Les algues pourraient faire roter moins de méthane aux vaches et réduire leur empreinte carbone

Jame Temple

Dans une grange en bois en bordure du campus de l'Université de Californie à Davis, les bovins s'alignent devant les fentes d'alimentation qui leur sont assignées pour arracher des bouchées de foin de luzerne.

Au printemps dernier, plusieurs de ces vaches laitières Holstein ont participé à une étude visant à tester une voie prometteuse pour réduire les émissions de méthane du bétail, une énorme source de gaz à effet de serre à l'origine du changement climatique. En ajoutant une petite quantité d'algues à l'alimentation des animaux, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient réduire la production de méthane des vaches de près de 60 %.

Chaque année, la production animale pompe des gaz à effet de serre avec un effet de réchauffement équivalent à plus de 7 gigatonnes de dioxyde de carbone, environ le même impact mondial que l'industrie du transport. Près de 40 % de celui-ci est produit lors de la digestion : les bovins, les chèvres et les moutons crachent et émettent du méthane, un gaz à effet de serre très puissant, quoique relativement de courte durée.

Si les réductions obtenues dans l'étude UC Davis pouvaient être appliquées à l'ensemble de l'industrie mondiale de l'élevage, cela éliminerait près de 2 gigatonnes de ces émissions par an, soit environ un quart de la pollution climatique totale des États-Unis chaque année.

Ermias Kebreab, professeur de sciences animales à l'UC Davis qui dirige les travaux, se prépare à entreprendre une étude plus ambitieuse dans les mois à venir, évaluant si de plus petites quantités d'une forme d'algue plus puissante peuvent réduire encore plus les émissions de méthane. Pendant ce temps, certaines entreprises ont commencé à explorer ce qui pourrait être le défi le plus difficile : le développer à grande échelle.

Des réductions très, très élevées

Le problème est le processus digestif des bovins et des autres ruminants, connu sous le nom de fermentation entérique. Les microbes de leur tube digestif se décomposent et extraient l'énergie des glucides des herbes fibreuses. Mais le même processus génère également de l'hydrogène, dont un ensemble distinct de micro-organismes se nourrit, produisant du méthane.

Environ 95% du gaz s'échappe par la bouche et les narines, tandis que le reste sort dans l'autre sens.

Les chercheurs ont exploré un certain nombre de voies potentielles pour réduire les émissions du bétail, notamment l'élevage sélectif (certains animaux sont moins gazeux que d'autres), les vaccins, les transferts de microbiome, divers compléments alimentaires et des aliments plus efficaces, le tout avec des résultats variables, déclare Dan Blaustein-Rejto. , analyste principal en agriculture au Breakthrough Institute, un centre de recherche axé sur les solutions technologiques aux problèmes environnementaux.

Mais il y a un élan croissant derrière l'approche des algues, grâce aux résultats presque choquants d'efficacité dans les premières études scientifiques. En 2014, des chercheurs australiens trouvé que de faibles doses d'une algue rouge appelée Asparagopsis taxiformis pratiquement éliminé la production de méthane dans les expériences de laboratoire. Essais sur le terrain avec des moutons vivants réduire les émissions jusqu'à 80%, tandis que l'expérience UC Davis, la première sur des bovins vivants, a montré une réduction de 58% en moyenne lorsqu'une algue apparentée constituait 1% de leur alimentation.

Plus de lait et de viande

Kebreab a grandi en Érythrée, un pays d'Afrique de l'Est sur la côte de la mer Rouge qui lutte contre des sécheresses et des famines récurrentes. La pénurie continuelle de lait ou de viande l'a incité à étudier le bétail, dans l'espoir de trouver des moyens durables de produire davantage des deux.

Ermias Kebreab, professeur à UC Davis, nourrit à la main une vache sur le campus. Jame Temple

Kebreab a commencé ses recherches sur le problème du méthane il y a plus de dix ans. Mais les travaux récents sur les algues ont été motivés, en partie, par l'adoption par la Californie d'une loi en 2016 qui appelait à réduire les émissions de méthane de l'État de 40 %. Cela a exercé une pression réelle sur les entreprises pour qu'elles trouvent des moyens efficaces et abordables de le faire, en particulier parmi les éleveurs de bétail et de lait de la vallée centrale. La loi se concentre principalement sur le problème connexe mais moins important de la réduction du méthane provenant du fumier du bétail, pour lequel il existe certains moyens disponibles pour faire et mesurer les progrès . Mais la réduction des émissions provenant des rots de vache compterait également pour remplir ce mandat.

Aussitôt que SB-1383 est venu en ligne, le niveau d'intérêt a énormément augmenté - et il est concentré en Californie, dit Kebreab.

Un effet secondaire négatif dans l'étude initiale de l'UC Davis est que les bovins ont diminué la quantité qu'ils consommaient chaque jour. C'est un gros problème, car plus les vaches mangent, plus elles produisent de lait ou de viande. Kebreab soupçonne que le problème était simplement le goût : les algues sont très salées. Les chercheurs l'ont finalement mélangé avec de la mélasse pour aider le médicament à descendre.

Mais surtout, dans l'étude initiale, ils ont utilisé une forme d'algue qui n'est pas aussi puissante que les algues rouges utilisées dans les premières expériences de laboratoire australiennes. Kebreab a l'intention d'utiliser cette souche dans l'essai de suivi, et il pense qu'elle pourrait réduire davantage les émissions même à une dose plus faible.

Dans les mois à venir, Kebreab supervisera une expérience de six mois avec 24 bovins de boucherie. Il prévoit d'évaluer de près si l'effet sur le méthane persiste au même niveau sur une période plus longue, ainsi que si le supplément affecte la santé, le poids et la qualité de la viande.

Théoriquement, tant que les bovins ne remarquent pas le goût (ou ne s'y habituent pas), les algues devraient les aider à prendre du poids. Le blocage de la production de méthane devrait signifier qu'une plus grande partie des glucides consommés est dirigée vers la tâche de construction des tissus. Si c'est le cas, les agriculteurs pourraient voir un retour économique sur le coût initial de ce supplément, bien qu'il puisse ou non être l'option la plus rentable pour prendre du poids.

Mais il y a une autre préoccupation : comment obtenir les 200 kilogrammes d'algues rouges dont ils ont besoin pour l'étude. Il n'a pas encore été produit à l'échelle commerciale, et cela pourrait s'avérer délicat.

Se mettre à l'échelle

Australis Aquaculture, un producteur de bar asiatique d'élevage en mer basé à Greenfield, dans le Massachusetts, tente de trouver une voie à travers un projet de recherche au Vietnam, baptisé Greener Grazing.

L'algue rouge pousse naturellement à l'état sauvage, mais il faudra une lourde main humaine pour la produire à la vitesse et à l'échelle nécessaires pour servir ne serait-ce qu'une fraction de l'industrie mondiale de l'élevage. Et jusqu'à présent, l'algue a résisté aux tentatives de reproduction, explique Josh Goldman, le fondateur de l'entreprise.

Huynh Thi Khanh au travail dans la banque de graines de Greener Grazing. Pâturage plus vert

Greener Grazing et ses collaborateurs poursuivent plusieurs voies pour résoudre le problème. S'ils réussissent, l'entreprise passera à l'étape suivante consistant à tenter de cultiver des algues au large des côtes du Vietnam. Les plantes seraient placées dans le type de filet tubulaire en plastique utilisé pour faire pousser les huîtres et suspendues à quelques mètres sous l'eau, juste assez profondément pour être protégées des vagues, mais suffisamment proches du soleil pour que la photosynthèse stimule la croissance.

Pendant ce temps, DSM, le conglomérat géant néerlandais, travaille sur un additif synthétique pour les vaches. Un article co-écrit par ses chercheurs a révélé qu'un inhibiteur de méthane connu sous le nom de 3-nitrooxypropanol, ou 3NOP, réduisait les émissions de 30 % chez les Holstein en lactation. L'étude a noté que la production de lait n'a pas été affectée au cours de l'expérience de 12 semaines et, en prime, l'énergie méthane épargnée a aidé à générer des tissus, ce qui a entraîné une augmentation du poids corporel.

DSM Nutritional Products espère commercialiser les aliments pour animaux et a déjà postulé pour l'approbation de la Food and Drug Administration des États-Unis pour le vendre aux États-Unis.

Bien que les réductions ne soient pas aussi spectaculaires que celles observées lors des premiers tests d'algues, une grande entreprise disposant d'usines de fabrication et de canaux de distribution existants pourrait potentiellement augmenter la production plus rapidement et réduire davantage les coûts que l'approche de l'aquaculture, déclare Kebreab.

DSM n'a pas répondu à une demande du MIT Technology Review.

Au-delà de la Californie

Kebreab collabore avec Joan Salwen , un boursier de Stanford qui a fondé Innovations d'orme , une entreprise sociale travaillant à collecter des fonds pour les efforts de recherche sur les algues et à collaborer avec l'industrie de l'élevage.

Salwen reconnaît volontiers que davantage de recherches doivent être menées sur les effets des algues sur la santé, tant sur le bétail que sur les humains, et qu'il n'est toujours pas clair si ces souches peuvent être étendues de manière économiquement réalisable. De plus, gagner des rendements sur le produit dans un État comme la Californie, où les agriculteurs sont soumis à des mandats réglementaires, sera très différent de le vendre dans des régions pauvres du monde qui contribuent également aux émissions de méthane.

Mais si tout se passe bien, espère Salwen, les premiers marchés favorisés par des politiques climatiques fortes pourraient aider à accroître la production et à réduire les coûts ailleurs.

En revenant de la grange, Kebreab mentionne que des investisseurs en capital-risque ont visité le campus pour en savoir plus sur la recherche et les opportunités. Il était impatient de partager, étant donné le montant des investissements qui seraient nécessaires pour faire décoller une industrie des algues rouges.

Plus vous avez d'argent, plus vite nous pouvons le mettre sur le marché, dit-il.

Mais Kebreab lui-même n'a aucune ambition entrepreneuriale.

J'aime juste travailler avec les animaux, dit-il.

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