Des meilleures méthodes d’élevage aux vaccins contre le rot de vache, de nouvelles solutions pourraient réduire les émissions agricoles
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, 84 fois plus puissant que le dioxyde de carbone sur 20 ans. Parce qu'il retient la chaleur plus intensément à court terme que les autres GES, réduire dès maintenant les émissions de méthane peut avoir un impact rapide et significatif sur le ralentissement du changement climatique.
Les exploitations agricoles constituent un bon point de départ. Près de la moitié des émissions mondiales de méthane proviennent d'activités agricoles telles que l'élevage, la riziculture et la combustion des déchets agricoles. Avec la hausse de la demande alimentaire mondiale, ces émissions devraient augmenter.
La bonne nouvelle est que des approches prometteuses émergent pour limiter l'impact climatique de l'agriculture. Un nouveau rapport du WRI présente les dernières avancées scientifiques, ainsi que les considérations économiques de plus de 25 solutions d'atténuation des émissions de méthane.
Mais d’abord, d’où viennent les émissions de méthane agricoles ?
L'élevage est de loin la principale source de méthane agricole, produisant environ les deux tiers du total. La majeure partie provient de la digestion et du fumier des ruminants.
Sources d'émissions de méthane
Les ruminants comme les bovins, les moutons et les chèvres produisent naturellement du méthane comme sous-produit de la digestion, connu sous le nom de « fermentation entérique ». Les micro-organismes présents dans leur estomac décomposent les aliments, générant du méthane, principalement libéré par les éructations. Les ruminants sont responsables de plus de 55 à 60 % des émissions de méthane de l'agriculture ; les non-ruminants comme les porcs et les chevaux y contribuent beaucoup moins.
Fumier Le méthane produit 6 à 8 % des émissions agricoles (bien que certaines recherches suggèrent que ces émissions pourraient être nettement supérieures). Dans les grandes exploitations laitières et porcines, ou « fermes industrielles », le fumier est souvent évacué à l'extérieur par jet d'eau et placé dans des réservoirs ou des bassins, où il est stocké sous forme liquide ou en suspension. Ces systèmes humides créent des conditions idéales pour les micro-organismes producteurs de méthane. En revanche, les petites et moyennes exploitations, où le fumier est généralement stocké sous forme solide ou séché au soleil, émettent moins de méthane.
Riziculture Le méthane est une autre source majeure de méthane, responsable de 18 à 20 % des émissions agricoles. Les rizières inondées épuisent l'oxygène et alimentent la production de méthane. Le gaz s'échappe ensuite principalement par les plants de riz ou sous forme de bulles qui s'élèvent du sol, bien que les émissions varient selon les méthodes d'irrigation, les types de sol et l'utilisation d'engrais.
Brûler les « résidus » de récolte— les déchets restants après la récolte, tels que les tiges de riz et de blé et d’autres biomasses — sont une pratique courante dans certains pays, contribuant à 3 à 4 % des émissions de méthane agricole tout en polluant l’air et en mettant en danger la santé humaine.
Des dizaines de stratégies ont émergé ces dernières années pour réduire ces émissions, allant de la simple à la haute technologie. Cependant, les coûts, la faisabilité et le stade de développement varient considérablement. Voici quelques solutions qui, affinées et soutenues par la R&D, pourraient s'avérer prometteuses :
1) Rendre l'élevage plus efficace
Dans de nombreux pays en développement, le bétail produit beaucoup moins de lait et de viande par animal que les fermes de pays comme les États-Unis. Il existe une grande opportunité d'améliorer l'efficacité de la production animale en améliorant la qualité de l'alimentation animale, en élevant du bétail de meilleure qualité et en garantissant une meilleure santé animale. Ces améliorations peuvent aider les agriculteurs à accroître leur productivité sans augmenter les émissions totales de méthane, à condition que la quantité de méthane produite par unité de lait ou de viande diminue suffisamment pour compenser l'augmentation de la production.
Une méthode éprouvée consiste à donner aux animaux des aliments plus digestes, ce qui les aide à moins roter et à absorber davantage de nutriments pour leur croissance et leur production laitière. Aux États-Unis, par exemple, la production laitière a augmenté de 53 % Entre 1990 et 2021, les émissions de méthane entérique par unité de lait ont diminué d'environ 25 % (bien que les émissions liées à la gestion du fumier aient également augmenté de manière significative au cours de cette période). Alors que de nombreuses exploitations agricoles des pays développés utilisent déjà des aliments hautement digestibles, les agriculteurs d'Afrique et d'Asie du Sud nourrissent souvent leurs animaux avec des résidus de culture de mauvaise qualité, tels que la paille de riz et la paille de blé, qui peuvent représenter jusqu'à 70 % de l'alimentation d'une vache. Si nourrir les animaux avec des résidus de culture permet d'éviter les émissions qui résulteraient autrement de leur combustion, les agriculteurs pourraient également enrichir les résidus de culture avec des nutriments et des méthodes biochimiques pour accroître la productivité animale. Ces avantages sont particulièrement importants pour les vaches à faible production, les aidant à grandir et à produire plus de lait tout en réduisant les émissions de méthane.
Dans une projet à venirLe WRI travaillera avec l’Institut international de recherche sur l’élevage (ILRI) en Éthiopie et au Népal pour développer des méthodes durables de transformation des résidus de culture en aliments pour animaux de haute qualité, ce qui peut à son tour réduire les émissions de méthane, stimuler la production et créer des emplois locaux.
2) Arrêter le méthane avant qu'il ne s'échappe : les inhibiteurs de méthane
Une façon pour les exploitations agricoles de réduire davantage leurs émissions est d’utiliser additifs alimentaires inhibiteurs de méthane, qui peuvent contribuer à réduire la quantité de méthane produite par les vaches lors de la digestion. Ces inhibiteurs sont particulièrement adaptés aux exploitations commerciales et à grande échelle, car le coût peut constituer un obstacle pour les petites exploitations et les inhibiteurs de méthane n'entraînent pas toujours de gains de productivité.
Par exemple, une molécule synthétique appelée 3-nitroxypropanol (3-NOP) a suscité un intérêt croissant ces dernières années, faisant l'objet d'essais de recherche et développement approfondis et obtenant l'approbation réglementaire pour une utilisation chez les vaches laitières ou de boucherie dans plus de 60 pays. Administré à faibles doses dans l'alimentation des vaches, il peut réduire la production de méthane de autour 30%Actuellement, ce produit est applicable aux vaches en parcs d'engraissement, et des systèmes permettant d'administrer du 3-NOP aux vaches au pâturage sont en cours de développement. Cependant, il n'améliore pas la productivité ; son acceptation dépendra donc des coûts. Certaines entreprises agroalimentaires et de la chaîne d'approvisionnement, comme Arla Foods UK, testent le 3-NOP (Bovaer™), approuvé commercialement, dans des fermes laitières avec de grands distributeurs. Malgré des études de sécurité approfondies, la désinformation des consommateurs a suscité des réactions négatives. De plus, un étude récente à long terme Les résultats ont montré que les effets du 3-NOP pourraient dépendre en grande partie du type de régime alimentaire et diminuer à mesure que la vache progresse dans son cycle de lactation. Cela suggère qu'un second inhibiteur complémentaire, pouvant être utilisé en alternance avec le 3-NOP, serait très utile.
L'algue rouge, ou Asparagopsis, est un autre additif alimentaire inhibiteur de méthane qui a suscité un intérêt considérable sur le marché ces dernières années. Originaire d'Australie, l'algue rouge est autorisée pour les parcs d'engraissement de bovins. Si la recherche montre que son potentiel d'atténuation du méthane peut atteindre 90 %, des essais à long terme ont démontré environ 30% efficacité dans la réduction du méthane.
Une option qui pourrait réduire les coûts est d’utiliser uniquement son ingrédient actif, bromoforme, sous une forme ou une autre. Le problème est que le bromoforme a été identifié comme un « cancérogène humain probable », même s’il y a de fortes chances que lorsque de petites quantités sont ajoutées à l’alimentation, elles soient ventilées dans le système digestif de la vache. Alors qu’une certaine production à grande échelle a commencé, davantage de recherche et développement sont nécessaires pour faire face aux coûts de production potentiellement élevés et aux impacts sur la santé humaine.
3) Élevage de vaches à faible émission de méthane
La production de méthane des vaches est liée à leur génétique, certaines produisant naturellement plus de méthane que d'autres. La sélection de races de qualité supérieure, plus saines et plus efficaces sur le plan alimentaire, est une pratique agricole de longue date. De même, l'élevage et la sélection vaches à faible teneur en méthane Il est possible de produire des vaches qui émettent naturellement moins de méthane. En moyenne, les vaches à faibles émissions de méthane peuvent produire 22 % d'émissions de méthane en moins Contrairement aux inhibiteurs de méthane, l'atténuation du méthane dure toute la vie d'une vache et peut même être transmise à sa progéniture.
Bien qu’il y ait eu quelques projets pilotes à travers le monde, comme en Canada En Nouvelle-Zélande et ailleurs, cette approche nécessite encore d'importants efforts de recherche et développement et de formation des agriculteurs pour avoir un impact à grande échelle. Cependant, si elle est adoptée à grande échelle, les avantages de la réduction des émissions de méthane pourraient être considérables, car cette solution peut être appliquée à tous les systèmes de production et à toutes les zones géographiques.
4) Vaccins anti-méthane
Une autre solution émergente dans sa phase de recherche initiale se concentre sur les vaccins qui empêchent la formation de méthane dans l'estomac des vaches. vaccins au méthane peut être administré aux veaux comme n'importe quel autre vaccin, et son effet dure toute la vie de la vache. Certains efforts prometteurs de recherche et développement sur les vaccins sont vise actuellement une réduction de 30 % des émissions de méthane. En cas de succès, les vaccins au méthane ont un grand potentiel pour une adoption plus large, car l’infrastructure de vaccination est bien développée dans la plupart des régions du monde.
5) Alternatives aux digesteurs de fumier
Lorsqu’il s’agit de réduire le méthane issu de la gestion du fumier, les digesteurs reçoivent la plus grande attention.
Les digesteurs de biogaz utilisent le fumier pour produire du biogaz, un mélange de méthane et de dioxyde de carbone. Les projets de digesteurs captent ce méthane pour produire de l'électricité ou le compriment pour en faire du « gaz naturel renouvelable ». Si les digesteurs permettent de réduire les émissions de méthane, notre rapport souligne que ces réductions ont souvent été surestimées, faute de prendre en compte les fuites de méthane du digesteur et les émissions du « digestat », la matière humide qui sort du digesteur et produit du méthane.
L'un des principaux problèmes des digesteurs est leur coût. Aux États-Unis, une exploitation agricole a généralement besoin d'au moins 500 vaches pour qu'un digesteur soit rentable. Les petites et moyennes exploitations sont donc exclues. Parallèlement, les digesteurs bénéficient d'importantes subventions et d'un soutien politique en tant que solutions d'énergie renouvelable. Ils produisent également des eaux usées qui émet plus d'ammoniac que le fumier brut et affecte négativement la qualité de l'eau. Un autre problème potentiel est que, dans de nombreux pays, des cultures sont ajoutées aux digesteurs. Les exigences d'utilisation des terres et les émissions associées aux cultures, ainsi que les fuites de méthane, tendent à compromettre les bénéfices du digesteur en termes de réduction des émissions de méthane.
Parallèlement, dans des pays comme l'Inde et la Chine, des millions de petits digesteurs domestiques sont utilisés depuis des décennies. Bien qu'ils fournissent du combustible pour la cuisson et améliorent la sécurité énergétique, une surveillance insuffisante et des fuites de méthane pourraient avoir entraîné une augmentation des émissions globales.
Pour ces raisons, des alternatives aux digesteurs sont nécessaires. Une alternative prometteuse implique diverses formes de séparation solide-liquideDans cette approche, les agriculteurs utilisent des équipements mécaniques pour séparer la partie solide du fumier de la partie liquide. La partie solide est ensuite généralement compostée, séchée ou utilisée comme litière pour les vaches, et la partie liquide est stockée dans des réservoirs ou des bassins. Cette méthode peut réduire les émissions de méthane jusqu'à 60 %, selon la technologie utilisée, et nous estimons que les coûts sont bien inférieurs à ceux des digesteurs. Programme alternatif de gestion du fumier en Californie a soutenu l’installation de plusieurs séparateurs solides dans l’État, mais leur adoption mondiale est encore limitée, principalement en raison d’un manque de subventions, de subventions ou d’autres instruments financiers pour les agriculteurs.
Une autre technologie prometteuse est acidification, ou en mélangeant du fumier avec de l'acide. Le fumier acide crée des conditions défavorables pour les micro-organismes générateurs de méthane et réduit ainsi les émissions de méthane. Cette approche est le plus couramment utilisé au Danemark Dans le cadre de la réglementation nationale sur le contrôle de l'ammoniac. La littérature scientifique soutient fortement l'acidification pour réduire les émissions de méthane, d'oxyde nitreux et d'ammoniac, bien que l'ampleur de ces bénéfices dépende de la fréquence, du type et du dosage de l'acide utilisé. Les chercheurs rapportent jusqu'à 89 % de réduction du méthane en utilisant des doses d'acide plus élevées et un 46% de réduction avec des doses plus faibles.
Ces technologies alternatives en sont à leurs premiers stades d’adoption et méritent davantage d’essais en milieu agricole pour tester leur efficacité, leurs compromis et leurs co-bénéfices potentiels.
6) Réduire les émissions de méthane provenant du riz
De nombreuses approches peuvent contribuer à réduire les émissions de méthane issues de la riziculture, à commencer par l'adoption de variétés de riz à haut rendement, capables de réduire considérablement les émissions de méthane par kilogramme de riz produit. Par ailleurs, parmi les milliers de variétés de riz présentes dans le monde, certaines émettent naturellement moins de méthane que d'autres. Identifier et cultiver ces variétés à faibles émissions de méthane pourrait réduire les émissions de 22 à 51 %.
L’une de ces variétés prometteuses est SUSIBA 2, qui a été adoptée dans certaines régions du monde. 2025 Une étude semble avoir révélé les mécanismes biochimiques à l'origine de la capacité de SUSIBA 2 à libérer moins de méthane : des substances chimiques qui suppriment le méthane dans leurs systèmes racinaires. Une telle innovation pourrait ouvrir la voie à la sélection de variétés de riz supérieures émettant jusqu'à 70 % de méthane en moins.
Un moyen simple et peu coûteux de réduire le méthane provenant de la production de riz est Mouillage et séchage alternatifs (AWD)Le riz pousse dans des champs « inondés » ; la DAE consiste à laisser l'eau s'assécher complètement avant de la réinonder. Plusieurs variantes de cette pratique existent et peuvent réduire les émissions de méthane de 40 à 45 %. Cette approche permet également d'économiser l'eau, ce qui profite aux régions pauvres en eau. Cependant, la possibilité d'utiliser la DAE dépend de la fiabilité du drainage et de l'approvisionnement en eau. La plupart des riziculteurs disposant de petites parcelles, la DAE est plus efficace lorsque plusieurs exploitations coordonnent leur gestion de l'eau. Cela nécessite des projets communautaires pour gérer efficacement les niveaux d'eau et fournir aux agriculteurs le soutien et les incitations nécessaires.
Passer de la recherche à l'action
En réalité, les gouvernements ont consacré des ressources extrêmement limitées à la réduction des émissions de méthane dans les exploitations agricoles. Cependant, la bonne nouvelle réside dans l'émergence de solutions prometteuses, malgré des fonds limités. Même une modeste augmentation des financements permettrait probablement de progresser davantage. Les gouvernements doivent aborder ces solutions de la même manière qu'ils l'ont fait dans le secteur de l'énergie, en soutenant et en investissant dans l'innovation. Si certaines stratégies semblent prêtes à se développer rapidement, d'autres nécessitent un financement raisonnable pour la R&D et le soutien à des projets pilotes à grande échelle.
Gouvernements pourrait accélérer l’adoption de technologies d’atténuation du méthane en fournissant des subventions ciblées aux agriculteurs et en intégrant la réduction du méthane dans des politiques agricoles plus largesPour réduire les émissions provenant de l’élevage et de la production de riz, les pays devraient élaborer des stratégies qui tiennent compte de leurs systèmes de production uniques et se concentrer sur le renforcement des capacités pour adopter des solutions durables à long terme qui pourraient également améliorer la sécurité alimentaire.
Pendant ce temps, le secteur privé Il est nécessaire d'investir dans les essais et la R&D afin d'améliorer continuellement les technologies d'atténuation émergentes et de rendre leurs résultats accessibles au public. Davantage de projets pilotes peuvent contribuer à garantir l'acceptation des consommateurs avant le déploiement d'essais à grande échelle. Des initiatives de R&D de plusieurs millions de dollars peuvent avoir un impact profond sur l'avancement de la science et rendre la recherche accessible à tous. Par exemple, Accélérateur de recherche et développement en fermentation entérique, qui finance des recherches révolutionnaires sur des technologies réduisant les émissions de méthane du bétail, les rendant attractives pour les agriculteurs et adaptables à divers systèmes de production à l'échelle mondiale. Un partage plus ouvert des données peut également accélérer les essais sur le terrain.
En fin de compte, les gouvernements et le secteur privé doivent collaborer pour soutenir les éleveurs et les riziculteurs. Grâce à des pratiques et des technologies adaptées, les exploitations agricoles du monde entier peuvent à la fois améliorer la sécurité alimentaire et ralentir le changement climatique.
