Bilan énergétique en agriculture

• Les énergies non renouvelables, ${\displaystyle ENR}$, consommées par hectare : ${\displaystyle ENR/ha}$ ;
• Le bilan énergétique, ${\displaystyle BE}$, par différence entre l'énergie brute produite, ${\displaystyle EB}$, et le total des énergies non renouvelables consommées (directes et indirectes), ${\displaystyle ENR}$ : ${\displaystyle BE=EB-ENR}$ ;
• L'efficacité énergétique, ${\displaystyle EE}$, définie par le rapport ${\displaystyle EE=EB/ENR}$ ;
• On l’approche aussi par le rapport « ${\displaystyle ENR}$ / quantité de produit », qui permet de montrer de quelle production il s'agit (contrairement à ${\displaystyle EE}$)

• On utilise les multiples du joule, unité internationale d'énergie, tels que le mégajoule, "MJ", et le gigajoule, "GJ".
• Autre unité d'énergie, plus évocatrice, l'« équivalent litre de fioul », notée "EQF", avec la conversion : 1 EQF = 35,8 MJ[4].

Le critère Efficacité Énergétique (EE), qui met en rapport Énergie Brute produite et Énergie Non Renouvelable consommée, varie de 0,2 à 9,5 à l’échelle des fermes, selon leurs productions, et en particulier selon leur proportion de productions animales et de productions végétales. En effet, l’animal, en tant qu’hétérotrophe, est un transformateur imparfait de l’énergie alimentaire qu’il ingère, alors que les plantes sont autotrophes, grâce à la photosynthèse.

En séparant les énergies dépensées par atelier de production, on a :

• EE des productions animales comprise entre 0,2 et 2, avec la plupart des ateliers animaux se situant entre 0,5 et 1. Cependant, le lait de vache peut être produit avec une Efficacité Énergétique supérieure à 1, lorsque la ferme produit l’alimentation des animaux et limite la fertilisation azotée minérale.
• EE des productions végétales comprise entre 0,5 et 9,5. Les plus faibles efficacités sont en viticulture ou arboriculture, les fruits étant généralement peu riches en énergie alimentaire. En céréaliculture, EE est fréquemment supérieur à 5[20].

Les 3670 bilans PLANETE analysés par Solagro ont été réalisés par 233 organismes différents, dont 39 % sont des Chambres d’Agriculture et 24% des associations[26]. Ils n’ont certes pas de représentativité statistique, mais ils permettent d’illustrer la diversité des situations et des différentes productions. En moyenne, la répartition par poste de la consommation d’énergie montre que :

- l’énergie directe (fioul carburant et électricité principalement) représente un tiers de la consommation d’énergie totale ;

- 5 postes représentent 82 % des consommations totales : fioul domestique (18 %), l’électricité et l’énergie pour l’eau (13 %), les achats d’aliments du bétail (22 %), les fertilisants (21 %) et le matériel (8 %).

Les fermes spécialisées en grandes cultures[33] ont des résultats très variables, dont les moyennes sont présentées ici[34] :

On peut noter que la production selon le cahier des charges de l'agriculture biologique est aussi efficace qu’en agriculture conventionnelle : les « grandes cultures » en bio produisent moins, mais elles consomment moins en proportion.

Les fermes spécialisées dans la production de lait de vache (408 cas)[35] ont conduit au constat que les exploitations les plus économes (quart inférieur) consomment moitié moins que les fermes « énergivores » (quart supérieur) qui ont un grand recours à l’alimentation extérieure et aux engrais minéraux : 2 948 MJ${\displaystyle /}$1 000 l de lait contre 6 361 MJ${\displaystyle /}$1 000 l de lait.

Les moyennes des efficacités énergétiques des ateliers lait des fermes ayant aussi des cultures sont analysées selon l'importance du maïs à ensiler dans leur système fourrager[36] :

Système fourrager surface en maïs ensilage / SFP[37]	Zéro maïs 0	Herbager 1 à 10 %	Herbe-Maïs 10 à 30 %	Maïs-Herbe sup. à 50 %	unités
Atelier lait dans fermes mixtes	4400	4264 (Bio : 3292 Conv : 5196)	4408	4967	MJ consommés${\displaystyle /}$1 000 l de lait
	123	119	123	139	EQF consommés${\displaystyle /}$1 000 l de lait

avec de grandes variations à l’intérieur de chaque système fourrager.

Sa production, étudiée sur 20 élevages spécialisés)[38], a une consommation moyenne de 7 400 MJ${\displaystyle /}$1 000 l de lait soit 207 EQF${\displaystyle /}$1 000 l. Pour les 29 fermes qui associent élevage caprin et cultures, la consommation moyenne baisse à 6 800 MJ${\displaystyle /}$1 000 l.

Les ateliers lait des exploitations en produisant consomment en moyenne 13 220 MJ${\displaystyle /}$1 000 l de lait, avec toujours une grande variabilité[38].

616 exploitations spécialisées ou ateliers sont répartis statistiquement selon leur efficacité énergétique[39] :

Pour les deux types d'élevage discernés ici, « viande naisseur » correspond aux élevages bovins allaitants où les jeunes, veaux et broutards, sont vendus avant l'âge d'un an, pour être engraissés par d'autres éleveurs, tandis que « viande naisseur-engraisseur » correspond aux élevages qui vendent des animaux "finis" aux abattoirs.

Les ateliers économes en énergie (quart inférieur) consomment près de 3 fois moins d’énergie par tonne de viande vive que les ateliers énergivores (quart supérieur) qui ont un grand recours aux aliments concentrés achetés sans pour autant produire plus de viande.

Sa production consomme en moyenne 13 848 MJ / tonne viande vive, avec des variations de 6,7 et 47,5 GJ/tvv sur l’échantillon de 60 élevages. Ces consommations proviennent pour moitié des aliments achetés[40].

Les 72 cas étudiés consomment en moyenne 11 950 MJ/tvv soit 335 EQF/tvv. Ces consommations sont cependant très variables, entre 9400 et 26 000 MJ/tvv[41] .

La méthode PLANETE est testée pour comparer, à l’échelle d’un hectare d’une culture donnée, les résultats énergétiques de différentes pratiques agricoles. Ainsi par exemple pour le mode de production en agriculture biologique par rapport au conventionnel, dans un milieu pédo-climatique similaire[3], pour la culture de blé :

Si l’on se place dans une stratégie d’utilisation minimale des énergies non renouvelables, l’itinéraire technique en bio est, à efficacité énergétique égale, plus performant. En revanche, dans une stratégie de fixation maximale de carbone, le bilan énergétique supérieur de l’itinéraire technique conventionnel raisonné de cet exemple est meilleur.

Cette étude de cas monographique permet de réfléchir à l’utilisation des résultats de bilans énergétiques, qui nécessitent un positionnement clair des objectifs environnementaux, ainsi que du statut donné aux sous-produits (ici, selon qu’on intègre ou non la paille dans les produits).

Dans un article pour la revue de l’Institut technique de l'agriculture biologique (ITAB), les résultats comparatifs suivants ont été publiés, pour les fermes céréalières[42] :

et pour les fermes spécialisées en production laitière bovine, sans vente de cultures, mais produisant plus ou moins leurs aliments du bétail :

Grâce à une meilleure autonomie alimentaire et à la non utilisation d’engrais chimiques, la production de lait de vache s’avère plus efficace en agriculture biologique qu’en conventionnel.

Ces résultats se retrouvent sur les données plus larges de 2006. Ainsi les consommations moyennes d’énergie des exploitations en agriculture biologique ont fait l’objet d’une communication[23]:

Ces chiffres sont seulement indicatifs, car les fermes ne sont pas forcément en nombre suffisant pour être représentatives. Ils tendent à montrer que l’efficacité énergétique de l’agriculture biologique est similaire (en grandes cultures) ou même meilleure qu’en conventionnel, sauf en production de lait de chèvre.

La qualité des produits n'est pas considérée dans les bilans énergétiques.