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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR1348 PEGASE

Modélisation des flux d’éléments de l’aliment des porcs au retour au sol

20 mai 2020

Optimisation du recyclage du cuivre et du zinc, depuis leur apport en alimentation animale jusqu’à leur retour au sol en production porcine.

Environnement de travail

Vous serez accueilli·e au sein de l’unité mixte de recherche Physiologie, Environnement et Génétique pour l’Animal et les Systèmes d’Elevage (UMR Pegase) localisée à Saint-Gilles près de Rennes. Cette unité conduit des recherches visant à mieux comprendre les interactions entre les animaux, les pratiques d’élevage et l’environnement afin de contribuer au développement de systèmes d'élevage plus durables. La thèse sera réalisée en collaboration avec l’unité de recherche Optimisation des Procédés en Agriculture, Agroalimentaire et Environnement (UR Opaale) localisée à Rennes. Cette unité conduit des recherches sur les procédés de traitement et de valorisation des effluents et des déchets organiques ainsi que sur les méthodologies d’évaluation environnementale liées à la gestion de ces produits et plus particulièrement sur la méthanisation et la codigestion. Dans le cadre d’un contrat de thèse CIFRE, vous serez financé(e) pendant 3 ans par la société Animine. Animine est une PME française spécialisée dans les oligo-éléments à valeur ajoutée pour l’alimentation des animaux d’élevage.  

Contexte et objectifs du projet

Chaque année, l’agriculture française produit plus de 300 millions de tonnes d'effluents organiques, notamment à travers la production d'effluents d'élevage. Ils constituent des ressources considérables en nutriments et en énergie. Cependant, ces effluents organiques peuvent également représenter des sources de pollutions importantes aussi bien au niveau de l’air, de l'eau ou du sol. L’enjeu est donc de mieux valoriser les ressources contenues dans les effluents (nutriments, énergie,…) afin de réduire leur impact environnemental et de valoriser leur potentiel agronomique, énergétique et économique. En raison de leur faible taux d’absorption par le porc, le cuivre (Cu) et le zinc (Zn) sont des oligo-éléments concernés par ce risque environnemental. Pour limiter les pertes de ces éléments vers l’environnement, il est nécessaire de travailler à une échelle plus globale allant de l’alimentation animale à la gestion des effluents.
La question de recherche générale est comment optimiser les flux de cuivre et de zinc à une échelle aliment-déjection-sol en filière porcine ?

Pour répondre à cette question, nous nous fixons les objectifs suivants :

  • caractériser les flux de cuivre et de zinc à une échelle globale aliment-déjection-sol (étape 1),
  • modéliser ces flux et construire un modèle de prédiction en fonction de la composition de l’aliment et du mode de gestion des effluents puis (étape 2),
  • concilier les pratiques alimentaires et la gestion des effluents pour réduire l’impact environnemental des flux de Cu et de Zn générés par les systèmes d’élevage (étape 3).

Principales étapes de la thèse et démarche

L’étape 1 a comme objectif de caractériser les flux de Cu et de Zn à l’échelle aliment-déjection-sol. Une étude bibliographique sera réalisée à partir de données issues de la littérature scientifique. Ces données seront complétées par des analyses quantitatives et qualitatives réalisées sur différentes fractions collectées au sein de filières de valorisation des effluents. L’ensemble des données collectées seront compilées dans une base de données qui servira à construire le modèle de prédiction de l’étape 2.

L’étape 2 a comme objectif de construire un modèle de prédiction des flux de Cu et Zn à l’échelle aliment-déjection-sol prenant en compte la composition des aliments et les modalités de collecte et de gestion des effluents. Ce modèle nous permettra d’identifier les stratégies alimentaires innovantes à tester dans l’étape 3. Ces stratégies devront prendre en compte la couverture des besoins nutritionnels des animaux en Cu et en Zn et la règlementation relatives aux épandages de Cu et Zn (teneur en Cu et en Zn des fertilisants et amendements organiques).

Dans l’étape 3, un essai expérimental sera mené à l’UE 3P (Unité Expérimentale Physiologie et Phénotypage des Porcs). Des porcs mâles entiers seront logés en cages métaboliques permettant un suivi individuel des animaux et une collecte séparée des excrétas. Les contenus en Cu et Zn des excrétas seront analysés à la fois en quantité (par bilan de masse) et en qualité (spéciation) avant et après différents traitements (séparation de phase, méthanisation). Les résultats obtenus nous permettront de valider le modèle de prédiction construit dans l’étape 2.

Approches méthodologiques et techniques envisagées

Dans ce projet, nous envisageons d'utiliser des approches méthodologiques complémentaires : une étude bibliographique, une approche de modélisation et une approche expérimentale. Les techniques envisagées sont les suivantes : atelier de digestibilité (cage métabolique avec collecte des excrétas), atelier de biochimie (caractérisation des excrétas) et plateforme Apivale pour la valorisation des effluents (mesure potentiel de production de méthane).

Compétences scientifiques et techniques requises pour le candidat

Compétences nécessaires en sciences animales et en mathématiques.

Modalités pour postuler

  • Une lettre de motivation personnalisée et un CV détaillé avec les coordonnées d’au moins deux référents.
  • Les relevés de notes et résultats en M1, M2, ou équivalent avec mention du classement et du nombre d’étudiants de la formation.
  • Lettre(s) de recommandation si possible.

Contacts

Francine de Quelen : francine.dequelen[at]inrae.fr
Fabrice Béline : fabrice.beline[at]inrae.fr

Référence offre

Contrat : Thèse
Durée : 3 ans
Début du contrat : 1/10/2020
Rémunération : 23 484€ brut par an
Date limite de candidature : 15/06/2020