppc de certaines graines oléagineuses comme le colza sont nulles puisqu’elles sont valorisées en alimentation humaine avant tout pour leur huile, donc pour leur énergie, et que les coproduits de trituration (tourteaux) sont exclusivement valorisés en alimentation animale. En revanche, l’huile contient 58 % de l’énergie brute du colza, donc la Pec de la graine de colza est de 58 %. La graine de soja présente une Ppc de 61 % car elle présente un autre débouché que l’huile : les « soyfood » (produits à base de jus de soja, tofu) où les protéines sont en partie valorisées.

La Ppc du tourteau de soja a été fixée à 60 % puisqu’il a un débouché en alimentation humaine et que 60 % de ces protéines sont extractibles pour la fabrication d’isolats ou de concentrés de protéines utilisés en tant qu’ingrédient en alimentation humaine en France (Guéguen, 2014). Cette fraction des protéines représente aussi 38 % de l’énergie brute du tourteau. Il n’y a pas aujourd’hui de fabrication d’isolats de protéines de colza ou de tournesol à partir de leurs tourteaux (Ppc = Pec = 0 %).

La plupart des autres coproduits issus des filières agroalimentaires n’ont pas de débouchés en alimentation humaine en raison de limites techniques, économiques ou sanitaires. Quelques coproduits font exception. Les sons et remoulages de blé sont en quasi-totalité ré-incorporables dans les farines pour les enrichir selon les besoins des industriels du secteur utilisateur de farines (Juin, 2015). Ils peuvent aussi être consommés en l’état (ingrédient). Nous leur avons donc affecté une Ppc et une Pec de 90 % même si c’est une valeur surévaluée dans le contexte actuel d’utilisation. Le lactosérum est un également un coproduit utilisable en partie en alimentation humaine après transformation en beurre et en poudre ou en ricotte (par exemple : Savoie Lactée, 2017). Quant à la mélasse, elle peut servir d’édulcorant ou de milieu de culture pour les levures alimentaires (SNFS, 2016).

Le tableau 3 propose un second scénario « potentiel » de valorisation des MP végétales en alimentation humaine, plutôt destiné aux études prospectives. Ce scénario n’a pas pour vocation de refléter la réalité future, mais fait l’hypothèse d’une meilleure valorisation des protéines végétales directement en raison d’une plus forte demande en protéines végétales pour l’alimentation humaine, ce qui conduirait à des progrès technologiques de transformation des MP et des changements d'habitudes alimentaires. Par exemple, en consommant davantage de farines complètes et en valorisant mieux les sons de blé, 74 % des protéines du grain de blé pourraient être conservées dans les produits alimentaires pour l’Homme. De même de nouveaux procédés pourraient voir le jour à moyen terme pour l’extraction de protéines du tourteau de colza en cas de demande et de rentabilité économique suffisante (Ppc potentielle du tourteau de colza = 55 %) (Estève-Saillard, 2016 ; Guéguen, communication personnelle). Dans le même registre, on peut citer le cas des protéines de luzerne (Audurand et al., 2010) (figure 2).

En résumé, les proportions en protéines et en énergie « consommables par l’Homme » dépendent des débouchés et des process agro-alimentaires. Les scénarios que nous avons développés peuvent être utilisés pour des études liées au contexte français actuel de l’alimentation humaine et pour des études prospectives.

4. Application des indicateurs d’efficience à quelques systèmes d’élevage français

L’efficience de conversion des ressources alimentaire a été analysée pour quelques grands types de systèmes de production bovins (lait et viande), ovins viande, porcins et avicoles (œufs et poulets de chair) rencontrés en France. Toutefois, les compositions des rations des animaux sont très variables, et dépendent du prix et de la disponibilité des MP, en particulier celles des aliments pour les porcins et les volailles. Par ailleurs, le système d’alimentation des élevages de ruminants est étroitement lié aux conditions pédoclimatiques de la région et aux objectifs de production, d’où une diversité importante de rations au sein d’une même filière. Les systèmes d’élevages étudiés ici n’ont donc pas vocation à être représentatifs de la diversité existante au sein des filières françaises mais représentent quelques systèmes d’élevage typiques du contexte français.

À partir des caractéristiques des systèmes présentées ci-dessous, nous avons calculé les efficiences de conversion brute et nette des protéines et de l’énergie selon le mode de calcul présenté à l’encadré 1. Les efficiences de conversion nette ont été calculées pour le scénario « actuel » de proportions consommables des MP végétales (cf. tableau 3) et en considérant le « total consommé estimé » pour les produits animaux (cf. tableau 2). Les valeurs protéiques (protéines brutes) et énergétiques (énergie brute) des MP consommées par les élevages ont été estimées à partir des tables de valeurs des aliments (Sauvant et al., 2004 ; INRA, 2010 ; AFZ-Céréopa, 2017, documents commerciaux).

5. Pertinence et sensibilité des calculs d’efficience nette de conversion des aliments

L’étude de l’efficience nette de conversion des aliments est encore récente dans la littérature. Elle pose de nombreuses questions méthodologiques auxquelles les différents auteurs n’apportent pas tous les mêmes réponses. Les résultats peuvent dès lors être très variables.

Tout d’abord le choix d’exprimer les résultats selon le ratio « ressources/produits » ou ratio inverse « produits/ressources » a une incidence sur la façon d’interpréter les résultats. Avec le premier ratio qui s’apparente à l’indice de consommation ou au « feed conversion ratio » (Wilkinson, 2011 ; Mottet et al., 2017) les systèmes les plus efficients auront les valeurs les plus faibles, celles-ci pouvant tendre vers 0 pour l’efficience nette si le système n’utilise que des ressources non consommables par l’Homme. Avec le second ratio, choisi par Ertl et al. (2015) et nous-même, les systèmes les plus efficients auront les valeurs les plus élevées, ce qui s’interprète aisément. Toutefois ce mode d’expression présente l’inconvénient que les systèmes n’utilisant aucunes ressources consommables par l’Homme (par exemple un système ovin exclusivement pastoral) auront une valeur d’efficience nette infinie, ce qui pose un problème lorsqu’on veut moyenner des calculs conduits sur plusieurs systèmes.

Comme dans toute analyse systémique, la définition du périmètre du système considéré dépend de l’objectif du travail et influence fortement les résultats. Wilkinson (2011) a conduit ses calculs à l’échelle de l’atelier d’élevage quand Mottet et al. (2017) a travaillé à l’échelle « monde » en s’appuyant sur les résultats du modèle GLEAM (« Global Livestock Environmental Assessment Model », Gerber et al., 2013). Pour notre part nous avons fait le choix, comme Ertl et al. (2016), de travailler à l’échelle de l’exploitation d’élevage, car c’est l’échelle à laquelle on peut avoir accès à une description détaillée du système d’alimentation et des produits animaux à travers les données des réseaux d’élevage et que c’est à ce niveau que se prennent les décisions d’agir. Toutefois ce choix pose question pour les systèmes bovins viande dits « naisseurs » qui produisent pour une large part des jeunes bovins qui n’entrent pas directement dans la chaine alimentaire, mais seulement après une phase d’engraissement réalisée dans une autre exploitation, souvent en Italie. Pour évaluer ces systèmes il faudrait donc intégrer la phase d’engraissement comme Berton et al. (2017) l’ont proposé en analysant l’ensemble du système « France-Italie ». Cela était difficilement réalisable dans le cadre de cette étude, et nous avons choisi de convertir en équivalent carcasse la viande vendue en vif. Pour minimiser l’impact de cette approximation, nous présentons ici uniquement des systèmes « naisseurs-engraisseurs » dont la quasi-totalité de la production entre directement dans la chaine alimentaire, qu’il s’agisse des jeunes animaux ou des vaches de réforme.

La façon dont le numérateur et le dénominateur du ratio sont calculés diffère selon les auteurs et influence les résultats d’efficience. Ainsi, par exemple Wilkinson (2011) ne considère pas le cinquième quartier de la carcasse. L’estimation de la part des matières premières consommables par l’Homme est également variable selon les auteurs. Ainsi Mottet et al. (2007) construisent deux scénarios pour le tourteau de soja qui peut être considéré soit comme un coproduit non consommable par l’Homme, soit comme un coproduit de la culture du soja à forte valeur ajoutée et donc en compétition avec l’alimentation humaine pour l’utilisation de la surface. Wilkinson (2011), Ertl et al. (2015a) et nous-mêmes ont eu une démarche différente qui consiste à estimer la part des matières premières valorisable en alimentation humaine dans un contexte présent ou futur. Afin d’évaluer et de discuter plus précisément l’incidence du mode de calcul des deux termes du ratio, nous avons analysé la sensibilité de l’efficience nette à différents scénarios de valorisation des protéines végétales et animales en alimentation humaine (cf. § 5.1 et 5.2).

Enfin, le choix des composants nutritionnels pour lesquels les calculs d’efficience sont conduits influence également les conclusions qui peuvent être tirées. Nous avons fait le choix, comme Ertl et al. (2015a) de raisonner en énergie brute et en protéines brutes. Pour l’énergie, Wilkinson (2011) avait choisi l’énergie métabolisable. Ce choix a l’inconvénient d’intégrer dès le calcul des entrées dans le système une partie de la transformation de l’énergie par les animaux. Raisonner en énergie brute permettrait aussi d’inclure le coût énergétique de la transformation des aliments végétaux et des produits animaux en aliments pour l’Homme afin de raisonner sur un bilan énergétique plus complet. Pour ce qui est de protéines, raisonner en protéines brutes ne prend pas en compte la différence de qualité nutritionnelle pour l’Homme entre les protéines végétales et animales. Certains auteurs ont commencé à prendre en compte cette question dans les calculs d’efficience protéique et nous la discuterons au § 5.3.

5.1. Sensibilité des estimations d’efficience à la valorisation des protéines végétales en alimentation humaine

Les estimations de Ppc et de Pec des matières premières que nous proposons dans les scénarios actuel et potentiel sont assez proches de celles proposées par Ertl et al. (2015a, 2016b) respectivement pour les scénarios (« low/current », « medium ») mais avec des différences. Elles sont plus détaillées compte-tenu de la grande diversité de matières premières utilisées par l’alimentation animale en France, nous avons aussi considéré qu’il n’existe pas actuellement de valorisation possible des protéines du tourteau de colza et du tournesol en alimentation humaine. Les valeurs utilisées par Wilkinson (2011) sont globalement plus élevées que celle de notre scénario actuel et se rapprochent de celles de notre scénario potentiel. Le scénario « max/high » d’Ertl et al. (2015a, 2016b) représente lui une valorisation maximale possible des MP en alimentation humaine.

Il est difficile de savoir si notre scénario « potentiel » se produira et dans quelles proportions mais il est clair que les filières industrielles sont à la recherche d’une meilleure valorisation de leurs coproduits, notamment par des débouchés en alimentation humaine plus rémunérateurs que ceux de l’alimentation animale. C’est par exemple le cas du concentré protéique de colza, fabriqué à partir de la graine déshuilée, qui pourrait apparaître sur le marché français en tant qu’ingrédient (Estève-Saillard, 2016 ; Guéguen, communication personnelle). Les protéines de luzerne sont déjà autorisées pour l’alimentation humaine (Andurand et al., 2010) et l’extraction des protéines d’autres fourrages (trèfles, ray-grass) est aussi étudiée à titre exploratoire pour l’alimentation des monogastriques (Brossard et al., 2016 ; Fog, 2017). Par ailleurs, une réduction de la consommation de produits carnés au profit des protéines végétales en alimentation humaine pourrait accroitre la demande en produits à base de céréales complètes (Carlhian, 2013).

L’application du scénario potentiel aux systèmes d’élevages étudiés dans la partie 4 conduit à augmenter les valeurs de Ppc dans les rations de 14 à 64 % pour les ruminants et de 51 à 104 % pour les monogastriques. En conséquence, les efficiences protéiques nettes diminuent de 16 à 40 % pour les ruminants et de 36 à 51 % pour les monogastriques (figure 3). La plupart des systèmes d’élevage étudiés ne seraient plus producteurs nets de protéines « consommables » mais consommateurs nets (ECpc < 1) excepté le système bovin laitier BL2 pour lequel presque 90 % des protéines brutes de la ration sont apportées par l’herbe. L’efficience protéique nette est donc très sensible aux variations de la part des protéines consommables dans la ration. L’application du scénario potentiel à l’efficience énergétique nette a moins d’impact, les valeurs de Pec des rations n’augmentant que de 10 à 15 % entraînant une diminution des valeurs d’ECec du même ordre de grandeur. Ertl et al. (2015a, 2016b) aboutissent aux mêmes conclusions lors de la comparaison de leurs 3 scénarios. Les résultats de ces scénarios « futurs » doivent être interprétés avec beaucoup de prudence, car on peut penser que les MP qui seront mieux valorisées en alimentation humaine seraient naturellement écartées de l’alimentation animale en raison de leur coût, et que l’alimentation animale rechercherait alors d’autres coproduits. Un scénario futur devrait aussi prendre en compte l’utilisation d’autres sources de protéines plus ou moins demandées par l’alimentation humaine (insectes, algues...).

Figure 3. Comparaison des efficiences nettes de conversion des protéines calculées selon les scénarios actuel et potentiel d’utilisation des MP végétales en alimentation humaine.

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Se reporter aux tableaux 4 et 5 pour l’identification des systèmes : BL : Bovins Laitiers ; BV : Bovins Viande ; OV : Ovins Viande ; P : Porcins ; PCh : Poulets de Chair ; PP : Poules Pondeuses.

Ppc : Proportions en protéines « consommables par l’Homme » des rations des systèmes d’élevages présentées dans les tableaux 4 et 5, selon les scénarios « actuel » et « potentiel » ; ECpc : Efficience de conversion des protéines « consommables par l’Homme ».

5.2. Sensibilité des estimations d’efficience à la valorisation des protéines animales des carcasses

La viande n’est pas le seul produit consommable dans une carcasse. La valorisation des protéines d’une carcasse augmente de 20 % pour les volailles et de plus 40 % pour les porcs, les agneaux et les vaches laitières de réforme selon que l’on ne considère que la viande ou le total des protéines consommables (tableau 2). En conséquence l’efficience protéique nette est augmentée de 17 % pour les poulets de chair et jusqu’à 49 % pour les porcins selon que l’on ne considère que la viande ou le total des protéines consommables (figure 4). Les écarts les plus importants sont observés pour la production porcine qui est la production qui valorise le mieux les sous-produits de la carcasse (« dans le cochon tout est bon ! »). L’hypothèse de base que nous avons retenue du « total consommé » conduit à des efficiences protéiques proches du maximum observé en considérant le « total consommable ». Dans leurs calculs Ertl et al. (2015) comme Wilkinson (2011), ne considèrent que la « viande commercialisable », ce qui peut expliquer que leurs valeurs d’efficience protéique nette pour les systèmes producteurs de viande soient plus faibles que les nôtres.

Figure 4. Efficience de conversion des protéines végétales consommables (selon le scénario Actuel) en protéines animales consommables (ECpc) des systèmes d’élevages selon la nature des produits animaux comptabilisés.

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Se reporter aux tableaux 4 et 5 pour l’identifications des systèmes : BV : Bovins Viande ; OV : Ovins Viande ; P : Porcins ; PCh : Poulets de Chair.

⁽¹⁾ Viande + abats : comprend la viande et les abats dits rouges et blancs ayant pour principal débouché l’alimentation humaine (gésiers de volailles, cœurs, foie, rognons, museau, rognons…) et une part du sang alimentaire porcin.

⁽²⁾ Total consommé : comprend les abats valorisés dans le secteur alimentaire ainsi que la part des coproduits actuellement valorisée dans le secteur alimentaire.

⁽³⁾ Total consommable : comprend tous les abats consommables (rouges, blancs, sang alimentaire des porcins) ainsi que les coproduits potentiellement alimentaires (notamment les graisses pour suif, les couennes, os et/ou peaux pour la gélatine alimentaire ou autre ingrédient et la peau des poulets).

Ces résultats montrent aussi que l’efficience nette des élevages à convertir les protéines consommables peut être dégradée si les habitudes alimentaires amènent à délaisser certains produits animaux, notamment les abats dont la consommation diminue régulièrement : − 2 à 3 % par an entre 2003 et 2011 pour les abats de bœuf, de veau et de porc d'après Blézat Consulting, (2013). Enfin, au-delà de la viande, des abats, du lait, des œufs et de coproduits alimentaires (gélatine à partir d’os et couenne, sang de porcin), les productions animales fournissent également des coproduits de catégorie C3 demandés par d’autres secteurs que l’alimentation humaine (alimentation des animaux de compagnie « petfood », cuirs, pharmacie, cosmétique, oléochimie, laine…) qui fournissent des services à la société et qui pourraient être pris en compte dans les calculs d’efficience de conversion des ressources alimentaires.

5.3. Prendre en compte la différence de qualité entre les protéines d’origine végétale et animale dans les calculs d’efficience nette

Les calculs présentés jusqu’ici ont été réalisés en protéines brutes. Or les protéines animales sont de meilleure qualité nutritionnelle pour l’Homme que les protéines végétales, du fait d’une digestibilité plus élevée et d’un meilleur équilibre de leur composition en Acides Aminés (AA) Indispensables (AAI), qui ne peuvent être synthétisés en quantité suffisante par l’organisme et qui doivent être apportés par l’alimentation. Certains auteurs ont donc cherché à prendre en compte cette différence de qualité nutritionnelle des protéines consommées et produites par les élevages lors de l’analyse de leur efficience protéique (Ertl et al., 2015a et 2016b ; Patel et al 2016).

La méthode de référence pour estimer la qualité nutritionnelle d’une protéine est le score en acide aminé digestible limitant (indice DIAAS = « Digestible Indispensable Amino Acid Score ») (FAO, 2013). Ertl et al. (2016a) proposent de corriger l’efficience protéique nette de l’élevage en la multipliant par un Ratio de Qualité des protéines (RQp) calculé en divisant la valeur DIAAS des protéines animales produites par la valeur DIAAS des protéines végétales « consommables » consommées par l’élevage. Pour les élevages autrichiens et suisses qu’ils ont étudiés, Ertl et al. (2016a, 2016b) et Steinwidder et al. (2016) obtiennent des valeurs de RQp de 1,7 à 2,4 pour la production laitière, de 1,6 pour la production d’œufs et de 1,4 à 1,9 pour la production de viande, et en conséquence des valeurs d’efficience protéique nette sont multipliées d’autant. Des calculs similaires conduits sur nos données aboutissent à des valeurs de RQp du même ordre de grandeur (figure 5).

Figure 5. Comparaison entre l’efficience protéique nette et l’efficience protéique nette multipliée par le ratio de qualité des protéines (RQp) des élevages types étudiés (selon les deux scénarios « actuel »  et « potentiel » d’utilisation des végétaux).

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Se reporter aux tableaux 4 et 5 pour l’identification des systèmes : BL : Bovins Laitiers ; BV : Bovins Viande ; OV : Ovins Viande ; P : Porcins ; PCh : Poulets de Chair ; PP : Poules Pondeuses.

Ppc : Proportions en protéines « consommables par l’Homme » des rations des systèmes d’élevages présentées dans les tableaux 4 et 5, selon le scénario « potentiel » ; ECpc : Efficience de Conversion des protéines « consommables par l’Homme ».

Cette approche qui met clairement en évidence l’incrément de qualité nutritionnelle des protéines par les productions animales présente cependant quelques limites. D’une part les mesures de digestibilité utilisées pour calculer le DIAAS des produits végétaux ont souvent été obtenues sur les matières premières brutes, alors que l’Homme consomme le plus souvent des produits transformés, à minima cuit, ce qui permet d’augmenter la digestibilité des protéines végétales. D’autre part, la combinaison des sources protéiques consommées par l’élevage n’est pas censée répondre aux besoins humains en termes d’équilibre en acides aminés. Ainsi, les sources de protéines végétales peuvent être combinées différemment par l’Homme pour rétablir l’équilibre en AAI, c’est notamment le cas des céréales et des légumineuses dont la complémentarité permet un rééquilibrage en lysine et en acides aminés soufrés. Enfin, les protéines végétales sont en général consommées par l’Homme en association avec des produits animaux, ce qui permet également de rétablir l’équilibre en acides aminés à l’échelle des repas.

Patel et al. (2016) ont choisi une autre approche qui consiste à calculer l’efficience de conversion par les élevages bovins de chaque acide aminé indispensable digestible par l’Homme. L’étude montre l’intérêt des bovins laitiers pour l’apport en lysine ainsi qu’en leucine pour l’alimentation humaine. Cependant, pour certains systèmes laitiers, d’autres AAI (AA soufrés méthionine + cystéine et phénylalanine + tyrosine) sont à l’inverse davantage consommés que produits. Les systèmes bovins viande étudiés par Patel et al. (2016) produisent également davantage de lysine digestible par l’Homme qu’ils n’en consomment, mais ce n’est en général pas le cas des autres acides aminés. La teneur faible en lysine des céréales explique en partie ces résultats. Les systèmes producteurs de jeunes bovins et de génisses à croissance lente, basés sur l’herbe et économes en céréales se démarquent des autres en produisant davantage de chaque AAI digestible par l’Homme qu’ils n’en consomment. Ces derniers résultats confirment l’intérêt de l’élevage de ruminants nourris à l’herbe pour produire à partir de végétaux non consommables par l’Homme des produits animaux dont la composition en AAI est proche des besoins de l’Homme pour la synthèse des protéines corporelles.

Conclusion

De ce travail exploratoire nous pouvons retenir trois messages principaux :

La prise en compte de la part des ressources végétales valorisable en alimentation humaine qui est utilisée par l’élevage, éclaire sous un jour nouveau le débat sur la contribution de l’élevage à l’alimentation humaine et la compétition pour l’utilisation des ressources végétales entre alimentation animale et humaine. Ces nouveaux indicateurs d’efficience nette montrent que l’élevage est moins en compétition avec l’alimentation humaine qu’il n’est souvent dit et que tous les systèmes d’élevage ont la capacité de contribuer de manière positive à la production alimentaire de protéines pour l’Homme, à condition qu’ils consomment beaucoup de végétaux non valorisables en alimentation humaine (fourrages, coproduits). Les ruminants, ne sont pas nécessairement moins efficients que les animaux à croissance rapide (porcins, volailles) et les poules pondeuses pourvu que leur ration soit constituée d’aliments non consommables par l’Homme. C’est en particulier le cas des systèmes herbagers faisant appel à très peu de d’aliments concentrés.

La méthode de calcul de l’efficience nette des productions animales n’est donc pas encore complètement stabilisée. Le calcul de l’efficience nette est très sensible aux hypothèses retenues. Il est très dépendant de l’estimation de la part des MP utilisées en alimentation animale qui peut être directement valorisée par l’Homme. Cette part varie selon les MP et pour une même MP selon les habitudes alimentaires, le développement des filières agroalimentaires et elle peut aussi évoluer dans le temps. Il est donc nécessaire d’analyser les résultats d’efficience nette à travers plusieurs scénarios de valorisation des matières premières végétales. De même le calcul d’efficience dépend du niveau de valorisation du cinquième quartier de la carcasse des animaux d’élevage pour l’alimentation humaine. Elle sera d’autant plus élevée qu’une part importante des protéines animales seront consommées, qu’il s’agisse d’une consommation en local ou de l’export vers d’autres régions des parties non consommées localement. Enfin, le différentiel de qualité entre les protéines végétales et animales pour l’alimentation humaine mériterait d’être pris en compte dans les calculs d’efficience protéique, mais il pose des questions méthodologiques qui ne sont pas encore résolues.

L’amélioration de l’efficience nette des productions animales passera en premier lieu par le choix des matières premières utilisées, mais aussi par l’amélioration de la valeur nutritionnelle des coproduits et par l’amélioration de l’aptitude des animaux à valoriser des rations riches en coproduits. Toutefois la formulation des aliments pour animaux est aujourd’hui soumise à des contraintes économiques fortes et à la disponibilité locale en coproduits. En outre le gisement global de coproduits reste limité et d’autres secteurs économiques peuvent les utiliser, en particulier celui de la bioénergie (méthanisation) et on parle maintenant de compétition « feed/food/fuel ». À contrario, la nécessité de diversifier les cultures et les rotations pour des raisons de durabilité des productions végétales pourrait amener sur le marché de l’alimentation animale des biomasses nouvelles non utilisables nécessairement en alimentation humaine (légumineuses fourragères ou à graine, cultures intermédiaires…). L’estimation de l’efficience nette des productions animales doit donc permettre de mieux raisonner le rôle de l’élevage pour valoriser des ressources non consommables par l’Homme dans une bioéconomie circulaire.

Remerciements

Nous remercions particulièrement l’INRA, Idele, Itavi, Ifip pour le financement du travail et l’ensemble du groupe de travail « Efficience des productions animales » du GIS Elevages Demain (membres de l’INRA, Idele, Itavi, Ifip, CIV, Terres Univia, FranceAgriMer) ainsi que les différents stagiaires, ingénieurs, chercheurs et autres experts des filières pour leur contribution au projet et leur apport en données indispensables. Nous remercions également les deux lecteurs critiques qui ont grandement contribué à améliorer ce manuscrit.

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