Chapeau

Pour clore ce numéro spécial sur « De grand défis et des solutions pour l’élevage », cet article synthétise une large réflexion prospective conduite à l’INRA au cours des derniers mois sur le statut et le rôle de l’élevage au sein de systèmes agri-alimentaires circulaires et durables, et sur les nouveaux fronts de science et priorités de recherche pour les années à venir qui en découlent.

1.1. Impulser une nouvelle dynamique aux recherches sur et pour l’élevage

L’ambition du chantier a été double. Premièrement, il s’agissait de repenser la place, les rôles et contributions de l’élevage et en quoi il doit se transformer pour contribuer pleinement au développement de systèmes agri-alimentaires plus durables : réductions des impacts environnementaux, amélioration de la sécurité nutritionnelle, production des services utiles à la société et contribution au développement économique des territoires. On parle ici de systèmes agri-alimentaires au sens où l’objectif est de produire des aliments pour l’Homme, ce qui est le premier objectif de l’agriculture, mais aussi des biens non alimentaires (énergie, produits biosourcés) et des biens non marchands comme la santé des écosystèmes. La seconde ambition était d’identifier et promouvoir des thématiques de recherches interdisciplinaires permettant d’explorer les nouveaux fronts de science et les défis technologiques, porteurs d’avenir et donnant de nouvelles perspectives aux travaux sur l’élevage afin de renforcer l’excellence scientifique de l’INRA, d’affirmer une position de leader et de lever des verrous de connaissances et méthodologiques (voire réglementaires) pour développer les innovations permettant de faire progresser l’élevage. La production de connaissances doit aussi permettre d’éclairer les porteurs d’enjeux et le débat public à partir d’une argumentation basée sur des faits scientifiques.

La posture adoptée a considéré que les fronts de science actuels et futurs se situent à l’interface entre les disciplines et que seule l’approche interdisciplinaire permettra de penser la complexité des systèmes biologiques, agronomiques et alimentaires en renouvelant les questions scientifiques, et d’aborder les grands enjeux de l’élevage. L’objectif a donc été de réfléchir les fronts de science nécessitant de renforcer les interactions entre communautés scientifiques travaillant sur des disciplines, thématiques et fenêtres de temps différentes. Les questions relevant principalement d’une seule discipline ou de collaborations déjà bien établies n’ont pas été incluses (où à la marge) dans la réflexion qui de ce fait n’a pas vocation à représenter toutes les activités de l’INRA dans le secteur de l’élevage. Pour autant, ces recherches contribuent à alimenter les approches mises en avant dans la réflexion prospective. Il s’agit par exemple, et sans vouloir être exhaustif, des travaux sur la caractérisation, l'étude de la dynamique évolutive et l'annotation fonctionnelle des génomes animaux, l'étude fine de l'architecture génétique des caractères, l’étude approfondie des cellules souches, les travaux sur la biologie des vecteurs de parasites et des interactions entre hôtes et agents pathogènes pour identifier de possibles solutions thérapeutiques ou vaccinales, les travaux sur la surveillance des maladies et les agents pathogènes émergents et l’identification des agents pathogènes et des toxiques. Il s’agit aussi de travaux sur des développements méthodologiques comme par exemple les ontologies, la combinaison de la génétique quantitative et de la génétique des populations, l’intégration des données génétiques, épigénétiques, métagénomiques, le développement de modèles pour la sélection génomique intégrative ou encore l’utilisation de l’intelligence artificielle pour découvrir de nouveaux biomarqueurs.

1.2. Périmètre de la réflexion

La réflexion a été centrée sur l’élevage français et européen mais en considérant un emboitement d’échelles vers le niveau mondial. En effet, les systèmes européens partagent les mêmes enjeux, certains spécifiques, voire en décalage avec le reste du monde. De ce point de vue, l’élevage européen peut dans une certaine mesure avoir un rôle précurseur annonciateur d’évolutions qui pourraient avoir lieu aussi à terme dans d’autres régions du monde et éclairer des voies de progrès pouvant bénéficier aux pays tiers. Les systèmes agri-alimentaires européens se distinguent par une consommation de produits animaux élevée par habitant mais qui diminue. À l’inverse, la consommation augmente dans d’autres parties du monde, en lien avec l’accroissement démographique, l’urbanisation et l’amélioration du niveau de vie (Chine, Sud Est Asiatique) ou devrait s’accroître dans d’autres régions (Afrique de l’Ouest et de l’Est) pour améliorer l’état de santé des populations et réduire les retards de croissance (voire les cas d’anémie) des enfants. Les attentes sociétales en Europe vis-à-vis de l’élevage sont plus fortes et évoluent plus rapidement que dans de nombreux pays qui pourtant sont confrontés aux mêmes enjeux de pollution locale, de gestion des territoires et de bien-être animal que les pays européens. Enfin, les conditions de l’élevage européen restent différentes de celles d’autres régions du monde telles que les méga-fermes chinoises ou les grands troupeaux bovins du continent américain ou d’Océanie et, à l’autre extrémité, les petites exploitations familiales de pays en développement qui ne posent pas les mêmes questions.

Pour autant, il n’est pas possible d’examiner la situation en Europe sans considérer le niveau mondial. À cette échelle globale, l’élevage joue un rôle essentiel pour éradiquer la faim, la pauvreté, la malnutrition et les déficiences en micronutriments (HLPE, 2016) et apporte une contribution à tous les objectifs du développement durable tels que définis par les Nations Unies (FAO, 2018). Sur les plans environnementaux et des marchés, il y a nécessité d’inclure les effets environnementaux délocalisés de l’élevage européen au premier rang desquels on peut citer la contribution au réchauffement climatique et les effets induits par les importations de soja. Par ailleurs, l’élevage européen étant dans un marché ouvert, une bonne vision des évolutions de la demande en produits animaux et en aliments du bétail, ainsi qu’une connaissance des dynamiques de production dans d’autres parties du monde sont nécessaires pour éviter une déstabilisation des marchés intérieurs par des importations massives de produits animaux fabriqués de manière non durable et loin des standards de qualité européens et, à l’inverse, pour analyser les marchés porteurs pour des productions européennes.

Enfin, l’opportunité d’élargir les recherches de l’INRA au niveau mondial, sur des thématiques où nous sommes reconnus (agroécologie, génomique…) aura plusieurs intérêts : i) l’élevage est souvent le parent pauvre des approches globales en particulier parce que les systèmes d’élevage sont complexes, difficiles à représenter de façon réaliste en modélisation, en tout cas beaucoup plus que les systèmes de culture ; ii) renforcer (au-delà du métaprogramme GLOFOOD et de l’étude Agrimonde Terra) la présence de l’INRA dans les rapports internationaux concernant l’élevage, développer des modèles d’élevage en interaction avec les systèmes de culture et apporter de la généricité en complémentarité des travaux du CIRAD qui sont plus centrés sur l’étude de cas et par là, contribuer à améliorer les systèmes locaux. L’accès à ces terrains d’étude plus diversifiés permettrait en retour de mettre à l’épreuve nos idées, concepts et modèles.

1.3. Une réflexion dédiée à l’élevage d’animaux terrestres et de poissons

Le chantier (cf. encadré 1) a concerné toutes les filières animales dont l’aquaculture, l’élevage dans les territoires ruraux et les différentes formes d’élevage périurbain et urbain (espaces verts animalisés…). En revanche, concernant les substituts à la viande nous avons considéré que la viande in vitro (ou les produits obtenus par impression 3D tels que le surimi) n’entrait pas dans le périmètre de la réflexion concernant les volets techniques. Il est en effet illusoire de vouloir concurrencer par la recherche publique des travaux disposant de financements privés considérables et cette production souffre par ailleurs de nombreuses limites qui font douter de sa pertinence (Hocquette et al., 2013). La production d’insectes (ou d’autres sources de protéines comme la lombriculture) est considérée dans le cadre des possibilités offertes pour la production de protéines pour l’alimentation animale à partir du recyclage de déchets. En revanche, la production d’insectes pour l’alimentation humaine n’est pas considérée d’un point de vue zootechnique, mais l’évaluation globale de ces filières reste un enjeu pour nos recherches. Il faut pouvoir évaluer leurs impacts environnementaux et économiques par rapport à la production de viande blanche et l’acceptabilité des produits par le consommateur (Sommes-nous prêts à manger des insectes en Europe ? Quelle saveur des produits ?). La question du cortège microbien/parasite accompagnant la production d’insectes reste une question majeure.

2.1. Enjeux et moteurs des évolutions

Des déséquilibres écologiques liés à l’intensification des systèmes, à leur spécialisation et à leur concentration sur certains territoires sont apparus dès les années 1980 avec la question du nitrate en Bretagne et la qualité de l’eau (Hénin, 1980 ; Peyraud et al., 2014). Par la suite, il y a eu une prise de conscience des effets plus globaux de l’élevage sur le changement climatique avec les émissions de gaz à effet de serre, et sur la perte de biodiversité liée à la disparition de la forêt primaire permettant la culture du soja (rapport « Livestock Long Shadow », FAO, 2006). Plus récemment les questions des émissions d’ammoniac et de particules fines affectant la qualité de l’air, les risques de pollution chimique et biologique des écosystèmes par dissémination de pathogènes, de résidus médicamenteux et de gènes de résistance aux antibiotiques par les effluents sont apparus comme autant de nouveaux défis. L’élevage est aussi questionné pour son utilisation importante des ressources naturelles (Godfray et al., 2010 ; Foley et al., 2011) dont la terre, l’eau, l’énergie fossile qui pourraient être valorisées directement en alimentation humaine, en particulier via des productions végétales dont une partie est directement consommables par l’Homme.

Au-delà des impacts sur la qualité de l’environnement et l’utilisation des ressources, d’autres sujets sont venus plus récemment alimenter les controverses sur l’élevage, notamment la question du bien-être animal et des conditions d’élevage dans le cadre des modèles « intensifs » (Delanoue et Roguet, 2015). Ces controverses et leur intensité varient selon les filières et les pays, avec une attention particulière sur la résistance aux antibiotiques au Danemark, des controverses très fortes autour du bien-être animal en Allemagne, aux Pays Bas, au Royaume Uni, dans les Pays Scandinaves et plus récemment en France alors que les pays du Sud et la Pologne sont moins sensibles à ces questions (pour le moment du moins). Enfin, il est aussi établi qu’une forte consommation de viande rouge et de viandes transformées est associée à un risque accru de cancer colorectal (Bouvard et al., 2015) et les politiques nutritionnelles encouragent une réduction de la consommation de viande dans les pays de l’OCDE. L'OMS recommande un équilibre 50/50 entre protéines animales et végétales pour une alimentation saine alors que les pays d’Europe de l’Ouest sont plutôt proches d’un ratio 65/35 et avec un apport protéique globalement excédentaire. Une diminution modérée de la consommation sera un moteur majeur pour le futur de l’élevage. Au final et pris dans leur ensemble, ces impacts de l’élevage sur l’environnement, sur l’utilisation des ressources, sur le bien-être des animaux et sur la santé humaine ont conduit certains auteurs à préconiser une réduction importante (50 % ou plus) de la consommation de produits animaux en Europe (Meier et Christen, 2012 ; Heller et al., 2013 ; Westhoek et al., 2014 ; Poore et Nemecek, 2018).

Une autre série d’enjeux est interne aux filières animales. Le modèle de développement historique fondé sur la substitution du travail par du capital et des consommations intermédiaires - encore ancré dans les esprits, les économies d’échelle incitant toujours à l’agrandissement des structures -, la demande de l’aval pour des produits plus homogènes, des volumes toujours plus importants et disponibles toute l’année et les relations complexes et parfois difficiles entre les producteurs, l’amont et l’aval des filières, rendent difficile l’instauration de nouveaux équilibres. Les filières doivent faire face à une instabilité croissante des prix, des marchés et des revenus, pénalisant in fine l’attractivité des métiers (Nozières-Petit et al., 2018) à un moment où la pyramide des âges est défavorable et la question du renouvellement des générations est posée. L’abandon du métier d’éleveur et la non reprise d’exploitations risquent d’être des moteurs déterminants dans la baisse des effectifs d’animaux, avant même l’impact des réglementations. Les exploitations s’agrandissent pour des raisons d’économie d’échelle, mais les structures de plus grande taille sont plus difficiles à transmettre, rendent plus difficile l’optimisation des pratiques agro-écologiques et vont à l’encontre des souhaits de la société. Dans ce contexte déjà difficile, les filières françaises ont perdu en compétitivité face à la concurrence européenne et mondiale (Turolla et al., 2018 ; SENAT, 2019). La reconquête pour l’élevage français des parts de marchés intérieurs doit être instruite face à des concurrents très compétitifs - comme c’est le cas en volaille où 70 % de la consommation hors foyer provient de l’importation - et dans un contexte où la consommation baisse (viande rouge) où au mieux stagne (volaille) et où la production ne correspond pas toujours à la demande nationale.

2.2. Mais aussi des opportunités sont à saisir

Au niveau économique, l’Europe peut bénéficier de la forte demande mondiale en visant des marchés rémunérateurs faisant valoir la compétitivité hors coût de ses produits : empreintes environnementales relativement plus faibles, sécurité sanitaire des produits et exigences de bien-être des animaux plus élevées que pour les autres pays exportateurs sur les marchés de masse (cf. Dumont et al., 2017) et, notamment les produits français, dont les produits sous signe officiel de qualité, avec l’image de gastronomie qui les caractérise. Sur le marché interne, les ambitions de la grande distribution et des transformateurs, leur souhait de diversifier les produits dès l’amont de la filière et l’évolution des demandes d’une partie des consommateurs de plus en plus soucieux de leur alimentation vers des qualités premium (Obsoco, 2016), relayées en France par les États généraux de l'alimentation (EGA, atelier 11) vont forcer les évolutions vers des productions plus durables et un accroissement (sans doute modéré) des productions de niche.

Concernant l’environnement et l’utilisation des ressources, le rôle de l’élevage est reconnu comme essentiel pour boucler les cycles de nutriments dans le cadre d’approches agro-écologiques reposant sur les ressources naturelles, les services écosystémiques, les processus écologiques et le recyclage des éléments nutritifs en privilégiant les engrais organiques plutôt que synthétiques (HLPE, 2016 et 2019 ; Mottet et al., 2017 ; de Boer et van Ittersum, 2018) et en exploitant la capacité des animaux à valoriser les biomasses non directement utilisables en alimentation humaine (Wilkinson, 2011 ; Laisse et al., 2018). Il y a donc aussi, à côté des démarches visant la réduction des impacts, des opportunités à saisir pour développer un élevage plus durable et dont les rôles et services sont reconnus et appréciés par la société. La figure 1 récapitule les principaux challenges que l’élevage doit relever et en quoi il doit se transformer pour contribuer positivement aux objectifs du développement durable (ODD) tels qu’ils ont été définis par les nations unies (voir aussi FAO, 2018). Les ODD ont été rassemblés en quatre grands domaines pour une lecture simplifiée. L’élevage contribue aux autres ODD (FAO, 2018), mais de manière beaucoup plus marginale en Europe.

Figure 1. Challenges à relever pour une contribution renforcée de l’élevage aux objectifs du développement durable.

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3.1. Un nouveau paradigme pour construire le futur de l’élevage

Des progrès significatifs ont été accomplis depuis le début des années 1980 sur la réduction des émissions par unité de produit, grâce à la recherche d’une efficience accrue des facteurs de production. Mais les travaux conduits ont principalement cherché à optimiser le fonctionnement des systèmes dans une logique de progrès incrémentiel, d’approche linéaire supposant les ressources non limitées et en pensant l’optimisation de la production d’un seul produit sans considérer les effets secondaires et les autres maillons des systèmes agri-alimentaires. Les modes de consommation sont aussi analysés sous l’angle des empreintes des différents produits pris indépendamment les uns des autres. Ces analyses linéaires ne prennent pas correctement en compte les nombreuses et complexes interactions existant au sein des systèmes alimentaires entre différents produits. Dans un monde aux ressources finies et avec des écosystèmes parfois fortement dégradés (sol, aquifères, atmosphère), les adaptations à accomplir sont majeures et interrogent sur la place et le rôle que doit tenir l’élevage au sein des systèmes agri-alimentaires circulaires et durables. Si la recherche d’efficience accrue d’utilisation des ressources reste une priorité car elle permet d’assurer un volume de production pour l’industrie et l’export et que des progrès sont encore possibles. Cette recherche d’efficience n’est pas suffisante car elle ne garantit pas la résilience des systèmes de production face aux aléas climatiques, sanitaires et elle ne traduit pas l’aptitude des systèmes de production à restaurer la qualité des écosystèmes et à sécuriser les ressources ou au contraire à continuer à les dégrader même si c’est plus lentement que par le passé. C’est pourquoi au-delà de la recherche d’une efficience accrue, qui est une approche portée par le concept « d’intensification durable », il faut aussi capter l’aptitude des pratiques à maintenir, voire « régénérer » la qualité des écosystèmes et des ressources (HLPE, 2019) par le développement d’une agriculture et d’un élevage agro-écologique (INRA, 2012).

Les systèmes agri-alimentaires circulaires et durables doivent intégrer une production végétale et un élevage économes en ressources non (ou peu) renouvelables, qui non seulement produisent une alimentation saine à un prix abordable, mais éliminent aussi les pertes en recyclant les biomasses entre secteurs, contribuent à entretenir la qualité des écosystèmes et assurent la sécurité des ressources, et produisent d’autres biens et services reconnus par la société, à commencer par le stockage de carbone dans les sols, la préservation de la biodiversité ou la production d’énergie renouvelable (figure 2). La circularité vise à rétablir des boucles entre différents éléments du système global à différents niveaux ce qui a de nombreuses implications. L’élevage y joue un rôle essentiel (Mottet et al., 2017 ; Van Zanten et al., 2018) et doit être considéré comme une des clés au sein des territoires pour apporter des solutions. La circularité peut se définir à différentes échelles, de l’exploitation agricole au monde, mais la dimension territoriale (à différentes échelles : inter-exploitations, bassin de production, bassin de vie…) est déterminante pour la connaissance, la mobilisation et l’entretien des ressources disponibles. Elle pose les questions de la diversité des territoires, de la valorisation de la diversité des systèmes d’élevage et de la gouvernance pour la mise en œuvre de tels systèmes.

Par ailleurs, la santé et le bien-être des animaux (hors cadre des maladies infectieuses zoonotiques où beaucoup de travaux ont été et sont réalisés) ont jusqu’ici été étudiés pour corriger les effets délétères apparus avec l’accroissement de la productivité, mais sans considérer les liens avec la santé humaine et celle des écosystèmes. Dans un contexte de forte contestation de l’élevage et d’enjeux sanitaires majeurs (antibiorésistance), il convient de changer d’approche et de concevoir des systèmes visant en priorité à respecter les animaux et les Hommes et améliorant la qualité de vie des éleveurs. Ces systèmes doivent réduire le risque de développement de résistance aux antibiotiques (O’Neill, 2016) dans un monde où santé animale et santé humaine sont liées et où l’Homme et l’animal partagent une même pharmacopée. L’OMS a adopté en 2015 un plan pour combattre la résistance aux antibiotiques sous le concept de « One World, One Health » reconnaissant que la santé de l’Homme était liée à celle des animaux et des écosystèmes. L’amélioration des conditions de vie des animaux et la prévention des maladies, plutôt que leur traitement, deviennent ainsi la priorité. Le concept de « One Welfare » a été proposé (Fraser, 2016) pour souligner les liens entre bien-être animal et bien-être humain et reconnaître que tous deux dépendent d'un bon état écologique de l’environnement.

Figure 2. Représentation des rôles de l’élevage au sein de systèmes agri-alimentaires circulaires et durables

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3.2. Repenser les voies de progrès des systèmes d’élevage

La prise en compte d’un périmètre plus large considérant l’élevage comme un des éléments d’une bioéconomie circulaire ouvre de nouvelles perspectives de progrès en complément des pistes déjà explorées et qui doivent continuer de l’être.

Le développement de systèmes agri-alimentaires circulaires et durables ne peut s’envisager sans un élevage lui-même multiperformant, dont l’empreinte carbone soit neutre, résilient au changement climatique et assurant la santé de l’animal, de l’Homme et des écosystèmes. La recherche doit permettre de lever les verrous en travaillant sur les émissions de GES (CH₄, N₂O, CO₂), le stockage de C et l’adaptation aux changements climatiques au niveau de l’animal, des effluents, de la conduite des systèmes, des filières et des outils de politiques publiques incitant aux changements tout en contribuant à fortement réduire voire annuler les émissions vers les agroécosystèmes des autres formes d’N réactif (ammoniac, nitrate) et du phosphore. Dans le même temps, et d’ailleurs les deux sont liés, il faut mettre le bien-être et la santé des animaux et des Hommes au cœur des préoccupations pour la conception de nouveaux systèmes d’élevage. Ces objectifs peuvent être source de tensions et des compromis seront à trouver. Par exemple, l’accès des animaux à des parcours extérieurs pour le bien-être peut conduire à une maîtrise plus difficile des émissions vers l’air et l’eau, et de la santé (exposition à la faune sauvage).

La question de la diversité et de la diversification à tous les niveaux (notamment de l’animal, des troupeaux et des systèmes) devient centrale dans une approche agroécologique. Ceci conduit à une évolution du paradigme de la recherche dans toutes les disciplines pour comprendre ses intérêts et limites et aider à son pilotage. En outre, les prix souvent bas et variables des produits animaux et les crises sanitaires invitent à revenir sur la question de la diversité des modèles de production et du lien avec celle de l’organisation des filières et des marchés. Il est nécessaire d’éclairer la question des économies de taille, de gamme et des effets d’agglomération et d’analyser comment se saisir des préférences des consommateurs pour mieux orienter la construction de la qualité des produits de l’élevage au sein des filières et en ciblant au mieux leurs débouchés.

3.3. Repenser les liens entre élevage, productions végétales et dynamique des territoires

Le (re)couplage animal-végétal est essentiel pour l’amplification des approches agroécologiques. Il doit contribuer à une agriculture assurant le recyclage des éléments nutritifs, plus efficiente globalement et moins consommatrice d’énergie fossile et de produits chimiques, plus autonome en protéines, assurant la fertilité des sols, entretenant la biodiversité, valorisant les paysages et offrant des opportunités de développement de circuits alimentaires locaux. Ce (re)couplage concerne la valorisation optimisée des effluents pour réduire le recours aux engrais minéraux de synthèse et entretenir le stock de matière organique du sol (initiative 4p1000). Il concerne aussi la diversification des rotations et des assolements, l’alimentation animale offrant des degrés de liberté bien plus importants que l’alimentation humaine pour utiliser et remobiliser dans la chaine alimentaire une très grande diversité de biomasses végétales non directement utilisables en alimentation humaine. L’échelle et les modalités du (re)couplage peuvent être très variables depuis le niveau de l’exploitation, d’échanges entre exploitations voisines jusqu’aux échanges entre territoires. De manière plus disruptive, la réintroduction de l’élevage dans des territoires où il a disparu, voire l’utilisation de l’élevage comme outil du biocontrôle (désherbage, lutte contre les parasites) dans les zones spécialisées en grandes cultures, vignes et vergers sont à considérer. Le (re)couplage présente un intérêt tout particulier dans le cadre du développement de l’agriculture biologique où l’élevage fournit des engrais bon marché et où il peut bénéficier en retour d’aliments locaux certifiés bio à prix intéressant.

Toutes ces évolutions interpellent la recherche dans trois dimensions. Il faut considérer les flux de matières et d’énergie dans les territoires (métabolisme territorial) avec des approches quantitatives dynamiques et spatialisées et transformer ces informations sous formes d’indicateurs (au sens large) permettant de comprendre et piloter ces flux. L’élevage doit aussi s’entendre de façon très large en considérant les synergies, antagonismes et hybridations qui peuvent apparaitre entre les types d’élevage (intensif vs extensif, monogastrique vs ruminant…). Il faut considérer les différents rôles de l’élevage, et non uniquement la production d’aliments et de produits biosourcés, comme une clé d’entrée pour imaginer des solutions, ce qui n’exclut pas de confronter les deux approches dans un second temps. Le (re)couplage pose enfin des questions autour de nouveaux modèles économiques et de la gestion de la sécurité sanitaire.

3.4. Repenser la filière, les liens entre élevage, transformation et consommation des produits animaux

La reconnexion entre élevage, transformation et consommation nécessite un changement de paradigme pour les recherches sur la qualité des produits animaux, afin de créer de la valeur en réponse aux attentes sociétales qui sont multiples ; ce qui concerne non seulement la qualité intrinsèque des produits (sanitaire, nutrition, saveur, aptitudes pour la transformation), mais aussi leur qualité extrinsèque (liées aux modes de production et de distribution) auxquelles les consommateurs sont de plus en plus sensibles.

Ce volet amène de nouvelles questions. La première concerne l’évaluation de la place des produits animaux au sein de régimes alimentaires durables c’est à dire nutritionnellement adéquats, socialement acceptables et moins négativement impactant sur l’environnement dans un contexte de transition alimentaire. De nombreuses études concluent à la nécessité de réduire, parfois drastiquement, la consommation de produits animaux, mais les conséquences restent mal renseignées notamment sur l’environnement et le développement économique et social des territoires selon les scénarios d’usage des terres ainsi libérées par l’élevage. Des questions nouvelles apparaissent aussi sur la construction de la qualité des produits animaux tout au long de la chaine. Un domaine majeur de connaissance et d’innovations concerne ici la compréhension et la maitrise des microbiomes (et aussi des micronutriments et des polluants) tout au long de la chaine alimentaire. Un autre domaine concerne l’étude des conséquences de l’adoption de systèmes de productions plus agroécologiques sur la qualité des produits et sa variabilité, les conséquences pour la transformation, les conditions d’adoption des innovations par l’ensemble des acteurs des filières de l’amont à l’aval et le développement d’outils d’authentification et de contrôle des conditions d’élevage.

4.1. Les leviers de l’agroécologie et de l’économie circulaire

La mise en œuvre de l’agroécologie s’appuie sur la recherche et le renforcement des synergies entre les composantes du système de production ainsi que sur la diversification des systèmes, l’organisation spatiotemporelle des cycles biologiques pour boucler les cycles de nutriments, réduire les émissions et l’usage des intrants (eau, énergie, engrais, biocides), améliorer la santé des écosystèmes, accroitre la biodiversité, la production des services écosystémiques et la résilience des systèmes de production face aux aléas (climatiques, sanitaires, économiques). Il s’agit de maximiser le recours aux processus biologiques, leurs interactions et la biodiversité domestique à tous les niveaux d'organisation en substitution des intrants chimiques (INRA, 2012). L’économie circulaire explore quant à elle les possibilités de bouclage des cycles de matière et d’énergie dans une démarche souvent trans-sectorielle et trans-systèmes. Elle repose sur le recyclage des biomasses entre les différentes étapes de production en priorité pour réduire la consommation de ressources et les émissions vers l’environnement. L’agroécologie et l’économie circulaire sont complémentaires pour produire avec moins d’intrants (Dumont et al., 2013 ; Thomas et al., 2014), l’intensité du lien au sol déterminant le niveau d’articulation entre les leviers de l’agroécologie et ceux de l’économie circulaire.

Ces démarches permettent de renouveler en profondeur les questions de recherche. Le développement de pratiques agroécologiques en élevage amène à considérer le temps long en privilégiant les capacités d’adaptation des animaux et des systèmes dans le temps, et non plus la production maximale à court terme ce qui était souvent l’objectif des recherches par le passé. Les pratiques agroécologiques nécessitent de modifier la relation au risque et de considérer la diversification des productions (potentielle économie de gamme) et des systèmes au sein des territoires comme un levier pour faire face à l’accroissement de la dépendance aux conditions du milieu et à la sensibilité aux aléas par rapport aux systèmes conventionnels dans lesquels il s’agissait de contrôler les fluctuations environnementales. Elles amènent aussi à piloter par des actions à différentes échelles (de l’animal à la mosaïque paysagère), le métabolisme des agroécosystèmes associant l’élevage au sein des territoires. Ceci recouvre notamment la gestion plus préventive et moins curative de la santé et du bien-être des troupeaux, le bouclage des cycles de nutriments et la gestion de la matière organique des sols, la recherche d’une plus grande autonomie alimentaire des troupeaux, la limitation des intrants. Elles amènent également à repenser la préservation, la caractérisation et l’utilisation de la biodiversité : l’utilisation et la gestion des ressources génétiques animales ; la valorisation de plantes présentant des caractères d'intérêt comme notamment des légumineuses (autonomie en protéines et azote, intérêts de métabolites secondaires pour la santé des troupeaux) ; la gestion spatiotemporelle de la diversité des ressources ; la gestion de la matière organique et de la biomasse de (micro)organismes du sol ; la préservation de la biodiversité végétale et des habitats par des pratiques d’élevage adaptées notamment afin de maintenir des services de régulation (pollinisation…) ou culturels et sociaux.

Le développement de l’économie circulaire permet pour sa part de réexaminer la capacité des animaux à recycler, dans la chaine alimentaire, les biomasses non directement comestibles par l'Homme et dont la ressource pourrait augmenter à l’avenir (diversification des rotations, ressources aquatiques, valorisation des résidus alimentaires, insectes produits par recyclage de résidus…). Il renouvelle les questions sur l’efficience digestive et l’alimentation des troupeaux, la disponibilité des ressources, et pose la question de l’évaluation environnementale et sanitaire de ces nouvelles filières et de leur gouvernance. Il conduit aussi à s’interroger sur de nouvelles valorisations des coproduits de l’élevage avec, en premier lieu, les effluents par la production d’énergie ou l’extraction et la valorisation de nutriments (N et P) ou de molécules d’intérêt et les possibilités de transfert entre territoires et, en second lieu, la valorisation des carcasses, voire de lait et d’œufs grâce à de nouveaux développements technologiques pour la production de molécules bioactives et/ou d’ingrédients fonctionnels d’intérêt pour d’autres industries (pharmaceutiques notamment).

4.2. Le levier de l’innovation technologique

Les innovations technologiques dans les domaines des biotechnologies, du numérique et des procédés industriels peuvent et doivent contribuer aux approche agroécologiques et d’économie circulaire. Ceci recouvre i) les connaissances sur le génome et le phénotypage à haut débit qui doivent permettre une sélection plus précise sur des caractères d’intérêt socioéconomique et de disposer d’animaux plus robustes, plus adaptables et efficients et des produits animaux aux qualités améliorées (Phocas et al., 2017) ; ii) la maîtrise du microbiome et de l’épigénome animal via la mise en œuvre d'une programmation précoce des individus (in utero, in ovo, pendant la période périnatale) pour pouvoir moduler l’expression du génome de manière ciblée et orienter les phénotypes ; et iii) la maîtrise et la gestion des communautés microbiennes pour améliorer la santé par des approches préventives, basées sur l’écologie microbienne. La prédiction des capacités d’adaptation et des performances des animaux nécessite le développement de nouveaux biomarqueurs, source importante d’innovations technologiques.

Les nouvelles technologies du numérique (capteurs, robotique, internet des objets, « block-chain »…) fournissent des outils et des concepts innovants pour la gestion de l’élevage, et le phénotypage sur de grands effectifs pour une sélection génomique efficace. Le traitement en continu et automatisé d'une énorme quantité de données offre aussi de nouvelles possibilités pour la certification et une transparence accrue des relations entre entreprises et avec les consommateurs en ce qui concerne les modes de production. L’innovation dans les procédés technologiques doit permettre d’améliorer la valeur nutritionnelle des coproduits végétaux pour l’alimentation animale, les traitements des effluents et les coproduits issus des carcasses.

4.3. Le levier de l’innovation organisationnelle

La coopération entre les différentes parties prenantes concernées, l’évolution des politiques publiques et des marchés sont des éléments essentiels pour la transition de l’élevage qui nécessite de nouvelles perspectives partagées, de nouveaux partenariats, de nouvelles chaines de valeur. Ces évolutions doivent aussi reposer sur une connaissance précise des différentes trajectoires d’évolution de consommation de produits animaux en France, en Europe et dans le monde et des motivations qui les sous-tendent pour mieux orienter la production.

Les principaux leviers d’action concernent la définition de dispositifs et instruments de régulation (motivations pour la production de services, taxation pour des dis-services, alignement des politiques publiques avec des objectifs de santé…), la recherche de nouvelles solidarités entre les acteurs du monde de l’élevage, de l’amont vers l’aval, et les autres acteurs des territoires pour développer de nouveaux systèmes bien acceptés socialement et réalistes d’un point de vue économique. Ils concernent aussi la gestion de la coexistence et de l’hybridation entre systèmes dominants et systèmes alternatifs pour répondre à différentes demandes des consommateurs, l’innovation dans les collectifs de travail et la répartition de la valeur ajoutée pour une attractivité accrue des métiers et le maintien de l’emploi rural. Enfin les effets environnementaux, sociétaux et économiques de l’élevage étant fortement imbriqués, le développement de scénarios prospectifs permettant une vision globale des performances (notion de bouquets de services/dis-services) de l’élevage afin de pourvoir les articuler, de pointer des synergies et des antagonismes et au final de gérer les compromis en rendant visibles les arbitrages sont nécessaires (Ryschawy et al., 2017 ; Ryschawy et al., 2019) et doivent aussi contribuer à programmer les recherches.

5.1. Priorité 1 : Développer des élevages créateurs de valeurs et répondant aux attentes sociétales

Les divergences fortes entre les attentes sociétales et les déterminants de la rentabilité des élevages d’une part, et entre le soutien public à l’élevage et ses effets environnementaux et sociaux d’autre part, posent des questions de recherche nouvelles. Quatre domaines de recherche ont été identifiés.

5.2. Priorité 2 : Utiliser l’aptitude des animaux à valoriser des biomasses variées pour une agriculture bouclant les cycles de nutriments

La question de l’alimentation des animaux et de la gestion des effluents sont des éléments clés i) pour la recherche d’une éco-efficience accrue des systèmes agri-alimentaires, ii) pour une moindre dépendance aux engrais minéraux et aux protéines importées, iii) pour le développement d’une alimentation locale et aujourd’hui souhaitée sans OGM et iv) contribuant à la transition énergétique. Les nouveaux fronts de science concernent trois domaines :

5.3. Priorité 3 : Améliorer les aptitudes des animaux et proposer des systèmes et filières d’élevage durables

Cette priorité, très vaste, recouvre le cœur des compétences des départements des sciences animales de l’INRA.

a. Développer les capacités d’adaptation des animaux

Le développement de systèmes d’élevages agroécologiques renouvelle les priorités scientifiques de la recherche sur les animaux. Il faut développer leurs capacités d’adaptation face à un environnement plus changeant, qu’elles soient de nature comportementale ou physiologique, répondre à la question de la qualité de vie et développer une gestion préventive plutôt que curative de la santé. La réponse à ces enjeux nécessite de passer d’une vision statique de l’animal telle qu’elle a été développée jusqu’à maintenant à une vision dynamique prenant en compte de manière beaucoup plus intégrée que par le passé les différentes fenêtres temporelles au cours de la vie et entre générations ainsi que l’ensemble des performances (reproduction, production, robustesse, longévité, capacité d’adaptation à la chaleur, caractéristique des produits…) ce qui doit permettre l’étude des effets à long terme des évènements se déroulant dans des phases précoces et de caractériser l'aptitude des animaux à faire des compromis et à s'adapter à des environnements variables au cours de leur vie. Cela implique de décloisonner les compétences sur les différentes périodes de la vie et les différentes fonctions étudiées, et de renforcer les collaborations entre biologistes, biostatisticiens et bio-informaticiens pour l’intégration de données hétérogènes et complexes.

Figure 3. Élaboration précoce et étude des phénotypes : couplage santé, bien être, reproduction, production, longévité, adaptation au chaud, réduction des émissions de méthane, qualité des produits

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Les principaux fronts de science concernent la compréhension de l’élaboration précoce des phénotypes (phase périconceptionnelle, vie embryo-larvaire/fœtale, période néonatale jusqu’au sevrage) (figure 3). L’holobionte est une échelle nouvelle à prendre en compte. Il s’agit d’analyser les interactions [Génome x Epigénome x Microbiome] et Environnement ce qui recouvre notamment la compréhension des rôles multiacteurs des écosystèmes microbiens pour l’hôte et sa santé, la mise en évidence et la compréhension de la transmission non génétique de certains caractères dans la variabilité des phénotypes ; l’analyse des mécanismes physiologiques et comportementaux du développement des capacités sensorielles, cognitives et émotionnelles des animaux, et de leur état de conscience ; la compréhension du développement des tissus et organes. Au cours de la vie de l’animal il s’agit d’étudier ses capacités d’adaptation et notamment de savoir si et comment des animaux sélectionnés dans un environnement favorable s’adaptent à un milieu plus changeant ; d’être capable de prédire les conséquences de la sélection d'un caractère sur les autres fonctions de l'animal ; de caractériser les états mentaux des animaux et leur robustesse comportementale ; de comprendre les relations entre le bien-être animal, la santé et la conscience qu’un animal a de son état. Enfin un troisième champ concerne l’étude des relations entre communautés microbiennes et santé des animaux et des Hommes. Il s’agit de comprendre les fonctions des communautés microbiennes (liens entre les différents microbiomes, assemblages microbiens les plus résilients/bénéfiques aux différentes étapes de la vie), d’analyser les modes de transmission des agents pathogènes et d’évaluer les risques de transmission au regard des pratiques, de développer des méthodes de pilotage des écosystèmes microbiens au bénéfice de la santé et du bien-être. L’ensemble de ces recherches doit dépasser le seul cadre de la compréhension des phénomènes pour développer des méthodes d’intervention permettant de les maîtriser (levier des innovations technologiques dans la figure 2) et de prédire les effets sur l’animal.

5.4. Priorité 4 : faire entre l’élevage dans l’ère du numérique

Les perspectives offertes par les technologies du numérique sont extrêmement attractives dans de très nombreux domaines : gestion du bien-être (objectivation de l’état de l’animal dans le cadre d’une obligation de résultat), de la santé (meilleure détection des maladies à la fois plus précoce et plus exhaustive, meilleure caractérisation des symptômes), de l’alimentation (ajustement en fonction des réponses animales à l’échelle du groupe ou de l’individu), de la reproduction (des informations en continu sur les comportements et certains paramètres biologiques des individus). Enfin, la sélection génétique a beaucoup à gagner de ces informations à haut débit, le génotypage étant aujourd’hui bien moins limitant que le phénotypage à grande échelle des caractères d’intérêt zootechnique.

Notes