Avis de non-responsabilité

L’Outil d’aide à la décision sur les gaz à effet de serre d'AgriSuite a été conçu pour encourager les utilisateurs à explorer des solutions en vue de réduire les émissions de gaz à effet de serre produites par des fermes agricoles. Les estimations sont approximatives et peuvent changer de façon appréciable si de nouvelles découvertes scientifiques voient le jour. Il s’agit d’un outil éducatif permettant de simuler des pratiques possibles. Le ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales (MAAARO) ne garantit pas la fiabilité de cet outil à d’autres fins.

Cet outil a été conçu pour l’Ontario et se sert de données spécifiques à l’Ontario, notamment :

  • données sur le climat
  • données sur les sols
  • méthodes de production primaire
  • données sur des analyses de fumier
  • données sur les cultures
  • facteurs d’émission

Ces données ne s’appliqueront pas nécessairement à des territoires hors de l’Ontario. Cet outil ne tient pas compte de tous les intrants et de tout ce qui est exporté de la ferme. Il ne s’agit pas non plus d’un outil d’évaluation du cycle de vie, de production de rapports ou de vérification.

Introduction

En 2020, le secteur agricole canadien a contribué 8 % de toutes les émissions canadiennes de gaz à effet de serre (GES) et le secteur agricole ontarien a contribué 8 % de toutes les émissions ontariennes de GES. Depuis 1990, les émissions produites par le secteur agricole canadien ont augmenté de 34 %, ce qui est principalement dû à l’utilisation accrue des engrais inorganiques à base d’azote, à des populations plus grosses de porcs et à des changements apportés aux pratiques liées aux poids, aux aliments pour animaux et à la manutention du fumier dans les industries des bovins de boucherie, des bovins laitiers et du porcfootnote 1.

Pour aider les producteurs agricoles de l’Ontario à mieux comprendre les émissions de GES à la ferme et à identifier des pratiques de gestion optimales (PGO) qui peuvent réduire ces émissions ou séquestrer le carbone, le MAAARO a créé l’Outil d’aide à la décision sur les gaz à effet de serre d'AgriSuite (l’outil).

Cet outil est conçu pour estimer les émissions de GES provenant de la production agricole primaire en Ontario et pour faire connaître les PGO qui peuvent réduire ces émissions ou séquestrer le carbone. Dans cet outil, les PGO sont appelées des mesures d’atténuation parce qu’elles aident à atténuer les émissions de gaz à effet de serre.

L’outil utilise comme modèle une ferme exploitée pendant un an et estime les émissions annuelles produites par cette ferme au cours de cette année. L’outil veut aider les agriculteurs à comprendre les émissions de gaz à effet de serre qui résultent directement de leurs pratiques agricoles et les mesures qu’ils peuvent prendre pour réduire ces émissions et améliorer le bilan des émissions de gaz à effet de serre dans leurs fermes.

Ce document résume la méthodologie sur laquelle reposent les calculs de l’outil. Ces renseignements techniques de haut niveau visent l’utilisation de l’outil afin d’expliquer les méthodes et hypothèses derrière l’outil et de rassurer les utilisateurs que les résultats obtenus s’alignent avec les données scientifiques les plus récentes. Pour plus de détails, y compris les équations et les tableaux de données appuyant les calculs, communiquez avec le MAAARO.

Gaz à effet de serre

Les sources les plus importantes de gaz à effet de serre agricoles sont :

  • le méthane (CH4)
  • l’oxyde nitreux (N2O)
  • le dioxyde de carbone (CO2)

Le CH4 d’origine agricole provient principalement des systèmes de production du bétail qui causent de la fermentation entérique et génèrent des microbes anaérobies lors de l’entreposage du fumier. N2O d’origine agricole provient principalement des systèmes de production culturale avec la conversion directe de l’azote dans les engrais et le fumier en N2O ainsi que de la perte indirecte de l’azote dans les engrais et le fumier par l’entremise de la volatilisation et de la lixiviation. Le CO2 d’origine agricole provient principalement des pertes de carbone dans le sol et du brûlage des combustibles fossiles.

En 2020, le secteur agricole ontarien a produit 34 % des émissions ontariennes de CH4 et 69 % des émissions ontariennes de N2Ofootnote 1. Toutes les émissions sont calculées en tonnes d’équivalent CO2 (CO2e). Le potentiel de réchauffement global (PRG) d’un gaz à effet de serre compare la quantité d’énergie qu’un kilogramme de ce gaz absorbera au cours d’une période de temps avec un kilogramme de CO2. Le tableau 1 indique les valeurs du PRG sur 100 ans utilisées dans l’outil pour convertir le N2O et le CH4 en CO2efootnote 2.

Tableau 1. PRG du CH4 et de le N2O
GESDescriptionPRG
N2OPRG sur 100 ans de N2O (kg CO2e (kg N2O)-1)265
CH4PRG sur 100 ans de CH4 (kg CO2e (kg CH4)-1)28
CO2PRG sur 100 ans de CO2 (kg CO2e (kg CO2)-1)1

Limite des systèmes de production

L’outil est divisé en trois modules :

  • bétail
  • champs
  • bâtiments (étables, serres, séchoirs à grains)

Chaque module calcule la quantité annuelle d’émissions de gaz à effet de serre qui est directement reliée à ces systèmes de production.

Le module sur le bétail calcule :

  • le CH4 provenant de la fermentation entérique
  • le CH4 et le N2O provenant de l’entreposage de fumier
  • le CO2 provenant du combustible utilisé pour épandre le fumier

Le module sur les champs calcule :

  • le N2O provenant de l’utilisation des engrais
  • le CO2 provenant de la variation de la teneur en carbone du sol
  • le CO2 provenant du combustible utilisé pour produire de l’engrais azoté
  • le CO2 provenant du combustible utilisé pour le travail dans les champs

Le module sur les bâtiments calcule :

  • le CO2 provenant du combustible utilisé pour chauffer les étables
  • le CO2 provenant du combustible et de l’électricité utilisés pour le chauffage et l’éclairage des serres
  • le CO2 provenant du combustible et de l’électricité utilisés pour les séchoirs à grains

La figure 1 montre la limite de la zone de production et les GES particuliers que l’outil d’AgriSuite peut estimer. D’autres sources d’émissions, comme la production d’intrants autres que les engrais azotés, le transport d’intrants ou de produits, les ingrédients d’aliments pour animaux, les matières non agricoles ou les émissions provenant de la chaîne d’approvisionnement ne font pas présentement partie des calculs de l’outil. On ne tient pas non plus compte dans cet outil des émissions d’autres GES, comme les hydrofluorocarbones, ou des émissions ne provenant pas de GES, comme l’ammoniac.

Une illustration de la limite de la zone de production montrant les systèmes de production primaire et les sources d’émissions incluses dans l’Outil d’aide à la décision sur les gaz à effet de serre d’AgriSuite. Les systèmes culturaux produiront de l’oxyde nitreux et du dioxyde de carbone. Les systèmes d’élevage (bétail) produiront du méthane. Les systèmes d’entreposage de fumier produiront du oxyde nitreux et du méthane. L’utilisation énergétique des structures agricoles, y compris les étables, les serres et les séchoirs à grains, l’utilisation de combustible pour l’équipement agricole et l’utilisation de combustible pour la production d’engrais et d’herbicides produiront des émissions de dioxyde de carbone.

Figure 1. Limite de la zone de production montrant les systèmes de production primaire et les sources d’émissions visés par l’Outil d’aide à la décision sur les gaz à effet de serre d’AgriSuite.

Méthodologie

La méthodologie utilisée pour estimer les émissions de gaz à effet de serre générées par les pratiques agricoles est complexe et détaillée. Le présent document résume à un haut niveau la méthodologie utilisée dans chaque module.

Bétail

Le module sur le bétail calcule les émissions de CH4 provenant de la fermentation entérique, les émissions de CH4 et de N2O provenant du fumier entreposé et du fumier dans les pâturages ainsi que les émissions de CO2 provenant du combustible utilisé pour l’épandage sur le terrain du fumier entreposé. Toutes les valeurs d’émissions sont converties en tonnes d’équivalent de CO2.

La méthodologie pour les calculs du module sur le bétail a été élaborée à partir des Lignes directrices 2006 du IPCC pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat et des modifications apportées aux lignes directrices en 2019 (en anglais). Les modificateurs et facteurs de conversion des émissions qui visent le Canada et l’Ontario, lorsque disponibles, ont été tirés du Rapport d’inventaire national du Canadafootnote 1. La méthodologie s’inspire largement de l’algorithme élaboré par Agriculture et Agroalimentaire Canada pour son outil Holos, version 2.0footnote 3.

CH4 entérique, CH4 provenant du fumier et N2O provenant du fumier dans les pâturages

La méthode utilisée pour calculer le CH4 entérique (produit par la digestion du bétail ruminant), le CH4 provenant du fumier (produit par le fumier entreposé) et le N2O provenant du fumier dans les pâturages va varier selon le type de bétail.

Bovins laitiers, bovins de boucherie et moutons

Pour les bovins et les moutons, les émissions de CH4 entérique sont calculées en estimant d’abord les besoins énergétiques nets. Pour les bovins, l’alimentation est déterminée en se basant soit sur le niveau de production du lait (pour les bovins laitiers), soit sur le gain quotidien moyen (pour les bovins de boucherie). Pour les moutons, l’alimentation est choisie directement par l’utilisateur. L’alimentation et les besoins énergétiques nets sont utilisés pour calculer l’apport en énergie brute. Les émissions de CH4 entérique sont calculées directement à partir de l’apport en énergie brutefootnote 3.

Les taux de production de solides volatils sont calculés à partir de l’apport en énergie brute. Les émissions de CH4 provenant du fumier sont calculées à partir des solides volatils, en tenant compte du type de fumier (solide ou liquide), du type d’entreposage et de la présence de croûtefootnote 3.

Pour le fumier dans les pâturages, les taux d’excrétion d’azote sont estimés en tenant compte de l’apport en protéines et de la rétention des protéines de chaque type de bétail. Les émissions de N2O sont estimées en se fondant sur les fractions estimées des émissions directes et indirectes (lixiviation et volatilisation) et sur les facteurs d’émission pour les pâturagesfootnote 3.

Porcs, volaille et autre bétail

Des valeurs fixes sont utilisées pour la production de solides volatils et les taux d’excrétion d’azote des porcs, de la volaille et d’autre bétail. Ces valeurs dépendent du type, du poids et du stade de production du bétailfootnote 1footnote 3footnote 4.

N2O provenant du fumier entreposé

Pour le fumier entreposé, la teneur en azote est tirée de la banque de données sur le fumier d’AgriSuite qui renferme des données sur plus de 12 000 échantillons individuels de fumier pour divers types de bétail prélevés en Ontariofootnote 5. On utilise cette démarche plutôt que de calculer les taux d’extraction d’azote car ce vaste ensemble de données assure un degré élevé de fiabilité concernant la teneur en azote dans le fumier de bétail ontarien. On assume que la teneur en azote est la valeur pour le fumier épandu. Les taux d’excrétion de l’azote sont estimés en rajoutant les fractions de pertes causées par la lixiviation et la volatilisationfootnote 3.

Les émissions directes et indirectes (lixiviation et volatilisation) sont calculées à partir de la teneur en azote dans le fumier entreposéfootnote 3.

CO2 provenant de l’épandage du fumier sur les terres

Pour le fumier entreposé, les émissions produites par le combustible utilisé pour épandre le fumier sont calculées en se fondant sur le volume de fumier à épandre, et les valeurs fixes de conversion pour l’utilisation d’énergie par mètre cube de fumier et le taux d’émission par gigajoule de combustible dieselfootnote 3.

Il n’y a aucune émission provenant de combustible associée au fumier dans les pâturages.

Mesures d’atténuation

L’outil incorpore plusieurs mesures d’atténuation pour les systèmes de production du bétail qui peuvent réduire les émissions. De plus amples détails sur les mesures d’atténuation, le mode d’action et la réduction estimée des émissions sont fournis dans le tableau 2.

Tableau 2. Résumé des mesures d’atténuation pour le bétail
Mesure d’atténuationMode d’actionRéduction estimée
Animaux en pâturageMoins de fumier entreposé, moins d’émissions provenant du fumier entreposéVarie selon le type de bétail, l’alimentation et le type de fumier (liquide ou solide)footnote 3
Optimisation de l’alimentation pour réduire les émissions de CH4Efficience alimentaire accrue, réduction des déchets alimentaires entraîne une réduction des émissions de CH4Réduction de 10 % des émissions de CH4 entériquefootnote 6

Additifs alimentaires (bovins laitiers et de boucherie) :

  • Accroissement de 2 % de matières grasses
  • Accroissement de 4 % de matières grasses
  • 3-nitrooxypropanol (3-NOP)
Réduction de la production de CH4 entériqueRéduction de 5 à 10 % des émissions de CH4 entérique pour 2 à 4 % de matières grasses; réduction de 15 % pour 3-NOP, ce qui réduit la formation de CH4 entérique chez les ruminantsfootnote 6
Digestion anaérobie du lisierRéduction des solides volatils, enlèvement du CH4Réduction de 60 % des solides volatils et des émissions de CH4 provenant du fumier entreposéfootnote 6
Séparation du lisier en solide-liquideRéduction du volume de fumier liquide entreposé, le fumier solide produit moins d’émissions de CH4

Conversion de 15 % de solides volatils liquides en fraction solide pour les porcsfootnote 7

Conversion de 50 % des solides volatils liquides en fraction solide pour les bovins laitiers, les bovins de boucherie et d’autre bétailfootnote 8

Acidification du lisierRéduction du pH réduisant la présence de méthanogènes et les émissions de CH4Réduction de 40 % des émissions de CH4 provenant du fumier entreposéfootnote 6footnote 9
Recouvrement du lisier avec une couche de paille épaisseRésistance accrue à la surface et plus grande activité aérobie empêchent la fuite du CH4Réduction de 15 % des émissions de CH4 provenant du fumier entreposéfootnote 6footnote 10
Vidange fréquente des fosses de lisierRéduction du volume global entreposé et réduction du volume entreposé en été contribuent à une réduction du CH4 produitRéduction de 25 % du facteur de conversion du CH4 pour les vidanges au printemps ou en été, réduction de 39 % pour des vidanges combinées au printemps et à l’automnefootnote 4footnote 11footnote 12
Compostage du fumier solideCompostage aérobie réduit la présence de méthanogènes et les émissions de CH4Varie selon le facteur de conversion du CH4, les fractions de volatilisation et lixiviation ainsi que les facteurs d’émission pour les types de bétail de basefootnote 1footnote 4

Hypothèses de base

Les hypothèses suivantes sont utilisées dans la calculatrice des GES d’AgriSuite pour estimer les émissions provenant du bétail :

  • Les animaux en pâturage pendant une partie de l’année sont à l’extérieur durant les mois plus chauds de l’année, autour de l’été.
  • Toutes les vaches et les brebis sont enceintes.
  • Le taux de production de jumeaux chez les moutons est fondé sur le rapport agneau-brebis actuel (présumé statique).
  • Toutes les vaches et brebis laitières matures sont en lactation.
  • Pour les vaches, 5 kg de protéines sont conservés pour chaque grossesse.
  • L’apport alimentaire est égal aux besoins en énergie.
  • Tous les aliments sont consommés. On ne tient pas compte des émissions provenant de déchets alimentaires.
  • Si des additifs alimentaires sont utilisés pour les vaches, ils sont ajoutés aux aliments pour les vaches en lactation et les autres vaches.
  • La production de lait est constante pendant toute l’année et il y a un cycle de production de lait par année.
  • Les veaux laitiers sont nourris exclusivement au lait et ne produisent pas d’émissions entériques.
  • Les émissions de bovins de boucherie sont calculées avec les émissions des vaches allaitantes. On assume que le rapport vache-veau de boucherie est 0,87. On assume que le rapport vache-veau laitier est 1,0.
  • Les agneaux allaités ne produisent aucune émission.
  • Les émissions provenant de la litière ne sont pas calculées.
  • Le lisier provenant des porcs et des bovins laitiers avec une litière de sable ainsi que le lisier entreposé sous l’étable ne forment pas de croûte naturelle. D’autres types de lisier forment une croûte naturelle.
  • La séparation du fumier solide/liquide prendra le fumier liquide, réduira le volume et le pourcentage de solides volatils de la fraction liquide et générera du fumier solide qui est entreposé dans la section du fumier solide.
  • On assume que le rapport mâles-femelles des animaux dans les parcs d’engraissement (moutons ou bovins) est de 1:1.
  • Tout le fumier des étables est traité dans un système (liquide et solide séparé, si cela est approprié) et épandu sur les terres chaque année.
  • Pour le lisier entreposé, la profondeur standard pour estimer le volume et l’entrée de pluie est 3,3 m (10 pi).
  • Les lieux d’entreposage de fumier solide qui sont couverts ou ont un système de confinement du ruissellement n’ont pas de pertes dues à la lixiviation. Les lieux d’entreposage de lisier n’ont pas de pertes dues à la lixiviation.

Champs

Le module sur les champs calcule :

  • les apports nets (séquestration) ou pertes nettes (émissions) de carbone dues aux variations de la teneur en carbone du sol
  • les émissions directes et indirectes de N2O provenant des engrais, du fumier et des résidus de culture
  • les émissions de CO2 provenant du combustible utilisé pour le travail sur le terrain
  • l’entreposage du carbone dans les plantations d’arbres

La méthodologie pour les calculs pour le module sur le bétail a été élaborée à partir des Lignes directrices 2006 du IPCC pour les inventaires nationaux de gaz à effet de serre du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climatfootnote 4footnote 13 et les modifications apportées à ces lignes directrices en 2019. Les modificateurs et facteurs de conversion des émissions qui visent le Canada et l’Ontario, lorsque disponibles, ont été tirés du Rapport d’inventaire national du Canadafootnote 1.

Variation de la teneur en carbone du sol

La méthodologie visant le carbone du sol s’inspire largement de l’algorithme élaboré par Agriculture et Agroalimentaire Canada pour son outil Holos, version 2.0footnote 3. Le modèle se fonde sur les changements dans les pratiques de gestion, la superficie affectée par les changements et le temps écoulé depuis les changements. Les pratiques de gestion comprises dans cet outil sont l’intensité du labour et la conversion des cultures annuelles en cultures vivaces. Si aucun changement ne se produit, la variation dans la teneur en carbone nette est de 0. La variation de la teneur en carbone du sol est calculée seulement pour les sols minéraux en se servant de facteurs de McConkey et al.footnote 14. Les apports de carbone provenant de l’épandage de fumier sont également calculés. Les apports de carbone provenant des cultures de couverture sont inclus comme une mesure d’atténuation. Les apports de carbone provenant des résidus de cultures annuelles ne sont pas inclus.

Afin de déterminer un changement dans une pratique, la référence est un labour intensif (charrue) sans cultures vivaces et sans épandage de fumier.

Ce modèle repose sur une démarche de calcul annuel avec une seule intensité de labourfootnote 3. Pour des rotations culturales pluriannuelles comprenant différentes intensités de labour en différentes années, l’intensité de labour « moyenne » pour toute la rotation culturale est déterminée comme suit :

  • Sans labour si chaque année de culture est Sans labour et/ou Couverture permanente
  • Labour intensif si chaque année de culture est Charrue
  • Labour réduit pour toute autre combinaison de pratiques de labour

Pour les rotations qui comprennent des cultures vivaces, la fraction des années avec des cultures vivaces comparé au nombre total d’années dans la rotation culturale est utilisée pour obtenir l’augmentation moyenne annuelle de carbone pour les cultures vivaces au cours de toute la rotation.

L’apport en carbone provenant de l’épandage de fumier utilise le rapport carbone-azote de la banque de données d’AgriSuite et applique un coefficient de rétention de carbone produit par le fumierfootnote 15.

N2O provenant de l’épandage d’engrais et de fumier

La méthodologie visant le N2O provenant des émissions d’engrais suit la méthode décrite dans le Rapport d’inventaire national du Canada de 2022footnote 1. L’azote épandu est calculé en se servant des taux d’engrais et de fumier fournis par l’utilisateur. Lorsqu’une culture est créée dans l’outil, une recommandation d’un taux élevé d’azote est fournie en se fondant sur le prélèvement des cultures et des facteurs économiques. Cette recommandation peut être utilisée pour inscrire une quantité appropriée d’engrais et/ou de fumier afin de combler les besoins des cultures sans faire un épandage excessif.

L’azote provenant des résidus de cultures est calculé selon le type de culture et le rendement. L’azote minéralisé est calculé avec la variation de la teneur en carbone du sol : une perte de carbone nette dans le sol est égale à une hausse nette de l’azote minéralisé. Toutefois un gain net de carbone dans le sol se traduit comme aucune hausse nette d’azote minéralisé plutôt qu’une valeur négative.

Les émissions directes et indirectes pour l’azote provenant d’intrants culturaux, de résidus de culture, du N minéralisé et du fumier sont calculées en se servant d’intrants azotés et en multipliant par des facteurs d’émission particuliers à un emplacement et des coefficients de rapport pour la texture du sol, la méthode de labour, le type d’azote, le système cultural et l’irrigation (le cas échéant)footnote 16.

CO2 provenant du travail sur le terrain

L’utilisation de combustible pour chaque culture est calculée selon l’utilisation d’énergie associée au type de culture et à la pratique de labour. Des valeurs de conversion fixes pour le taux d’émission par gigajoule d’énergie provenant de combustible diesel sont utilisées pour calculer les émissions de CO2.

Le combustible utilisé pour épandre du fumier est calculé dans la section sur le bétail.

Mesures d’atténuation

L’outil incorpore plusieurs mesures d’atténuation pour les systèmes de production culturaux et dans les champs, qui peuvent réduire les émissions et/ou séquestrer du carbone. De plus amples détails sur les mesures d’atténuation, le mode d’action et la réduction estimée des émissions sont fournis dans le tableau 3.

Tableau 3. Résumé des mesures d’atténuation pour les champs
Mesure d’atténuationMode d’actionRéduction estimée
Labour réduit et changements dans les méthodes de labourAugmentation du carbone entreposé dans le sol, réduction de l’utilisation de combustible et des émissions énergétiquesLes valeurs dépendent de la texture du sol et du type de labourfootnote 14
Réduction de l’engrais azoté de 10 %, 15 % ou 20 %Réduction des émissions en réduisant directement l’épandage d’engrais ou en adoptant des mesures qui rendent l’utilisation de l’azote plus efficienteRéduit le taux d’intrant d’engrais de 10 à 20 %; la réduction d’émissions variera selon le type de sol, les taux d’engrais de référence, les mesures d’incorporation, le type de culturefootnote 17footnote 18
Utilisation d’inhibiteurs de la nitrification et de l’uréaseRéduction des pertes d’azote dues à la lixiviation et à la volatilisationRéduction de 25 % des émissions directes et indirectes de N2Ofootnote 19footnote 20
Incorporation de l’engrais épanduRéduction des pertes d’azote dues à la volatilisationRéduction de 45 % des pertes dues à la volatilisationfootnote 21
Incorporation de matières (fumier) épanduesRéduction des pertes d’azote dues à la volatilisationVarie selon le temps écoulé avant l’incorporation et/ou l’état du champ au moment de l’épandagefootnote 22
Cultures de couvertureAugmentation du carbone entreposé dans le sol, réduction de la demande en carbone, réduction des émissions directes et indirectes d’azote

Varie selon le type de culture et la croissance de la culture de couverturefootnote 17 :

  • Hausse de la teneur en carbone du sol jusqu’à 0,32 mg carbone par hectare par année
  • Crédit d’azote jusqu’à 45 kg azote par hectare pour la plupart des cultures ou jusqu’à 80 kg azote par hectare pour le maïs
  • Émissions directes de N2O +/- 10 % pour les cultures de couverture légumineuses/non légumineuses
  • Émissions indirectes de N2O provenant de la lixiviation réduites de jusqu’à 20 à 40 %
  • Pénalité pour les émissions liées aux combustibles de 15 kg CO2e par hectare pour tenir compte de l’ensemencement des cultures de couverture

Plantation d’arbres 

  • brise-vent/rideau d’arbres
  • conversion de terres cultivées en boisés
  • bande riveraine forestière
Entreposage du carbone dans la biomasse des arbresEntreposage du carbone dans le sol de 3,3 à 5,5 mg carbone par hectare d’arbres plantés; on assume qu’il faut 40 ans pour qu’un arbre devienne mature – les essences de feuillus entreposent 20 % moins de carbone et les essences de conifères entreposent 25 % plus de carbone, comparativement aux essences mixtesfootnote 3footnote 23footnote 24

Hypothèses de base

Les hypothèses suivantes sont utilisées dans la calculatrice des GES d’AgriSuite pour estimer les émissions provenant des champs et des cultures :

  • On assume que la superficie de la ferme (ancienne et actuelle) est constante, sauf si des plantations d’arbres remplacent des terres cultivées.
  • S’il y a des terres où sont cultivées des plantes vivaces, on assume que la superficie d’anciennes zones de cultures vivaces est zéro.
  • Les émissions provenant de résidus de cultures sont attribuées à la ferme d’où proviennent les résidus.
  • Les émissions sont calculées selon la texture du sol la plus commune dans le champ.
  • La ferme utilise seulement un type de labour. Pour déterminer l’impact du labour, le labour est défini comme suit :
    • Sans labour est défini comme aucun travail du sol en tout moment de la rotation, sauf lors de l’ensemencement (défini comme Sans labour ou Couverture permanente dans AgriSuite)
    • Labour réduit est défini comme un ou un petit nombre de passages avec la plupart des résidus conservés à la surface (défini comme Labour de zone, Labour en billons ou Labour sous paillis dans AgriSuite)
    • Labour intensif est défini comme un enfouissement total des résidus (défini comme Charrue dans AgriSuite)
  • Pour des rotations culturales pluriannuelles comprenant différentes intensités de labour en différentes années, l’intensité de labour « moyenne » pour toute la rotation culturale est déterminée comme suit :
    • Sans labour si chaque année de culture est Sans labour et/ou Couverture permanente
    • Labour intensif si chaque année de culture est Charrue
    • Labour réduit pour toute autre combinaison de pratiques de labour
  • Les émissions provenant de la fixation biologique de l’azote sont négligeables. Les émissions de N2O produit par la décomposition des résidus qui renferment de l’azote biologiquement fixé sont toutefois incluses.
  • Les émissions d’azote minéralisé sont distribuées uniformément sur la superficie de terres cultivées
  • La séquestration de carbone provenant de la production culturale annuelle est 0.
  • L’échange de CH4 net vers les sols et venant des sols est 0.
  • Plantation d’arbres :
    • Les estimations comprennent le carbone entreposé dans la biomasse des arbres et le gain de carbone organique dans le sol.
    • Les valeurs de la biomasse représentent une moyenne étalée sur la vie entière de l’arbre pour estimer la variation moyenne de la teneur en carbone par année.
    • Les arbres atteignent leur pleine maturité et biomasse en 40 ans.
    • On assume une distribution uniforme des arbres sur toute la superficie plantée.
    • La densité approximative des plantations d’arbres est 1500-2000 arbres par hectare.
    • La largeur par défaut d’un rideau d’arbres est de 3 m par rangée.

Bâtiments

Le module sur les bâtiments calcule les émissions liées à l’énergie sous forme de CO2 provenant de la combustion de combustible et de l’utilisation d’électricité pour le chauffage et l’éclairage des bâtiments ainsi que pour d’autres équipements particuliers. Les bâtiments visés comprennent les étables, les serres et les séchoirs à grains.

La méthodologie utilisée pour calculer l’énergie servant à chauffer et à ventiler des charges d’installations de production de plantes et de bétail et des séchoirs à grains a été élaborée à partir des guides (en anglais) de l’American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) et des normes (en anglais) de l’American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE). Les facteurs d’émission particuliers au Canada pour divers combustibles ont été tirés du Rapport d’inventaire national du Canada de 2022footnote 1.

Étables

La partie sur les étables met l’accent sur l’utilisation énergétique et les émissions connexes pour le chauffage d’installations de production du bétail. Les calculs sont effectués mensuellement selon une moyenne des données de température, puis additionnés pour estimer des tendances annuelles de l’utilisation énergétique. Les charges de ventilation sont calculées. Toutefois, l’utilisation d’électricité connexe n’est pas estimée pour le moment. L’électricité pour l’éclairage et d’autres équipements n’est pas estimée pour le moment.

L’humidité, la chaleur et le CO2 produit par le bétail sont estimés selon le type et la taille du bétailfootnote 25footnote 26.

Le transfert de chaleur dans l’enveloppe du bâtiment et les propriétés thermiques des matériaux et de l’isolation sont calculés à l’aide des procédures et données de l’ASHRAEfootnote 27footnote 28.

Les taux de ventilation se fondent sur la ventilation maximale requise pour contrôler la température, l’humidité et les niveaux de CO2 dans l’établefootnote 24footnote 27.

Serres

La partie sur les serres met l’accent sur l’utilisation énergétique et les émissions connexes pour le chauffage et l’éclairage d’installations de production de cultures serricoles. Les calculs sont effectués mensuellement selon une moyenne des données de température, puis additionnés pour estimer des tendances annuelles de l’utilisation énergétique. Les apports solaires et l’utilisation d’électricité pour l’éclairage (si nécessaire) sont estimés dans l’outil. Les besoins de ventilation sont calculés en tenant compte des apports de chaleur provenant du soleil et de l’éclairage, et les apports d’humidité en tenant compte de l’évapotranspiration des cultures. Toutefois, l’utilisation d’électricité connexe n’est pas estimée pour le moment. L’électricité requise pour d’autres équipements n’est pas estimée pour le moment.

Les apports solaires pour le chauffage sont calculés à l’aide des procédures de l’ASHRAE et la quantité quotidienne de rayonnement photosynthétique actif (DLI) est déterminée pour les besoins d’éclairage des plantesfootnote 29footnote 30footnote 31.

Le transfert de chaleur dans l’enveloppe du bâtiment et les propriétés thermiques des matériaux et de l’isolation sont calculés à l’aide des procédures et données de l’ASHRAEfootnote 27footnote 28.

Séchoirs à grains

La partie sur les séchoirs à grains met l’accent sur l’utilisation énergétique et les émissions connexes pour le chauffage et l’électricité requis pour faire fonctionner des séchoirs à grains. Les calculs sont effectués en tenant compte de l’élimination de l’eau en excès et des besoins énergétiquesfootnote 32footnote 33footnote 34.

Mesures d’atténuation

L’outil incorpore plusieurs mesures d’atténuation pour les bâtiments qui peuvent réduire les émissions de CO2. Certaines mesures dépendent du type de bâtiment et certaines s’appliquent à plusieurs types de bâtiment. De plus amples détails sur les mesures d’atténuation, le mode d’action et la réduction estimée des émissions sont fournis dans le tableau 4.

Tableau 4. Résumé des mesures d’atténuation pour les bâtiments
Mesure d’atténuationMode d’actionRéduction estimée
Remplacement des matériaux des murs et/ou du toit (étables et serres)Isolation accrue pour réduire les pertes de chaleurVarie selon le degré d’isolation et (pour les serres) la transmission de la lumièrefootnote 27
Remplacement des rideaux de murs et/ou toit (serres)Isolation accrue durant la nuit pour réduire les pertes de chaleurVarie selon les types de rideauxfootnote 35footnote 36footnote 37footnote 38
Rénovation des systèmes d’éclairage (serres)Utilisation réduite de l’électricité en utilisant un éclairage à efficience élevée et/ou des contrôles améliorésVarie selon le choix d’éclairage et le type de contrôlefootnote 39footnote 40
Systèmes de déstratification (étables)Réduction de la stratification thermique, réduction du chauffage excessifRéduction de 64  à 73 % de la stratification thermique, selon la stratégie; les valeurs de réduction du chauffage varient selon la température dans l’étable et les matériaux d’isolationfootnote 41footnote 42footnote 43
Ventilateurs récupérateurs de chaleur (étables)Récupération de la chaleur provenant de l’air d’évacuationRécupération de 30 à 70 % de la chaleur et réduction connexe de l’énergie utilisée par le système de chauffagefootnote 26footnote 27
Remplacement du système de chauffage (étables et serres)Efficience accrue avec de l’équipement de chauffage plus neufVarie selon le système actuel et le choix du nouvel équipement; réduction possible de jusqu’à 30 %footnote 44footnote 45footnote 46
Système de chauffage électrique (étables et serres)Efficience accrue et réduction des émissions à la suite du changement de combustibleVarie selon le système actuel; les pompes thermiques peuvent être jusqu’à 300 % plus efficientes que les systèmes de chauffage conventionnelsfootnote 47
Type de combustible alternatif (étables, serres, séchoirs à grains)Réduction des émissions à la suite du changement de combustible pour passer à un combustible favorisant le renouvellement de la biomasseLes combustibles renouvelables sont jugés comme ne produisant aucune émission de carbone puisque le carbone peut être rapidement récupéré par la croissance de nouvelle biomasse
Optimisation du brûleur (séchoirs à grains)Amélioration du rapport combustible-air pour un brûlage plus propre; réduction de l’utilisation de combustibleJusqu’à 10 % de réduction de l’utilisation de combustiblefootnote 48
Système de récupération de la chaleur (séchoirs à grains)Récupération de l’air préchauffé et réutilisation dans le séchoir; réduction de la chaleur perdueJusqu’à 15 % de réduction de l’utilisation de combustiblefootnote 49
Remplacement du séchoir (séchoirs à grains)

Remplacement du séchoir à grains par un système plus efficient

Un refroidissement par aspiration peut être ajouté pour préchauffer l’air entrant dans la section de refroidissement des grains

Varie selon le type de séchoirfootnote 48footnote 49footnote 50footnote 51footnote 52footnote 53 

Les séchoirs qui ont un système de refroidissement par aspiration peuvent atteindre une réduction additionnelle de 10 %footnote 49

Refroidissement lent différé (séchoirs à grains) :

  • séchage rapide suivi d'un refroidissement lent
  • séchage en combiné
Séchoir à température élevée pour enlever presque toute l’humidité en excès 

Chaleur résiduelle dans les grains et/ou séchage à basse température pour enlever le reste de l’humidité en excès
Varie selon le type de grain, le type de séchoir et les valeurs prédéterminées d’humiditéfootnote 34footnote 54

Hypothèses de base

Les hypothèses suivantes sont utilisées dans la calculatrice des GES d’AgriSuite pour estimer les émissions provenant de l’utilisation énergétique dans les bâtiments :

  • Les systèmes sont dans un état stable.
  • On assume que les bâtiments sont rectangulaires.
  • On assume une inclinaison du toit de 4:12 pour les étables et de 6:12 pour les serres.
  • Les données climatiques moyennes estimées mensuellement pour une durée de 30 ans (minimums et maximums de température, humidité) sont représentatives des conditions climatiques actuelles en Ontario.
  • Les données climatiques moyennes mensuelles tiennent compte de la variabilité du climat dans tout le mois.
  • Les bâtiments (étables, serres) sont traités comme une seule pièce.
  • Les propriétés isolantes de l’isolation des murs (étables), du vitrage et des rideaux (serres) ne varient pas avec la température.
  • On assume que la température du plancher est égale à la température du bâtiment à 1 m au-dessus du sol.
  • La stratification thermique est linéaire.
  • On ne tient pas compte des apports solaires pour les étables.
  • Pour les serres, la division entre le jour et la nuit se fonde sur la longueur du jour solaire. Les apports solaires sont présents seulement pendant le jour.
  • Les apports solaires du 21e jour du mois sont représentatifs du mois en entierfootnote 29.
  • Les rideaux de serre sont utilisés seulement la nuit pour conserver la chaleur. Le modèle ne tient pas compte de l’utilisation des rideaux le jour pour bloquer la lumière.
  • Les pertes de chaleur à travers le plancher sont négligeables. Le modèle tient toutefois compte des pertes de chaleur à travers les murs de fondation.
  • On assume que la température au sol varie de façon linéaire au cours de l’année, conformément au chapitre 18 du guide de l’ASHRAE de 2017footnote 28.
  • Pour les serres, le modèle ne tient pas compte du fonctionnement du système de chauffage concernant la production de CO2.
  • Le séchage des grains se fait dans un état stable. On ne tient pas compte de la variabilité de l’humidité.
  • L’efficience du séchage ne varie pas avec la température extérieure.
  • Le refroidissement lent différé utilise un débit d\air de 40 CFM par tonne de grains pour 24 heures, avec une puissance de ventilation de 1 kW par 1000 CFM de débit d’air.
  • Le refroidissement lent différé récupère ⅔ de la chaleur résiduelle théorique dans les grains.

Incertitudes

Il peut y avoir des incertitudes importantes lorsque l’on estime les émissions de GES. Plusieurs des processus produisant des gaz à effet de serre sont biologiques (comme la fermentation entérique, la décomposition du fumier, l’assimilation d’éléments nutritifs par les plantes) et peuvent être affectés par la température et le climat locaux, les conditions du sol, la santé des animaux, des traits génétiques et plusieurs autres facteurs. De plus, l’outil assume que les systèmes sont dans un état stable pour les calculs mais en réalité, ces systèmes sont dynamiques et peuvent avoir de vastes variations qui influent sur les émissions véritables.

Puisqu’il est impossible de tenir compte de toutes les situations, des estimations du degré d’incertitude sont fournies au tableau 5 pour divers GES. Ces degrés d’incertitude peuvent beaucoup varier. Le tableau 5 fournit des degrés relatifs d’incertitude pour différentes sources d’émissions à titre de référence. Des valeurs plus précises concernant les incertitudes sont indiquées dans le Rapport d’inventaire national du Canadafootnote 1.

Tableau 5. Incertitudes relatives pour l’estimation des émissions de GES
Source d’émissionsGESIncertitude
Sols – directeN2OÉlevée
Fumier – directeN2OMoyenne
Sols et fumier – indirecteN2OTrès élevée
EntériqueCH4Faible
FumierCH4Faible
SolsCO2Moyenne
Utilisation énergétiqueCO2Moyenne
Plantation d’arbres linéaireCO2Faible

Communiquez avec nous

Pour obtenir plus de renseignements sur la méthodologie utilisée dans l’outil, ou pour demander la série complète d’équations et toute la liste de références utilisées dans l’outil, communiquez avec :

Amadou Thiam, ing.
Ingénieriste, qualité de l’air
MAAARO

James Dyck, ing.
Ingénieriste, systèmes de production des cultures et questions environnementales
MAAARO

Centre d’information agricole
MAAARO