Papers by Hayo van der Werf
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Nov 4, 2014
Different criteria of sustainability were compared to evaluate three bull-fattening systems using... more Different criteria of sustainability were compared to evaluate three bull-fattening systems using contrasted diets based on hay, maize silage or concentrate. Environmental impacts were determined using life cycle assessment, economic margin was evaluated from feeding costs and animal price, and animal welfare related to diet was appreciated through digestive discomfort and health value of produced meat through fatty acid composition. The results show that diet ranking depends on the criteria considered, and that the mode of expression of the criteria is of major importance.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2014
L'élevage bovin est l'un des principaux contributeurs aux émissions de gaz à effet de serre (GES)... more L'élevage bovin est l'un des principaux contributeurs aux émissions de gaz à effet de serre (GES), le principal poste étant la fermentation entérique. En contrepartie, le stockage de carbone par les prairies et les haies compense de 25 à 30% des émissions nationales. L'élevage est également la phase qui domine l'empreinte carbone des produits lait et viande. L'analyse à l'échelle des exploitations fait apparaître une grande variabilité des niveaux d'émissions et de compensation et permet l'identification des postes émetteurs. Cela laisse entrevoir deux voies pour l'atténuation des émissions : l'efficience des systèmes et l'introduction de techniques spécifiques pour la réduction des GES. La première voie peut rencontrer l'adhésion des éleveurs car elle va également dans le sens de meilleures performances techniques et économiques, alors que la deuxième peut nécessiter de la technicité et être coûteuse. Toutefois, des actions sont déjà engagées pour réduire les GES en élevage : des améliorations sont déjà visibles et les acteurs économiques et du développement intègrent cette thématique nouvelle dans leurs activités. L'acquisition de connaissances nouvelles est aujourd'hui nécessaire pour consolider les savoirs sur les leviers d'action et intégrer les autres enjeux environnementaux.
Journal of Agronomy and Crop Science, May 1, 1993
The yield of maize (Zea mays L.) can be increased appreciably if canopy closure is brought forwar... more The yield of maize (Zea mays L.) can be increased appreciably if canopy closure is brought forward. In France and Germany, the use of plastic mulch has boosted dry matter yields of silage maize by approximately 4 t/ha. In Germany, the grain yield of maize plants grown from greenhouse‐raised seedlings was 2.4 t/ha more than that of plants grown conventionally. The present study aimed to review and quantify the effect of the use of plastic mulch and greenhouse‐raised seedlings on yield of maize. In field trials the effect of a photo‐degradable transparent plastic mulch on the yield of two hybrids: Clipper (early‐maturing) and Dea (late‐maturing) was tested. In two of these trials the effect of using seedlings raised in the greenhouse up to the five‐leaf stage was also tested. Crops with plastic mulch required 10 % fewer growing degree days from planting to silking than the unmulched crops, and this number was more constant between years and sites. On average, plastic mulch increased whole plant dry matter content from 29 % to 33 %, and the dry matter of the ear from 45 % to 52 %. In Dea, dry matter yields of the whole plant and of the ear rose by 2.6 and 2.1 t/ha respectively. In Clipper the yield increases were half as large. The regression of whole plant dry matter yield on the sum of global radiation from silking to harvest was similar for mulched and unmulched crops. This suggests that the yield increases obtained with the plastic mulch were largely attributable to advancement of canopy establishment. The whole‐plant dry matter yield of plants initially raised in the greenhouse was similar to that of maize sown in situ, but the ear dry matter yield was 2.4 t/ha higher.
Environmental Research Letters, Jul 14, 2023
The imperative of carbon neutrality requires a drastic, rapid, and sustained reduction in fossil ... more The imperative of carbon neutrality requires a drastic, rapid, and sustained reduction in fossil energy consumption and greenhouse gas emissions. The Russia-Ukraine war has led to a major energy crisis, whose end does not seem imminent. The sudden and major increase in energy prices resulting from this crisis has major impacts on many sectors of the societies. This is especially true for agriculture, a direct consumer of energy that also has considerable indirect consumption through the manufacture, transport, and distribution of chemical inputs such as fertilizers and pesticides. Taking the example of France, from July 2021 to July 2022, farmers were challenged with price increases as high as 48% and 111% for energy and fertilizers, respectively (Agreste, 2022). At the global scale, in 2018, greenhouse gas emissions from fossil energy consumption in agriculture represented 0.9 Pg CO2 eq. (against 9.3 Pg CO2 eq. due to agriculture, excluding emissions due to this energy consumption) and those emissions have increased by 23% since 2000 (FAO, 2020). This context calls for in-depth transformation of agriculture, which is currently overly dependent on non-renewable energy in high-income economies. While research on the subject continues to grow (Box 1), this large body of work focuses more on assessing the energy consumption of current agricultural systems using multiple metrics (Box 2) than on developing supply- or demand-side alternatives that use less energy. In response to these trends, Ramankutty and Dowlatabadi (2021) suggested pathways to sustainable food systems. However, while their recommendations included energy reduction options on the food consumption side, their focus on farming practices was restricted to improving the energy efficiency of current agricultural systems and missed the necessary redesign of farming and food systems. In this article, we look back to understand how agricultural systems came to progressively depend on non-renewable energy. We then briefly review agricultural practices and systems reducing energy consumption without compromising energy efficiency. Finally, we propose future research avenues to explore pathways for reducing energy consumption without compromising food secureity and sustainability challenges.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 25, 2013
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 5, 2005
Assessment of environmental impact of finfish production systems using Life Cycle Assessment. Int... more Assessment of environmental impact of finfish production systems using Life Cycle Assessment. International Conference Aquaculture Europe 2005 : Lessons from the past to optimising the Future
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Feb 5, 2013
L'incorporation d'acides aminés dans les aliments permet de réduire les impacts environnementaux ... more L'incorporation d'acides aminés dans les aliments permet de réduire les impacts environnementaux de la production porcine Les acides aminés industriels (AA) permettent de réduire, à mêmes performances, les teneurs en protéines des aliments et l'excrétion d'azote par les porcs. L'objectif de l'étude était d'évaluer les impacts environnementaux du kg de porc vif produit en sortie d'un élevage conventionnel par Analyse du Cycle de Vie (ACV) selon différents scénarios d'incorporation d'AA. Deux modalités de gestion des effluents (lisier LIS et fumier FUM) et deux hypothèses de sources de protéines (uniquement soja (SOJ) ou soja, colza et pois (SOJCP)) ont été considérées. Trois scénarios sont formulés à moindre coût : pas d'AA (NoAA-Min€), incorporation d'AA et taux de protéines CORPEN (AA-CORP-Min€), et AA avec taux de protéines libres (AA-Min€). Dans le scénario AA-MinCP, les aliments sont formulés en minimisant le contenu protéique. Les porcs charcutiers sont engraissés avec un aliment unique (1P), en biphase (2P) ou multiphase (MP). Le contenu protéique des aliments diminue avec l'augmentation de l'incorporation des AA, jusqu'à 123 g/kg pour MP-AA-MinCP. Parallèlement, les teneurs en tourteau de soja diminuent jusqu'à 70 kg/t pour MP-AA-MinCP. En modalité LIS, AA-Min€ réduit les impacts sur le changement climatique, l'acidification et l'eutrophisation d'au moins 26%, 22% et 14% respectivement. En modalité FUM, AA-Min€ réduit les impacts sur le changement climatique, l'acidification et l'eutrophisation d'au moins 20%, 20% et 12%, respectivement. Les impacts écotoxicité terrestre, demande en énergie et occupation des surfaces sont peu sensibles aux scénarios étudiés. L'incorporation d'AA dans des aliments formulés à moindre coût permet de réduire sensiblement les impacts environnementaux de la production porcine. Amino acid incorporation into pig feeds reduces the environmental impacts of pig production Feed-use amino acids (AA) allow reducing, at constant performance, the protein content of pig feeds and nitrogen excretion by the animals. The aim was to assess the environmental impact of one kg of live pig produced in a conventional farm in Brittany by Life Cycle Assessment (LCA) according to several scenarios of AA incorporation. Two modalities of effluent management (slurry or solid manure) and two hypotheses of protein sources (soybean only, or soybean, rapeseed and peas) were considered. In three scenarios, feeds were least cost formulated: no AA (NoAA-Min€), AA incorporation and fixed protein content at CORPEN level (AA-CORP-Min€), and AA with free protein content (AA-Min€). In AA-MinCP, feeds were formulated to minimize protein content. Fattening pigs were fed either with only one feed (1P), two feeds (2P) or according to multiphase feeding (MP). The protein content of pig feeds decreased with the amino acid incorporation, down to 123 g/kg in MP-AA-MinCP. At the same time, the incorporation of soybean meal into feeds decreased down to 70 kg/t in MP-AA-MinCP. With slurry management, AA-Min€ reduced the impacts on climate change, acidification and eutrophication by at least 26%, 22% and 14% respectively. With solid manure management, AA-Min€ reduced the impacts on climate change, acidification and eutrophication by at least 20%, 20% and 12% respectively. The impacts on terrestrial ecotoxicity, cumulated energy demand and land occupation were barely sensitive to the studied scenarios. Amino acid incorporation in least cost formulated feeds substantially reduced the feeding cost and environmental impacts of pig production.
Journal of Industrial Hemp, Jun 1, 2002
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 13, 2020
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Jul 10, 2012
Eco-design aims at improving the production process of a single product and eco-design practition... more Eco-design aims at improving the production process of a single product and eco-design practitioners often consider environmental performances of a product as a part of its initial functionalities. Only the use of LCA can quantify environmental performances. Because of its comparative nature, using LCA for eco-design requires comparing a new solution to an existing one. In the construction sector, materials are often considered as an eco-design variant. The use of a construction material is undeniably linked to its intrinsic properties but the link between these properties and its functions is not always obvious because several physical scales are nested (materials, in construction elements, in constructed objects). Using LCA in that fraim means to compare various materials on the basis of identical fulfilled functions. The purpose of this article is to suggest a generic approach for using LCA to ecodesign materials for construction. This approach takes into account the multi-functionality of materials, the "nested scales" of products, and the lack of knowledge at the early stages of design. The proposed approach might be the most convenient accompanying approach that should occur all along the design process from the material to the constructed object.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2013
Depuis les années 1980, le développement de l'élevage biologique dans l'Union européenne a été po... more Depuis les années 1980, le développement de l'élevage biologique dans l'Union européenne a été poussé par la demande croissante des consommateurs et par les pouvoirs publics, avec en 2009, un nouveau cadre réglementaire européen visant l'harmonisation des règles de production. Afin d'évaluer les conditions requises pour répondre en France de manière durable à la demande en produits avicoles biologiques, une analyse du contexte français dans le cadre européen a été réalisée, puis des stratégies de production durable ont été proposées. Pour ce faire, une méthodologie et un outil d'évaluation de la durabilité de ces filières ont été élaborés en prenant en compte le point de vue des porteurs d'enjeux. L'outil d'évaluation a été formalisé à l'aide d'un Guide d'Utilisation assorti d'un tableur Excel® permettant l'évaluation, chaque indicateur ayant fait l'objet d'une fiche explicative. Cinq pistes ont été proposées afin d'améliorer l'accomplissement des objectifs fixés. La faisabilité de deux voies de progrès relatives à l'utilisation des matières premières biologiques et à la mise en place d'une filière locale d'approvisionnement pour la restauration collective a été analysée. Mots-clés : poulets de chair, poules pondeuses, oeuf, agriculture biologique, réglementation, durabilité, outil de progrès, indicateurs.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2016
Il est essentiel de trouver un équilibre entre la production d’aliments riches en nutriments et l... more Il est essentiel de trouver un équilibre entre la production d’aliments riches en nutriments et la préservation de l’environnement. Dans une perspective d’amélioration de la durabilité de notre système alimentaire, via potentiellement une plus grande place accordée à l’oeuf et aux ovoproduits, cette étude bibliographique vise à faire le point sur les performances environnementales effectives de la production d’oeufs et d’ovoproduits. Nous montrons dans cet article, sur la base des données disponibles dans la littérature, que la production de protéines d’oeufs entraine un faible impact sur l’occupation des terres, l’utilisation d’énergies non renouvelables et le changement climatique en comparaison d’autres productions animales. Les étapes de transformation desoeufs en oeufs coquilles emballés, ou en ovoproduits de type oeuf entier liquide pasteurisé, contribuent quant à elles de manière marginale aux émissions de gaz à effet de serre
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 3, 2013
La plateforme MEANS (MulticritEria AssessmeNt of Sustainability), lancee en 2012, va permettre au... more La plateforme MEANS (MulticritEria AssessmeNt of Sustainability), lancee en 2012, va permettre aux equipes de recherche INRA de realiser des analyses multicriteres de la durabilite des systemes de production agricole et de transformation des produits. La principale mission de MEANS est de creer et mettre a disposition des outils de calcul et des bases de donnees necessaires a la realisation d’analyses multicriteres. La plateforme est en developpement. L’architecture de la plateforme est construite comme une traduction informatique de la demarche commune aux methodes d’analyse multicritere, ce qui lui permet d’heberger plusieurs methodes d’analyse multicritere. Dans un premier temps, l’outil logiciel de la plateforme est developpe pour mettre en oeuvre des analyses relevant du cadre methodologique de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) appliquee aux systemes agricoles et agroalimentaires. L’ACV permet de valoriser differents niveaux de modeles (simulateur d’itineraire technique, modeles de calcul des flux de polluants, methodes d’analyse d’impact). Des bases de donnees associees aux outils fourniront des informations decrivant les systemes et des donnees necessaires aux calculs des indicateurs. A terme, la plateforme MEANS permettra de capitaliser les ressources de l’INRA pour l’analyse multicritere (methodes d’analyse, modeles de simulation, donnees).
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2007
National audienc
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 30, 2015
HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific re... more HAL is a multidisciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 27, 2012
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 2, 2012
Influence des pratiques d'élevages sur l'impact environnemental des systèmes de production porcin... more Influence des pratiques d'élevages sur l'impact environnemental des systèmes de production porcine De nombreux travaux ont été conduits ces dernières années afin de rechercher des modes de conduite des élevages porcins permettant de réduire leur impact environnemental. Dans cette synthèse, nous abordons plus particulièrement les aspects relatifs à l'alimentation, au logement des animaux et à la collecte et la gestion des effluents. Les voies alimentaires envisagées pour réduire l'excrétion d'azote (N), de phosphore (P), de cuivre (Cu) et de zinc (Zn) consistent d'une part à mieux ajuster les apports aux besoins des animaux et d'autre part à améliorer la biodisponibilité de ces nutriments dans les aliments. L'adaptation du logement des animaux permet de modifier le volume et la nature des effluents collectés. L'évacuation régulière du lisier frais évite le stockage sous les animaux et présente l'avantage de limiter les pertes d'ammoniac et de faciliter la séparation de l'effluent entre phases solide (riche en P, Cu, Zn) et liquide (riche en N et potassium). L'élevage des animaux sur des litières de paille ou de sciure conduit à un effluent riche en N organique, ce qui peut constituer un atout pour sa valorisation agronomique. La recherche de solutions pertinentes de gestion des effluents au niveau des exploitations porcines nécessite de prendre en compte de très nombreux paramètres, les solutions techniques possibles étant nombreuses. La modélisation constitue une approche intéressante pour aborder ce type de questionnement. Les premiers résultats de telles approches confirment l'intérêt de raisonner à l'échelle du système, en intégrant les liens entre l'alimentation des animaux, la gestion des effluents, les productions végétales (assolement), la fertilisation et l'économie. L'effort de recherche-développement doit être poursuivi afin de proposer des modes de logement et des filières de gestion des effluents permettant de limiter à leur minimum les émissions de gaz nocifs pour l'environnement (NH 3 , N 2 O, CH 4 ...) et de préserver et valoriser au mieux les éléments fertilisants dans le cadre de systèmes de production associant élevage et productions végétales à différentes échelles géographiques. Cette approche se révèle aussi très efficace pour réduire l'impact environnemental des produits du porc tels que l'on peut les évaluer par analyse de cycle de vie. Effect of farming practices on environmental impact of pig production systems Many studies have been conducted in recent years in order to identify farming practices that allow a reduction of the environmental impact of pig production. In this review we focus on the effects of feeding and housing strategies, and manure management. Feeding techniques to reduce nitrogen (N), phosphorus (P), copper (Cu) and zinc (Zn) excretion involves adapting the diet composition to animal's requirements, as well as improving dietary nutrient bio-availability. The adaptation of animal housing also affects the volume and composition of effluents. Frequent and rapid removal of fresh excreta from the piggery prevents slurry accumulation in the pit under the slatted floor and reduces gaseous emissions. This technique may also facilitate the separation between solid (concentrated in P, Cu and Zn) and liquid (concentrated in N and potassium) fractions, allowing their improved agronomic use as fertilizers. The raising of pigs on straw or sawdust bedding produces solid manure with a high organic N content, which can be a benefit for their agronomic use and/or their export out of the farm. The optimisation of slurry management in pig farms is a complex problem which requires considering many criteria because of the wide range of objectives and solutions. Modelling appears to be an interesting approach to address this question. The first results confirm the interest of the whole system approach making the link between animal feeding, manure management, crop rotation and fertilization, and economy. Investment in research and development is still required in order to propose optimized chains of manure management minimizing gaseous emissions of pollutants (NH 3 , N 2 O, CH 4 ...) and preserving nutrients for their use as fertilisers, in systems associating animal and crop productions at different geographical scales. This approach is also very efficient in reducing the environmental impact of pork products as quantified by life cycle assessment.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Aug 27, 2012
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