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La base de données Elfe : vers une meilleure connaissance des émissions gazeuses liées à l’élevage

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Aurore Vigan (Inra) et al., Journées 3R, 5 et 6 décembre 2018, Paris, 5 pages

Le secteur de l’élevage est aujourd’hui confronté à une demande croissante de produits animaux à laquelle il doit répondre en limitant au maximum ses impacts environnementaux et en assurant sa durabilité. Parmi ces impacts, la pollution de l’air est une préoccupation majeure. Pour faire face au changement climatique et contribuer à l’amélioration de la qualité de l’air, les émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre doivent être mieux caractérisées et maîtrisées afin de les prendre en compte dans l’évolution des pratiques d’élevage (alimentation, gestion des effluents, etc.). Des acteurs de la recherche et du développement se sont donc associés afin de développer une base de données appelée ELFE (ELevages et Facteurs d’Emission), compilant les valeurs publiées dans la littérature internationale des émissions d’ammoniac, de gaz à effet de serre, de particules et d’odeurs, sur toute la chaîne de gestion des effluents des élevages bovins, porcins et avicoles ainsi que leurs métadonnées associées. Parmi les 1 000 références bibliographiques collectées, environ 350 ont été intégrées à ce jour à la base de données, fournissant ainsi, un peu plus de 5 200 valeurs d’émission. La base de données ELFE permet de déterminer des moyennes d’émission associées à leurs écarts-types prenant en compte la diversité des systèmes d’élevage. Ces données pourront ainsi alimenter les inventaires nationaux d’émissions en proposant des facteurs d’émissions ajustés à des systèmes d’élevage définis et également, permettre d’évaluer la mise en place de pratiques de réduction des émissions. Cette base de données représente aussi une source d’information pour la réalisation d’évaluations multicritères permettant notamment, de préciser l’influence des métadonnées sur les niveaux d’émissions (climat, type de bâtiment, etc.). De plus, cette base propose une classification de chaque valeur d’émission en fonction du nombre de métadonnées renseignées dans les références bibliographiques (>50 % ; 30-50 % ; <30 % des métadonnées renseignées) afin d’évaluer son niveau de description.

The ELFE database: improving the knowledge on gas emissions from livestock systems

The increasing demand for animal products is a major challenge for the livestock sector that must reduce its environmental impacts and ensure its sustainability. This sector has been identified as an important contributor to polluting gas emissions. Improving the knowledge on the origin and the magnitude of air pollutants and greenhouse gases emissions from livestock sector is essential to address climate change and to contribute to improve air quality with the evolution of breeding practices (feeding strategy, manure management, etc.). A consortium involving research and extension services partners was created to build a database called ELFE (ELevages et Facteurs d’Emission) with international data from literature references focusing on emissions of ammonia, greenhouse gases, particles and odors on the different steps of manure management of cattle, pig and poultry productions systems and their associated key variables. Around 350 publications (among 1 000 publications collected) are integrated into the database and provide more than 5 200 emission values. The ELFE database allows calculating average of emission and their standard deviation taking into account the diversity of livestock systems. These data can be used to provide emission factor for national inventories for specific livestock systems and also, to evaluate practices on gas emissions mitigation. This database can also be used to analyze the influence of key variables on the emission factor variability using multicriteria assessment (climate, building type, etc.). Moreover, this database propose a classification of emission factor into three classes according to the degree on which information about their most influential key variables was complete (>50 % ; 30-50 % ; <30 % of indicated key variables) to evaluate its description.

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2018

Une base des données de facteurs d’émission selon l’itinéraire technique : Elfe

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Nadine Guingand, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 91

Les éleveurs de porcs de plus de 2 000 places de porcs de plus de 30 kg ou 750 emplacements de truies doivent annuellement déclarer leurs émissions d’ammoniac, de protoxyde d’azote, de méthane et de particules sur le site GEREP de l’administration française. (https:// www.declarationpollution.developpement- durable.gouv.fr/gerep). Ces mêmes élevages doivent aussi (au titre du BREF Elevages révisé, publié en février 2017) justifier du respect de niveaux maximaux d’émission d’ammoniac par leurs bâtiments. Pour ce faire, l’utilisation de facteurs d’émission par catégorie animale et par itinéraire technique est proposée par le BREF Elevages.

Afin d’améliorer les connaissances relatives aux émissions et de contribuer à réduire la contribution de l’élevage (70% des émissions d’ammoniac d’origine agricole), un Consortium regroupant des acteurs de la recherche (Inra, Irstea) et du développement (Ifip, Itavi, Idèle, CRAB, Terres Inovia, Arvalis, Citepa) s’est constitué pour mutualiser les références relatives aux émissions des ateliers porcs, volailles et herbivores.

L’objectif du projet ELFE (ELevages et Facteurs d’Emission) est (1) de créer pour les porcs, les bovins et les volailles une base de données des facteurs d’émissions gazeuses (NH3, N2O, CH4, CO2, NOx, COV) d’odeurs et de particules par les bâtiments, unités de stockage, traitement des effluents, épandage et pâturage ; (2) d’analyser ces données pour établir des facteurs moyens d’émission par itinéraire technique ; et (3) de diffuser ces acquis auprès d’un large public (scientifiques, instances décisionnelles, acteurs de l’appui technique, éleveurs, enseignement. Le projet ELFE est en lien direct avec le RMT Elevage et Environnement (axe thématique : émissions gazeuses).

PDF icon Nadine Guingand, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 91, fiche n° 51
2018

Contribution de ELFE à l’établissement de facteurs d’émission d’ammoniac par les bâtiments et le stockage en élevage porcin

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50es Journées de la Recherche Porcine, 6 et 7 février 2018, Paris, p. 13-24, par  Aurore Vigan (IFIP) et al.

 Un consortium regroupant des acteurs de la recherche et du développement s’est créé afin de construire une base de données (ELFE) compilant les valeurs publiées dans la littérature internationale des facteurs d’émission d’ammoniac, gaz à effet de serre, odeurs, particules et métadonnées associées. Environ 1 000 références ont été identifiées et ont permis de fournir des FE par poste d’émission (bâtiment, stockage, traitement, épandage, pâturage) et par itinéraire technique. Les FE ont été convertis dans des unités communes afin de permettre leur comparaison par espèce animale et par poste d’émission. Des moyennes de FE associées à leurs écarts-types sont ensuite calculées pour un ensemble d’itinéraires techniques définis par filière. L’analyse permet également d’évaluer l’incidence de la mise en place de pratiques de réduction et de préciser l’influence des métadonnées sur les niveaux d’émissions. Cette synthèse illustre la valorisation de la base de données dans le cas des émissions d’ammoniac des élevages porcins au niveau des postes bâtiment et stockage. Les émissions d’ammoniac en élevage standard pour les porcs en engraissement s’élèvent pour le bâtiment à 3,93 ± 1,69 kg NH3.place-1.an-1 et pour le stockage à 11,9 ± 11,0 % N stocké. Bien que ces moyennes de NH3 soient cohérentes avec les valeurs des documents officiels de référence (BREF, EMEP, UNECE), les écart-types associés valident l’intérêt d’intégrer les métadonnées pour identifier de nouveaux paramètres de variation. Enfin, cette étude permet de dresser un bilan des informations nécessaires à l’utilisation des données de la littérature. Ces informations sont ensuite comparées à celles réellement trouvées dans les publications consultées ce qui dévoile un manque d’information conséquent conduisant à l’exclusion de nombreuses données ne pouvant pas être analysées.

 ELFE contribution to the development of ammonia emission factors from building and manure storage in pig production

A consortium involving research and extension services partners was created to develop a database (ELFE) gathering international literature references on gaseous emissions in pork, poultry and ruminants productions and related metadata. Around 1 000 publications were recorded and provided emission factors according to processing steps in manure management (i.e. indoor and outdoor storage, treatment, spreading and pasture) in different technical itineraries. EF were converted to allow their comparison by animal production and manure step management. Average EF and their standard deviation were calculated per technical itinerary and EF-variability due to metadata and mitigation practices were analyzed. Technical itineraries were previously defined for each animal production and depending on the emission source. The first ammonia emission results in pig production during indoor and outside manure storage phases are presented and commented in this paper. In a standard configuration of pig farm, the calculated average NH3 emission is 3,93 ± 1,69 kg NH3.animal place-1.year-1 from building and 11,9 ± 11,0 % N stored from outside storage. These results are consistent with official reference documents values on gaseous emissions (BREF, EMEP, UNECE) but standard deviation associated to average values illustrate the importance of meta data in the determination of variation factors. Finally, this paper lists the information that remains necessary to analyze literature data. This list is then compared to information really found in the collected publications. This approach shows an important lack of data in a lot of the publications leading to emission values which could not be analyzed in this project.

PDF icon Aurore Vigan (IFIP) et al., 50es JRP, 6 et 7 février 2018, Paris, p. 13-24
2018

ELFE, une base de données pour caractériser les émissions gazeuses

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Nadine Guingand et al., 49es Journées de la Recherche Porcine, Paris, 31 janvier et 1er février 2017, p. 265-266, poster

En France, le secteur de l’élevage est responsable de 70% des émissions d’ammoniac et de 17,8% des émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) (CITEPA, 2012). La caractérisation de ces émissions apparaît donc comme un enjeu incontournable du développement de ce secteur en France mais aussi en Europe. La diversité de l’élevage français résulte de différentes combinaisons d’espèces animales, de stades physiologiques, modes de logement, types d’effluents mais aussi de pratiques des éleveurs. Cette diversité conduit à des niveaux d’émissions gazeuses variables et dont les facteurs de variation sont souvent mal connus. La comparaison des facteurs d’émissions publiés dans la littérature est complexe du fait du manque d’informations sur leurs conditions d’acquisition. Ainsi, la mise en oeuvre d’une base de données regroupant uniquement les facteurs d’émissions publiés dans la littérature ou acquis au cours des projets menés par les différents acteurs du RMT Elevages et Environnement serait insuffisante pour répondre à cet enjeu. C’est pourquoi la base de données ELFE (Elevages et Facteurs d’Emission) a été créée pour élaborer des facteurs d’émissions sur la base de critères spécifiques liés aux objectifs finaux et aux métadonnées disponibles.

ENG

ELFE, a database to determine gaseous emission

In France, 70% of ammonia and 18% of greenhouse gas (GHG) originate from the livestock sector. Thus, improving knowledge on the magnitude and origin of gaseous emissions is essential to reduce them, and then meet societal requirements and setup regulations at national and European levels. A consortium involving research (Inra, Irstea) and technical development (Ifip, Itavi, Idele, CRAB, Terres Innovia, Arvalis) was created to implement a robust database (ELFE) gathering (inter)national literature references on gaseous emissions of poultry, pork, herbivore productions and related indicators. With the help of the database ELFE, we aim to determine emission factors (EF) for NH3, GHG, particles and odors in various technical itineraries integrating the different steps of animal and manure management (i.e. building, manure storage and treatment, spreading and pasture). Building the structure of the database was the first step of this project financed by the French Agency of the Environment and the Control of Energy (ADEME). Further on, national and international literature data were integrated into the database. At the moment, around 1,000 publications are recorded, essentially focusing on NH3 and GHG emissions. The next steps concentrate on data analysis to determine average EF’s per itinerary and EF-variability due to metadata (i.e. animal type, climate, diet, duration, storage type...). Outcomes will be published in scientific journals but also made available for stakeholders as guidance documents (i.e. fact sheets, technical reports). The purpose of these documents is to advise agricultural consultants and authorities on ways of reducing emissions and improving air quality in livestock production systems.

PDF icon Nadine Guingand et al., 49es Journées de la Recherche Porcine, Paris, 31 janvier et 1er février 2017, p. 265-266, poster
2017

ELFE, une base de données pour caractériser les émissions gazeuses

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Nadine Guingand et al., 49es Journées de la Recherche Porcine, Paris, 31 janvier et 1er février 2017, poster

ELFE est une base de données issue d’un consortium entre différents acteurs de la recherche et du développement.

Elle a pour but de produire des facteurs d’émission d’ammoniac, Gaz à Effet de Serre, particules et odeurs par itinéraire technique pour les élevages d’herbivores, porcs et volailles, en intégrant les différentes étapes des conduites animales et de gestion des effluents (bâtiment, stockage, traitement, épandage et pâturage).

PDF icon Nadine Guingand et al., 49es Journées de la Recherche Porcine, Paris, 31 janvier et 1er février 2017, poster
2017

Des facteurs d’émissions par itinéraire technique d’élevage : projet ELFE

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Nadine Guingand, Bilan 2016, éditions IFIP, mai 2017, p. 94

Les éleveurs de porcs de plus de 2 000 places de porcs de plus de 30 kg ou 750 places de truies doivent déclarer annuellement leurs émissions d’ammoniac, de protoxyde d’azote, de méthane et de particules sur le site dédié de l’Administration française (GEREP). (https://www.declarationpollution.developpement-durable.gouv.fr/gerep).

Ces mêmes élevages doivent aussi justifier du respect des niveaux d’émissions d’ammoniac de leurs bâtiments (cf conclusions du BREF Elevages publiées en février 2017).

Pour calculer ces émissions, l’utilisation de facteurs d’émission par catégorie d’animal et par itinéraire technique est une voie proposée.

Afin d’améliorer les connaissances relatives aux émissions et de contribuer à réduire la contribution de l’élevage (70 % des émissions d’ammoniac d’origine agricole), un consortium regroupant des acteurs de la recherche (Inra, Irstea) et des instituts techniques (Ifip, Itavi, Idele, CRAB, Terres Inovia, Arvalis, Citepa) s’est créé pour mutualiser les références relatives aux émissions des ateliers porcs, volailles et herbivores, dans le cadre du projet ELFE (Elevages et Facteurs d’Emission).

L’objectif est :

(1) de créer une base de données des facteurs d’émissions gazeuses (NH3, N2O, CH4, CO2, NOx, COV) d’odeurs et de particules au niveau des bâtiments, des unités de stockage, de celle de traitement des effluents, de l’épandage et du pâturage pour les porcs, les bovins et les volailles

(2) d’analyser ces données en vue d’établir des valeurs moyennes (facteurs d’émissions) par itinéraire technique et

(3) de diffuser ces acquis auprès d’un large public de scientifiques, instances décisionnelles, appui technique, éleveurs et enseignement.

Le projet ELFE est en lien direct avec le RMT Elevage et Environnement, dans son axe thématique sur les émissions gazeuses.

PDF icon Nadine Guingand, Bilan 2016, mai 2017, p. 94, fiche n° 55
2017