Le CowToilet, fabriqué et commercialisé par l’entreprise néerlandaise Hanskamp, a fait l’objet d’une recherche de l’Université de Wageningen (Pays-Bas) en vue de démontrer son impact sur la réduction des émissions d’ammoniac des vaches laitières. Publiés en décembre 2023, les résultats sont encourageants !
à retenir
- Pour les élevages en bâtiment, le stockage des effluents créé des problèmes de volatilisation d’ammoniac et de perte d’azote
- Les émissions d'ammoniac des bâtiments d'élevage laitier sont notamment issues de l'urée contenue dans l'urine excrétée par les vaches
- Le système du CowToilet collecte une partie de l'urine avant que celle-ci n'atteigne le sol et permet de réduire de 35 à 47% les émissions d'ammoniac par rapport à un élevage laitier traditionnel
Le CowToilet, fabriqué et commercialisé par l’entreprise néerlandaise Hanskamp, a fait l’objet d’une recherche de l’Université de Wageningen (Pays-Bas) en vue de démontrer son impact sur la réduction des émissions d’ammoniac des vaches laitières. Publiés en décembre 2023, les résultats sont encourageants !
Pourquoi réduire les émissions d'ammoniac ?
Tous les êtres vivants ont besoin d’azote mais la forme N2 constituant majeur de l’atmosphère n’est assimilable que par certains microorganismes. L’azote évolue dans un cycle naturel de transformation au sein des écosystèmes.
Le saviez-vous ?
Notre atmosphère est constituée à 78% d’azote gazeux (N2).
Les végétaux peuvent absorber l’azote sous forme de nitrate (NO3–) et dans une moindre proportion, sous forme d’ammonium (NH4+) et d’acides aminés. Les êtres humains et les animaux absorbent l’azote dont ils ont besoin en consommant ces végétaux, puis le rejettent principalement sous forme d’urée dans l’urine et, en moindre quantité, dans les fèces. L’urée se transforme au contact d’enzymes, de bactéries et de champignons présents dans le sol en ammonium (NH4+) puis en nitrate (NO3–) et peut également se volatiliser sous la forme d’ammoniac (NH3) en contact avec l’air.
L’azote est un composé naturel essentiel à la plupart des êtres vivants pour la synthèse des protéines. Essentiel pour la photosynthèse, il est utilisé en agriculture sous forme d’engrais minéraux fabriqués à partir de l’azote de l’air et de gaz naturels [1]. L’urine peut également être utilisée à l’état naturel comme fertilisant, puisqu’elle est riche en azote et potassium, deux éléments très utiles au développement des plantes. Sa haute teneur en eau permet de faciliter l’infiltration dans les sols et l’absorption par les plantes.
Toutefois, l’excès d’azote dans l’environnement a un effet néfaste sur la santé humaine et la santé des animaux. Par exemple dans l’air, l’excès d’ammoniac produit des effets irritants, voire toxiques (au niveau des yeux, de la peau et des voies pulmonaires). S’il est en excès dans les sols, il peut devenir un polluant majeur lorsqu’il est entrainé sous forme soluble dans l’eau lessivant les sols (acidification des sols, eutrophisation des cours d’eau, perte de biodiversité, …).
L’élevage bovins, producteur d'ammoniac
L’élevage en général, et l’élevage laitier en particulier, constitue une importante source d’émissions d’ammoniac qui doivent être limitées pour réduire la pollution de l’environnement et ses conséquences sur la santé humaine et animale. Suite à la Directive européenne NEC-2 (National Emission Ceilings) de 2016, des objectifs de réduction d’ammoniac ont été mis en place dans les Etats membres à horizon 2030 (-13% pour la France). Dans ce cadre, les Pays-Bas ont établi des quotas maximaux en vue de limiter les émissions d’ammoniac par animal et par an, en fonction des systèmes de logement des animaux. L’ambition néerlandaise est de concevoir une étable qui réduit les émissions d’ammoniac, en tenant compte des enjeux relatifs au bien-être des animaux.
Le saviez-vous ?
En France, 94% des émissions d’ammoniac proviennent de l’agriculture, dont 68% des élevages bovins. Au sein de ce secteur, 23% sont liés à la gestion des déjections animales (chiffres 2021 – rapport Secten 2023 Citepa).
Pour les élevages en bâtiment, le stockage des effluents créé des problèmes de volatilisation d’ammoniac et de perte d’azote. Les émissions d’ammoniac provenant des bâtiments d’élevage laitier sont notamment issues de l’urée contenue dans l’urine excrétée par les vaches. Cette urée est naturellement :
- convertie en ammoniac (NH3) qui se volatilise sous forme gazeuse dans les premières heures suivant l’excrétion,
- diffusée par les flaques d’urine qui s’étendent sur les sols ou par la couche supérieure du lisier (mélange d’urine et de fèces) sous forme d’ammonium (NH4+) puis nitrate (NO3–). Ce phénomène est d’autant plus exacerbé lorsque les effluents sont stockés à l’air libre (puis épandus).
Au cours des dernières décennies, le développement d’alternatives pour réduire les émissions d’ammoniac liées aux déjections animales s’est concentré en partie sur le drainage ou l’élimination de l’urine du sol des bâtiments.
Un principe simple : séparer l'urine des fèces
Le système du CowToilet présente une alternative en collectant une partie de l’urine avant que celle-ci n’atteigne le sol. De cette manière, la principale source d’émission d’ammoniac (l’urine) est retirée du bâtiment pour être stockée dans un réservoir fermé où elle produira des émissions négligeables.
L’étude menée par l’Université de Wageningen montre que l’usage du Cowtoilet permet de réduire les émissions d’ammoniac de 35 à 47 % par rapport aux émissions d’un élevage laitier traditionnel sur caillebotis en béton. Si ces mesures doivent être confirmées par des expérimentations additionnelles au sein d’autres élevages laitiers pour que le système soit officiellement reconnu aux Pays-Bas comme un système à faibles émissions, ces premiers résultats apparaissent d’ores et déjà comme prometteurs.
Le saviez-vous ?
D’autres leviers d’action existent pour limiter les émissions d’ammoniac au sein d’un élevage laitier : réduire la concentration azotée des aliments distribués via des fourrages de qualité, augmenter la fréquence de nettoyage des sols des bâtiments, couvrir les fosses à lisier, augmenter la durée de pâturage des animaux, modifier les pratiques d’épandage des déjections pour limiter le contact direct avec l’air, etc.
(Pour en savoir plus, voir la fiche pratique « Leviers d’actions pour réduire les émissions d’ammoniac en élevages bovins » - Idele, Cniel, Interbev).
Concrètement, comment ça marche ?
Les dispositifs de Cowtoilet sont positionnés au niveau des stations d’alimentation (distributeurs automatiques de concentrés) des vaches laitières. Lorsque la vache se nourrit dans son auge, un bras mécanique s’abaisse automatiquement et une partie de l’urinoir touche les extrémités nerveuses du périnée de la vache, pour provoquer une miction. 35% de l’urine est ainsi recueillie dans un petit réservoir puis déversée vers un plus grand réservoir de stockage fermé pour éviter la volatilisation de l’ammoniac sous forme gazeuse. Par ailleurs, une plaque perméable positionnée sur le sol en caillebotis permet de collecter l’urine restante sous le sol et améliore ainsi la propreté des pieds et les aplombs, ce qui est favorable à leur bien-être. Avec ce système, les coûts liés au nettoyage du bâtiment sont réduits. Autre avantage : l’urine collectée peut être utilisée comme matière première pour la fertilisation des couverts végétaux, comme un engrais minéral.
Le Cowtoilet est testé aux Pays-Bas depuis 2021 ainsi qu’en Allemagne. Le concept est aussi en cours d’essai sur des robots de traite. D’autres systèmes de séparation de l’urine et des fèces sont également à l’étude pour d’autres types de logement des vaches laitières. C’est le cas notamment au niveau de bâtiments avec libre circulation des vaches où l’on positionne une litière de sable et des drains au fond, ce qui permet de récupérer l’urine seule. Les toilettes sèches pour vaches, elles, existent depuis longtemps : il s’agit du fumier (fèces + paille) !
Pour en savoir plus
Si vous souhaitez en savoir plus, nous vous conseillons de consulter l’étude de l’Université de Wageningen (Pays-Bas).
Article relu par Paul Villate, Enseignant en Sciences Animales et Végétales à VetAgroSup et Nathalie Vassal, maître de conférences sur les systèmes prairiaux chez VetAgroSup
[1] Cette transformation (procédé Habber Bosh) est source d’émission de gaz à effet de serre, d’où la nécessité de rechercher des alternatives.
à retenir
- Pour les élevages en bâtiment, le stockage des effluents créé des problèmes de volatilisation d’ammoniac et de perte d’azote
- Les émissions d'ammoniac des bâtiments d'élevage laitier sont notamment issues de l'urée contenue dans l'urine excrétée par les vaches
- Le système du CowToilet collecte une partie de l'urine avant que celle-ci n'atteigne le sol et permet de réduire de 35 à 47% les émissions d'ammoniac par rapport à un élevage laitier traditionnel
CHIFFRE CLÉ
Objectifs de réduction des émissions d’ammoniac d’ici 2030 pour la France
