L’albédo: levier d’atténuation du changement climatique dans les systèmes fourragers

Pierre MISCHLER, Institut de l’élevage

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1. L’albédo: levier d’atténuation du changement climatique dans les systèmes fourragers 2026 Pierre MISCHLER, Institut de l’élevage 1
2. Le projet ALBAATRE-Systèmes L’ALBédo, un moyen pour Atténuer et s’AdapTer au REchauffement climatique grâce à des Systèmes de culture fourragers destinés à l’élevage des ruminants • Acquérir des connaissances nouvelles sur • les dynamiques des processus biogéophysiques sur des systèmes fourragers, afin de compléter les acquis existant en cultures de vente et en prairies • l’identification des espèces prairiales les plus réfléchissantes en vue de reconstituer l’albédo de prairies multi-espèces. • Co-construire de nouveaux systèmes fourragers résilients intégrant les enjeux d'adaptation au CC et d'atténuation. • Evaluer via la modélisation et la télédétection l’impact climatique territorial des changements d’usage des sols liés aux systèmes de cultures co-construits. • Produire un outil de calcul rapide d’albédo en ferme à des fins de conseil Projet porté par En partenariat avec 202 5 2
3. Avant de démarrer… • Levez la main si votre réponse est « oui » aux questions suivantes: Un pet it brise-glace af in de dét endre l’at mosphère… • Qui a entendu parler d’albédo? • Qui sait ce qu’est l’albédo? • Qui saurait l’expliquer à son voisin? • Qui est volontaire pour l’expliquer à tout le monde? 202 5 3
4. Qu’est ce que l’albédo (α) ? Un indice: • C’est la fraction de l'énergie solaire qui est réfléchie par une surface, vers l'espace. • Sa valeur est comprise entre 0 et 1 (= 0 à 100% réfléchi) • Une surface végétale, par exemple une prairie, se comporte en partie comme un miroir. • Plus une surface est réfléchissante, plus son albédo est élevé 4
5. Qu’est ce que l’albédo (α) ? Un indice: • C’est la fraction de l'énergie solaire qui est réfléchie par une surface, vers l'espace. • Sa valeur est comprise entre 0 et 1 (= 0 à 100% réfléchi) • Une surface végétale, par exemple une prairie, se comporte en partie comme un miroir. • Plus une surface est réfléchissante, plus son albédo est élevé 5
6. Le climat, comment ça marche ? (de manière très très très simplifiée) Soleil La lumière solaire et le proche in f ra-rouge ne sont pas ret en us par les ges Les inf ra-rouges à grande longueur d’onde sont ret enus par les ges = inf ra-rouges t hermiques = chaleur Rayonnement solaire incident 342 W/m² Emission d’infrarouges thermiques (IR) vers l’espace Gaz à effet de serre Atmosphère et nuages Albedo CO2 Rayonnement infrarouge émis Effets Biophysiques infra rouge absorbé CH4 N2 O production et captation de GES Effets Biogéochimiques 6 6
7. L’albédo, ça peut servir à quoi?? • Cet effet biophysique peut contribuer à atténuer le changement climatique : • si l’albedo d’une surface est élevé, on évite d’accumuler une partie de la chaleur reçue par le soleil : effet « refroidissant » • Un albédo élevé, réduit la quantité d’énergie disponible Augment er l’albédo en plus de st ocker du carbone dans le sol. • En complément du stockage du carbone sous prairie (effet biogéochimique). Exemples: • Rotation cultures-prairie temporaire: +370 kgC/ha/an • Rotation cultures seules: -59 kgC/ha/an Launay C., Cons tantin J., Chlebows ki F., Houot S.,Graux A.I., Klumpp K., Martin R., Mary B., Pellerin S., Therond O. (2021) Es timating the carbon s torage potential and greenhous e gas emis s ions of French arable cropland us ing high-res olution modeling. Global Change Biology 27, 1645-1661. 7
8. Qu’est ce qui fait varier l’albédo ? • Sa couleur (y compris les ondes hors du spectre visible ! : on ne peut pas se fier uniquement à ce que l’on voit) •• Application agriculture Exemple: la en glace qui fond au pôle Nord • L’aspect de la surface (pour les plantes, cires présente sur les feuilles, port des feuilles…) αα élevé élevé Source de l’image : Kartable αα intermédiaire intermédiaire αα faible faible • L’augmentation des sols nus ou visibles (albédo en baisse) favorisent • l’absorption La fonte des de glaces (albédoeten baisse) favorise l’absorption de la la lumière donc de l’énergie lumière et donc de l’énergie • Le sol chauffe, restitue plus de chaleur, qui est retenue par les GES… • La mer chauffe et la glace fond davantage, etc… • moins les sols sont couverts, moins ils renvoient de lumière = effet boucle de rétroaction positive = phénomène qui s’amplifie réchauffant 8
9. Interpréter une mesure d’albédo: Un albedo qui augmente veut dire qu’une part plus importante de l’énergie solaire est reflétée α Effet « refroidissant » Il faut augment er l’albédo de surface! α Un albedo qui diminue veut dire qu’une part moins importante de l’énergie solaire est reflétée Effet « réchauffant » 9 9
10. Comment mesurer l’albédo? Avec un albédomètre xx 10
11. Verdict:Etes vous n’êtes pas un bon albédomètre! vous un bon albédomètre? • Pouvez vous classer ces photos par niveau d’albédo croissant? • A >B > C ? • C>B>A? • Autre classement? A B C αA = αB = αC = 0,23: c’est la même chose Ne pas se fier aux apparences! 11
12. Pourquoi n’êtes vous pas un bon albédomètre? L’albédo se mesure dans le VISIBLE et le PROCHE INFRA-ROUGE (non visible) Ga m m e de m e s ure de l’a lbé do Lum iè re vis ible e t proc he infra -rouge Est imer l’albédo avec sa vision? Mon œil! L’œ il e s t un trè s m a uva is ins trum e nt pour m e s ure r l’a lbé do 12
13. 20 18 Quel effet des pratiques sur l’albédo des prairies ? Pluviométrie pâ tura ge Moyenne de Albedo_Avg Albedo Moyenne de moydu WWC Humidité sol Somme de Rain_mm_Tot 16 14 Pluie (mm) L’albédo n’est pas const ant t out e l’année, plusieurs choses peuvent le faire varier 0,5 pâ tura ge 0,4 Sol s e c vis ible  pluie , s ol de vie nt s om bre α dim inue 0,3 10 8 0,2 α et humidité s ol (0.5 = 50%) 12 Va ria bilité e n hive r: forte ros é e , givre , ne ige Pâ tura ge + s ol re hum e c té 6 4 0,1 2 0 (Ciirpo) 0 13 13
14. Quel est l’effet d’une prairie sur le climat? • La prairie: RF Moyenne de Albedo_Avg 10 Moy. mobile sur pér. (RF) • 1/10 1/12 1/2 1/4 1/6 pâturage 1/8 fauche 0,25 0 -5 -10 0,3 0,2 albédo • est présent toute l’année • mais plus important au printemps et en été parce qu’il y a plus de rayonnement solaire • car la végétation renvoie + d’énergie solaire dans l’espace 5 1/8 refroidit • L’effet refroidissant: 10 Forçage radiatif W/m² En ét é, priorit é à un albédo élevé! 15 réchauffe a un effet refroidissant sur le climat (forçage radiatif <0) • fauche et pâturage réduisent transitoirement cet effet • Un chargement élevé et une fauche rase réduisent plus fortement 0,15 -15 0,1 -20 -25 0,05 -30 -35 e n m oye nne, une pra irie, c ’e s t -8.3 Watt/ m ² d’é ne rgie pa r ra pport à un s ol nu ou -6.8 W/ m ² pa r ra pport à un blé d’hive r 0 14
15. C’est important cet effet refroidissant? • Notre planète qui se réchauffe de 2°C en moyenne, c’est +4,5 Watt/m² d’énergie retenue par les gaz à effet de serre • Imaginons un grille-pain d’une puissance de 1000 Watt: +4,5W/m² = 45 grille-pain/ha C’est chaud! • Soit à l’échelle de la Terre, 2295 milliards de grille pain pour 510 millions de km² • Remplacer par exemple un sol nu par une prairie c’est comme éteindre 85 grille pain par hectare! (et inversement) Oui, c’est important 15
16. Quel effet à l’échelle d’une exploitation agricole ? Effet de la prairie dans un assolement, comparaison de systèmes: • +10% d’herbe dans l’assolement… • c’est comme si on enlevait ≈150kg équivalents CO2/ha/an Assolement 0% herbe blé maïs colza albédo α = 0.164 Forçage radiatif 0 Assolement 33% herbe blé (référence) -482 kg eqCO2/ha/an maïs colza Assolement 66% herbe herbe blé maïs colza Assolement 100% herbe herbe herbe α = 0.191 α = 0.219 α = 0.246 -2.2W/m² -4.5W/m² -6.7W/m² -482 kg eqCO2/ha/an -482 kg eqCO2/ha/an 16
17. Pour mesurer l’effet refroidissant d’une ferme, il faut des mesures de terrain • 2020-2023: références en prairie • Mesures sur 7 sites (dont 1 INRAE) • 3 années contrastées (2021-22-23) • 21 situations • 2024-2027: références nouvelles plantes • Fourrages: maïs, sorgho, colza fourrager, méteil récolté en vert • Concentrés: féverole, blé, triticale+pois • Et+ encore: chaumes, repousses, sol nu Produire de la donnée, c’est êt re plus précis et fiable 17
18. Des mesures réalisées en conditions météo contrastées • 2021-23: 3 années météo contrastées en prairie • 2021-23: des variations différentes d’albédo • 2021: douce et humide • 2022: chaude et sèche • 2023: chaude et humide Humidité massique moyenne du sol des 7 prairies étudiées (sur 12 cm de sol) Albédo moyen de 7 prairies françaises de 2021 à 2023 0,50 0,28 0,45 0,26 0,40 0,24 0,35 albédo (de 0 à 1) Humidité massique (exemple: 0,15 = 15%) Avec la sécheresse l’albédo des prairies baisse, mais rest e malgré t out à un niveau relat ivement élevé • 2021: année où la baisse estivale d’albédo est la plus faible • 2022: forte baisse estivale d’albédo en lien avec la sécheresse • 2023: situation intermédiaire 0,30 0,25 0,20 0,15 0,22 0,20 0,18 0,16 0,10 0,14 0,05 0,12 0,00 D1 D3 D5 D7 D9 D11 D13 D15 D17 D19 D21 D23 D25 D27 D29 D31 D33 D35 wwc 2021 wwc 2022 wwc2023 0,10 D1 D3 D5 D7 D9 D11 D13 D15 D17 D19 D21 D23 D25 D27 D29 D31 D33 D35 2021 2022 2023 sol nu (cesbio) Dn = décade (n), 36 décades/an 18
19. Des mesures d’albédo sur plusieurs espèces végétales • La prairie est en tête de classement, en moyenne annuelle, • Fourrage à couvert « permanent »: 2 années de Luzerne, 1 méteil récolte en vert • Surtout si on tient compte • Fourrages annuels: 3 situations maïs, 1 sorgho multi-coupe, de la nécessité de • Cultures annuelles 2 situations en blé d’hiver, 1 féverole d’hiver maximiser l’effet albédo de mars à septembre pour un effet refroidissant plus important, en raison du rayonnement solaire plus 0,30 0,30 important. • Sorgho et luzerne 0,25 0,25 présentent un intérêt pendant cette période grâce à leur albédo estival élevé (mais ne dure pas) 0,20 0,20 • Cependant, ne pas oublier que la mise en place d’un 0,15 0,15 couvert intermédiaire pour éviter un sol nu/mal couvert à cette période est un atout (moutarde, 0,10 0,10 colza fourrager, sorgho 1/7 1/9 1/11 1/1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/11 1/1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/11 entre 2 prairies, …) sol nu prairie sol nu prairie prairie xx 0,30 albédo (de 0 à 1) albédo (de 0 à 1) 0,25 0,20 0,15 0,10 1/1 1/3 sol nu luzerne 1/5 méteil (provisoire) albédo (de 0 à 1) • 2024-27: de nouvelles références sur une diversité de plantes maïs sorgho triticale féverole 19
20. Des mesures servant à imaginer des systèmes à la fois adaptés au changement climatique tout en l’atténuant Co-conception de nouveaux systèmes avec des agriculteurs, des conseillers agricoles, … Atelier 1 (2024) • Partage d’informations : albedo, changement climatique, leviers d’action… • Conséquences du changement climatique pour les fermes laitières de la région • Identification avec les participants de leviers d’adaptation • choix de leviers Modélisation • Cas d’étude inspiré d’une ferme, ici Trévarez • Calibration dans une année climatique « moyenne » (2024) : équilibre entre la production des surfaces et les besoins des animaux ; calcul de l’albédo • Projection dans une année de sécheresse (2025) : mise en évidence du déficit • Intégration de leviers d’adaptation pour limiter le déficit ; calcul de l’albedo du nouveau système Atelier 2 (2025) • Présentation des résultats • Discussion pour valider les choix réalisés • Évaluation du nouveau système 20
21. Des mesures servant à imaginer des systèmes à la fois adaptés au changement climatique tout en l’atténuant Co-conception de nouveaux systèmes avec des agriculteurs 0,23 0,21 0,19 0,17 sec 100% 100% cultures 100% cultures routine aléa sec routine aléa adaptation aléasec 12.5herbe α = 0.165 α = 0.194 α = 0.202 D36 D35 D34 D33 D32 D31 D30 D29 D28 D27 D26 D25 D24 D23 D22 D21 D20 D19 D18 D17 D16 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 0,13 D6 0,15 D5 Résultat: une hausse d’albédo  Un système dont l’albédo est moyen  +4% lié à l’ajout de prairies  Gain d’effet refroidissant significatif -0,65W/m², soit -137 kg équivalent CO2/ha/an Effet sécheresse D4 • +12.5 ha herbe • -12,5 ha maïs • Modification de la ration en hiver sur le troupeau principal : 20% maïs / 80% ensilage 0,25 D3 • Le système adapté à l’aléa 0,27 D2 On ét eint 6 grilles pain par hect are sur la SAU t ot ale, ce n’est pas négligeable ramené à l’échelle de la France. • 57% prairies • Le reste: blé (8.1%), maïs (34.4%) Albédo , ferme de Trévarez (routine, aléa sec) Albédo , ferme laitière Finistère (routine, aléa sec) D1 • Le système en routine « Finistère » avec aléa 100% herbe α = 0.23 21
22. Des mesures servant à imaginer des systèmes à la fois adaptés au changement climatique tout en l’atténuant Effet albédo des rotations dans 6 fermes expérimentales (résultats provisoires) ferme 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Albédo moyen Forçage radiatif (W/m²) Durée prairie Trévarez Prairie Prairie Prairie Maïs MaïsBlé Blé 0,203 ≈-3,52 ≈3,3 ans Derval Prairie Prairie Prairie Prairie MaïsBlé Blé 0,225 ≈-5,03 ≈4,3 ans Prairie Prairie Prairie Tri+Pois Tri+Pois CoF Féverole Hiv. Féverole hiver Méteil Ensilé Méteil ensilé 0,210 ≈-3,58 ≈2,8 ans Prairie I Prairie I Prairie I Rénovation prairie Prairie II Prairie II 0,230 ≈-5,17 ≈5,7 ans Jalogny Prairie Prairie Prairie Sorgho fourrager RGI+TV RGI+TV 0,210 ≈-4,15 ≈5,5 ans Pradel Prairie Prairie Prairie PrairieLuzerne Luzerne Luzerne 0,202 ≈-3,41 ≈3 ans Rotation de référence Maïs Blé Colza Blé Féverole Blé 0,164 0 (référence) 0 En équivalent s CO2, Thorigné c’est ent re -600 et -1000 kgéqCO2/ha/an. (résult at s provisoires qui Mourier seront consolidés fin 2026). P I Colza fourrager P II (sur 6 ans) Résultat:  Une part d’herbe importante favorise un albédo élevé et un effet refroidissant plus important  Un petit écart d’albédo peut faire une grosse différence d’effet refroidissant 22
23. Que peut-on déjà tirer de ces travaux? • L’herbe c’est bien: • il faut la maintenir le plus possible parce qu’elle couvre le sol, généralement plus sombre toute l’année • elle stocke du carbone dans le sol et en plus elle renvoie vers l’espace une partie de l’énergie solaire • Couvrir le sol est d’une manière générale pertinent pour atténuer le changement climatique: Pour t out savoir: rendez vous à la MNE à Paris le 10/06/27 pour le séminaire final du projet • Les couverts en interculture sont à favoriser pour leur gain d’albédo, le stockage de carbone et l’aliment qu’ils fournissent • Maintenir de la végétation permet aussi de favoriser une évapotranspiration, qui elle-même peut avoir un effet refroidissant (mais local) • Le sorgho multi-coupe, le luzerne, le colza fourrager grâce à leur développement végétatif important sont de bons candidats pour un albédo élevé en été • Il existe d’autres pistes à explorer: • L’effet variétal en cultures: en blé, il existe des écarts de 20% d’albédo entre variétés • L’effet espèce dans une prairie multi-espèce: il y a des écarts entre graminées , entre légumineuses • Le travail du sol simplifié qui laisse davantage de résidus en surface, avec un albédo plus élevé 23
24. Merci de votre attention Retrouvez les diaporamas de nos conférences sur idele.fr Venez échanger avec nos ingénieurs sur notre stand C77 (Hall 1) 24