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La ferme expérimentale (1) à Derval

Ecrit en mars avril 1986

10 ANS D’EXPERIMENTATION A DERVAL, AU SERVICE DES AGRICULTEURS DU DEPARTEMENT

« L’expérience est une école sévère, mais les fous n’apprendront dans aucune autre » s’est écrié Benjamin FRANKLIN dans « l’almanach du pauvre Richard »... mais encore faut-il pouvoir avoir accès aux leçons de l’expérience.

Pour les agriculteurs, c’est possible, grâce à la ferme EXPERIMENTALE DE DERVAL qui s’occupe d’alimentation des bovins et de recherches en matière végétale et qui est LA SEULE EN FRANCE, à étudier les problèmes de traite des vaches. Elle dépend de la Chambre d’Agriculture de Loire-Atlantique et plus spécialement de l’EDE (Etablissement Départemental de l’Elevage).

La recherche, en matière agricole, a un rôle fondamental à jouer : analyse et amendement du sol, nature des cultures ou des élevages, conditions d’exploitation, sécurité des travailleurs, amélioration du revenu des agriculteurs, etc. Pour ces recherches, il existe des laboratoires spécifiques comme l’I.N.R.A. (Institut National de la Recherche Agronomique), l’I.T.E.B. (Institut Technique de l’Elevage Bovin), l’I.T.C.F. (Institut Technique des Céréales et Fourrages), le CEMAGREF (Centre d’Etudes Machinisme Agricole, Génie Rural, Eaux et Forêts)

A côté de ces laboratoires de recherche, il y a des « fermes de référence » tenues par des agriculteurs très motivés et acceptant d’expérimenter, sur le terrain, certaines applications de la recherche Fondamentale. Avec tous les risques que cela comporte : techniques pas au point, engagements financiers, temps supplémentaire passé à faire des bilans de ces expériences, etc.

D’où l’idée de créer une « FERME EXPERIMENTALE » à mi-chemin entre les instituts de recherche et les agriculteurs. Celle de DERVAL a été lancée en 1973 et a commencé à jouer son rôle à partir de septembre 1975.

Implantée à « La Touche » à Derval, sur la route de Rennes, la ferme expérimentale s’étend sur une quarantaine d’hectares, partagés en deux lots principaux, les uns au siège, les autres à 4 km de là (23 ha sont drainés et 14 sont irrigables)

La caractéristique essentielle de la ferme de DERVAL c’est d’être spécialisée sur la TRAITE : techniques de traite, matériels, équipements. En complément, la ferme fait des essais sur l’alimentation des vaches laitières et effectue diverses expérimentations en matière de drainage, irrigation, valorisation des lisiers. Et, bien sûr, la production de bio-gaz.

Spécialité : la traite des vaches

La ferme de Derval est située dans une zone d’élevage intense. C’est la seule ferme expérimentale, en France, qui s’occupe de TRAITE. L’enjeu est loin d’être négligeable puisque 400 000 producteurs de lait, en France, travaillent avec une machine à traire et que le temps passé à la traite représente plus de 1 100 heures par an, c’est-à-dire plus que le temps passé avec le tracteur. L’investissement du « bloc traite » représente 30 à 35 % de l’investissement bâtiment d’une ferme laitière construite à neuf et les conséquences d’un mauvais fonctionnement de la salle de traite ont des incidences graves à différents niveaux : conditions de travail, temps de travail, incidences sanitaires sur les vaches, qualité et quantité de lait.

« Nos essais sont très suivis par l’ensemble des constructeurs de salle des de traite » dit le Directeur, M. Pierre DEMERLE. « La crédibilité et la fiabilité de nos résultats a conduit à une remise en cause des installations de traite » précise-t-il. Les recherches portent aussi bien sur le nombre optimum de postes de traite, que sur le diamètre des canalisations à lait ou sur l’accessibilité de la mamelle en salle de traite épi. D’autres recherches portent sur les économies d’énergie possibles et, en ce moment, sur les conditions d’installation nécessaires pour que la traite soit la moins fatigante possible pour l’agriculteur.

« Deux essais sont en cours actuellement, dit M. DEMERLE,

-  le premier vise à définir la position optimum des vaches dans une salle de traite, pour concilier à la fois le confort du vacher et la qualité de la traite

-  la deuxième compare les différents types de « griffes à lait » que l’on adapte à la mamelle des vaches. En effet le faisceau trayeur (ou « griffe à lait ») joue un rôle prépondérant pendant la traite. Et pourtant c’est l’élément le plus mal connu de la machine à traire. L’objectif de cet essai est de préciser les caractéristiques des faisceaux trayeurs qui permettent d’obtenir la meilleure qualité de traite ».

Des tourteaux à l’ammociac ?

« La maîtrise de l’alimentation est certainement l’élément essentiel de la réussite de la conduite d’un troupeau de vaches laitières » estime Pierre DEMERLE, le responsable de la station. A Derval plusieurs essais ont été ou sont menés :

-  en 1976 (année de la sécheresse et de pénurie de fourrage grossier) : observation sur des rations de pénurie type paille + 2 kg de matière sèche de maïs ensilage

-  comparaison de tourteaux tannés par rapport à un tourteau de soja, en début de lactation

-  comparaison d’une ration uniquement à base de maïs par rapport à une ration mixte (maïs + herbe)

-  appétence des tourteaux d’arachide traités à l’ammoniac ou de tourteaux de colza

-  économie de soja possible avec des aliments azotés liquides.

Ce ne sont là que quelques exemples des essais effectués. En ce moment un nouvel essai est en cours dans le but de vérifier l’incidence d’un conservateur d’ensilage à base de bactéries sur la qualité de conservation du fourrage et sur les performances laitières des animaux.

« Ces essais doivent permettre d’apporter des références techniques et économiques aux éleveurs du département par rapport à des produits nouveaux ou à de nouvelles techniques d’alimentation. Telle est notre préoccupation » déclare Pierre DEMERLE.

Objet et résultats des expérimentations végétales et agronomiques à la station de Derval

Autre aspect de la ferme de Derval : produire de façon régulière des fourrages grossiers de qualité et quantité suffisantes.

L’un des facteurs limitant pour les sols, comme ceux de DERVAL, est essentiellement l’eau, qu’elle soit en excès ou en déficit.

Comme partout, la pluviométrie et l’évapotranspiration des sols ont une influence sur le rendement des cultures. A la ferme de Derval, sur la période 1973-1983, on a pu constater un déficit hydrique de 329 mm en moyenne, avec des variations selon les années : déficit de 80 mm en 1981 et de 624 mm en 1976, année de la « grande sécheresse » dont tout le monde garde le souvenir. La correction de ce déficit implique d’étudier les possibilités d’irrigation pour apporter de 200 à 300 mm d’eau pendant la période estivale.

Mais si, l’été, « c’est trop sec », l’hiver, cela peut être trop humide. Tout entre en ligne de compte :

-  la pente des sols qui, au moment de fortes pluies, conduit à un début d’érosion

-  la nature du sol à Derval : faible proportion d’argile (de qualité médiocre) et de forte proportion de limons, qui conduit à une sensibilité à la « battance » et à une préparation de semis délicate

-  enfin les sols ont une perméabilité faible, ce qui entraîne un engorgement de surface. D’où les recherches sur le drainage, sur l’emploi de certains engins destinés à éviter le tassement du sol.

Depuis 1978, la Chambre d’Agriculture de Loire-Atlantique et l’I.T.C.F. ont mis en place une expérimentation, à Derval, sur le thème : intérêt du drainage et de l’irrigation pour le rendement des cultures ; conséquences sur les conditions et les dates de réalisation des opérations culturales : travail du sol, apport d’engrais, désherbage, récolte, etc. Cette expérimentation a pris fin en Automne 85.

Intérêt et limites du drainage

En fin 85 a été lancée une autre expérimentation, pour une durée de 6 ans, destinée à étudier les rotations fourragères pour voir celles qui dégradent et celles qui améliorent la structure du sol.

Un autre essai est en cours pour 3-4 ans et porte sur l’évolution du taux de matière organique des sols. Beaucoup de sols du département et de la région sont limoneux, très sensibles au tassement. Pour ce type de sols, l’humus joue un rôle essentiel. La question qui se pose est celle-ci : en apportant du lisier (bovins ou porcs) arrive-t-on à améliorer ou au moins à maintenir le taux de matières organiques du sol ? Quelle est la valeur fertilisante (azotée, phosphorique et potassique) du lisier ? Dans ce but, des comparaisons entre fumure minérale (engrais) et fumure organique (lisiers) sont conduites sur différentes rotations fourragères.

Drainer ou pas ? En Loire-Atlantique, et particulièrement dans la région de Châteaubriant, des surfaces importantes sont saturées en eau pendant une grande partie de l’année et sont, au contraire, « séchantes » pendant l’été. La question du drainage des terres des 24 communes du Syndicat Mixte du Pays de Châteaubriant a été évoquée à la réunion du 15 décembre 1983 au cours de laquelle ont été présentées les cartes établies pour chacune des communes par la Chambre d’Agriculture. Cartes en trois couleurs :

- jaune, lorsque le temps de « ressuyage » est inférieur à 9 jours
- orange, lorsque le temps de ressuyage est compris entre 9 et 15 jours
- bleu, pour les terres ayant besoin de plus de deux semaines

La situation est très variable d’une commune à l’autre. Par exemple, Châteaubriant est plutôt « bleue » et Grand-Auverné est jaune-orange.

Au Conseil Municipal de Châteaubriant, le 29 novembre 1983, il a été décidé le drainage des terres agricoles de la commune, avec cette précision : « ces travaux de drainage seront réalisés soit par la ville, soit par le syndicat mixte du Pays de Châteaubriant, selon des modalités qui vous seront proposés ultérieurement ».

... mais rien encore n’a été proposé aux conseillers municipaux de Châteaubriant à ce sujet...

Pour sa part, la station expérimentale de Derval signale que « il convient d’être vigilant sur la qualité de réalisation des chantiers de drainage, pour éviter des déconvenues » : profondeur insuffisante des drains, voire des collecteurs qui ont été endommagés lors du passage de sous-soleuse. La question de la rentabilité immédiate est posée aussi « l’efficacité du drainage a été très marquée dans les zones initialement très humides mais l’incidence sur l’augmentation des rendements n’est pas très nette dans la majorité des parcelles drainées. Malgré les facilités apparentes permises par le drainage, on peut donc pour le moment s’interroger sur la possibilité de rentabiliser de tels travaux dans un contexte agro-climatique comparable à celui de la station de Derval ».

« Pour le moins, ces premières observations nous incitent à attirer l’attention des agriculteurs sur les limites de l’intérêt du drainage dans certains types de sol » ajoute M. DEMERLE.

A noter que pour Châteaubriant les Services de l’Equipement ont présenté un dossier technique de travaux d’hydraulique se montant à 2,5 Millions de francs (soit 250 millions de centimes) - dont 20 % pris en charge par l’Etat.

Pour avoir un ordre de grandeur, il faut savoir que la construction d’un nouvel atelier pour la Fonderie FOCAST à Châteaubriant, coûterait 3,5 MF à la ville (terrain + bâtiments).

Chauffage au gaz de fumier

La valorisation des lisiers est le dernier secteur d’expérimentation de la ferme de Derval sous trois aspects : énergétique, agronomique et écologiques.

· Objectif énergétique : produire du bio-gaz (ou méthane)
· Objectif agronomique : optimiser l’utilisation du lisier sur les cultures
· Objectif écologique : limiter la pollution des nappes phréatiques, l’émission d’odeurs nauséabondes

Dès 1980 a commencé à fonctionner à Derval une station bio-gaz. Cette station n’a jamais bien fonctionné pour diverses raisons : les « digesteurs » n’étaient pas assez étanches ; la capacité de réchauffage des masses en fermentation était insuffisante ; l’ensemble des installations était trop complexe. D’où un manque de rentabilité de cette installation qui a dû être abandonnée.

Une nouvelle installation a été mise en fonctionnement au deuxième trimestre de 1985. La production de gaz a été de 60 mètres cubes par jour en janvier, avec un objectif de 100 m3 dans quelques mois. Ce gaz remplace l’énergie électrique pour chauffer les locaux de la ferme expérimentale et produire l’eau chaude des maisons et des installations de traite. « Actuellement, nous sommes chauffés au gaz de fumier » nous a dit le Directeur, quand nous sommes allés l’interviewer. Il faut dire qu’il faisait bon dans la pièce et qu’aucune mauvaise odeur n’a chatouillé nos narines.

Bio-gaz et méthanisation

Mais qu’est-ce que le bio-gaz ? C’est le physicien italien VOLTA, celui à qui l’on doit l’invention de la pile électrique, qui découvrit en 1776 la présence de gaz dans les marais, là où l’on trouve une forte concentration en matières organiques. Depuis, de nombreuses recherches ont permis d’élaborer différents systèmes propices à la fabrication de ce gaz. (voir encadré)

La « méthanisation » est une succession de réactions biologiques qui dégradent la matière organique et la transforment en un composé gazeux combustible : le BIO GAZ. Toutes sortes de matières organiques peuvent être traitées ainsi, les déchets de bois par exemple. Lorsqu’on parle de « méthanisation à la ferme », il s’agit bien entendu de la dégradation de la matière organique provenant des déjections animales : fumiers et lisiers.

Cette méthanisation a deux intérêts : énergétique et écologique.

- PRODUCTION D’ENERGIE : une étude de l’INRA, en 1979, donnait, après inventaire global des déjections animales produites chaque année en France, une masse d’énergie nette récupérable de 4 MILLIONS de tonnes équivalent pétrole. Par comparaison, l’agriculture française a consommé environ 5 millions de tonnes équivalent pétrole en 1979. On voit ainsi que le BIO GAZ pourrait remplacer 80 % du pétrole nécessaire à l’agriculture. Ces chiffres ne sont évidemment que des approximations, mais ils ont pour but de mettre en évidence le « gisement » énergétique que représente la bio-masse des déjections animales.

Dans notre région, on n’a pas de pétrole, mais on a des lisiers !

ASPECT ECOLOGIQUE : les lisiers sont polluants. Ce qui est le plus évident, c’est l’odeur. La méthanisation permet une désodorisation particulièrement efficace : l’odeur résiduelle correspondant à un lisier ainsi désodorisé disparaît en quelques heures après l’épandage. Grâce à cela, les surfaces d’épandage pourraient être accrues en réduisant à 50 m (au lieu de 200) la distance limite des habitations, ce qui libérerait des sols aptes à recevoir du lisier et à bénéficier de ses qualités de fertilisation.

A DERVAL, toutes ces recherches énergétiques, agronomiques et écologiques sont poursuivies méthodiquement.

La question est importante, à la fois pour améliorer le rendement des cultures et pour valoriser le lisier produit dans les fermes. Sait-on par exemple qu’un porc moyen 70 kg à l’engrais, nourri avec de la farine et de l’eau, produit environ 7 litres de lisier par jour. Avec un atelier de 100 porcs, cela fait 700 litres par jour, et 250 000 litres par an...

Une ferme expérimentale grandeur nature

Comme on vient de le voir, la ferme de DERVAL est un outil essentiel pour l’agriculture de la région et de la France. Elle permet de réaliser des expérimentations impossibles dans les fermes classiques. Pour cela, elle dispose d’un personnel très qualifié : 2 vachers, un chauffeur de tracteur, un spécialiste chargé des expérimentations sur la traite, un autre chargé des essais agronomiques et de la valorisation des lisiers.

L’ensemble est coordonné par le responsable de la station, M. Pierre DEMERLE qui fait le lien avec la Chambre d’Agriculture, les instituts de recherche et les organisations agricoles intéressées.

Car la recherche, à Derval, ne se fait pas en vase clos. La ferme est toujours disposée à présenter ce qui se fait. 1500 à 2000 visiteurs se succèdent chaque année le mercredi, qu’il s’agisse d’établissements scolaires ou de simples agriculteurs venus chercher des idées ou des techniques nouvelles qu’ils voient expérimenter sous leurs yeux.

Les résultats de fonctionnement de la station de Derval et les compte-rendus des expérimentations sont régulièrement diffusés, notamment dans la revue « Loire-Atlantique Elevage » et dans la presse spécialisée nationale.

Si vous êtes intéressé pour visiter cette station expérimentale, prenez rendez-vous en téléphonant au 02.40.81.72.83

LA FERME DE DERVAL EN CHIFFRES

- surface 39 hectares
- 65 vaches laitières - 55 génisses
- les vaches laitières produisent plus de 7000 litres de lait alors que la moyenne établie sur 2540 fermes adhérant au « Contrôle laitier » au niveau départemental, a été de 5617 litres sur la période avril 84 - avril 85
- 
On peut donc dire que le troupeau laitier de la ferme de Derval est bien mené et constitue un élément de référence pour les exploitations de la région.

Enzymes gloutons et bactéries philanthropes

Qui ne se souvient des « enzymes gloutons » que prétendaient contenir les lessives il y a quelque 10 ans ? En ce qui concerne la méthanisation, on parle de « digesteurs » et de « bactéries philanthropes »...

Le BIO GAZ s’obtient par « digestion » de matière organique, lisiers et fumiers dans notre région. Il ne s’agit pas d’une dégradation naturelle, mais d’une digestion des molécules par des bactéries. Le processus se fait en trois phases :

1) HYDROLYSE : la matière organique se transforme sous l’action de « bactéries fermentatives » pour donner des molécules simples : sucres, acides gras, acides aminés

2) ACIDOGENESE : les molécules simples se transforment en acétates, formates, hydrogène et dioxyde de carbone

3) METHANOGENESE : à partir des substances (acétates, formates, etc.) d’autres bactéries fabriquent du méthane (bio-gaz), du gaz carbonique, de l’hydrogène sulfuré ; il reste alors du lisier « méthanisé », débarrassé de son odeur, mais pas de ses composants fertilisants. Ce lisier peut alors être étendu sur les terres pour leur apporter de l’azote et des matières organiques.

Les bactéries qui effectuent la méthanisation sont très « philanthropes » : elles n’utilisent que 10 % de la matière organique pour leur croissance propre et transforment les 90 % restants en gaz divers. Cette méthanisation se fait dans un vaste récipient appelé « digesteur » et qui est très sensible à la température, et à de multiples facteurs. Par exemple, les opérations doivent se faire en milieu anaérobie (c’est à dire sans air ou oxygène), en évitant les détergents, produits chimiques ou antibiotiques qui tueraient toutes les bactéries.

La production du bio-gaz est liée à de nombreux facteurs : qualité du lisier, nature des matériels employés, conditions atmosphériques, etc. Par ailleurs, le bio-méthane est difficilement stockable sur de longues périodes en raison de sa densité et des précautions doivent être prises pour éviter certains incidents dus au pouvoir de corrosion de ses composants comme l’hydrogène sulfuré et l’ammoniac.

Bref, ce n’est pas la panacée. C’est seulement un élément de recherche énergétique et il est bon qu’une ferme comme celle de DERVAL puisse mener l’expérimentation sur un temps assez long avant que le procédé de méthanisation soit vulgarisé et généralisé aux fermes traditionnelles.

Sources :
-  Les explications du Chef de station, M. Pierre DEMERLE
-  Loire-Atlantique Elevage - n° 87
-  Document « le bio-méthane a-t-il une place dans le développement agricole des Pays de Loire »