vetagro sup campus veterinaire de lyon

VETAGRO SUP
CAMPUS VETERINAIRE DE LYON
Année 2013 - Thèse n° 89
ETUDE DE LA CORRELATION ENTRE L’EFFICACITE
ALIMENTAIRE ET L’ANALYSE DES RESIDUS DE BOUSES
CHEZ LES VACHES LAITIERES NOURRIES AVEC UNE
RATION TOTALE MELANGEE
THESE
Présentée à l’UNIVERSITE CLAUDE-BERNARD - LYON I
(Médecine - Pharmacie)
et soutenue publiquement le 12 décembre 2013
pour obtenir le grade de Docteur Vétérinaire
par
CARJOT Anne Claire
Née le 25 juin 1986
à Viriat (Ain)
2
Liste des enseignants du campus vétérinaire de Vetagro-Sup
3
4
Remerciements
A Monsieur le Professeur Olivier Monneuse
De la faculté de médecine de Lyon
Qui m'a fait l'honneur d'accepter la présidence de mon jury de thèse
Hommages respectueux
A Monsieur le Maitre de Conférences Laurent Alvès de Oliveira
Du campus vétérinaire VetAgro Sup
Qui m'a fait l'honneur d'encadrer mon travail
Qu'il trouve ici l'expression de mon respect et de ma reconnaissance
A Monsieur le Professeur Etienne Benoit
Du campus vétérinaire Vetagro Sup
Qui m'a fait l'honneur de prendre part à ce jury,
Sincères remerciements
5
A la société BDM : Marc Didienne, Stéphane Baille, Yan Mathioux, Jean Louis Hérin,
Thierry Dehaussy, Eddie Geraz, Stéphane Lauzet, Benoit Réalland de la société BDM,
Pour m'avoir proposé ce sujet d'étude, mis à disposition leurs éleveurs, beaucoup aidé et aussi
pour avoir assuré mon intérim. J'espère ne pas vous décevoir.
Sincères remerciements
à Tommy, Lucile, ma famille, mes amis
6
Tables des matières
Liste des enseignants du campus vétérinaire de Vetagro-Sup……………………………..... 3
Remerciements…………………………………………………………………………….....5
Tables des figures…………………………………………………………………………....11
Tables des tableaux……………………………………………………………………….....12
Tables des annexes…………………………………………………………………………..14
Tables des abréviations……………………………………………………………………....15
Introduction………………………………………………………………………………….17
Etude Bibliographique ………………………………………………………………………19
I.
L’activité masticatoire....................................................................................................... 19
A.
L’ingestion ................................................................................................................. 19
1.
La préhension ............................................................................................................ 19
2.
La mastication............................................................................................................ 20
3.
Les caractéristiques de l’ingestion ............................................................................. 21
B.
La rumination ............................................................................................................ 22
1.
Déroulement de la rumination ................................................................................... 22
2.
Facteurs de variation de la durée de rumination ........................................................ 22
C.
II.
Bilan de l’activité masticatoire .................................................................................. 23
La digestion dans les estomacs...................................................................................... 23
A.
Présentation des pré-estomacs ................................................................................... 23
1.
Présentation anatomique ............................................................................................ 23
2.
Transit des aliments au sein des pré-estomacs .......................................................... 25
B.
Le milieu ruminal ...................................................................................................... 25
1.
Les conditions physico-chimiques du milieu ruminal ............................................... 25
2.
La sécrétion salivaire ................................................................................................. 25
3.
Le contenu ruminal .................................................................................................... 26
4.
La motricité du réticulo-rumen .................................................................................. 26
C.
Les fermentations ruminales ...................................................................................... 27
1.
La digestion ruminale des glucides ........................................................................... 27
2.
La digestion ruminale des matières azotées .............................................................. 29
7
3.
La digestion ruminale des lipides .............................................................................. 30
4.
Facteurs de variations des fermentations ruminales .................................................. 31
5.
Absorption des nutriments ......................................................................................... 31
6.
Bilan des fermentations ruminales. ........................................................................... 31
D. La digestion enzymatique dans la caillette ...................................................................... 32
III.
La digestion intestinale.................................................................................................. 32
A.
Anatomique et physiologie des intestins ................................................................... 32
B.
La digestion enzymatique .......................................................................................... 34
1.
La digestion intestinale et absorption des glucides ................................................... 34
2.
La digestion intestinale des matières azotées ............................................................ 34
3.
La digestion intestinale des lipides ............................................................................ 35
C.
La fermentation intestinale ........................................................................................ 36
D.
Bilan du transit alimentaire........................................................................................ 36
IV.
Notions Clés de l’alimentation des bovins .................................................................... 38
A.
Optimisation du fonctionnement ruminal .................................................................. 38
B.
Nutriments essentiels chez la vache laitière .............................................................. 39
1.
Les acides gras volatils .............................................................................................. 39
2.
Le glucose .................................................................................................................. 39
3.
Les protéines .............................................................................................................. 40
V. Principe de rationnement des vaches laitières ..................................................................... 40
A. Estimation de l’ingéré ...................................................................................................... 40
1. La capacité d’ingestion ................................................................................................. 40
2. L’ingestion réelle .......................................................................................................... 40
3. La valeur d’encombrement ........................................................................................... 40
B. Expression des besoins ................................................................................................... 41
1. Besoins des animaux ..................................................................................................... 41
2. Besoins en énergie ........................................................................................................ 41
3. Besoins en protéines ..................................................................................................... 42
4. Recommandations ......................................................................................................... 42
C. Elaboration de la ration .................................................................................................... 43
VI. La production laitière ......................................................................................................... 43
A. Composition du lait.......................................................................................................... 44
B. Facteurs de variations de composition du lait .................................................................. 45
8
VII. Perte fécale et digestibilité ................................................................................................ 45
A. La digestibilité ................................................................................................................. 45
1. Digestibilité apparente .................................................................................................. 46
2. Digestibilité réelle ......................................................................................................... 46
3. Digestibilité des aliments .............................................................................................. 46
4. Facteurs de variation de digestibilité ............................................................................ 47
B. Perte fécale ....................................................................................................................... 48
1. Analyse macroscopique des fèces ................................................................................. 48
2. Tamis............................................................................................................................. 49
3. Composition chimique .................................................................................................. 49
VIII. L’efficacité alimentaire ................................................................................................... 49
A. Une notion récente ........................................................................................................... 49
1. Définition ...................................................................................................................... 49
2. Contexte ........................................................................................................................ 50
3. Objectifs ........................................................................................................................ 51
4. Limites .......................................................................................................................... 51
5. Moyen d’action ............................................................................................................. 52
B. Facteurs de variations ...................................................................................................... 53
1. Facteurs liés à l’animal ................................................................................................. 53
2. Facteurs liés à l’aliment ................................................................................................ 54
3. Facteurs liés à l’environnement .................................................................................... 55
C. Bilan ................................................................................................................................. 56
Problématique…………………………………………………………………………….…..56
Mesure en élevage……………………………………………………………………………57
I. Introduction ........................................................................................................................... 57
A. Contexte ........................................................................................................................... 57
B. Objectifs ........................................................................................................................... 57
II. Matériel et Méthodes .......................................................................................................... 57
A. Présentation de l’étude ..................................................................................................... 57
1. Contexte de l’étude ....................................................................................................... 57
2. Choix des élevages ........................................................................................................ 57
3. Choix des animaux ........................................................................................................ 58
4. Choix de la période de suivi.......................................................................................... 58
9
B. Déroulement de l’étude .................................................................................................... 58
1. Courrier aux éleveurs ................................................................................................... 58
2. Protocole de prélèvement .............................................................................................. 58
3. Analyses des échantillons ............................................................................................. 59
4. Lait Standard ................................................................................................................. 59
5. Efficacité alimentaire .................................................................................................... 59
6. Méthodes statistiques .................................................................................................... 60
III. Analyse des résultats ......................................................................................................... 60
A. Statistique descriptive sur les résultats ............................................................................ 60
1. Tamisage de la ration .................................................................................................... 60
2. Analyse de la composition de la ration ......................................................................... 61
3. Analyse de la composition des bouses .......................................................................... 61
4. Efficacité alimentaire .................................................................................................... 62
B. Statistiques inférentielles ................................................................................................. 63
1. Etude des corrélations ................................................................................................... 63
2. Comparaison par classe de production laitière ............................................................. 68
3. Analyse individuelle des paramètres de bouses ............................................................ 70
IV. Discussion .......................................................................................................................... 72
A. Matériel et méthodes........................................................................................................ 72
1. Conditions des mesures................................................................................................. 72
2. Les rations ..................................................................................................................... 73
3. L’analyse de bouse ........................................................................................................ 73
B. Résultats ........................................................................................................................... 73
1. La ration ........................................................................................................................ 73
2. La composition des bouses ........................................................................................... 74
3. L’efficacité alimentaire ................................................................................................. 75
4. Les analyses statistiques................................................................................................ 76
5. Une éventuelle autre expérience ................................................................................... 76
Conclusion……………………………………………………………………………………79
Références Bibliographiques…………………………………………………………………81
Annexes……………………………………………………………………………………….89
10
Table des figures
Figure 1: Anatomie de la langue (source : Dictionnaire des sciences animales) ..................... 19
Figure 2 : Mastication chez les ruminants [46] ........................................................................ 20
Figure 3 : Schéma anatomique du rumen [10] ......................................................................... 23
Figure 4 : Papilles ruminales [10] ............................................................................................ 24
Figure 5 : Muqueuse alvéolaire du réseau [10] ........................................................................ 24
Figure 6 : Muqueuse du feuillet [10] ........................................................................................ 25
Figure 7 : Schéma de la répartition du contenu ruminal [3] ..................................................... 26
Figure 8 : Motricité du complexe réticulo-rumen [46]............................................................. 26
Figure 9 : Utilisation du glucose lors de la fermentation ruminale [10] .................................. 28
Figure 10 : Relation entre l'orientation des fermentations et le pH ruminal [10]..................... 28
Figure 11 : Dégradation des glucides dans le réticulo-rumen [10] .......................................... 29
Figure 12 : Dégradation des matières azotées dans le réticulo-rumen [10] ............................. 30
Figure 13 : Dégradation de la matière organique des aliments dans le réticulo-rumen [10] ... 32
Figure 14 : Présentation anatomique du tube digestif des ruminants [10] ............................... 33
Figure 15 : Digestion intestinale des glucides [24] .................................................................. 34
Figure 16 : Digestion intestinale des matières azotées [24] ..................................................... 35
Figure 17 : Digestion intestinale des lipides [24] ..................................................................... 36
Figure 18 : Bilan de la digestion [10] ....................................................................................... 37
Figure 19 : Utilisation des nutriments chez les bovins (source : FAO) ................................... 38
Figure 20 : Evolution des proportions des acides gras en fonction du pH ruminal [58] .......... 39
Figure 21 : Etapes de l'utilisation de l'énergie des aliments par les ruminants [24] ................. 41
Figure 22: Utilisation des nutriments par la mamelle [10]....................................................... 44
Figure 23 : Synthèse des composants du lait par une cellule mammaire [36] ......................... 45
Figure 24 : Relation entre le niveau d'ingestion et l'efficacité alimentaire [7] ......................... 51
Figure 25 : Relation entre l’efficacité alimentaire et les émissions de méthane [4] ................ 75
11
Table des tableaux
Tableau I : Recommandations d'apports énergétiques et protéiques [23] ................................ 42
Tableau II : Recommandation d’apports en minéraux majeurs, oligo-éléments et vitamines
(source Ferré) ........................................................................................................................... 43
Tableau III : Influence du niveau d'ingestion sur l'efficacité alimentaire [31]......................... 50
Tableau IV : Objectif d'efficacité alimentaire selon le stade de lactation [2] .......................... 51
Tableau V : Résultats du tamisage des rations ......................................................................... 60
Tableau VI : Résultats des analyses de rations......................................................................... 61
Tableau VII : Résultats des analyses de bouses ....................................................................... 62
Tableau VIII : Résultats de l’efficacité alimentaire ................................................................. 62
Tableau IX : Résultats des tests de Spearman entre l’efficacité alimentaire et le tamisage ..... 63
Tableau X : Analyse statistique des corrélations entre les paramètres de bouses et de rations.
.................................................................................................................................................. 63
Tableau XI : Analyse statistique des corrélations entre l’efficacité alimentaire et les
paramètres de ration ................................................................................................................. 64
Tableau XII : Analyse statistique des corrélations entre l’efficacité alimentaire et les
paramètres de bouses ................................................................................................................ 64
Tableau XIII : Analyse de la corrélation (AMI+CB+MAT) dans la ration et dans les bouses et
l’efficacité alimentaire .............................................................................................................. 65
Tableau XIV : Analyse de corrélation entre les rapports des teneurs en MS, AMI, MAT, CB
dans les bouses et dans la ration ............................................................................................... 65
Tableau XV : Analyse de la corrélation entre la différence des paramètres entre la ration et les
bouses et l’efficacité alimentaire .............................................................................................. 66
Tableau XVI : Analyse de la corrélation entre le rapport MAT/ (AMI+CB) dans les bouses et
la ration et l’efficacité alimentaire ........................................................................................... 66
Tableau XVII : Nombre de données souhaitables pour la mise en évidence d’une corrélation
entre variables .......................................................................................................................... 67
Tableau XVIII : Comparaison de moyenne entre le lot en production haute et le lot bas ....... 68
Tableau XIX : Comparaison de moyenne des critères de bouses et de ration en fonction des
lots de production ..................................................................................................................... 68
Tableau XX : Méthode de comparaison de Bonferroni appliquée aux groupes de production
laitière ....................................................................................................................................... 69
Tableau XXI : Analyse Anova selon les groupes de production des paramètres de ration et de
bouses ....................................................................................................................................... 69
Tableau XXII : Méthode de Bonferroni appliquée aux paramètres AMIB et MATB ............. 69
Tableau XXIII : Méthode de Bonferroni appliquée à la cellulose brute des bouses ................ 70
Tableau XXIV : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour CBR, LST ..................... 70
Tableau XXV : Méthode de Bonferroni appliquée aux groupes « AMIB » ............................ 70
Tableau XXVI : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour AMIR, LST .................. 71
Tableau XXVII : Méthode de Bonferroni appliquée aux groupes « MATB »......................... 71
12
Tableau XXVIII : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour MATR, LST .............. 71
Tableau XXIX : Recommandations de la répartition des particules d’une ration totale
mélangée [20]. .......................................................................................................................... 73
13
Table des annexes
Annexe 1 : Lettre explicative ………………………………………………………….91
Annexe 2 : Questionnaire…………………………………………………………….92
Annexe 3 : Feuille de relevé de ration………………………………………………..93
Annexe 4 : Fiche Protocole Eleveur………………………………………………….94
Annexe 5 : Fiche Protocole Consultant……………………………………………....95
Annexe 6 : Fiche Penn State………………………………………………………….96
Annexe 7 : Document d'accompagnement « ration »……………………………….97
Annexe 8 : Document d'accompagnement « bouse »……………………………….98
Annexe 9 : Feuille Suivi BDM………………………………………………………...99
Annexe 10 : Résultats Expérimentation…………………………………………….100
Annexe 11 : Conversion lait standard………………………………………………101
Annexe 12 : Rapport TB/TP………………………………………………………...102
Annexe 13 : Résultats du tamisage de la ration……………………………………103
Annexe 14 : Diagrammes de dispersion des paramètres des bouses………………104
Annexe 15 : Diagrammes de dispersion des paramètres de la ration……………...105
Annexe 16 : Diagrammes de dispersion et test de normalité de l’efficacité alimentaire 106
Annexe 17 : Tests de normalité des paramètres des bouses………………………..107
Annexe 18 : Tests de normalité des paramètres de la ration……………………….108
Annexe 19 : Diagrammes de dispersion et tests de normalité de MATB/MATR ET MATRMATB…………………………………………………………………………………109
Annexe 20 : Groupe pour l’ANOVA en fonction de la production laitière en lait standard 110
Annexes 21 à 23 : Groupe pour l’ANOVA en fonction de la cellulose brute des bouses (21),
de l’amidon des bouses (22), de la matière azotée des bouses (23)……………….111, 112
14
Tables des abréviations
AMI : amidon
AMIB : amidon dans les bouses
AMIR : amidon dans la ration
CI : capacité d’ingestion
CB : cellulose brute
CBB : cellulose brute dans les bouses
CBR : cellulose brute dans la ration
EA : efficacité alimentaire
LST : Lait standard
MAT : matières azotées totales
MATB : matières azotées totales dans les bouses
MATR : matières azotées dans la ration
MS : matière sèche
MSB : matière sèche dans les bouses
MSI : matière sèche ingérée
MSR : matière sèche dans la ration
NDF : neuter detergent fiber
PDI : protéine digestible dans l’intestin
TB : taux butyreux
TP : taux protéique
UEL : unité d’encombrement lait
UFL : unité fourragère lait
15
16
Introduction
Les vaches laitières sont de plus en plus performantes, leur alimentation est de mieux en
mieux connue, mais en parallèle de plus en plus difficile à gérer à cause de la productivité
croissante. L’alimentation qui permet l’expression du potentiel génétique et conditionne la
productivité, la reproduction et la santé des animaux, est et reste le poste de charge le plus
conséquent dans une exploitation laitière. En effet il représente 55% des frais de production.
Aussi avec les diverses crises conjoncturelles que traversent la profession, elle devient un
enjeu de taille : produire à moindre coût ou comment valoriser le mieux possible la ration.
Pour preuve, la une de nombreuses revues agricoles est dédiée à ce thème et l’engouement des
firmes d’alimentation bovine qui proposent chacune diverses formulations censées améliorer
la valorisation de la ration par les vaches.
Depuis de nombreuses années, tout à chacun est parfaitement capable de proposer des rations
équilibrées (pour peu d’être équipé d’un bon logiciel de rationnement). Cependant, force est
de constater qu’entre la « ration-papier » et le niveau du tank, la fiction ne rejoint pas toujours
la réalité. D’où le concept des 4R ration calculée, ration distribuée, ration ingérée et ration
assimilée [34]. Dans ce cadre, différents outils ont été employés pour l’évaluation de
la ration dont le tamisage de la ration, l’observation des refus, « la bousologie » qui consiste
en une observation macroscopique des bouses pour objectiver la présence de grains et ou de
fibres. L’état corporel des animaux est aussi pris en compte.
Avec l’essor de l’utilisation de mélangeuses, les rations sont maintenant parfaitement
maitrisées quantitativement. D’où l’émergence récente, de l’indice de consommation qu’est
l’efficacité alimentaire. Elle représente la quantité de lait produite par kilogramme de matière
sèche ingérée. Cependant malgré ces « nouvelles technologies », il reste parfois un écart entre
la production prévisionnelle et la production réelle.
La présentation de la ration, l’état physiologique de la vache sont, entre autres des paramètres
capitaux pour expliquer le niveau d’assimilation d’une ration. Or nous n’avons à notre
disposition que la ration, nos connaissances de la physiologie digestive bovine et les bouses.
La ration est en général bien connue avec l’appui des analyses des ensilages. La physiologie
ruminale est parfaitement décrite, à tel point qu’on oublierait presque qu’il y a aussi des
intestins chez la vache. Les bouses quant à elles, sont un peu délaissées. Seul leur aspect
macroscopique : forme, couleur, texture est apprécié. Dans ce travail, nous avons essayé d’en
savoir plus sur la bouse et sa composition…et son usage éventuel en tant qu’indicateur de
performance.
17
18
Etude Bibliographique
Alimenter une vache laitière implique d’avoir bien conscience des particularités digestives du
ruminant. « Tout le ruminant est dans sa panse » [58].
Les ruminants ont la capacité de digérer des aliments à forte teneur en fibres végétales. Ceci
grâce à une cuve de fermentation : le rumen où se déroule une prédigestion essentielle et
particulièrement efficace. « Alimenter un ruminant c’est donc alimenter sa microflore » [58].
I.
L’activité masticatoire
A. L’ingestion
1. La préhension
Chez les ruminants, les organes de la préhension sont les lèvres, la langue, les incisives
inférieures et le bourrelet incisif. Chez les bovins, les lèvres sont épaisses, courtes et peu
mobiles ce qui ne permet qu’une ouverture de bouche réduite. Par contre, la langue est très
protractile (Fig. 1), c’est elle qui assure la préhension des aliments. En effet, elle est étirée
afin de rabattre l’herbe. La bouchée ainsi constituée, est pincée entre les incisives de la
mandibule et le bourrelet maxillaire, et arrachée à l’aide d’un coup de tête. La langue est
recouverte des nombreuses papilles dont certaines ont un rôle gustatif, ce qui laisse à penser
que les bovins sélectionnent leur nourriture par le goût [43].
Figure 1: Anatomie de la langue (source : Dictionnaire des sciences animales)
19
2. La mastication
a. La mastication : aspect mécanique
Les bovins sont caractérisés par une grande aptitude à la mastication, cette activité occupe
plus de 60% de leur temps.
La mastication se fait entre les dents, le palais dur et la langue qui est parsemée de papilles
cornées à rôle mécanique. Elle mobilise les muscles des lèvres, des joues et de la langue. En
face dorsale de la langue, se trouvent, au niveau de la tubérosité linguale, des papilles
coniques particulièrement kératinisées. Elles ont un rôle très abrasif au contact du palais dur
[25]. La disposition des dents dans un plan transversal, font que les deux rangées supérieures
sont plus écartées que les rangées inférieures. En occlusion centrale, seule une petite zone de
contact persiste. C’est le passage à l’occlusion unilatérale qui permet aux molaires de réaliser
leurs actions abrasives par des mouvements horizontaux de la mandibule (Fig. 2) [46].
Figure 2 : Mastication chez les ruminants [46]
La mastication lors de l’ingestion est rapide de 70 à 80 mouvements par minute. Les
particules végétales sont grossièrement fragmentées et imprégnées de salive. Elle permet ainsi
la libération de la majorité des constituants solubles [25].
b. La mastication : aspect chimique
Les glandes salivaires sont particulièrement développées chez les ruminants. Elles produisent
100 à 200 litres de salive par jour, de façon continue avec des pics de sécrétion lors des
périodes de mastication. La salive participe à l’humidification du bol alimentaire ainsi qu’à sa
lubrification pour la déglutition et la régurgitation [10]. La salive est riche en bicarbonates,
elle assure ainsi le maintien de l’équilibre acido-basique du rumen par son rôle tampon. La
20
sécrétion salivaire est influencée par le nombre de repas, la quantité ingérée, la composition
chimique de la ration [25].
3. Les caractéristiques de l’ingestion
a. Nombre et durée des repas
Avec des rations à base de fourrages à l’auge, les bovins effectuent de 10 à 15 repas
quotidiens, ce qui représente une durée d’ingestion de 5 à 9 heures. Les vaches laitières
effectuent leurs deux principaux repas après la ou les distributions et la traite. La mastication
est interrompue pour permettre la déglutition du bol alimentaire et l’exploration de la
nourriture qui représente 15 à 20 % du temps d’ingestion [25]. Deux types de régulation de
l’ingestion interviennent. D’une part la régulation volumique, c’est l’encombrement du
réticulo-rumen au sens propre. L’encombrement des fourrages dépend de leur composition.
D’autre part la régulation métabolique de l’appétit due à la couverture des besoins
énergétiques de l’animal [15]. Cette quantité de matière sèche ingérée est propre à chaque
animal. Elle est variable selon trois catégories de facteurs : ceux liés à l’animal d’où la notion
de capacité d’ingestion, ceux liés à la ration d’où la notion d’ingestibilité et ceux liés à
l’environnement [25].
b. Facteurs de variation de la durée d’ingestion
i.
Facteurs liés à l’animal
La durée d’ingestion dépend d’abord de l’âge de l’animal. Les jeunes ingèrent sur des
périodes plus longues que les adultes mais avec une vitesse moindre. Au fur et à mesure de
leur développement, la vitesse d’ingestion augmente. La durée d’ingestion varie de manière
importante au cours du cycle de production de la vache, en lien avec la variation des besoins.
Ainsi les quantités ingérées diminuent en fin de gestation et augmentent en début de lactation
[25].
ii.
Facteurs liés à la ration
La durée d’ingestion est variable selon les saisons en lien avec le stade végétatif des plantes.
Ainsi, pour des bovins au pâturage, elle est minimale au printemps car l’herbe est abondante
et nutritive. En été, elle s’allonge, l’herbe devenant plus rare et de moindre qualité. A l’auge,
la durée d’ingestion varie aussi selon la nature et la qualité des aliments. Les concentrés sont
ingérés très rapidement car ils sont non seulement facilement préhensibles mais aussi très
appétants et peu fibreux. Cette ingestion rapide fait que la durée d’ingestion d’une ration est
caractéristique de la teneur en fourrages et de la fibrosité de la ration. Le mode de distribution
des concentrés n’est également pas anodin. Ainsi, s’ils sont apportés en même temps que les
fourrages, la ration est consommée en un unique repas prolongé, d’environ une heure. S’ils
sont donnés par un distributeur automatique de concentrés (DAC), le fourrage est consommé
de façon plus étalée selon le rythme de distribution des concentrés [25].
iii.
Facteurs liés à l’environnement
Une vache laitière au pâturage broute durant 8 à 9 heures par jour. Durant cette activité, elle
doit rechercher et sectionner ses fourrages, elle multiplie alors le nombre de bouchée. Au
21
contraire à l’auge, les animaux constituent des bouchées plus importantes mais en nombre
réduit. La durée d’ingestion s’en trouve, elle aussi diminuée [25].
B. La rumination
Le phénomène de rumination est rendu possible grâce au fonctionnement à double sens de
l’œsophage des bovins. Ainsi ils peuvent éructer puis remastiquer leur ration jusqu’à ce
qu’elle soit assez finement broyée. L’éructation et la rumination dépendent de la contraction
et du relâchement alternés des muscles du pharynx et des fibres circulaires œsophagiennes
[30].
1. Déroulement de la rumination
La rumination est une fonction propre aux ruminants. C’est un phénomène régulier qui a pour
but de fragmenter les aliments afin de faciliter l’attaque des micro-organismes du rumen. Elle
provoque une forte insalivation. Un cycle de rumination se déroule en 4 étapes : la
régurgitation, la déglutition de phase liquide du bol alimentaire, la phase de mastication, une
phase de repos entre deux cycles [10]. Chaque cycle commence par la régurgitation d’un bol
de contenu ruminal grâce aux contractions du réseau. Ce bol est instantanément séparé en
deux fractions : une phase liquide qui est déglutie de suite et une phase solide qui va à
nouveau être mastiquée de façon plus lente que lors de l’ingestion : 50 à 60 mouvements par
minute. Le bol est à nouveau imprégné de salive. Il est alors dégluti, une pause de 4 à 6
secondes sépare deux cycles de rumination ou cycles méryciques. Un cycle dure environ une
minute. En moyenne, une période de rumination dure 45 minutes, on en dénombre une dizaine
par jour, ce qui représente 6 à 8 heures par jour. Le temps de rumination quotidien est surtout
fonction de la fibrosité de la ration. Mais un arrêt complet du fonctionnement ruminal est le
signe d’un grave problème digestif [25].
2. Facteurs de variation de la durée de rumination
a. Facteurs liés à l’ingestion
Elle est rythmée et dominée par les périodes d’alimentation. La rumination n’interrompt
jamais un repas, alors qu’elle peut être stoppée par le déclenchement d’un repas. Un temps de
latence masticatoire est observé à la suite d’un grand repas [25].
b. Facteurs liés à la ration
La durée de rumination augmente avec la fibrosité de la ration. La fibrosité d’un aliment
représente le temps de mastication (lors de l’ingestion et de la rumination) par kilogramme de
matière sèche ingérée [41]. Ainsi, le stade de végétation et la composition des fourrages ont
une influence notable sur la durée de rumination. La durée de rumination des fourrages verts
augmente avec leur âge, leur richesse en tiges c’est à dire en tissus lignifiés et en parois. Elle
est minimale au stade feuillu, elle peut être jusqu’à deux fois plus élevée à la floraison. De
même, les vaches ruminent plus longtemps en été lorsque la qualité de l’herbe est moindre.
Pour les fourrages conservés, le temps de rumination est en général le même que celui du
fourrage initial, voire supérieur. En effet, la proportion de tiges et de paroi est accrue par la
conservation. La très faible fibrosité des concentrés induit peu ou pas de rumination s’ils sont
donnés seuls [25].
22
c. Facteurs liés aux conditions de vie
En stabulation, le rythme d’alimentation est imposé par la distribution de la ration. Les vaches
n’ont plus besoin de rechercher ni de cisailler les fourrages, le temps d’ingestion s’en trouve
diminué. Mais le temps de rumination est quant à lui augmenté en raison de la fibrosité de la
ration. Sur une journée, la durée d’ingestion, de rumination donc de mastication sont
extrêmement variables selon la quantité disponible, le mode de distribution et la composition
de la ration. Si la ration est distribuée en quantité inférieure à l’ad libitum, la consommation
est quasi-totale et assez rapide avec un temps de latence assez long avant le début de la phase
de rumination. Les différents paramètres du cycle mérycique sont caractéristiques de
l’individu, avec une forte composante génétique [25].
C. Bilan de l’activité masticatoire
La durée totale de mastication (ingestion + rumination) est une caractéristique du fourrage.
que de la quantité distribuée... La durée de mastication des fourrages varie de 1 à 3 heures par
kg de matière sèche entre les légumineuses et la paille.
Cependant
la
quantité de salive produite dépend elle-même de ce temps de mastication. Il faut donc veiller
à maintenir une durée de mastication minimale pour garantir la bonne santé du rumen [25].
II.
La digestion dans les estomacs
A. Présentation des pré-estomacs
1. Présentation anatomique
Les pré-estomacs sont au nombre de trois : le rumen, le réseau ou réticulum et le feuillet ou
omasum. Ils représentent un volume considérable de 150 à 200 litres, soit 70% de la capacité
du tube digestif. Ils occupent les deux tiers de la cavité abdominale. L’ensemble « réticulorumen » est situé à gauche, tandis que le feuillet est à droite du plan médian (Fig. 3). La
muqueuse des pré-estomacs est de type proventriculaire, il s’y réalise une digestion
mécanique [10].
Figure 3 : Schéma anatomique du rumen [10]
23
a. Le rumen ou la panse
Le rumen est le plus volumineux des compartiments, avec une capacité de 150L. Il se divise
en un sac dorsal et un sac ventral séparés par des piliers charnus. La muqueuse est kératinisée
et parsemée de papilles (Fig. 4) [10].
Figure 4 : Papilles ruminales [10]
b. Le réseau ou le réticulum
Le réseau est le plus petit (10L) des compartiments, et le plus cranial. Il est considéré comme
un diverticule du rumen. Sa muqueuse est réticulée (Fig. 5), elle permet de piéger les plus
grosses particules et d’orienter le transit soit vers la bouche, soit vers le rumen via l’orifice
rumino-réticulaire, soit vers le feuillet via l’orifice réticulo-omasique [10].
Figure 5 : Muqueuse alvéolaire du réseau [10]
c. Le feuillet
Le feuillet est le dernier des pré-estomacs, d’une capacité de 15 litres. La muqueuse du
feuillet est composée de lames et de lamelles (Fig. 6), qui agissent comme un pressoir et une
lime [13]. Elle broie finement les particules végétales avant leur passage dans la caillette. La
muqueuse du feuillet représente une surface d’absorption supplémentaire d’environ 10% [14].
24
Figure 6 : Muqueuse du feuillet [10]
2. Transit des aliments au sein des pré-estomacs
Le réticulo-rumen est rempli en permanence de contenu alimentaire en cours de fermentation.
Ce contenu contient 85% à 90% d’eau, il représente les trois quart du contenu digestif. Il subit
simultanément une dégradation chimique par la population microbienne, un brassage
permanent assuré par les contractions du réticulo-rumen, un broyage intensif au cours de la
rumination et un transit sélectif en direction du feuillet. Le diamètre de l’orifice réticuloomasal est faible, si bien que seules les particules d’une taille inférieure à 4mm peuvent
franchir cet orifice pour poursuivre leur digestion. C’est la mastication mérycique, par la
réduction des particules végétales qui permet la vidange du rumen. Le temps de séjour dans le
réticulo rumen dépend de la résistance à la mastication. Il varie d’une douzaine d’heures pour
une herbe feuillue à quatre jours pour la paille [16].
B. Le milieu ruminal
1. Les conditions physico-chimiques du milieu ruminal
Le milieu ruminal est propice au développement d’une population microbienne. En effet il est
constitué d’un milieu aqueux : 80 à 85% d’eau, issu de l’abreuvement, de l’importante
sécrétion salivaire, et de l’eau contenue dans les fourrages. La température y est quasi
constante entre 38° et 42°C. Une faible teneur en oxygène permet le maintien des conditions
d’anaérobiose. L’apport de substrat y est quasi continu via les nombreux repas et la
rumination. Les variations de pH sont limitées entre 6,2 et 6,5 grâce à l’apport régulier de la
salive à pouvoir tampon. Un brassage permanent est assuré par les contractions ruminales.
Ces conditions particulières permettent aux différentes populations de micro-organismes, à
savoir bactéries, protozoaires et champignons, de vivre en symbiose avec le ruminant [39].
2. La sécrétion salivaire
La salive est riche en bicarbonates. Elle permet de neutraliser l’acidité générée par la
fermentation de la matière organique par les microorganismes, grâce à son pH de 8,1. L’eau
en est le constituant principal, on trouve aussi de nombreux électrolytes ainsi que de l’urée
issue du recyclage azoté. Chez les ruminants, elle a un rôle très important puisque le rumen ne
produit aucune sécrétion, 70% de l’eau qui entre dans le rumen provient de la salive [19].
25
3. Le contenu ruminal
Le contenu ruminal est stratifié en 3 étages. Ventralement, se trouve la phase liquide dans
laquelle les particules sont en suspension. Au dessus, un matelas fibreux flotte, il est de
composition variable selon la structure physique de la ration. Dorsalement, les gaz issus des
fermentations s’accumulent avant d’être éructés (Fig. 7). Les particules arrivent suite à la
déglutition au niveau du matelas fibreux. Si elles sont suffisamment piquantes, au contact de
la muqueuse se déclenche les contractions ruminales, ainsi que la rumination. Suite à cette
seconde mastication, les particules solides ont été réduites, elles passent dans la phase liquide
et pourront poursuivre leur transit via orifice reticulo-omasal [16].
Figure 7 : Schéma de la répartition du contenu ruminal [3]
4. La motricité du réticulo-rumen
Deux types de phénomènes assurent la motricité du réticulo-rumen. Des phénomènes
permanents : les contractions ruminales, elles assurent un brassage continu du contenu
alimentaire. Ces contractions prennent naissance dans le réseau puis se propage dans le sac
dorsal du rumen de l’avant vers l’arrière et enfin dans le sac ventral de l’arrière vers l’avant
(Fig. 8) [45].
Figure 8 : Motricité du complexe réticulo-rumen [46]
Des phénomènes ponctuels viennent s’y ajouter tels que l’éructation des gaz issus des
fermentations microbiennes, à raison de 400 à 600L par jour. Ces contractions dites
26
secondaires permettent de ramener les gaz au niveau du cardia, elles cheminent de l’extrémité
postérieure du rumen jusqu’au cardia [25].
C. Les fermentations ruminales
1. La digestion ruminale des glucides
Deux phénomènes conduisent à la dégradation des glucides dans le réticulo-rumen : d’abord
une hydrolyse suivie d’une fermentation.
a. Hydrolyse
Chacune des populations de micro-organismes participent à la dégradation plus ou moins
complète et rapide de tous les glucides intracellulaires et des glucides des tissus non lignifiés
en oses simples. Les bactéries doivent être fixées aux fragments végétaux pour pouvoir
secréter diverses enzymes : polysaccharidases et oligosaccharidases. Les protozoaires
possèdent une activité amylolytique et cellulolytique. Les champignons sécrètent des enzymes
impliquées dans la dégradation de la cellulose et de l’hémicellulose [28].
b. Fermentation
Les produits issus de l’hydrolyse à savoir : glucose, cellobiose, xylose, et acide
galacturonique sont fermenté par les micro-organismes [28]. On obtient comme produits
finaux des déchets du métabolisme microbien, qui sont la principale source d’énergie pour les
ruminants : les acides gras volatils (AGV) : acide acétique (C2), acide propionique (C3), acide
butyrique (C4) (Fig. 9) [26]. La fermentation génère en parallèle des gaz : méthane, dioxyde
de carbone et de la chaleur. La fermentation de la matière organique conduit à la libération
d’énergie sous forme d’adénosine triphosphate (ATP) utilisé par les micro-organismes pour
répondre à leurs propres besoins. Les AGV sont en partie absorbés par l’épithélium ruminal.
Les produits retrouvés dans la circulation sanguine sont l’acétate, le lactate issu du propionate,
et le B-hydroxybutyrate issu du butyrate [42].
glucose + 2 NAD +2 ADP + 2Pi  2 pyruvate + 2ATP + 2H+
pyruvate +H20 acétate + CO2 + 2H
2 pyruvate + 4H  butyrate + 2CO2 + 2H2
pyruvate + 4H  propionate + H20
27
Figure 9 : Utilisation du glucose lors de la fermentation ruminale [10]
c. Profil des AGV
La production d’AGV est directement liée à la quantité de matière organique fermentée. La
proportion des différents AGV formés dépend de la composition de matière organique
notamment de la nature des glucides et de la rapidité de leur fermentation. L’acide acétique
est formé plutôt à partir des glucides pariétaux, tandis que l’acide propionique l’est à partir de
glucides solubles et de l’amidon. Le niveau d’alimentation est l’un des principaux leviers de
la production d’AGV, tandis que le pH ruminal conditionne les différentes proportions
d’AGV produits. En condition normale, c’est-à-dire pour un pH de 6,5, l’acide acétique est
majoritaire, il représente 45% à 70%, tandis que l’acide propionique est produit à hauteur de
15% à 25%, et l’acide butyrique 5% à 15%. Lorsque les rations ne sont pas assez fibreuses, la
rumination est insuffisante, le manque de salivation entraine une baisse de pH. La proportion
d’acide propionique augmente jusqu’à 40% au détriment de l’acide acétique qui se retrouve à
des teneurs proches de 40%. En conditions très acides pH inférieur à 5,5, c’est l’acide lactique
qui s’accumule alors (Fig. 10) [10].
Figure 10 : Relation entre l'orientation des fermentations et le pH ruminal [10]
28
d. Bilan
Grâce à l’hydrolyse et la fermentation, peu d’amidon échappe à la digestion microbienne
ruminale, environ 10% pour tous types de céréales autres que le maïs et le sorgho dont
l’amidon se dégrade lentement (Fig. 11). Les glucides pariétaux : cellulose, hémicelluloses,
pectines, sont digérés à hauteur de 70% à 80%, cela dépend du degré de polymérisation de la
cellulose ainsi que du niveau d’imprégnation en lignine (Fig. 11). On estime que 85% à 100%
de la cellulose et des hémicelluloses sont digérées dans le rumen. La digestion ruminale des
glucides pariétaux diminue avec l’augmentation du niveau d’ingestion, notamment lorsque la
proportion de concentrés excède les 30%. Cette diminution est attribuée à la fois à une
diminution du temps de séjour mais aussi à une baisse de l’activité cellulolytique. En effet les
glucides fermentescibles entrainent une baisse de pH. On s’éloigne alors de l’optimum de
fonctionnement des bactéries cellulolytiques, et on réduit la digestion de la cellulose [42].
Figure 11 : Dégradation des glucides dans le réticulo-rumen [10]
2. La digestion ruminale des matières azotées
La moitié de la population bactérienne ruminale ainsi que les protozoaires participe à
l’activité protéolytique [28]. Les matières azotées comprennent les protéines et l’azote non
protéique. Quelle que soit la nature de la matière azotée, elle subit l’attaque microbienne du
rumen de manière plus ou moins rapide et intense, sauf pour les protéines dites indégradables.
Cette résistance dépend de la nature des protéines, ainsi les protéines des fourrages sont mieux
dégradées (60% à 80%) que celle des concentrés (20% à 60%). Les protéines sont dégradées
par les enzymes bactériennes en acides aminés puis en ammoniac. Les constituants non
protidiques et protidiques simples sont entièrement et rapidement dégradés en ammoniac.
L’azote non protéique est directement dégradé en ammoniac. L’ammoniac est ensuite utilisé
29
par les bactéries pour réaliser leur propre protéosynthèse. L’ammoniac excédentaire est
absorbé au niveau de la paroi ruminale, acheminé au foie pour être transformé en urée, dont
une partie est recyclée dans la salive (Fig. 12). L’excédent d’urée est éliminé en grande partie
dans les urines et un peu dans le lait [10]. Les variations du bilan de digestion de l’azote dans
le rumen sont liées à la proportion d’azote alimentaire dégradé en ammoniac et acides aminés,
et capté par les microbes. La quantité d’ammoniac utilisée dépend de la quantité d’énergie
générée par la fermentation des glucides. Si la quantité d’ammoniac est insuffisante pour
couvrir les besoins bactériens, la digestibilité des protéines diminue. A l’inverse, un excès
entraine un gaspillage d’azote et une possible intoxication de l’animal [19].
Figure 12 : Dégradation des matières azotées dans le réticulo-rumen [10]
3. La digestion ruminale des lipides
Ils ne représentent qu’une faible proportion du régime alimentaire des ruminants (2% à 6% en
moyenne), et sont composés de triglycérides et d’acides gras libres en proportion équivalente.
Ils proviennent des grains de céréales et des graines d’oléagineux [10]. Dans le rumen, ils
subissent la lipolyse microbienne au cours de laquelle les triglycérides sont hydrolysés en
acides gras et glycérol qui rejoint le circuit des sucres [3]. Les acides gras sont soit fixés aux
particules alimentaires et suivent le transit digestif, soit repris par les bactéries pour leur
propre synthèse d’acides gras longs saturés [10]. Les phospholipides représentent 10% à 15%
des lipides qui quittent le rumen [3]. La population microbienne se charge de la saturation des
acides gras libres. Les acides gras longs produits par les bactéries sont les produits terminaux
de la digestion lipidique. L’hydrolyse ruminale des lipides est quasi complète de 85% à 95%.
La flore microbienne synthétise à partir des AGV, des acides gras à longue chaines en C15,
C16, C17, C18. Ces acides gras ne sont pas absorbés par l’épithélium ruminal mais en quasi30
totalité dans l’intestin grêle. Les acides gras ont tendance à s’attacher aux microbes et à gêner
la fermentation des glucides, c’est pourquoi un excès de lipides entraine en général une
diminution de production de lait et une baisse du taux butyreux (TB) [28].
4. Facteurs de variations des fermentations ruminales
Les modalités de distribution influencent la cinétique des fermentations microbiennes. Les
principales modifications observées concernent le pH, la composition en AGV, et la
concentration en ammoniac. Ainsi une distribution deux fois par jour chez les vaches laitières,
après chaque traite entraine un pic de production d’AGV et d’ammoniac trois heures après le
repas, associé à une baisse de pH. Il s’ensuit une modification des proportions d’AGV ; C3,
C4, C5 sont favorisés au détriment de C2. Cet effet est d’autant plus marqué que le niveau
d’ingestion est élevé et que la ration est fermentescible. Cependant ces variations liées aux
repas peuvent être atténuées par la réalisation d’un mélange homogène de fourrages et de
concentrés sous forme de ration complète. Il est souvent constaté qu’à même apport
d’éléments nutritifs, certains aliments permettent d’améliorer les performances des animaux.
C’est ce le cas pour les légumineuses, quelle que soit leur forme de distribution. Pour une
alimentation ad libitum, leur avantage est dû à un niveau d’ingestion de 20% à 40% plus élevé
que des graminées pour une digestibilité équivalente : les légumineuses sont plus riches en
constituants pariétaux digestibles [26].
Selon le niveau d’ingestion, on constate une modification du profil des produits terminaux de
la digestion. En effet, en influençant le temps de séjour dans le rumen, le niveau d’ingestion
joue sur la digestion des aliments. Ainsi, la proportion de matière organique réellement
digérée dans le rumen de vaches laitières à forte production nourries ad libitum est inférieure
de 10% à 30% à celle observée sur des bovins à faible besoin alimenté en quantité limitée.
Les aliments rapidement fermentescibles influencent l’intensité et l’orientation des
fermentations via le pH ruminal. Cet effet est notamment marqué sur le profil d’AGV [26].
5. Absorption des nutriments
A l’issue des fermentations, 65% à 85% des AGV produits sont absorbés par diffusion simple
à travers la paroi du réticulo-rumen. Le reste le sera dans les compartiments postérieurs des
pré-estomacs [28]. L’acétate rejoint la circulation sanguine, puis le foie sans transformation.
Le butyrate est en partie, utilisé par les cellules ruminales pour leur propre compte et
transformé en corps cétonique : βhydroxybutyrate. . Le propionate est exporté vers le foie. Où
il sera précurseur de glucose [14]. L’ammoniac excédentaire est absorbé au niveau de la paroi
et acheminé au foie afin d’être transformé en urée [10].
6. Bilan des fermentations ruminales.
Au cours des fermentations, la totalité des glucides cytoplasmiques et de l’amidon dit
« rapide » est transformée en AGV. Une partie des glucides pariétaux notamment les pectines
à hauteur de 90% et dans une moindre mesure, la cellulose et les hémicelluloses sont aussi
utilisées. Les protéines alimentaires sont partiellement dégradées en ammoniac, utilisé par la
flore pour leur protéosynthèse. Les matières grasses sont hydrolysées, le glycérol ainsi libéré
rejoint la voie fermentaire des sucres, les acides gras sont hydrogénés. Au final, les AGV,
l’ammoniac excédentaire sont absorbés au niveau de la paroi. En sortie du rumen, le contenu
31
digestif est encore riche en amidon dit lent, en glucides pariétaux, en acides gras, et en
matières azotées d’origine alimentaire auxquelles viennent s’ajouter les matières azotées
microbienne. (Fig. 13).
Figure 13 : Dégradation de la matière organique des aliments dans le réticulo-rumen [10]
D. La digestion enzymatique dans la caillette
La caillette est l’équivalent de l’estomac des monogastriques, d’une capacité de 16 litres. Elle
possède une muqueuse glandulaire. Cet organe est essentiel au veau pour la digestion du lait.
Chez l’adulte, il reste important pour la digestion des protéines aussi bien alimentaires que
bactériennes. En effet les conditions acides (pH 2-3) favorisent la dénaturation des matières
azotées, les protéines sont hydrolysées par la pepsine et la sécrétion abondante de lysozyme
participe à la lyse des corps microbiens. Pour les glucides, malgré la présence des résidus
ayant échappé à la digestion ruminale, aucune transformation notable ne se produit dans la
caillette. Il en est de même pour les lipides [48].
III.
La digestion intestinale
Après son long séjour dans les pré-estomacs, le contenu alimentaire arrive dans les intestins
où il va subir une digestion enzymatique identique à celle des monogastriques ainsi qu’une
seconde fermentation.
A. Anatomique et physiologie des intestins
L’intestin s’étend du pylore à l’anus, il est divisé en un intestin grêle et un gros intestin. Ils
sont tous les deux refoulés dans la partie droite de l’abdomen. L’intestin grêle est constitué du
duodénum, du jéjunum et de l’iléon. Il est très long chez les bovins, environ 50 mètres, mais
32
de diamètre réduit 3 à 4 cm (Fig. 14). La muqueuse y est particulièrement développée en
villosités augmentant ainsi la surface consacrée à la digestion enzymatique et à l’absorption.
Dans le duodénum, se trouvent l’abouchement des canaux cholédoque et pancréatique, qui
permettent l’apport de bile et de sels biliaires [39]. La bile est produite dans le foie, stockée
dans la vésicule biliaire et libérée au cours des repas. Les sels biliaires sont recyclés à plus de
95%, ils sont secrétés au niveau du duodénum et réabsorbés au niveau de l’iléon, ils
rejoignent le foie par la circulation entéro-hépatique. Les sels biliaires interviennent dans la
digestion des lipides et favorisent l’absorption des vitamines liposolubles. Le suc pancréatique
contient quant à lui des électrolytes et de nombreuses enzymes. La sécrétion intestinale est un
mélange de mucus, d’électrolytes et de produits de desquamation de l’épithélium [19]. Le pH
est compris entre 6,6 et 7,3 alors qu’en sortie de caillette il est de 2,5 à 3,5. L’alcalinisation
progressive est essentielle au fonctionnement des enzymes, leur optimum d’activité est en
condition neutre ou légèrement alcaline. Dans l’intestin grêle, le transit est assuré par des
contractions péristaltiques. Le flux du contenu iléal vers le caecum et le côlon proximal est
intermittent [29].
Le gros intestin est composé du caecum, du côlon proximal, côlon centripète et du côlon distal
qui débouche dans le rectum (Fig. 14). Il représente moins de 15% du volume de l’ensemble
du tube digestif. Le caecum et le colon constituent un second réservoir de fermentation. Dans
le côlon distal, plusieurs phases d’hyperactivité journalière conduisent à l’expulsion de
grandes quantités de digesta, d’où l’émission de fèces sous forme de bouses [49].
Figure 14 : Présentation anatomique du tube digestif des ruminants [10]
33
B. La digestion enzymatique
1. La digestion intestinale et absorption des glucides
Une petite partie de l’amidon peut échapper à la digestion microbienne, il subira alors une
digestion enzymatique au niveau de l’intestin grêle aboutissant alors à la formation de
glucose. L’α amylase pancréatique hydrolyse l’amylose et l’amylopectine en oligosaccharides
qui seront soumis à l’attaque des oligosaccharidases de la bordure en brosse des villosités
intestinales (Fig. 15) [19]. Bien que les capacités de digestion de l’amidon soient élevées au
niveau de l’intestin grêle, elles peuvent être amoindries par un niveau d’ingestion élevé.
L’amidon sera alors à nouveau être fermenté par la flore locale, au niveau du gros intestin. Le
surplus non digéré est éliminé dans les fèces. Il représente en général moins de 5% [49].
Seule une faible proportion de glucose issue de la digestion intestinale est retrouvée dans la
circulation sanguine (30% à 35%). En effet, le tube digestif est un organe au métabolisme
élevé, il prélève pour son propre compte une quantité importante de produits de la digestion
dont du glucose [26]. Néanmoins l’utilisation du glucose dépend de la disponibilité des autres
substrats énergétiques, ainsi une augmentation de C2 réduit l’utilisation du glucose [28].
Figure 15 : Digestion intestinale des glucides [24]
2. La digestion intestinale des matières azotées
Une partie des protéines résiste à la dégradation ruminale, elle se retrouve dans l’intestin grêle
où elles subissent une digestion enzymatique. Une autre source de protéines dans l’intestin est
constituée par la population bactérienne ruminale dont le renouvellement permanent entraine
la dégradation d’une partie. Mais la majorité est issue des bactéries attachées aux particules
alimentaires en transit. La quantité d’azote d’origine microbienne qui entre dans le duodénum
est plus faible que la production totale de protéines microbiennes en raison du recyclage
interne au rumen. La quantité de protéines microbiennes varie selon la quantité d’énergie
disponible dans le rumen. Dans l’intestin grêle, les protéines quelle que soit leur origine,
34
subissent la digestion enzymatique grâce aux différentes protéases acheminées par le suc
pancréatique. Les enzymes produites par la muqueuse intestinale, les peptidases prennent le
relai pour obtenir des acides aminés qui seront ensuite absorbés au niveau des villosités
intestinales (Fig. 16). Au final 60% des acides aminés absorbés dans l’intestin proviennent des
bactéries et 40% des protéines alimentaires dites indégradables [26].
La quantité d’acides aminés retrouvés dans le système porte ne représente que 30% à 80% des
acides aminés qui disparaissent du tube digestif. Le différentiel est utilisé pour le propre
compte du métabolisme intestinal [28].
Figure 16 : Digestion intestinale des matières azotées [24]
3. La digestion intestinale des lipides
Les phospholipides bactériens sont digérés et absorbés dans l’intestin grêle [3]. Les acides
gras saturés au niveau du rumen, sont aussi absorbés au niveau de l’intestin grêle. Dans le
gros intestin, la digestion des lipides est considérée comme nulle [49]. Au sein des
entérocytes, des triglycérides sont synthétisés à partir de ces acides gras et de glycérol. Ces
triglycérides sont associés à une protéine pour former une lipoprotéine, forme de transport qui
rejoint la circulation lymphatique (Fig. 17) [3].
35
Figure 17 : Digestion intestinale des lipides [24]
C. La fermentation intestinale
Même s’il est peu étudié, le gros intestin joue un rôle non négligeable dans la digestion. En
effet, les ruminants possèdent deux sites de fermentation. Le plus important et le plus connu,
le réticulo-rumen assure 80% à 90% des capacités de fermentations du tube digestif. Le gros
intestin constitue lui aussi un milieu de développement favorable à la digestion microbienne.
La température et le pH proche de la neutralité y sont quasi constants. La population
microbienne est peu différente de celle du réticulo-rumen. Des contractions coordonnées
péristaltiques et antipéristaltiques assurent le brassage du contenu du caecum. Le caecum et le
côlon joue un rôle important dans l’absorption d’eau et de minéraux [48].
La nature du régime peut modifier l’activité du caecum voire perturber les fermentations. La
flore caecale utilise les résidus d’origine alimentaire, les éléments constitutifs des
desquamations et des sécrétions digestives. En effet, la digestion des parois végétales
normalement ruminale, peut s’y dérouler quand les capacités ruminales sont dépassées soit
parce que le temps de séjour diminue suite à une augmentation du niveau d’ingestion, soit
parce que l’activité cellulolytique diminue suite à la mise en place d’une ration riche en
amidon. Le gros intestin peut parfois pallier totalement à la digestion insuffisante de l’amidon.
Son rôle est d’autant plus important que le potentiel des animaux est élevé [48].
D. Bilan du transit alimentaire
Le tractus gastro-intestinal est constitué d’une succession de compartiments de mélange : le
réticulo-rumen, le caecum, et le côlon proximal entre lesquels s’intercalent des structures
tubulaires où le transit est unidirectionnel : intestin grêle, côlon distal. Les aliments sont
d’abord mastiqués lors de l’ingestion avant d’arriver dans le réticulo-rumen où ils subissent
l’attaque microbienne. Un brassage permanent y est assuré par l’activité motrice du réticulorumen qui entraine un mouvement du contenu ruminal pour permettre à la fois le mélange,
36
l’évacuation des gaz de fermentations par éructation, la régurgitation du contenu pour la
rumination, elle-même responsable de la réduction des particules et la sortie du contenu via
l’orifice réticulo-omasal. C’est aussi le site d’absorption des acides gras volatils. Le contenu
arrive ensuite dans la caillette où se réalise une digestion chimique en milieu acide. Le
contenu gastro-intestinal est constitué de particules dont les microbes et l’eau dans laquelle
sont dissouts les constituants solubles d’origine alimentaire ou organique (Fig. 18). Les
diverses sécrétions digestives qui s’ajoutent tout au long du transit jouent un rôle fondamental
dans la transformation des aliments en nutriments absorbables. Elles ont pour effet de diluer le
contenu digestif pour faciliter le transit, homogénéiser le milieu et d’assurer l’hydrolyse
progressive du contenu [16].
Figure 18 : Bilan de la digestion [10]
37
IV.
Notions Clés de l’alimentation des bovins
A. Optimisation du fonctionnement ruminal
L’intensité de la fermentation ruminale des glucides est primordiale. D’elle dépend la
valorisation de la ration c’est à dire la productivité laitière mais aussi la qualité du lait produit.
Pour valoriser la ration, le fonctionnement ruminal doit être optimal. La flore doit avoir à
disposition simultanément, en quantité suffisante et égalisées des glucides fermentescibles et
des protéines dégradables (Fig. 19). Les glucides représentent une source d’énergie nécessaire
à l’activité métabolique de la microflore. De plus leur dégradation conduit à des déchets qui
représentent la principale source d’énergie pour le ruminant. Les protéines dégradables
permettent à la microflore de réaliser sa propre protéosynthèse, en présence d’énergie [56].
Figure 19 : Utilisation des nutriments chez les bovins (source : FAO)
38
B. Nutriments essentiels chez la vache laitière
1. Les acides gras volatils
La production d’AGV serait d’environ 3kg/vache/jour. Elle est issue à plus de 80% de la
fermentation des glucides et peut couvrir jusqu’à 70% des besoins énergétiques [58]. La
proportion des différents acides gras volatils produits est fonction du pH ruminal qui résulte
de l’intensité des fermentations (Fig. 20). Or celui-ci oriente ces voies de fermentations. La
présentation physique des aliments et la nature de leurs glucides déterminent l’intensité des
fermentations.
Figure 20 : Evolution des proportions des acides gras en fonction du pH ruminal [58]
L’acide acétique permet le maintien du taux butyreux, il est favorisé par les fourrages. L’acide
propionique est le seul AGV glucoformateur, donc anti-cétogène. Il est favorisé par les
concentrés et permet le maintien du TP [58].
2. Le glucose
Les bovins ont une glycémie basse, moitié de celles des monogastriques. Il compense grâce à
leur capacité à utiliser les AGV comme substrat énergétique. En effet, le glucose est issu de la
néoglucogenèse hépatique à partir des AGV. L’acide propionique est le principal précurseur
de cette néoglucogenèse [14].
39
3. Les protéines
La majorité des protéines digérées par le ruminant est d’origine microbienne, or ces protéines
ont une valeur biologique supérieure à celle de l’alimentation. Leur composition est quasi
constante et tous les acides aminés sont représentés. La conversion de l’azote alimentaire en
protéines bactériennes est un processus particulièrement bénéfique au ruminant [3].
V. Principe de rationnement des vaches laitières
A. Estimation de l’ingéré
1. La capacité d’ingestion
Tout rationnement commence par l’estimation des quantités d’aliments ingérées par les
vaches : c’est la capacité d’ingestion. Elle est exprimée en unité d’encombrement lait (UEL).
Elle traduit l’aptitude et la motivation d’une vache à ingérer un aliment donné. Trois facteurs
principaux impactent la capacité d’ingestion : la production laitière potentielle (+ 0,15
UEL/kg de lait potentiel), le format de l’animal (+0,015UEL/kg de poids vif (PV)), et la note
d’état corporel (NEC) (-1,5UEL/point). Elle est aussi affectée par l’âge de l’animal, ainsi les
primipares ont une capacité d’ingestion inférieure aux multipares. En dernier lieu, le stade de
lactation influe sur la capacité d’ingestion notamment en début de lactation et fin de gestation
où celle-ci se trouve réduite. D’où l’équation suivante :
CI = (13,9 + (0,015*(PV-600)) + (0,15*PLpot) + (1,5*(3-NEC)))*IM*IL*IG
(IM : indice de maturité, IG : indice de gestation, IL : indice de lactation).
Ainsi à tout moment la capacité d’ingestion d’une vache peut être caractérisée
indépendamment des aliments qu’elle consomme. Le plus souvent, la capacité d’ingestion
d’un troupeau est assez constante surtout lorsque les vêlages sont repartis sur l’année. Cette
valeur est indispensable, elle est la base de tout rationnement puisque l’objectif est de saturer
la capacité d’ingestion des animaux avec des fourrages afin de produire un maximum de lait
avec des aliments économiques [24].
2. L’ingestion réelle
La capacité d’ingestion ne prend en compte que le facteur animal, alors que les quantités
réellement ingérées dépendent de l’animal, de l’aliment : sa valeur d’encombrement, son
appétence mais surtout de la ration : composition, présentation, et de l’environnement du
repas : modalités de distribution, accès des animaux à l’auge. L’ingestion s’exprime en kg de
MS/jour. Pour estimer les quantités réellement ingérées, il faut tenir compte des refus [24].
3. La valeur d’encombrement
Les deux notions précédentes sont à distinguer de la valeur d’encombrement qui est
caractéristique d’un aliment. Elle est exprimée en unités d’encombrement lait (UEL) / kg.
Cela traduit l’aptitude d’un aliment à remplir la capacité d’ingestion. Par exemple, un aliment
digestible et ingestible, est peu encombrant, il sera consommé en grande quantité, à l’inverse
un aliment peu ingestible et très encombrant sature plus rapidement la capacité d’ingestion. Il
40
sera consommé en quantité moindre, risque de ne pas être suffisant pour couvrir les besoins
de l’animal. Chaque fourrage est caractérisé par une valeur d’encombrement à la différence
des concentrés qui ne possèdent pas de valeur d’encombrement fixe, celle ci dépend de la
ration et du taux de substitution entre fourrages et concentrés [24].
B. Expression des besoins
1. Besoins des animaux
Le métabolisme basal, à savoir la respiration, la digestion, l’homéothermie, ainsi que les
activités, engendrent des dépenses énergétiques. La base du rationnement consiste à pourvoir
ces besoins par l’alimentation. A cela s’ajoute, des besoins de production. Les besoins de
croissance sont dus au développement squelettique et musculaire. Les besoins de gestation
liés au développement du fœtus, ils ne sont pris en compte que dans le dernier trimestre de la
gestation. Les besoins de lactation dépendent de la quantité de lait produite ainsi que sa
composition. A partir de l’estimation de ces besoins des recommandations sont émises afin de
couvrir de façon optimale le besoin des animaux [23].
2. Besoins en énergie
La totalité de l’énergie brute (EB) contenue dans un aliment n’est pas valorisée par l’animal
puisque 15% à 50% sont perdus dans les fèces selon sa digestibilité. Une partie de l’énergie
digestible (ED) est perdue dans les urines (2% à 4%) ou les gaz (4% à 10%). L’énergie
métabolisable (EM) restante est dissipée sous forme d’extra-chaleur, la majorité est valorisée
en énergie nette avec un rendement variable selon l’entretien (66% à 76%), la lactation (55%
à 65%). L’énergie nette (EN) représente l’énergie qui est utilisable par l’animal pour couvrir
ses besoins d’entretien et de production (Fig. 21). L’efficacité de l’énergie est différente selon
qu’elle est utilisée pour l’entretien ou la production de lait ou de viande. L’énergie d’un
aliment est donc exprimée en unité fourragère lait (UFL) pour l’entretien et la production de
lait ou unité fourragère viande (UFV) pour l’engraissement plutôt qu’en EN. Ainsi 1UFL vaut
1700 Kcal d’EN pour l’entretien et la production de lait. Chaque aliment a une valeur UFL,
pour une ration toutes ces valeurs sont additionnées et comparées aux besoins de l’animal
[24].
Figure 21 : Etapes de l'utilisation de l'énergie des aliments par les ruminants [24]
41
3. Besoins en protéines
La particularité de la digestion des matières azotées chez le ruminant a conduit à l’élaboration
d’un système d’expression des besoins et des apports spécifique nommé le système PDI pour
Protéine Digestible dans l’Intestin. Les protéines dans l’intestin ont une double origine. Elles
sont soit issues des protéines des aliments non dégradées dans le rumen (protéines digestibles
dans l’intestin d’origine alimentaire : PDIA). Soit elles sont issues de la synthèse microbienne
(protéines digestibles dans l’intestin d’origine microbienne : PDIM). Or dans le rumen,
l’intensité de la protéosynthèse microbienne a pour facteur limitant soit la disponibilité en
ammoniac issu de la dégradation des matières azotées alimentaires, soit l’énergie produite par
la digestion des glucides. On distingue les PDIMN dans le cas où l’azote est le facteur
limitant, et les PDIME dans le cas où l’énergie est insuffisante. Chaque aliment possède donc
deux valeurs PDI : la valeur PDIN = PDIA + PDIMN et la valeur PDIE = PDIA + PDIME.
La valeur la plus faible est utilisée pour le calcul de ration, sachant qu’on recherche l’égalité
entre ces valeurs afin de garantir la meilleure valorisation de la ration [24].
4. Recommandations
Les besoins d’entretien sont de 5 UFL et 395g de PDI, avec la lactation il faut ajouter 0,44
UFL/kg lait produit et 48g de PDI/kg lait produit. En plus des recommandations émises sur
l’énergie et l’azote (Tab I), se sont développées des recommandations sur le statut minéral et
vitaminique (Tab II), et récemment des recommandations sur les acides aminés.
Tableau I : Recommandations d'apports énergétiques et protéiques [23]
42
Tableau II : Recommandation d’apports en minéraux majeurs, oligo-éléments et vitamines (source Ferré)
Il ne faut pas oublier la base, à savoir les besoins en eau. Chez la vache laitière, l’eau est un
élément essentiel, et pour cause elle constitue 90% du lait. La moitié de l’eau ingérée est
utilisée à des fins digestives ou métaboliques et est excrétée dans les fèces (1/3), dans l’urine
(10% à 20%). Un quart est exportée dans le lait. Le reste est fixé dans les tissus et dissipé par
évaporation. La quantité totale d’eau ingérée dépend de la MSI, du niveau de production et de
la température ambiante. Il faut en moyenne 4L/kg MSI et 1 litre supplémentaire par kg de lait
produit [24].
C. Elaboration de la ration
Après avoir déterminé les besoins des animaux en fonction de leur capacité d’ingestion, de
leur stade de lactation et leur état corporel, on vérifie si les fourrages par leurs apports
énergétiques et azotés permettent de couvrir les besoins. Si ce n’est pas le cas, ce qui est
courant en élevage laitier, un concentré supplémentaire est apporté afin d’avoir une ration de
base équilibrée. Pour les animaux en début de lactation ou à forte production, un second type
de concentré dit de production est apporté [24].
VI. La production laitière
La mamelle est richement irriguée et pour cause la quasi-totalité des constituants du lait sont
synthétisés par la mamelle à partir d’éléments prélevés dans le sang. L’énergie nécessaire à
ces synthèses est fournie par le glucose (35%), l’acétate (25%), les acides aminés (20%), les
acides gras longs (20%), tous issus de la digestion qui vient d’être décrite (Fig. 22) [10].
43
Figure 22: Utilisation des nutriments par la mamelle [10]
A. Composition du lait
Le lait est composé à 90% d’eau, de 35 à 45g de lipides, de 32 à 36g de protides, de 45 à 50g
de glucides et de 8 à 10g de matières salines [10].
Le glucose est primordial pour la synthèse lactée à la fois comme source d’énergie pour les
synthèses de caséines et de triglycérides, mais aussi comme substrat. En effet, le lactose
principal glucide du lait, est synthétisé dans les cellules sécrétrices à partir de glucose et de
galactose lui même issu de la transformation du glucose, selon l’équation suivante :
glucose + galactose  lactose + eau.
La quantité de lait produite est proportionnelle à la quantité de lactose synthétisée. En effet,
celle ci est à peu près constante et par effet osmotique attire l’eau [8].
La caséine est la protéine majoritaire du lait, à raison de 28g/L. Le restant est représenté par
les protéines du lactosérum. Elles sont pour la plupart synthétisées dans les cellules sécrétrices
à partir des acides aminés libres prélevés dans le sang. L’élaboration des protéines dépend des
apports des différents acides aminés et de l’énergie disponible [8].
Les triglycérides représentent la quasi-totalité des lipides du lait. Les acides gras ont une
double origine. D’une part extramammaire : la totalité des acides gras long en C18 et 60% des
acides gras en C16 sont prélevés dans le sang. Ils sont issus soit de l’alimentation soit de la
mobilisation des lipides corporels. D’autre part, une origine intramammaire pour la totalité
des acides gras courts, la majorité des acides gras en C14 et 40% des acides gras en C16. Ils
44
sont synthétisés par les cellules sécrétrices à partir des acides gras volatils notamment
l’acétate [10].
Figure 23 : Synthèse des composants du lait par une cellule mammaire [36]
B. Facteurs de variations de composition du lait
Le principal facteur de variations de la composition du lait est l’alimentation. Les fourrages
favorisent la fermentation acétique elle-même favorable à la matière grasse. Tandis que les
concentrés orientent vers la production d’acide propionique favorable à la matière azotée.
Tout déficit énergétique, par manque de substrat impactera sur la synthèse de caséine et donc
le taux protéique (TP) [58].
VII. Perte fécale et digestibilité
Les fèces sont constitués de la fraction non digérée de la ration et de produits d’origine non
alimentaire. Ceux-ci peuvent être d’origine endogène, ils sont alors secrétés par l’animal :
sucs digestifs, débris cellulaires des muqueuses digestives ; ou d’origine microbienne :
cellules microbiennes intactes ou en cours de dégradation. La fraction non digérée de la ration
représente les éléments qui n’ont pas été valorisés par les divers processus digestifs
enzymatiques ou microbiens. Les fèces sont les pertes les plus importantes et les plus
variables de l’utilisation des aliments de 10% à 60% de l’énergie brute ingérée [11].
A. La digestibilité
La digestibilité d’un aliment est la proportion de cet aliment qui disparaît de l’appareil digestif
au cours de la digestion. Elle rend compte du rendement de travail du tube digestif. Si la
digestibilité d’un aliment est inférieure à 80%, elle est considérée comme moyenne. Un
aliment à faible digestibilité est peu digéré donc peu nutritif. Les fèces des bovins contiennent
peu ou pas de constituants intracellulaires (glucides solubles, amidon, azote, lipides) d’origine
alimentaire, la digestibilité de ces constituants est très élevée voire totale [11].
45
1. Digestibilité apparente
La digestibilité apparente d’un constituant X est la proportion du constituant apparemment
disparu entre l’aliment et les fèces.
Soit dX = ( Xi – Xf ) / Xi
La quantification des fèces et la connaissance de leur composition est donc indispensable pour
toute mesure de digestibilité [11].
2. Digestibilité réelle
Les fèces sont à la fois issus de produits d’origine alimentaire et de produits d’origine
endogène. La digestibilité réelle tient compte de cette nuance :
dX = Xi –( Xf – Xe) / Xi
Bien que moins accessible, cette mesure est cependant plus proche de la réalité [11].
3. Digestibilité des aliments
a. Les fourrages
i. Fourrages verts
La digestibilité réelle des constituants intra-cellulaires est élevée voire totale. Les glucides
solubles sont entièrement digestibles, l’amidon est absent des parties végétatives des
fourrages, mais il se trouve dans les graines de céréales, sa digestibilité est élevé de l’ordre de
0,99. La digestibilité réelle de l’azote est élevée de l’ordre 0,93. Les lipides des fourrages sont
constitués de 35% à 50% de pigments. Le reste, des lipides estérifiés sources d’acide gras ont
une digestibilité réelle proche de 1. Par contre les pigments sont peu digestibles et se
retrouvent donc dans les fèces. Pour les constituants pariétaux, les tissus cellulosiques peu
lignifiés sont presqu’entièrement digestibles, alors que les tissus lignifiés sont
presqu’indigestibles. En moyenne, les hémicelluloses représentent 30% à 40% des parois, la
cellulose 50% et la lignine 10% à 20%. La digestibilité de la cellulose est élevée dans les
jeunes plantes encore principalement feuillues, mais elle diminue avec l’âge de la plante et
l’augmentation de la proportion de paroi ainsi que leur lignification. La digestibilité des
hémicelluloses évolue comme celle de la cellulose tout en étant inférieure. En conclusion, la
digestibilité de la matière organique (dMO) des fourrages diminue avec l’augmentation des
parois non digestibles. Ceci dépend de la composition morphologique (rapport feuille/tige,
espèce végétale) et de l’âge de la plante [11].
ii. Fourrages conservés
La digestibilité des fourrages conservés dépend avant tout de celle du fourrage vert au
moment de la fauche, mais aussi des modifications consécutives à la récolte et à la
conservation. La diminution de digestibilité de la MO entre le foin et le fourrage vert dépend
des pertes dues à la fenaison (perte de sucres par la respiration, pertes mécaniques de feuilles
surtout pour les légumineuses, pertes des constituants solubles par lessivage si pluie). Ses
pertes sont minimales de l’ordre de 6% dans de bonnes conditions c’est à dire lors de
dessiccation rapide. Elles s’accentuent avec la durée de dessiccation et l’éventuelle pluie
46
reçue. Cette diminution de digestibilité de la MO s’explique principalement par
l’augmentation de la proportion des parois.
La digestibilité de la matière organique des fourrages ensilés en coupe directe est le plus
souvent proche de celle du fourrage vert lors de la fauche. Cependant, le préfanage, l’emploi
de conservateur diminue légèrement la digestibilité de la matière organique, de même que des
pertes de jus importantes [11].
b. Les concentrés
Les diversités des matières premières utilisées pour la composition de concentrés ainsi que les
procédés de fabrication entrainent une variabilité de digestibilité de la MO importante de 0,20
à plus de 0,90. La majorité est comprise entre 0,75 et 0,90. Ainsi pour une même dMO, une
même valeur azotée, la teneur en constituants pariétaux peut être extrêmement variable. La
digestibilité des matières azotées des concentrés est élevée, de même que celle des
constituants cellulaires proche de 1. La dMO dépend donc pour ces aliments essentiellement
de la teneur en parois indigestibles [11].
4. Facteurs de variation de digestibilité
a. Facteurs liés à l’animal
La digestibilité dépend de facteurs liés à l’animal. Notamment l’espèce : la différence tient au
rapport entre la digestion enzymatique et la digestion microbienne, L’âge est un facteur
déterminant : l’équipement enzymatique et le développement anatomique est différent avant
et après sevrage. L’équipement enzymatique augmente avec l’âge, mais la plupart des
enzymes sont inductibles, le régime et le mode de sevrage influencent le développement
digestif et l’équipement enzymatique [11].
b. Facteurs liés à l’aliment et à la ration
i. Effet de l’aliment
La digestibilité dépend aussi des aliments, notamment de leur composition chimique, le
principal facteur de variation est la teneur en glucides pariétaux. En effet, la digestibilité est
une fonction décroissante de la teneur en fibres. La nature de l’amidon, la teneur en eau, et la
teneur en lipides sont des paramètres importants à prendre en considération.
Les traitements technologiques subis par les aliments ont une influence importante sur la
digestibilité, aussi bien positive que négative. Ils vont modifier la cinétique de dégradation des
aliments : efficacité de l’attaque enzymatique, disponibilité des aliments [11].
ii. Effet de la ration
L’effet majeur chez le ruminant est dû à l’influence du niveau de l’alimentation. La
digestibilité de la ration diminue avec l’augmentation du niveau d’ingestion. En effet
l’augmentation du niveau d’ingestion entraine une accélération du transit. Il en résulte que la
digestibilité totale n’est plus égale à la somme des digestibilités de chaque aliment. Ce
phénomène est essentiellement dû à la nature et la proportion de concentrés ajoutés dans la
ration. Il est surtout marqué pour les rations mixtes fourrages-concentrés. Cette diminution de
la digestibilité résulte à la fois d’une diminution de la digestibilité des parois du fourrage suite
47
à une baisse de l’activité cellulolytique du jus de rumen et du temps de séjour dans le rumen,
associée à une diminution de la digestibilité de l’amidon suite à une baisse de pH intestinal.
Chez les ruminants, la digestibilité est donc, en général plus faible chez les animaux en
production alimentés à volonté. Il est néanmoins, difficile de faire la part des choses entre le
niveau d’ingestion et les interactions fourrages-concentrés. En effet si les interactions sont
nulles pour les bovins à l’entretien, elles augmentent avec le niveau d’alimentation, d’autant
plus qu’en général, l’augmentation du niveau d’alimentation correspond à une augmentation
de la teneur en concentrés. La diminution de digestibilité est variable selon la nature de
fourrage, la proportion et la nature du concentré [11].
B. Perte fécale
1. Analyse macroscopique des fèces
L’examen macroscopique des bouses est un acte simple, rapide et informatif. L’examen des
bouses en lien avec l’alimentation consiste en l’observation de la consistance, la couleur, les
résidus non digérés et l’odeur [50].
L’aspect des bouses est dépendant de la qualité de la digestion de la ration, donc de la quantité
et de la qualité des aliments, ainsi que de l’intensité de la digestion. Les bovins excrètent de
30kg à 45kg de bouses en 10 à 24 fois par jour. Les bouses sont constituées essentiellement
d’eau (80% à 90%). La matière sèche est la fraction non digérée de la ration et les produits
endogènes. La taille des particules dans les bouses dépend de la durée et de l’intensité de la
rumination (par conséquent de la fibrosité et de la taille initiale des particules), de l’activité
microbienne et du temps de séjour dans le rumen. Ainsi plus la rumination est intense plus les
particules sont réduites. Le temps de séjour diminue quand le niveau d’ingestion augmente.
Or l’ingestion et la production sont corrélées positivement, donc on assiste à une diminution
de la digestibilité des rations avec l’élévation du niveau de production [50].
En terme de consistance, les bouses de rations bien digérées doivent avoir celle d’une bouillie,
elles doivent être ronde, étalées uniformément d’un diamètre de 30 cm, sans éclaboussure. Un
cratère central doit se dessiner avec des sillons concentriques. La couleur est l’un des critères
les plus subjectifs. En effet, la couleur est fortement influencée par la nature des fourrages et
des concentrés. Normalement, l’odeur d’une bouse n’est pas désagréable, et est peu marquée
[50].
La nature du régime influence l’aspect des bouses, notamment par les différentes proportions
de fourrages et de concentrés mais aussi via les différentes interactions entre eux. Ainsi,
l’interprétation de l’examen des bouses doit être faite en connaissant la ration et doit être
différente selon la ration [50].
Lors d’acidose, les bouses sont liquides, et une odeur aigrelette s’en dégage. Lors de mauvaise
digestion des fibres, elles sont retrouvées en quantité abondante dans les bouses qui sont donc
de consistance augmentée, lorsque ce sont les grains qui sont mal digérés, ils sont retrouvés
intacts dans les bouses [50].
48
2. Tamis
Pour constater la présence de particules non digérées, un examen au tamis est le plus
approprié. Le passage au tamis à bouse permet une évaluation semi quantitative. Avec des
rations à base de fourrage, 90% des particules sont de taille faible, en moyenne 0,4mm. Les
particules les plus grosses (> 0,4 mm) sont principalement des fragments de tissus lignifiés
[11].
3. Composition chimique
La teneur en matière sèche varie entre 10% et 20% chez les bovins. Les valeurs les plus
faibles
sont
obtenues
avec
des
fourrages
verts
ou
ensilés.
La composition chimique est, elle aussi très variable bien que les teneurs en matières azotées
et cellulose brute sont liées aux teneurs correspondantes dans les fourrages. Cependant, pour
une teneur donné dans un fourrage, la teneur dans les fèces varie en fonction de l’espèce
végétale, du cycle [11].
a. Cellulose Brute
Pour la cellulose brute, la teneur dans les fèces dépend de la teneur en cellulose brute ingérée
mais aussi de la digestibilité de la matière sèche et de la cellulose brute. Tous les constituants
pariétaux suivent cette règle. Leur teneur dans les fèces est souvent plus élevée que dans les
fourrages car leur digestibilité est inférieure à celle des constituants solubles. De plus, leur
digestibilité diminue plus rapidement avec l’âge de la plante [11].
b. Matières Azotées
Pour une même teneur en matières azotées dans un aliment, la teneur dans les fèces varie
essentiellement en fonction de la digestibilité de la matière sèche. En effet, la digestibilité de
la matière azotée est très élevée de l’ordre 0,93 et les matières azotées non digestibles
représentent en moyenne 45g/ kg de matière sèche. Cette valeur constante représente en
majorité de l’azote non alimentaire. L’azote fécal d’origine alimentaire représente moins de
20% de l’azote fécal total. L’azote fécal métabolique est en moyenne de 6g / kg MSI, il est
constitué de 70% à 77% d’azote insoluble d’origine bactérienne, et de 23% à 30% d’azote
soluble issu de l’autolyse bactérienne et de l’endogène animal [11].
c. Constituants solubles
Avec des rations à base de fourrages, aucun constituant soluble n’est retrouvé dans les fèces
[11].
VIII. L’efficacité alimentaire
A. Une notion récente
1. Définition
L’efficacité alimentaire est définie comme la quantité de lait produit pour un kilogramme de
matière sèche ingérée (MSI).
49
Pour mesurer l’efficacité alimentaire, il faut connaitre la quantité de lait produite en lait
standard c’est à dire en lait corrigé à 4% de matière grasse et la quantité de matière sèche
ingérée. Pour calculer la MSI, il faut peser la ration distribuée et les refus.
Une appréciation qualitative peut être faite via l’examen des bouses : moins il y aura des
fibres et de grains non digéré, meilleure est l’efficacité alimentaire à priori ! Attention,
cependant il peut être difficile de comparer via ce critère les élevages à moins que les
systèmes d’alimentation soient très proches [2].
Formule pour obtenir le lait standard :
((0,44 + (0,0055 * (TB – 40)) + (0,0033 * (TP – 31))) * Quantité Lait)
0,44
Formule Efficacité alimentaire : Lait Standard / MSI
2. Contexte
Assurer le suivi de l’efficacité alimentaire devient de plus en plus fréquent pour suivre la
rentabilité d’un élevage. Cette nouvelle approche est due à la hausse du coût des aliments,
poste de charge déjà des plus conséquents sur une exploitation. C’est aussi un outil de
management de l’alimentation. Le nouvel objectif des exploitations laitières est optimiser la
valorisation de la ration, en orientant les nutriments vers la production de lait, et ainsi
diminuer les déchets. L’intérêt de l’efficacité alimentaire est de réduire ses coûts alimentaires
tout en augmentant la rentabilité de la production de lait ou pour une même production
diminuer le niveau d’ingestion mais avec une ration de meilleure qualité (Tab III) [31].
Tableau III : Influence du niveau d'ingestion sur l'efficacité alimentaire [31]
Le graphique (Fig. 24) montre une relation curvilinéaire : les plus grandes économies sont
réalisées pour de faibles variations d’efficacité alimentaire [7].
50
Figure 24 : Relation entre le niveau d'ingestion et l'efficacité alimentaire [7]
3. Objectifs
L’objectif pour un élevage Prim’Holstein serait 1,4kg de lait standard produit par kilo de
matière sèche ingérée. Plus ou moins 0,15 point d’efficacité alimentaire sur un troupeau de 50
vaches représente environ 30€/1000 litres de marge en plus ou en moins. Un objectif de 1,5 à
1,6 est visé pour des vaches en production depuis 150 à 200jours (Tab IV) [18].
Tableau IV : Objectif d'efficacité alimentaire selon le stade de lactation [2]
4. Limites
La valeur de l’efficacité alimentaire peut être utilisée comme un indicateur de production des
troupeaux laitiers, mais en aucun cas, il ne faut l’utiliser seul comme critère économique. En
effet, les objectifs en élevage laitier ne se résument pas uniquement à la production de lait. Il
faut aussi assurer la reproduction, la croissance, gérer les variations de poids. Toutes ces
étapes sont nécessaires à la longévité de l’animal. C’est pourquoi cette notion délicate est
51
récente en industrie laitière comparativement à d’autres secteurs d’élevage : porcs, volailles.
Son interprétation est toujours à corréler au contexte : stade et rang de lactation, niveau de
production du troupeau, poids corporel [27].
Le problème de l’efficacité alimentaire est son approximation. C’est un critère facile à
calculer mais encore faut il des données précises. Pour obtenir un chiffre fiable, il faut des
outils de pesée précis et régulièrement calibrés et connaitre la teneur en matière sèche de
chacun des composants de la ration [18].
En effet, les valeurs alimentaires peuvent varier en fonction d’une parcelle, de la dégradation
d’un front d’attaque de silo et aussi de la digestibilité de la NDF (neutral detergent fiber) et
aussi de la variété des maïs. Il faut, de plus respecter l’ordre d’incorporation et le temps de
mélange, et surtout vérifier l’homogénéité de la ration tout au long de la distribution [54].
Malgré ces limites, ce critère parait néanmoins approprié pour comparer la rentabilité des
élevages, par rapport à la production par vache et par an. Les vaches les plus efficaces sont
celles qui ont la production laitière la plus élevée par rapport à leur poids métabolique
(PV^0,75) [47].
5. Moyen d’action
Pour gagner rapidement en efficacité alimentaire, il faut écarter les animaux qui produisent
moins de 60% du niveau permis par la ration de base. Assurer la longévité des animaux, ainsi
à partir de 2,8 lactations un gain de 3 à 5% d’efficacité peut être réalisé. Le pouvoir
salivogène de la ration dépend de sa structure physique. Or tout facteur relatif à la prise
alimentaire peut influencer jusqu’à 30% l’efficacité alimentaire. Au-delà de 40% de NDF, les
pertes d’efficacité alimentaire peuvent atteindre 15%. La teneur en matières azotées totales, la
teneur en amidon, la synchronisation des apports en azote et énergie fermentescible dans le
rumen, l’augmentation du niveau de production par la dilution des besoins d’entretien
peuvent permettre d’améliorer son efficacité alimentaire. De même, l’aménagement des silos
en évitant de trop grand front d’attaque, vérifier la température, veiller à optimiser
l’avancement ; surveiller la consommation d’eau, sa qualité, sa température. Rester vigilant
aux signes indirects de problèmes alimentaires : refus, aspect des bouses, la vitesse
d’ingestion [55]. Il faut aussi veiller à travailler avec de la fibre efficace c’est-à-dire dure, de 5
à 7 cm de long, la seule qui influence l’efficacité alimentaire. Comme sources de fibre
efficace, il y a la paille non broyée, le foin de luzerne, la paille de colza. Il faut pour évaluer
l’efficacité alimentaire suivre la matière sèche des aliments par des analyses régulières au
minimum à chaque changement de silo, ou mieux tous les deux ou trois mois. Il faut aussi
penser à vérifier les pesées de rations et contrôler la machine régulièrement pour un bol
mélangeur ou une dessileuse peseuse [55].
52
B. Facteurs de variations
1. Facteurs liés à l’animal
a. Ingestion
L’efficacité alimentaire est fortement corrélée à l’ingestion. La capacité d’ingestion traduit
l’aptitude et la motivation d’une vache à consommer des aliments. En France, elle est
exprimée en unité d’encombrement (UEL). Le principal facteur de variation est le poids vif
chez les génisses et le niveau de production chez les vaches laitières. Cependant de nombreux
facteurs influent sur la capacité d’ingestion de la vache laitière tels que le poids vif, l’état
d’engraissement, le stade de lactation, le stade de gestation et l’âge. Tous les aliments ne sont
pas équivalents en termes d’encombrement. Ainsi « plus un aliment est digestible et
ingestible, plus sa valeur d’encombrement est faible, il est donc davantage consommé » [24].
L’éleveur a tout intérêt à stimuler ses animaux pour les inciter à consommer plus et ainsi
optimiser le niveau du troupeau. Pour ce faire, il faut veiller à la qualité des aliments
proposés, permettre un accès à la ration un maximum de temps. Il est recommandé un accès
pendant plus de 20 heures par jour, notamment en repoussant régulièrement la ration [9].
Il dépend aussi du système d’alimentation. Ainsi, il a été démontré que les animaux alimentés
avec une ration totale mélangée étaient capables d’ingérer jusqu’à 4kg de matière sèche par
jour de plus que des animaux au pâturage pour une même production [46].
b. Besoins d’entretien
Les besoins d’entretien correspondent à la dépense énergétique minimale de l’animal qui lui
permet de rester en vie sans variation de poids. Ils comprennent les dépenses dues au
métabolisme basal : respiration, circulation sanguine, homéostasie cellulaire…, ainsi que les
dépenses générées par les conditions de vie, par exemple le maintien de la température
corporelle, les déplacements [24].
Les besoins d’entretien sont variables selon l’activité physique des animaux. En effet, des
animaux au pâturage dépensent une partie de leur temps et de leur énergie pour se déplacer et
se nourrir, à la différence d’animaux entravés qui ont tout ce dont ils ont besoin à portée.
D’autres facteurs font varier les besoins d’entretien tels que la taille de l’animal, plus la vache
est grande plus son métabolisme basal est élevé. Les conditions extérieures sont aussi à
prendre en considération comme le climat : la température influence les besoins d’entretien
notamment lorsque les animaux sont en dehors de leur zone de thermoneutralité. Les besoins
d’entretien augmentent lors de conditions thermiques particulières, d’activité physiques et de
variation de poids. Dès lors que les animaux s’amaigrissement, les besoins d’entretien
diminuent eux aussi, l’efficacité alimentaire augmente alors. Cependant, les interactions entre
ces différents facteurs sont telles qu’il peut être difficile de déterminer à quel effet est due la
variation de l’efficacité alimentaire [27]. Ces petites considérations semblent insignifiantes
mais à l’échelle d’un animal et à fortiori d’un troupeau, l’efficacité alimentaire s’en trouve
inévitablement affectée [31].
53
c. Stade et rang de lactation
Le stade de lactation a un impact non négligeable sur l’évaluation de l’efficacité alimentaire.
En effet, en début de lactation, le déficit énergétique et la perte de poids entraînent une
augmentation artéfactuelle de l’efficacité alimentaire. Cependant, une efficacité alimentaire
supérieure à 2 en début de lactation est révélatrice d’une perte de poids trop importante et/ou
de désordres métaboliques. Dans la même logique, en fin de lactation les vaches reconstituent
leurs réserves corporelles afin d’anticiper la prochaine lactation. Ceci a pour effet de diminuer
l’efficacité alimentaire. Le mois moyen de lactation doit ainsi être pris en compte dans
l’appréciation de l’efficacité alimentaire moyenne d’un troupeau [31]. Pour le stade de
lactation, on ajoute 0,15kg d’efficacité alimentaire par tranche de 50 jours à partir de 150
jours [22]. Par exemple, viser 1,5 à 1,6 kg de lait par kg de matière sèche est un objectif
raisonnable pour des animaux en lactation depuis 150 à 200 jours. Après 250 jours, avec la
reprise de poids et la gestation, un objectif de 1,4 est correct. Pour des animaux en tout début
de lactation (< 60jours), des valeurs de 1,8 peuvent être atteintes avec des rations hautement
énergétiques. Il faut veiller cependant à ne pas masquer des désordres métaboliques [27].
Le rang de lactation est lui aussi un critère important à considérer, notamment pour les
primipares. En effet, elles doivent encore consacrer une partie de leur énergie à la fin de leur
croissance. L’efficacité alimentaire s’en trouve alors diminuée [31]. Il faut toujours s’attendre
à des valeurs inférieures de 0,1 à 0,2 par rapport aux multipares [22].
d. Etat de santé du rumen
La stimulation des fermentations ruminales ainsi que le maintien d’un milieu fonctionnel sont
les garants d’une bonne efficacité alimentaire. En effet, cela garantit une utilisation optimale
des nutriments, donc une bonne digestibilité et une bonne efficacité [21].
Par exemple, la subacidose peut diminuer l’efficacité l’alimentaire de 0,1 [22]. En effet, l’état
d’acidose réduit la digestibilité de la cellulose, elle réduit donc la densité énergétique de la
ration et par conséquent l’efficacité alimentaire. De plus il y a augmentation de libération de
chaleur donc des pertes, ce qui diminue la conversion des nutriments en énergie utilisable à
des fins productives. Enfin, en tant que phénomène pathologique, l’acidose a des
conséquences négatives sur l’état de santé global des vaches [5].
e. Génétique
Il a été démontré que les lignées de hautes productrices sont plus efficaces dans la
transformation de leur ration en lait. L’information génétique détermine la répartition des
nutriments entre les besoins d’entretien, la production de lait [27].
2. Facteurs liés à l’aliment
a. Digestibilité de la ration
La digestibilité est l’un des facteurs les plus importants qui influence la disponibilité de
l’énergie chez la vache. Elle a un effet direct sur l’efficacité alimentaire. Quand la digestibilité
des aliments augmente, davantage de nutriments sont absorbés et utilisables pour la
production. [14] Si l’efficacité alimentaire est faible, la digestibilité de la ration est médiocre.
Les vaches n’ont pas forcément besoin d’ingérer de grande quantité de matière sèche pour
54
avoir une production élevée. Il suffit de fournir la quantité nécessaire de nutriments
digestibles dans la ration. La variation de digestibilité des fourrages suffit à expliquer la
gamme de digestibilité des rations. En effet, les fourrages constituent la plus grande partie de
la ration, et la variabilité de digestibilité des fourrages est beaucoup plus importante que celle
des concentrés. C’est pourquoi la qualité des fourrages et leur digestibilité ont un impact
majeur sur l’efficacité alimentaire [5].
Ainsi, la qualité des fourrages est le facteur clé de la gestion de l’efficacité alimentaire. Il faut
en amont raisonner la production des fourrages de manière à obtenir une matière première de
qualité, associée à l’utilisation d’additifs alimentaires qui en améliorent la digestion, tout en
conservant la santé du rumen [5].
b. Qualité des fourrages
Il ne faut tout de même pas jouer la digestibilité à tout prix. En effet, par leur teneur en fibres,
les fourrages assurent un maintien de l’activité masticatoire, de la rumination et par
conséquent de la production de salive et du pH du milieu ruminal via son pouvoir tampon. Les
moindres variations de cet équilibre influencent la dégradation des nutriments et impactent au
final l’efficacité alimentaire de la ration. Les fibres participent aussi au maintien de la motilité
ruminale [31].
c. Granulométrie
La granulométrie de la ration est évaluée par le tamisage successif et exprimée en diamètre
médian des particules (d50). Les variations de granulométrie influencent l’ingestion, la
digestion et le métabolisme des bovins. Ainsi un seuil minimal a été établi en deçà duquel la
physiologie digestive s’éloigne rapidement de la normale. Ce seuil est de 4 à 5mm. La
réduction d’un mm des particules diminue la durée de mastication de 100 minutes par jour. La
granulométrie influence plus la durée de rumination que celle de l’ingestion. Au niveau
ruminal, quand le diamètre médian diminue de 1 mm, le pH diminue de 0,5. Or une baisse de
pH indique une moindre efficacité de la digestion des aliments donc une mauvaise utilisation
métabolique et au final une baisse de l’efficacité alimentaire. Pour les fourrages, plus le
hachage est fin plus les quantités ingérées augmentent mais on déprécie la digestibilité [40].
d. Additifs alimentaires
Actuellement, de nombreuses substances probiotiques sont employées dans le but d’améliorer
la dégradation des fibres. Les levures probiotiques agissent comme un stimulant de la
population cellulolytique et notamment de leur activité enzymatique. Elles libéreraient des
vitamines et divers facteurs de croissance essentiels au développement des bactéries
cellulolytiques. Ainsi, la digestibilité des fourrages est augmentée et par conséquent
l’efficacité alimentaire aussi [7].
3. Facteurs liés à l’environnement
a. Température
Les variations de température extérieure impactent l’efficacité alimentaire via les variations
des besoins d’entretien. Ainsi le froid mais surtout le chaud obligent les animaux à réguler
leur température corporelle et diminuent l’efficacité alimentaire [31].
55
b. Bien être
Ce critère est comme le précédent, à relier aux besoins d’entretien. En effet, tout stress aura
pour effet d’augmenter les besoins d’entretien. La surdensité, les pathologies sont autant de
facteurs de stress pour les animaux [31].
L’environnement du repas a également un rôle primordial, aussi déterminant que la
composition de la ration. L’appétence est un facteur à ne pas négliger, car le goût est assez
développé chez les bovins. La connaissance du comportement des vaches peut être utile pour
l’amélioration du bien-être et de l’efficacité. L’environnement de la vache à savoir la densité,
l’espace, le mode de distribution d’aliment sont des éléments liés mais déterminants pour la
production. La facilitation sociale influence aussi la prise alimentaire : les vaches sont des
animaux grégaires quand l’une va manger, cela incite les autres à s’alimenter. Le
comportement alimentaire est enfin affecté par le climat, la dentition, l’âge des bovins, la
nature et le type d’aliment [1].
C. Bilan
Pour gérer son efficacité alimentaire il faut apporter des aliments de qualité, de manière
adéquate, synchrone afin d’optimiser leur utilisation. Ensuite le facteur animal est primordial
avec trois principaux facteurs influençant l’efficacité alimentaire : le poids des vaches, le
niveau de production, le stade de lactation. Plus les animaux sont lourds, moins ils sont
efficaces puisque leurs besoins d’entretien augmentent. Par contre, plus ils sont productifs
moins ils consomment par kg de lait produit. Le stade de lactation interfère par le fait que
physiologiquement la vache mobilise ses réserves en début de lactation et les reconstitue en
fin. Quel que soit le système d’alimentation, maïs ou herbe, une forte variabilité est observée :
pour un même niveau de production l’amplitude est marquée, environ 0,4 point. Le respect
des fondamentaux de la nutrition est le moyen le plus efficace pour augmenter l’efficacité
alimentaire [21]. Cependant il ne faut pas négliger l’impact de l’environnement sur les
animaux.
Améliorer son efficacité alimentaire peut conduire à deux stratégies : produire davantage de
lait pour un kg de matière sèche ingérée ou bien diminuer la quantité ingérée en conservant la
même production [31]. Cette nouvelle approche consiste en l’optimisation de la
consommation sans augmenter l’ingestion de matière sèche, c’est-à-dire extraire le maximum
de la ration. Ainsi on diminue par la même occasion la quantité de résidus. Ce dernier point
n’est pas négligeable du point de vue environnemental, surtout dans le contexte actuel [22].
Problématique
Dans cette étude, nous cherchons à savoir comment améliorer l’efficacité alimentaire d’une
ration, grâce à la connaissance de la composition des bouses. Par exemple, est-il possible,
sachant qu’on ne retrouve pas d’amidon dans les bouses, d’augmenter la teneur en amidon de
la ration afin de gagner en efficacité alimentaire ? Nous souhaitions notamment savoir s’il
existe des seuils en amidon, en matières azotées ou en cellulose brute qui nous permettraient
de mieux ajuster les apports d’une ration et auquel cas les caractériser.
56
Mesures en élevage
I. Introduction
A. Contexte
Cette étude a été réalisée avec le concours d’une société de nutritionnistes indépendants : le
cabinet BDM composé de 8 consultants intervenant dans toute la France. Leur travail consiste
à élaborer des rations avec en majorité des matières premières disponibles sur l’élevage,
qu’elles y soient produites ou en stock. Ils travaillent quasi-exclusivement en ration totale
mélangée (RTM ou TMR) de manière à connaitre les quantités distribuées et pouvoir utiliser
la notion d’efficacité alimentaire. Au cours des visites régulières, ils évaluent la ration par un
tamisage au Penn State, et les bouses par un tamisage et calculent l’efficacité alimentaire de la
ration.
B. Objectifs
Nous souhaiterions améliorer les connaissances que pourraient fournir l’étude des bouses, en
cherchant au-delà de l’aspect macroscopique (présence de grains, de fibres), si la composition
chimique apporte des informations sur l’efficacité alimentaire. C’est dans ce cadre que cette
étude a été conduite : étudier le lien qu’il existe entre l’efficacité alimentaire et les résidus des
bouses. Aussi, nous nous sommes intéressés à divers aspects. Tout d’abord, nous voulions
savoir si le tamisage de ration pouvait être un indicateur du potentiel de la ration. Nous avons
ensuite étudiés, d’une part la relation entre la composition de la ration et celle des bouses et
d’autre les relations entre l’efficacité alimentaire et la composition de la ration et des bouses
respectivement. Ainsi un nouvel outil pourrait être utilisé pour le rationnement.
II. Matériel et Méthodes
A. Présentation de l’étude
1. Contexte de l’étude
Nous avons choisi de limiter l’étude à une seule race, la plus représentée au niveau national :
la Prim’Holstein. De même, nous avons choisi de travailler exclusivement en ration totale
mélangée à base majoritaire d’ensilage de maïs, afin d’avoir une base semblable pour toutes
les rations. La contrainte financière a limité l’étude à 40 élevages au maximum.
2. Choix des élevages
Sont inclus dans l’étude, les élevages clients de la société BDM, travaillant exclusivement en
ration totale mélangée et répondant aux contraintes préalablement établies. Chacun des
consultants m’a ainsi communiqué une liste d’éleveurs auxquels ils avaient proposés de
participer à l’étude. Une quarantaine d’élevage ont ainsi, reçu un courrier explicatif début
septembre 2012. (annexes 1, 2, 3, 4)
57
3. Choix des animaux
Aucune condition particulière n’était requise sur les animaux, si ce n’est un déparasitage
régulier contre la douve et les strongles et surtout avant l’étude. En effet, nous voulions nous
affranchir de l’influence du stade et du rang de lactation sur l’efficacité alimentaire. C’est
pourquoi 10 % des animaux tout venant de chaque élevage, avec un minimum de 15 animaux
par élevage étaient requis pour le prélèvement de bouses.
4. Choix de la période de suivi
Afin de pouvoir décrire la totalité de la ration, nous avons choisi de conduire l’étude soit sur
des troupeaux hors sol, soit à un moment où les animaux ne pâturent pas. Au vu des
conditions climatiques particulières de l’automne hiver 2012-2013 (automne pluvieux et
humide qui a entrainé une repousse d’herbe), la période d’expérimentation a été décalée et
s’est trouvée être entre le 1er novembre 2012 et le 31 janvier 2013.
B. Déroulement de l’étude
1. Courrier aux éleveurs
Chaque éleveur participant à l’étude a reçu dans le mois de septembre un courrier comprenant
une lettre expliquant le cadre et le but de la thèse (annexe1), un questionnaire succinct
(annexe 2) visant à connaitre le nombre d’animaux en production ainsi que la date des
traitements antiparasitaires, le protocole de l’étude (annexe 4), une feuille de relevé journalier
de la ration (annexe 3).
2. Protocole de prélèvement
En dehors de toute transition et à l’issue d’une période d’adaptation de 10 jours à une ration
précise et décrite quotidiennement sur la feuille de relevé, trois prélèvements (lait, bouse,
ration) sont réalisés en deux jours. Le premier est réalisé par l’éleveur à J10 par rapport à la
mise en place de la ration, le lendemain le consultant réalise le prélèvement de bouse et de
lait.
a. Préparation des prélèvements
Chaque consultant dispose d’une feuille de protocole (annexe 5) et d’un kit de prélèvement
par élevage, composé d’un flacon numéroté pour l’ échantillon de lait, et de sachets pour les
prélèvements de bouses ainsi que de documents d’identifications pré-remplis pour l’envoi des
échantillons de ration et de bouse (annexes 7, 8).
b. Prélèvement de ration
Ce prélèvement est réalisé par l’éleveur, avant que les vaches n’aient accès à la ration. Il doit
être effectué en trois endroits du couloir d’alimentation de manière à en recueillir
1kilogramme. Le lendemain, un tamisage de la ration est effectué au Penn State®, le résultat
est notifié sur la fiche « Penn State », présentée en annexe 6.
c. Prélèvement de lait
C’est un échantillon moyen prélevé dans le tank après 3 traites minimum dans l’idéal. Le
numéro du flacon est reporté sur la fiche « Penn State » pour permettre le suivi de
l’échantillon. Un échantillon de 10mL est envoyé au laboratoire.
58
d. Prélèvement de bouse
Il est effectué sur 10% du troupeau avec au minimum 15 animaux, quelque soit leur stade et
rang de lactation. Une « louche » est prélevée au milieu de la bouse, par animal. Après
mélange et homogénéisation de tous les échantillons individuels, un échantillon moyen d’un
volume de « 4,5 » louches est réalisé. Il est envoyé au laboratoire pour analyse chimique
(cellulose brute, amidon, matières azotées totales, matière sèche).
e. Acheminement des prélèvements
Les échantillons de bouse et de ration sont envoyés sous pli postal, accompagnés de document
d’identification présentés en annexe 7 et 8, au Laboratoire Agronomique Normand.
L’échantillon de lait est envoyé au laboratoire Lacteus.
3. Analyses des échantillons
a. Tamisage de la ration
Un tamisage de la ration est effectué avec le tamis Penn State® . Ce tamis comprend 2 tamis
de diamètres différents, le premier est de 18mm, le second de 7mm. Un échantillon de ration
est pesé et passé au tamis. Suite à 5 va et vient par face et 7 quart de tour. Le contenu de
chaque plateau est pesé. Le tout est notifié sur la fiche « Penn State » (annexe 6).
b. Dosages sur la ration
Sur la ration, les teneurs en matière sèche (MS), cellulose brute (CB), amidon (AMI) et
matières azotées totales (MAT) sont déterminées. Pour obtenir la MS, un étuvage à 80°
pendant 48h est réalisé. La méthode de Weende est employée pour obtenir la CB, celle de
Kjeldhal pour la MAT, et celle d’Ewers pour l’amidon.
c. Dosages sur la bouse
Sur les bouses, les teneurs en matière sèche, en amidon, en cellulose brute et en matières
azotées totales, selon les mêmes méthodes que celles utilisées pour la ration.
d. Echantillon de lait
Pour le lait, le taux protéique (TP), le taux butyreux(TB) sont dosés.
4. Lait Standard
Pour pouvoir comparer l’efficacité alimentaire des différents élevages dont la composition du
lait est différente, il faut faire une correction pour rapporter le lait réellement produit en
équivalent lait corrigé à 4% de matière grasse, selon la formule suivante :
((0,44+ (0,0055*(TB-40)) + (0,0033*(TP-31)))*Quantité Lait)
---------------------------------------------------------------------------0,44
5. Efficacité alimentaire
A partir des feuilles de relevé, nous disposons de la quantité brute totale distribués aux
animaux ainsi que de la quantité de refus. Suite aux analyses de rations, nous connaissons la
teneur en matière sèche de la ration. Avec ces données, nous pouvons alors calculer la
59
quantité de matière sèche ingérée par animal. Par le calcul suivant, nous obtenons l’efficacité
alimentaire de la ration :
Lait Standard (L /VL/jr)
-----------------------------MSI (kg/VL/jr)
6. Méthodes statistiques
Le but de cette étude est de mettre en évidence une corrélation entre les valeurs de l’analyse
chimique des bouses et l’efficacité alimentaire. Toutes les données ont été traitées à l’aide
d’un logiciel d’analyses statistiques : R. La normalité de l’échantillonnage a été vérifiée avec
le test du QQ-plot. Les tests de corrélation ont été appliqués aux différentes variables : le test
de Pearson et de Spearman, selon que les variables suivent une loi normale ou non. D’autres
tests statistiques ont été réalisés : comparaison de moyenne selon le test bilatéral de la somme
des rangs de Mann-Whitney-Wilcoxon, le test non paramétrique de l’ANOVA 1 et la méthode
de Bonferroni.
III. Analyse des résultats
A. Statistique descriptive sur les résultats
1. Tamisage de la ration
Pour des rations totales mélangées avec pour fourrage principal l’ensilage de maïs, les
nutritionnistes de BDM recommandent : 6% à 12% des particules sont retrouvées dans le
plateau du haut ce qui correspond aux grosses particules. Le plateau intermédiaire recueille
les particules de taille moyenne, elles doivent représenter 40% à 60% du total. Dans le plateau
du bas se trouvent les plus fines particules qui représentent moins de 50% du mélange. Les
résultats sont très variables car l’écart-type est élevé (Tab V). Au total quatre rations sur les
29 tamisées possèdent les caractéristiques recommandées. Dans la majorité des cas, c’est au
niveau du tamis de 18mm de diamètre que les valeurs sont le plus éloignées des
recommandations. Malgré une valeur haute de 65%, la moyenne sans cette valeur hors norme
reste à 23,1% soit le double de la recommandation. L’intervalle de valeur reste lui aussi
important. Ensuite le tamis intermédiaire présente aussi bon nombre de valeurs en dehors des
recommandations, néanmoins la moyenne reste acceptable. Les rations décrites ne semblent
pas avoir les caractéristiques physiques (fibrosité, homogénéité) recommandées. La
variabilité des résultats rend leur utilisation difficile dans le cadre d’une corrélation avec
l’efficacité alimentaire.
Tableau V : Résultats du tamisage des rations
Plateau
Haut
Intermédiaire
Bas
Moyenne
24,6%
45,9%
30,2%
Ecart-Type
14,5%
11,5%
6,4%
Médiane
20,1%
48,9%
32,7%
Intervalle
5,9%-65%
16,5%-63%
16%-42,1%
Recommandations
6% - 10%
30% - 50%
40% - 60%
60
2. Analyse de la composition de la ration
Les recommandations de l’Inra pour une ration type de vaches laitières sont de 0,95 à 0,98
UFL/kg MS, 16% à 18% de MAT soit 110g et 125g de PDI, 20% à 25% au maximum
d’amidon, plus de 35% de NDF, plus de 17% de cellulose brute. Les nutritionnistes de BDM
préconisent un taux de sucres supérieur à 6%. En terme de matière sèche, une ration trop
humide se détériore rapidement et ne sera pas consommée par les bovins, une ration trop
sèche sera sujette au tri de la part des animaux et présente un risque acidogène. Cependant
aucune recommandation pour une ration totale mélangée n’existe. Les moyennes des résultats
des rations mesurées en élevage sont présentées dans le tableau VI, le détail est présenté en
annexe 10. Les rations respectent ces recommandations en termes de matière sèche, de
cellulose brute. Elles sont dans les limites inférieures des recommandations en ce qui
concerne la matière azotée et très en dessous pour l’amidon. En effet, la teneur moyenne en
MAT est de 15% (soit 150g/kg) et celle d’amidon est de 18% (soit 180g/kg). Il faut
néanmoins rappeler que cette expérimentation a été menée en conditions d’élevage réelles.
Les rations utilisées représentent pour chaque élevage, le meilleur compromis entre le respect
des recommandations et la rentabilité de la production, en fonction des stocks et des moyens
financiers. Les rations ne peuvent pas suivre de manière exacte les recommandations. De plus,
les conditions de récolte de l’ensilage de maïs ont été particulièrement humides durant
l’automne 2012, l’ensilage obtenu était souvent de qualité médiocre.
Cependant si on considère le rapport TB/TP présenté en annexe 12, nous constatons qu’il est
toujours compris entre 1,1 et 1,5. A l’échelle du troupeau, ces rations ne présentent pas de
facteurs de risques d’acidose et ou de cétose, ce qui n’empêche pas un animal d’être en
acidose ou en cétose.
Tableau VI : Résultats des analyses de rations
Dans la ration
Moyenne
Ecart-Type
Médiane
Intervalle
Matière Sèche (%)
39.4
3.97
39.1
31.4-52.2
Cellulose Brute (g/kg MS)
209.6
21.35
205.2
176 - 258.1
Matières Azotées Totales
(g/kg MS)
152.4
16.05
151
115 - 185
Amidon (g/kg MS)
176.8
42.99
170.7
110.9 - 277.2
3. Analyse de la composition des bouses
De manière générale, les bouses ne sont étudiées qu’en parasitologie ou macroscopiquement
en « bousologie ». Aucune référence n’est admise en ce qui concerne les teneurs des
différents paramètres étudiés. Les seules données disponibles concernent la matière sèche,
généralement comprise entre 10% et 20%, et l’amidon qui est normalement absent des bouses.
Cependant dans de nombreuses situations on peut le retrouver. Dans le cas où celui-ci est
61
excédentaire par rapport à l’apport azoté, ou simplement si le transit est trop rapide, l’amidon
ne sera alors pas totalement utilisé [11]. On sait, par ailleurs que des matières azotées
endogènes issues de la desquamation des cellules intestinales et de la dégradation des corps
microbiens, sont retrouvées dans les bouses. Les résultats obtenus sont présentés en annexe
10, les valeurs moyennes sont présentées dans le tableau VII. Dans notre étude, la teneur en
matière sèche des bouses est dans les normes avec assez peu de variations (écart-type faible).
La cellulose brute est un estimateur de la teneur en fibres alimentaire, cette notion comprend
la cellulose, les hémicelluloses, les pectines et la lignine. La cellulose, les hémicelluloses et
les pectines sont plus ou moins digestibles et la lignine est indigestible. Les fibres
indigestibles sont normalement retrouvées dans les bouses. La quantité retrouvée dans les
fèces dépend des espèces végétales ainsi que de leur âge. La teneur en matière sèche des
bouses est de l’ordre de 10% à 20% alors que celle des rations est plutôt de l’ordre de 30% à
40%. Les fibres sont donc concentrées dans les bouses.
Tableau VII : Résultats des analyses de bouses
Dans les bouses
Moyenne
Ecart Type
Médiane
Intervalle
Matière Sèche (%)
13.44
1.99
13.2
10.7 - 22.2
Cellulose Brute g/kgMS
250.81
20.35
247.1
213.1 - 306
Matières Azotées Totales g/kgMS
169.23
23.41
164
133 - 246
Amidon g/kgMS
18.31
20.02
16
0 - 79.3
4. Efficacité alimentaire
En pratique, il est communément admis que l’efficacité alimentaire s’échelonne entre 0,8 et 2
kg de lait corrigé à 4% de matière grasse par kg de matière sèche ingérée [2, 17]. Une bonne
efficacité alimentaire se situe au delà de 1,4, et lorsqu’on souhaite améliorer son efficacité
alimentaire, on vise à gagner 0,1 point. Les résultats sont présentés en annexe 10.
Globalement, les élevages étudiés ont une bonne efficacité alimentaire, la moyenne est de 1,4
(Tab VIII). La dispersion des valeurs d’efficacité alimentaire est relativement réduite : 0,1
point.
Tableau VIII : Résultats de l’efficacité alimentaire
Efficacité alimentaire
Moyenne
Ecart Type
Médiane
Intervalle
1.386
0.12
1.383
1.123 - 1.678
62
B. Statistiques inférentielles
1. Etude des corrélations
a. Tamisage de la ration
Malgré les résultats hétérogènes du tamisage, la corrélation entre fibrosité de la ration et
efficacité alimentaire est quand même testée, notamment pour savoir si le fait de retrouver
beaucoup de fibres sur le tamis supérieur aurait un impact sur l’efficacité alimentaire. Les
distributions ne suivant pas une loi normale, le test de Spearman est appliqué. Aucune des
relations testées n’est significative (Tab IX).
Tableau IX : Résultats des tests de Spearman entre l’efficacité alimentaire et le tamisage
Variables
EA – Haut
Tests
Spearman
p-value
0,5105
Coefficient
rho=0,1297386
Interprétation
NS
EA - Interm
Spearman
0,7831
rho=0,05446832
NS
EA - Bas
Spearman
0,4899
rho=-0,1360898
NS
(EA : efficacité alimentaire, Haut : tamis supérieure, Interm : tamis intermédiaire, Bas : fond de cuve)
b. Comparaison des paramètres de ration et des paramètres de
bouses
En premier lieu, nous avons cherché à savoir si les paramètres de ration et de bouses étaient
corrélés entre eux. Il n’existe aucune corrélation significative entre les paramètres d’analyse
de la ration et ceux d’analyse des bouses (Tab X).
Tableau X : Analyse statistique des corrélations entre les paramètres de bouses et de rations.
Variables
MSB - MSR
Tests
Spearman
p-value
0,686
Coefficient
rho=-0,069
Interprétation
NS
CBB – CBR
Spearman
0,689
rho=-0,068
NS
MATB - MATR
Spearman
0,345
rho=0,164
NS
AMIB - AMIR
Spearman
0,105
rho=0,271
NS
(MSB : matière sèche des bouses, MSR : matière sèche de la ration, CBB : cellulose brute des bouses, CBR : cellulose
brute de la ration, MATB : matières azotées totales des bouses, MATR : matières azotées totales de la ration, AMIB :
amidon des bouses, AMIR : amidon de la ration)
63
c. Etude de la relation entre l’efficacité alimentaire et les
différents paramètres mesurés
Afin de savoir quels paramètres de ration ou de bouse influenceraient individuellement
l’efficacité alimentaire, un test de corrélation a été réalisé pour chacun d’eux.
i. Efficacité alimentaire-Ration
Nous avons tout d’abord, étudié les éventuelles corrélations entre les paramètres de ration et
l’efficacité alimentaire. La distribution des valeurs de ration et d’efficacité ne suivent pas une
loi normale (annexes 15, 16, 18), le test de Spearman est appliqué. Il n’existe aucune
corrélation significative entre les paramètres de ration et l’efficacité alimentaire (Tab XI).
Tableau XI : Analyse statistique des corrélations entre l’efficacité alimentaire et les paramètres de ration
Variables
EA - MSR
Tests
Spearman
p-value
0,565
Coefficient
rho=-0,098
EA – CBR
Spearman
0,580
rho=0,094
Interprétation
NS (non
significatif)
NS
EA – MATR
Spearman
0,295
rho=-0,177
NS
EA - AMIR
Spearman
0,387
rho=-0,147
NS
ii. Efficacité alimentaire-Bouses
De la même manière, nous sommes ensuite intéressés aux corrélations entre les paramètres de
bouses et l’efficacité alimentaire. Les paramètres d’efficacité et d’analyse de bouses ne
suivent pas une loi normale (annexes 14, 16, 17), le test de Spearman est appliqué. Seule une
corrélation entre la cellulose brute retrouvée dans les bouses et l’efficacité alimentaire est
significative (p-value de 0,044). Le coefficient de corrélation est de – 0,333. Moins il y a de
cellulose brute dans les bouses, plus les animaux sont efficaces. Pour les autres paramètres,
aucune corrélation n’est significative (Tab XII).
Tableau XII : Analyse statistique des corrélations entre l’efficacité alimentaire et les paramètres de bouses
Paramètres
EA - MSB
Tests
Spearman
p-value
0,536
Coefficient
rho=0,105
Interprétation
NS
EA – CBB
Spearman
0,044
rho=-0,333
S
EA – MATB
Spearman
0,179
rho=0,232
NS
EA - AMIB
Spearman
0,857
rho=-0,03
NS
d. Etude de la relation entre l’efficacité alimentaire et des
associations de paramètres
Devant le peu de résultats obtenus par les premières séries de tests, nous avons cherché
différentes manières d’associer les différents paramètres eux.
64
i. Somme des paramètres de rations et de bouses :
Dans un premier temps, nous avons étudié la corrélation entre la somme des paramètres
analysés dans la ration et l’efficacité alimentaire. En effet, les paramètres ont peu ou pas
d’influence individuellement sur l’efficacité alimentaire, mais la somme des trois représente
l’ensemble des éléments nutritifs d’une ration. En parallèle, la corrélation entre la somme des
paramètres des bouses et l’efficacité alimentaire est aussi testée. Aucune corrélation n’est
mise en évidence en sommant les différents paramètres de bouse ou de ration (Tab XIII).
Tableau XIII : Analyse de la corrélation (AMI+CB+MAT) dans la ration et dans les bouses et l’efficacité alimentaire
Variables
(AMIB+CBB+MATB)
– EA
(AMIR+CBR+MATR)
– EA
Tests
Spearman
p-value
0,337
Coefficient
rho=-0,167
Interprétation
NS
Spearman
0,620
rho=-0,084
NS
ii. Rapport MSB/MSR, AMIB/AMIR, MATB/MATR, CBB/CBR
Pour chacun des paramètres, le rapport entre la teneur dans les bouses et la teneur dans la
ration a été calculé et testé. Encore une fois, les conditions de normalité ne sont pas respectées
(annexe 19), le test de Spearman est appliqué. Seule la corrélation entre MATB/MATR et
efficacité alimentaire est significative. Ces deux valeurs corrélées positivement, plus le
rapport est élevé, plus l’efficacité alimentaire augmente. Ainsi, lorsque l’efficacité alimentaire
est élevée, davantage de déchets azotés sont rejetés. (Tab XIV)
Tableau XIV : Analyse de corrélation entre les rapports des teneurs en MS, AMI, MAT, CB dans les bouses et dans la
ration
Variables
MSB/MSR - EA
Tests
Spearman
p-value
0,284
Coefficient
rho=0,181
Interprétation
NS
AMIB/AMIR : EA
Spearman
0,917
rho=0,018
NS
MATB/MATR :
EA
CBB/CBR : EA
Spearman
0,040
rho=0 ,366
S
Spearman
0,076
rho=-0,296
NS
iii. Différence MSR-MSB, MATR-MATB, AMIR-AMIB, CBRCBB
La différence entre les teneurs de la ration et des bouses a été calculée et testée. La normalité
n’est pas respectée (annexe 19), d’où l’utilisation du test de Spearman. Seule la corrélation
entre MATR-MATB et l’efficacité alimentaire est significative. Les deux valeurs sont
corrélées négativement, quand la différence diminue, l’efficacité alimentaire augmente, cette
conclusion rejoint celle précédente, à savoir quand l’efficacité alimentaire augmente, les
déchets azotés s’accumulent (Tab XV).
65
Tableau XV : Analyse de la corrélation entre la différence des paramètres entre la ration et les bouses et l’efficacité
alimentaire
Variables
(AMIR –
AMIB) : EA
(MATR –
MATB) : EA
(CBR-CBB) :
EA
(MSR-MSB) :
EA
Tests
Spearman
p-value
0,356
Coefficient
rho=-0,156
Interprétation
NS
Spearman
0,039
rho=-0,350
S
Spearman
0,080
rho=0,292
NS
Spearman
0,3302
rho=-0,165
NS
iiii. Rapport MATB/ (AMIB+CBB), MATR/ (AMIR+CBR)
De la même manière que des recommandations sont émises sur le rapport UF/PDI. Le rapport
de l’énergie (AMI+CB) sur l’azote (MAT) a été calculé et testé sur les rations et sur les
bouses. Le test de Spearman est appliqué puisque les variables ne suivent pas une loi normale
(annexe 20). La corrélation entre (AMIB+CBB) / MATB et l’efficacité alimentaire n’est pas
significative mais la p-value est de 0,051 (Tab XVI). Il est probable que le petit effectif de
l’étude ne permette pas la mise en évidence d’une corrélation, mais celle-ci existe
certainement.
Tableau XVI : Analyse de la corrélation entre le rapport MAT/ (AMI+CB) dans les bouses et la ration et l’efficacité
alimentaire
Variables
(AMIB+CBB)/MATB
– EA
(AMIR+CBR)/MATR
- EA
Tests
Spearman
p-value
0,051
Coefficient
rho=-0,333
Interprétation
NS
Spearman
0,738
rho=-0,057
NS
e. Bilan
i. Les résultats significatifs
Peu de corrélations testées sur les paramètres individuels donnent un résultat significatif.
Seule la cellulose brute des bouses est corrélée négativement (-0,333) à l’efficacité
alimentaire. Plus les animaux sont efficaces, moins nous retrouvons de cellulose brute dans
les bouses.
Le rapport matières azotées des bouses-matières azotées de la ration ainsi que la différence
entre les matières azotées de la ration et celles de la bouse sont eux aussi corrélés (0,366 et 0, 350 respectivement) à l’efficacité alimentaire. Ces deux relations aboutissent à la même
conclusion, les déchets azotés augmentent avec l’amélioration de l’efficacité alimentaire.
ii. Les résultats non significatifs
Suite à cette première série d’étude de corrélation, peu sont significatives. L’effectif de
l’étude étant réduit, il se peut que des corrélations existent sans qu’on puisse les mettre en
66
évidence. Grâce à la formule du test de corrélation, on peut calculer le niveau de corrélation
qui est significatif avec n =37. Dans ce cas, la corrélation devient significative à partir de r =
0,314. Soit l’effectif qu’il aurait fallu pour avoir un résultat significatif avec une corrélation r
donnée. Ainsi pour chacune des corrélations testées, on peut calculer le nombre de couples de
données qu’il aurait fallu à partir de la formule suivante (Tab XVII).
t=
r *(√ (n-2))
√ (1-r2)
On obtient n = t2 *(1-r2) /r2 +2 avec t = 1,96 et r = Cov(X,Y) / √ (V(X)*V(Y)) : coefficient de
corrélation.
Tableau XVII : Nombre de données souhaitables pour la mise en évidence d’une corrélation entre variables
Variables
EA – MSB
EA – CBB
EA – MATB
EA – AMIB
EA – MSR
EA – CBR
EA – MATR
EA – AMIR
EA – (AMIB+CBB+MATB)
EA – (AMIR+CBR+MATR)
EA – (MATB/ (AMIB+CBB))
EA – (MATR/ (AMIR+CBR))
EA – (AMIR – AMIB)
EA – (CBR - CBB)
EA – AMIB/AMIR
EA – CBB/CBR
Coefficient de Corrélation
0,1373
-0,2794
0,1948
-0,0306
-0,0452
0,0599
-0,1459
-0,0245
-0,0454
-0,0611
0,2962
-0,0794
-0,0096
0,2275
0,0698
-0,2246
N
202
47
99
4092
1882
1068
179
6497
1863
1028
42
608
41279
72
788
74
Pour certains paramètres tels que MATB/ (AMIB+CBB), c’est bien le nombre de d’élevage
qui est le facteur limitant, une corrélation existe probablement. Pour d’autres, il n’y a
vraisemblablement aucune corrélation (dans les conditions de notre expérience) : AMIR,
(AMIR-AMIB).
iii. Conclusion
Malgré l’idée commune que les bouses sont le reflet de l’efficacité digestive de l’animal.
Visiblement le lien entre la ration et les bouses n’est pas si évident. Aucune relation évidente
entre les paramètres de bouses et de ration n’est observée. Les trois relations caractérisées
sont des corrélations de l’ordre de 0,3. Peu de relations font le lien entre l’efficacité
alimentaire et les paramètres de bouses ou de rations. Devant le peu de résultats, nous avons
alors procédé à une analyse plus approfondie des résultats de production laitière et des
résultats de l’analyse des bouses.
67
2. Comparaison par classe de production laitière
a. Comparaison entre le lot haut et le lot bas en production
Les résultats ont été classés par ordre croissant de production laitière (lait /vache /jour)
exprimée en lait standard. Le tableau de conversion en lait standard (noté LST) est présenté en
annexe 11. Trois groupes ont été formés. Le premier composé de 12 éléments comprenant les
plus faibles productions, un second de 13 éléments et le dernier composé des 12 éléments les
plus productifs. Les groupes le plus et le moins productifs ont été comparés via un test de
comparaison de moyenne, selon la méthode de la somme des rangs de Mann-WhitneyWilcoxon (Tab XVIII). Les moyennes de ces deux groupes sont significativement différentes
(p < 0,001).
Tableau XVIII : Comparaison de moyenne entre le lot en production haute et le lot bas
Moyenne LST Haut
34,5
Moyenne LST Bas
26,3
p-value
p < 0,001
En fonction de ces groupes, les critères de ration et de bouse ont été comparés selon la même
méthode (Tab XIX). Cependant aucune différence significative entre les moyennes hautes et
basses de chacun des paramètres n’est mise en évidence.
Tableau XIX : Comparaison de moyenne des critères de bouses et de ration en fonction des lots de production
Critère
CBB
AMIB
MATB
CBR
AMIR
MATR
Moyenne « Haute »
240,6
12,1
179,5
213,1
166,7
152,6
Moyenne « Basse »
261,4
16,1
163,0
209,4
180,6
150,9
p-value
p > 0,1
p > 0,1
p > 0,05
p > 0,1
p > 0,1
p > 0,1
b. ANOVA
Pour cette analyse, à partir du classement par ordre croissant de production en lait standard,
trois groupes différents de ceux formés précédemment, ont été formés (annexe 21). Le
premier a une production quotidienne inférieure à 28L, le second a une production
quotidienne comprise entre 28L et 32L et le dernier une production supérieure à 32L.
L’ANOVA va permettre de comparer les moyennes de production laitière des 3 groupes. Les
conditions de normalités n’étant pas respectées, le test non paramétrique de Kruskall-Wallis
est appliqué. La p-value obtenue est de 2,303.10-7, il existe donc une différence hautement
significative entre les productions des trois groupes. Pour aller plus loin, il est possible
statistiquement d’analyser les différences, groupe par groupe par la méthode de Bonferroni
(Tab XX). Néanmoins il faut faire attention, en multipliant le nombre de comparaison
acceptant 5% de risque d’erreur, on risque de trouver un résultat significatif qui ne l’est pas en
réalité. Dans notre cas, le risque reste faible puisque la comparaison ne concerne que trois
groupes. Chaque groupe est significativement différent des autres.
68
Tableau XX : Méthode de comparaison de Bonferroni appliquée aux groupes de production laitière
Groupe
II
III
I
3,8.10-6
7,9.10-5
II
1,7.10-7
A partir des groupes établis pour cette comparaison, chacun des critères de bouses et de ration
sont aussi comparés selon les mêmes méthodes (Tab XXI).
Tableau XXI : Analyse Anova selon les groupes de production des paramètres de ration et de bouses
Paramètres
MSB
CBB
AMIB
MATB
MSR
CBR
AMIR
MATR
p-value
0,779
0,05607
0,03232
0,0294
0,8058
0,09569
0,4437
0,7778
En fonction des groupes de production laitière, il existe des différences significatives de
moyennes de matières azotées et d’amidon dans les bouses. Pour la cellulose brute, la valeur
de p est à la limite. La méthode de Bonferroni est alors appliquée à la MATB et à l’AMIB
(Tab XXII).
Tableau XXII : Méthode de Bonferroni appliquée aux paramètres AMIB et MATB
Groupe : AMIB
II
III
Groupe : MATB
II
III
I
0,465
1,000
I
0,693
0,043
II
0,036
II
0,197
Pour l’amidon retrouvé dans les bouses, ce sont les groupes II et III qui sont significativement
différents. La moyenne du groupe II est de 24,4 et celle du groupe III de 9,5. Plus la
production laitière est élevée moins on retrouve d’amidon dans les bouses.
Pour les matières azotées fécales, ce sont les groupes I et III qui significativement différents.
Cette fois, il semblerait que plus la production laitière est élevée et plus on retrouve de
déchets azotés dans les bouses.
d. Bilan
Quand la production laitière augmente, les bouses sont alors moins riches en amidon mais
contiennent davantage de matières azotées.
69
3. Analyse individuelle des paramètres de bouses
Pour approfondir les relations entre les paramètres de bouses, ceux de ration et l’efficacité
alimentaire. Chaque paramètre de bouses est étudié individuellement. Les résultats sont
classés par ordre croissant et trois groupes sont formés arbitrairement. Une comparaison des
moyennes est réalisée au moyen d’une ANOVA. En fonction de ces groupes, le paramètre
correspondant dans la ration et la production laitière sont aussi analysés.
a. La cellulose brute
La répartition est la suivante, le groupe I contient les valeurs inférieures ou égales à 240g/kg
MS, le second les valeurs comprises entre 240 et 260g/kg MS (annexe 22). Le dernier groupe
comprend toutes les valeurs strictement supérieures à 260g/kg MS. Le test non paramétrique
de Kruskall-Wallis est appliqué, une p-value de 1,282.10-7 est obtenue. Il existe une différence
hautement significative entre ces trois groupes. Avec la méthode de Bonferroni, les résultats
suivants sont obtenus (Tab XXIII). Chaque groupe est significativement différent des autres.
Tableau XXIII : Méthode de Bonferroni appliquée à la cellulose brute des bouses
Groupe :
II
III
I
6,2.10-5
8,5.10-6
II
6,2.10-5
En fonction de ces groupes, l’analyse Anova est appliquée à la cellulose brute de la ration et à
la production de lait standard. Aucune différence significative n’est mise en évidence dans les
deux cas (Tab XXIV). La teneur en cellulose brute de la ration ne paraît pas en déterminer la
teneur fécale. Les différents niveaux de cellulose brute n’expliquent pas les variations de
production laitière.
Tableau XXIV : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour CBR, LST
CBR
p = 0,6079
LST
p = 0,1448
b. L’amidon
Pour l’amidon, la répartition suivante est adoptée : le premier groupe comprend les valeurs
égales à 0g/kg MS, le second les valeurs comprises entre 0 et 20g/kg MS et le dernier les
valeurs supérieures à 20g/kg MS (annexe 23). Suite au test de Kruskall-Wallis, la p-value
obtenue est de 0,02187. Les groupes sont significativement différents. Par la méthode de
Bonferroni, chaque groupe est significativement différent des autres (Tab XXV).
Tableau XXV : Méthode de Bonferroni appliquée aux groupes « AMIB »
Groupe :
II
III
I
II
-5
4,5.10
0,00015
4,4.10-5
De la même manière que pour la cellulose brute, l’influence du niveau d’amidon dans les
bouses est testée sur l’amidon de la ration et la production laitière. La conclusion est la même
70
en ce qui concerne la production, à savoir la teneur d’amidon ne semble pas expliquer des
variations de production laitière. Par contre, la teneur initiale en amidon pourrait avoir un lien
avec la teneur dans les bouses (Tab XXVI).
Tableau XXVI : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour AMIR, LST
AMIR
p = 0,0509
LST
p = 0,5987
c. Les matières azotées
Les valeurs de matières azotées ont été groupées de la façon suivante : le premier groupe
comprend les valeurs strictement inférieures à 160g/kg MS, le second groupe est composé des
valeurs entre 160g/kg MS et 170g/kg MS, et le dernier comprend les valeurs supérieures ou
égales à 170g/kg MS (annexe 24). La valeur de p est de 2,646.10-7 suite au test de KruskallWallis. Les moyennes sont significativement différentes. La méthode de Bonferroni montre
que chaque groupe est significativement différent des autres (Tab XXVII).
Tableau XXVII : Méthode de Bonferroni appliquée aux groupes « MATB »
Groupe :
II
III
I
0,00022
0,00011
II
0,00011
Encore une fois, les tests sont aussi appliqués à la teneur initiale de matières azotées et à la
production laitière (Tab XXVIII). La richesse de la ration en matières azotées n’explique pas
les variations de celles-ci dans les bouses. De même, les variations de teneurs en déchets
azotés ne sont pas expliquées par le niveau de production.
Tableau XXVIII : P-value obtenue à l’Anova non paramétrique pour MATR, LST
MATR
p = 0,6415
LST
p = 0,1497
d. Bilan
Les différentes analyses statistiques effectuées ne permettent pas de mettre en valeur de lien
particulier entre la ration, les bouses et la production, bien que pour chaque paramètre, les
groupes réalisés sont bien significativement différents.
71
IV. Discussion
Dans cette étude, nous souhaitions mettre en évidence un lien entre les bouses et la ration.
Lien, qui pour tout à chacun parait indéniable. Dans la conduite de l’étude, nous nous
sommes heurtés à certains biais qui peuvent avoir une répercussion des plus importantes visà-vis de nos résultats.
A. Matériel et méthodes
1. Conditions des mesures
a. L’échantillonnage
L’expérimentation a été conduite en condition terrain ce qui a généré un certain nombre de
biais. A commencer par le nombre d’intervenants, en effet chaque éleveur était chargé de
réaliser la prise d’échantillon de ration. Ensuite, huit personnes différentes ont procédé aux
prélèvements de bouses et de lait. Bien qu’un protocole ait été mis en place pour chaque prise
d’échantillon, une certaine variabilité opérateur dépendant subsiste.
Pour des raisons financières, il a été convenu qu’au maximum 40 élevages participeraient à
l’étude, au final 37 élevages ont été retenus. Ce nombre paraissait suffisant d’un point de vue
statistique, la plupart de tests pouvant s’appliquer sans conditions particulières, à partir de 30
données. Cependant, peu de corrélations testées ont été significatives, l’impact de ce petit
nombre n’est sans doute pas négligeable dans la mesure où la complexité de la physiologie
digestive bovine amène une variabilité intrinsèque déjà importante.
b. La valeur d’efficacité alimentaire
La valeur d’efficacité alimentaire utilisée pour tester les corrélations n’est pas celle
initialement prévue. En effet, les éleveurs devaient normalement remplir une feuille de relevé
journalier des quantités distribuées aux animaux (annexe 3). Très peu ont réalisé cette tâche,
un peu fastidieuse il est vrai. A défaut la valeur d’efficacité alimentaire utilisée est celle
calculée par le consultant au moment de la mise en place de la ration d’hiver. La plupart
d’entre elles ont été réalisées moins d’un mois avant le prélèvement. Cependant, l’objectif
était à partir de la feuille de relevé de calculer l’efficacité alimentaire quotidienne et de
réaliser la moyenne sur 10 jours afin de lisser les éventuelles variations journalières. C’est
peut être là que réside le plus gros biais. En effet, nous avons pris soin de réaliser une période
d’adaptation, de réaliser des prélèvements sur deux jours, pour être sûrs que les bouses et le
lait produit correspondraient au mieux à cette ration connue. Cette valeur plus proche de la
réalité nous aurait permis d’être plus affirmatifs quant à nos résultats.
Pour être extrêmement rigoureux, il aurait fallu en plus d’une efficacité alimentaire
contemporaine de l’expérimentation, avoir aussi l’exacte quantité de lait produite
quotidiennement durant cette même période. Ceci n’était cependant, pas envisageable en
conditions terrains. Par ces considérations, on peut d’ores et déjà confirmer qu’obtenir une
valeur d’efficacité alimentaire fiable n’est pas aussi simple qu’il n’y parait.
72
2. Les rations
Dans la plupart des études s’intéressant à l’alimentation, peu d’animaux sont utilisés mais les
rations sont extrêmement bien maitrisées aussi bien quantitativement que qualitativement. Or
dans notre expérience, nous avons 37 rations différentes bien que l’ensilage de maïs soit le
fourrage principal de chacune d’entre elles. Aussi, l’impact de certains aliments n’est pas
rendu par l’analyse globale de la ration. En effet tous les fourrages ne se valent pas, de même
que tous les amidons n’ont pas les mêmes propriétés.
3. L’analyse de bouse
L’analyse de bouse dans le cadre du rationnement est très peu voire pas documentée. Sans
plus de renseignements, nous avons décidé que la prise d’échantillon de bouse concernerait
10% du troupeau avec un minimum de 15 animaux. L’objectif de l’étude étant de corréler
« alimentation et bouse » à l’échelle, il aurait certainement fallu prélever davantage
d’animaux, à hauteur de 50% du troupeau.
B. Résultats
1. La ration
a. Le tamisage de la ration
Le tamisage de la ration a été réalisé à l’aide d’un tamis Penn State Particle Separator®. Ce
tamis est composé de deux tamis de diamètre de 18mm, 7mm.. Le tamisage des rations totales
mélangées donnent une très grande variabilité de résultats en lien avec la diversité des rations.
Les recommandations émises pour le tamisage de rations totales mélangées sont présentées
dans le tableau XXIX. L’impact de la teneur en matière sèche de la ration n’est pas
négligeable et en dessous de 45% de matière sèche la séparation des particules végétales est
moins précise [20].
Tableau XXIX : Recommandations de la répartition des particules d’une ration totale mélangée [20].
Tamis
Supérieur
Intermédiaire
Cuve de fond
Diamètres des pores
18mm
7mm
Taille des particules
> 18mm
8mm à 18mm
< 8mm
TMR
6% - 10%
30% à 50%
40% - 60%
b. La composition de la ration
Les recommandations en vigueur pour les vaches laitières sont un apport en protéines compris
entre 16% et 18% de MAT, la teneur en amidon ne doit pas excéder 25% de la matière sèche.
La teneur en fibres est estimée par deux critères : la cellulose brute qui doit représenter 17%
minimum de la matière sèche ou le NDF (neuter detergent fiber), critère plus récent et plus
précis qui doit être au minimum de 35% [33]. Ces recommandations sont émises pour garantir
un fonctionnement optimum du rumen. Un des paramètres le plus important de la digestion du
ruminant est le pH ruminal. En effet un faible pH est associé à de nombreuses perturbations
aussi bien zootechniques que pathologiques. Avant même d’atteindre un stade d’acidose
aigüe, des interactions digestives négatives se produisent en conditions trop acides (pH<6),
73
elles conduisent à une diminution de la digestibilité des parois et donc à une baisse de la
valeur nutritionnelle des aliments et de la ration. Outre les recommandations déjà indiquées
ci-dessus, d’autres paramètres souvent présentés comme secondaires, sont tout aussi
importants à prendre en compte. Ainsi la taille moyenne des particules de la ration doit être de
2,5mm, le niveau d’ingestion ne doit pas excéder 2,5% du poids vif. Et de manière générale,
tout facteur qui accélère le transit augmente ce risque d’acidose [44]. Même à composition et
structure semblables, deux rations peuvent avoir un pouvoir acidogène différent [35].
2. La composition des bouses
L’analyse de bouse dans le cadre du rationnement est très peu réalisée. Aussi il existe peu de
références en la matière aussi bien sur les valeurs obtenues que sur les techniques d’analyse.
Néanmoins, il a été démontré que les quantités excrétées sont corrélées positivement à la
matière sèche ingérée et à la production laitière. Cependant il faut tenir compte du fait que
même une vache tarie a une importante production de fèces. Les vaches les plus hautes
productrices de lait ne sont donc pas les fortes productrices de bouses, elles produisent moins
de kg d’excréments par litre de lait produit [56] donc les résidus sont plus concentrés. La
bouse est principalement étudiée en tant qu’effluent d’élevage dans un souci environnemental
vis à vis des flux de carbone et d’azote.
a. Les flux de carbone
Le méthane et le dioxyde de carbone sont les principaux gaz responsables de l’effet de serre,
or les bovins sont responsables de 20% des émissions de méthane d’origine humaine [12].
Une étude a été menée sur l’influence du régime alimentaire sur les composantes du bilan
carbone chez les bovins. L’élément carbone est retrouvé dans les divers nutriments des
bovins. En effet, les glucides sont composés à 45% de C, les lipides à 76% et les protéines à
52%. Les résultats montrent que le flux de C fécal augmente de façon linéaire avec
l’augmentation du niveau alimentaire. L’augmentation de la proportion de concentrés réduit
les pertes fécales de carbone au profit d’une augmentation du flux de C excrété dans le lait.
Enfin l’augmentation de la teneur en matières azotées de la ration entraine elle aussi une
diminution du flux fécal de carbone [42].
b. Le flux d’azote
L’azote est souvent le facteur limitant en production laitière, en raison de son coût. Il
représente aussi un facteur de risque environnemental majeur [32]. La teneur en matières
azotées indigestibles des rations est assez constante de l’ordre de 45g/kg MS. L’azote fécal
qui est constitué d’azote d’origine alimentaire, d’origine métabolique et d’une fraction
endogène [11], varie peu en fonction de la composition de la ration, mais principalement en
fonction de la quantité d’azote ingérée [45, 53]. Il représente 6gN/kg MSI à 7,2gN/kg MSI,
selon les sources [11, 53]. Le seuil de 100 à 105g de PDIE/UFL est le compromis à rechercher
pour optimiser la production tout en minimisant les pertes azotées [6, 45]. Au delà, le gain de
performance est minime par rapport à l’augmentation des pertes et en dessous c’est l’inverse.
Il semblerait que la quantité globale d’azote apportée dans la ration affecte la quantité totale
d’azote excrétée (voie urinaire, et fécale) alors que la composition de la ration, c’est à dire le
type de fourrage ou de glucides détermine la voie d’excrétion [57]. De nombreuses études ont
permis de mettre en évidence l’influence de certains aliments sur l’excrétion aussi bien
74
urinaire que fécale de l’azote. Ainsi une augmentation de la proportion d’amidon d’une ration
diminue l’excrétion fécale d’azote, tandis qu’une augmentation de la proportion de luzerne
l’augmente [57].
3. L’efficacité alimentaire
L’efficacité alimentaire est une notion récente en alimentation bovine. Cette notion qui se
rapproche d’un indice de consommation est utilisée depuis longtemps en production aviaire
ou porcine. En effet sur ce type de production relativement courte, il est facile de déterminer
l’efficacité de conversion de l’alimentation en viande. Pour les systèmes bovins (lait ou
viande), les productions sont plus longues avec des périodes plus ou moins intensives
(pâturage). Pour la production laitière, ce paramètre est encore plus difficile à obtenir à cause
des variations de poids autour du part qui viennent à la fois surestimer cette valeur d’efficacité
alimentaire en début de lactation et la sous-estimer en fin de lactation. Une analyse récente
montre qu’actuellement la plupart des troupeaux peuvent atteindre une efficacité alimentaire
de l’ordre de 1,5 à l’année sans difficultés. Pour le moment, peu d’éleveurs ont un réel
contrôle de l’efficacité alimentaire de leur troupeau, cela implique un travail bien en amont
sur les cultures et particulièrement leurs récoltes. L’élément majeur qui intervient sur
l’efficacité alimentaire est bien sûr, la santé du rumen, outre des apports adéquats, simultanés
et équilibrés d’énergie et d’azote. Il faut veiller aussi à apporter une ration « physique » avec
des fibres efficaces pour stimuler les contractions et maintenir un niveau de rumination
suffisant pour exploiter la totalité du potentiel de la ration. Une raison supplémentaire de
travailler ces rations, aussi bien chimiquement que physiquement est l’impact
environnemental. En effet si davantage de nutriments sont utilisés pour la production animale,
moins de déchets sont émis. Les systèmes d’élevages bovins sont particulièrement montrés du
doigt pour les émissions de méthane. Diverses études ont confirmé qu’augmenter l’efficacité
alimentaire permettait de réduire ces émissions comme le montre la figure 25 [4].
Figure 25 : Relation entre l’efficacité alimentaire et les émissions de méthane [4]
75
4. Les analyses statistiques
Les paramètres de ration et de bouses ne sont pas corrélés, la p-value est toujours supérieure à
0,1. Le seul niveau d’apport n’est pas suffisant pour permettre d’expliquer le niveau
d’assimilation. Ces résultats rejoignent les nombreuses études réalisées sur la digestion des
ruminants. En effet la teneur en éléments nutritifs n’est pas le seul élément à considérer. La
fibrosité de la ration et surtout la digestibilité sont toutes aussi importantes. En effet comme
présenté ci-dessus, la teneur en cellulose brute dans les bouses dépend de la teneur initiale
dans la ration mais aussi de la digestibilité de la cellulose brute et de la matière sèche [11].
Les corrélations testées entre l’efficacité alimentaire ou la production laitière et les paramètres
de bouses donnent peu de corrélations significatives. La cellulose brute est corrélée de
manière positive à l’efficacité alimentaire, c’est-à-dire que plus l’efficacité alimentaire
augmente plus la teneur en cellulose brute des bouses est faible, en somme la digestion des
fibres est meilleure. De la même manière, plus la production laitière augmente (par
conséquent l’efficacité alimentaire aussi), moins on retrouve d’amidon dans les bouses. Ces
deux conclusions vont bien dans le sens qu’une efficacité alimentaire élevée est le signe d’une
meilleure digestion et assimilation des nutriments de la ration. Cependant, d’après la
corrélation entre le rapport MATB/MATR et l’efficacité alimentaire, plus les rations sont
riches en azote plus celui est retrouvé dans les bouses. Or le coût d’une ration est en partie du
à la protéine car elle est souvent difficile à produire, elle est donc achetée. Les éleveurs sont
alors tributaires des cours mondiaux et des flambées du coût des matières premières, le
tourteau de soja est actuellement à plus de 600€ la tonne. Ceci remet en cause la notion
d’efficacité alimentaire qui apparait comme un critère de productivité et non pas un critère de
rentabilité. Pour preuve, l’étude de la corrélation entre l’efficacité alimentaire et le coût aux
mille litres de lait fournie sur les feuilles de suivi, montre une corrélation très significative (pvalue de 0,01), et un coefficient de corrélation de -0,411. De manière générale, une bonne
efficacité alimentaire est garant d’une bonne rentabilité. Il faut néanmoins être prudent dans
l’interprétation de ces données, cela dépend en premier lieu de la capacité de production sur
l’exploitation des matières premières (fourrages et concentrés) et de la part de matières
premières achetées. Dans le cadre du rationnement, le compromis recherché se trouve entre la
rentabilité de la production et le respect de la couverture des besoins des animaux afin d’éviter
tout état pathologique même subclinique. Le critère économique reste la contrainte majeure.
Dans ce contexte, l’analyse chimique des bouses dans le cadre du rationnement ne paraît pas
être un outil pertinent pour l’amélioration des rations.
5. Une éventuelle autre expérience
Cette étude a été menée en condition terrain avec les aléas qui vont de paire et avec un petit
budget. Suite aux difficultés rencontrées, il serait intéressant de refaire ce type
d’expérimentation dans un cadre plus strict et ainsi pouvoir réellement conclure quant à
l’utilisation de l’analyse de bouse dans le rationnement. Le plus gros problème de cette étude
a été l’obtention d’une valeur d’efficacité alimentaire fiable et cohérente avec
l’expérimentation. A défaut la valeur prévisionnelle de l’efficacité alimentaire a été utilisée,
elle offrait l’avantage d’avoir été obtenue de la même façon pour chaque élevage. Cependant
76
correspondait-elle à la réalité de la ration au moment de la prise d’échantillon ? Nous ne
pouvons pas l’affirmer avec certitude. Une nouvelle expérience sur une période de 1 à 2
mois, pourrait être réalisée en faisant trois groupes de 6 animaux homogènes au niveau du
stade de lactation à mi-lactation par exemple, pour trois niveau de ration (basse densité
énergétique, moyenne et haute). Quotidiennement, notifier pour chaque animal, la ration
distribuée, les quantités ingérées, les refus ainsi que la production individuelle et
éventuellement la quantité de bouses émises. Une fois par semaine, recueillir un échantillon
de ration, de bouse et de lait individuellement. Sur la ration et les bouses analyser les critères
suivants : matière sèche, amidon, matières azotées, NDF et sur le lait : l’urée, le taux
protéique et le taux butyreux. Avec ces derniers résultats, une valeur d’efficacité alimentaire
pourra être calculée chaque semaine, permettant d’obtenir un suivi au niveau de l’animal, une
valeur moyenne par groupe et une comparaison entre les groupes. Ainsi diverses corrélations
pourront être testées.
Si les résultats sont concluants d’autres paramètres peuvent ensuite être examinés, l’influence
du stade et du numéro de lactation, de la race, de l’équilibre de la ration, voir éventuellement
de la nature du fourrage….
77
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87
88
Annexes
89
90
Annexe 1 : Lettre aux éleveurs
Bonjour,
Je suis étudiante en 4ème année à l’école vétérinaire de Lyon (Vetagro-Sup). Dans le cadre de
mes études, je dois réaliser une thèse afin d’obtenir le grade de Docteur Vétérinaire, condition
maintenant indispensable pour exercer.
Pour ma thèse, j’ai choisi de travailler sur un sujet de nutrition bovine en partenariat avec la
société BDM. L’intitulé exact est le suivant « Etude de la corrélation entre l’efficacité
alimentaire et l’analyse des résidus de bouses chez les vaches laitières alimentées avec une
ration totale mélangée ».
L’étude consistera à comparer l’efficacité alimentaire (quantité de matière sèche ingérée par
kg de lait produit), et les résidus retrouvés dans les bouses (matière grasse, matière azotées,
amidon).
Dans ce cadre, la société BDM a mis à ma disposition sa liste d’éleveurs, une trentaine
d’élevage ont été retenu, dont le vôtre.
J’aurai besoin de quelques renseignements concernant votre élevage, et de mettre un peu
votre troupeau à contribution.
C’est pourquoi est joint à ce courrier, un tableau concernant votre ration à remplir tous les
jours, durant une dizaine jour avant le passage de votre consultant BDM.
Attention, cette ration doit exclure tout pâturage.
Elle doit être stabilisée pendant 10 jours avec le minimum de variation. A l’issue de cette
période, vous procéderez aux prélèvements suivants : le premier jour : la ration distribuée. Le
deuxième jour, au cours d’une de ses visites, votre consultant BDM procédera au prélèvement
de lait, et de bouse. Une fiche de réalisation des prélèvements est jointe à ce courrier.
Les échantillons seront analysés en laboratoire, puis je procéderai à l’analyse statistique des
résultats recueillis, j’essayerai d’établir un lien entre l’ingéré et les résidus.
Les conclusions de ce travail seront disponibles pour fin 2013.
Pour plus d’informations, vous pouvez me contacter par mail, à l’adresse suivante :
[email protected]
Je vous remercie par avance de votre collaboration.
Anne Claire Carjot
Annexe 2 : Protocole de thèse
91
Dans le cadre de l’étude de la relation entre l’efficacité alimentaire et l’analyse de bouse, je
vous invite à renseigner les différentes sections suivantes, ainsi que de procéder aux
prélèvements d’échantillons de bouses sur 10% des animaux du troupeau, tous types
d’animaux confondus (en terme de rang de lactation, de stade).
Les prélèvements doivent être réalisés, à une période où votre troupeau ne pâture pas, après la
mise en place d’une ration pendant une dizaine de jours (temps nécessaire à l’adaptation du
système digestif à la nouvelle ration).
*Nombre moyen de vaches laitières en production :
*Niveau moyen de production (par vache et par an) :
*Date des derniers traitements antiparasitaires contre les strongles et la douve, dénomination
du produit utilisé, posologie :
*Description de la ration distribuée, joindre les analyses d’ensilages, la valeur des différents
composants, (cf. tableau page suivante) :
92
Annexe 3 : Fiche protocole Eleveur
93
Annexe 4 : Feuille de relevé de ration
Aliments (par
ordre de
chargement)
%M
S
J1
J2
J3
J4
J5
J6
J7
J8
J9
J10
Nombre de vaches
Quantité de refus
Quantité distribuée aux
autres animaux
Poids total mélangeuse
94
Annexe 5 : Fiche Protocole Consultans
95
Annexe 6: Fiche Penn State
Elevage :
PENN-STATE
Comment ?
Prendre une poignée de ration complète à l’auge (avant que les vaches ne la touche).
Peser la poignée avec la balance au Gr près.
Tamiser la ration : 5 va-et-vient et 7 ¼ de tours.
Peser les différents étages.
Objectifs = Fibres = 6 à 12 %
Particules Moyennes = 40 à 60 %
Particules Fines = Moins de 50 %
Poids initial :
Poids
ou %
Remarques
Plateau du haut
Plateau intermédiaire
Plateau du bas
LAIT
Numéro du flacon
96
Annexe 7 : Document d’accompagnement Ration
97
Annexe 8 : Document d’accompagnement Bouse
98
Annexe 9 : Feuille Suivi BDM
99
Annexe 10 : Résultats Expérimentation
TB
g/L
44,2
37,5
39,1
43,9
44,3
41,9
41,5
42,6
39,1
43,2
43,4
42,1
43,4
43,9
40,3
32,1
52,9
42,8
39,4
41,4
37,8
38
44,1
45,6
41,8
42,5
42,5
49,9
40,3
41
38,6
39,6
36,1
41,6
40,2
42,7
43,7
Lait
TP
g/L
33,1
32,8
31,7
32
34,2
32,7
32,7
32,6
33,2
32,8
32,6
31,7
33,6
34,6
33,7
26,7
35,7
33,8
32,1
34,1
30,7
32,2
33,9
34
32,8
32,5
32,5
33,7
32,3
33,6
31,1
32,1
30,4
33,8
32,2
32,7
33,3
Bouses
Urée MS
CB AMI MAT
mg/L %MB
g/kg MS
329 12,9 247,1 9,8
162
433 12,9
261 14,1
305 13,8
253
0
152
213 12,1 274,1 29,3
353 13,1 213,1
0
170
358 13,7 270,1
0
148
442 13,2 242,3 16,3 168
325 12,3 268,1 27,2 145
313 13,4
231 20,7 176
427 14,4 231,2
0
170
387 13,5 244,1 16,3 158
368 13,9 243,9 79,3 202
377 18,6
276
4,3
175
391 12,9 255,2 19,6 162
303 12,7 275,2 5,4
180
197 12,9 280,1 16,3 148
284 11,6 244,1 5,4
162
332 13,2
214
8,7
164
250 14,3 238,2 16,3 162
258 13,2 266,3 39,1 147
300 22,2
240 14,1 156
243 13,9
306
2,2
149
260 11,8 234,3
0
182
318 10,9 226,2 41,3 133
298 13,6 244,2 54,3 164
370 10,8 242,2
0
177
370 10,7 249,2
0
168
188 13,5
288
0
207
352 13,3
224 46,7 174
318 12,7 250,1
0
167
234 12,7
253 61,9 160
409 12,6 258,1 28,3 162
319 13,5
268
16
159
395 13,6 239,1 51,1 239
414 14,6
246 17,4 246
365 14,9 228,2 16,3 159
332 13,3 255,3
0
170
MS
%MB
36,5
39,2
44,3
43,6
40
38,6
44,1
31,4
43,8
36,8
41,7
35,4
38,7
39,5
36,7
41,4
40,4
43,1
43,7
39,9
35,1
37,6
33,5
38,7
33,2
43,9
37
52,2
35,9
41,3
38,3
40,5
39,1
35
42,3
37
38,4
Ration
MAT CB
g/kg MS
159
205,2
184
204
153
200,2
151
176
177
189,2
160
223
156
185,2
115
187,1
169
194
139
225,2
139
201,9
151
240,1
152
184,1
185
182,2
149
191,1
145
206,2
143
230,1
152
206,2
153
197,1
145
197,2
158
231
143
216,2
141
187,4
147
195,2
129
206,1
185
200,1
163
254,1
155
232,2
138
258,1
118
211,1
144
205
172
196,2
166,5 213,2
162
216,1
145
242,3
146
212,2
151
254,2
AMI
171,7
204,3
170,7
256,5
169,6
145,7
189,1
277,2
177,2
126,1
228,3
113
221,7
164,1
201,1
204,3
137
162
163
222,8
162
195,7
141,3
178,3
201,1
129,3
110,9
114,1
120,7
246,7
204,3
217,4
233,7
159,8
127,2
142,4
152,2
EA
1,403
1,630
1,228
1,283
1,386
1,398
1,368
1,420
1,383
1,572
1,528
1,504
1,490
1,297
1,273
1,275
1,446
1,319
1,270
1,374
1,372
1,225
1,399
1,424
1,264
1,453
1,123
1,355
1,444
1,678
1,225
1,354
1,268
1,412
1,472
1,602
1,362
100
Annexe 11 : Conversion en lait standard
TB
g/L
44,2
37,5
39,1
43,9
44,3
41,9
41,5
42,6
39,1
43,2
43,4
42,1
43,4
43,9
40,3
32,1
52,9
42,8
39,4
41,4
37,8
38
44,1
45,6
41,8
42,5
42,5
49,9
40,3
41
38,6
39,6
36,1
41,6
40,2
42,7
43,7
TP Quantité Lait
Lait
Standard
g/L
L
L
33,1 28,4
30,34
32,8
42
41,25
31,7
27
26,84
32
27
28,52
34,2
32
34,49
32,7 29,3
30,37
32,7 28,5
29,40
32,6 29,2
30,50
33,2
29
29,15
32,8 30,5
32,13
32,6 32,7
34,48
31,7 27,7
28,57
33,6 29,3
31,12
34,6 28,5
30,66
33,7 27,7
28,36
26,7
27
23,46
35,7
32
38,29
33,8
27
28,51
32,1 28,5
28,52
34,1 25,4
26,44
30,7
27
26,20
32,2
24
23,62
33,9 30,2
32,40
34
29
31,68
32,8 29,5
30,56
32,5
32
33,36
32,5 23,5
24,50
33,7 20,6
23,57
32,3
30
30,41
33,6 32,1
33,13
31,1
27
26,55
32,1 29,1
29,19
30,4 31,6
29,92
33,8
32
33,31
32,2 34,1
34,49
32,7
30
31,40
33,3 32,6
34,67
101
Annexe 12 : Rapport TB/TP
TB
44,2
37,5
39,1
43,9
44,3
41,9
41,5
42,6
39,1
43,2
43,4
42,1
43,4
43,9
40,3
32,1
52,9
42,8
39,4
41,4
37,8
38
44,1
45,6
41,8
42,5
42,5
49,9
40,3
41
38,6
39,6
36,1
41,6
40,2
42,7
43,7
TP TB/TP
33,1 1,34
32,8 1,14
31,7 1,23
32 1,37
34,2 1,30
32,7 1,28
32,7 1,27
32,6 1,31
33,2 1,18
32,8 1,32
32,6 1,33
31,7 1,33
33,6 1,29
34,6 1,27
33,7 1,20
26,7 1,20
35,7 1,48
33,8 1,27
32,1 1,23
34,1 1,21
30,7 1,23
32,2 1,18
33,9 1,30
34 1,34
32,8 1,27
32,5 1,31
32,5 1,31
33,7 1,48
32,3 1,25
33,6 1,22
31,1 1,24
32,1 1,23
30,4 1,19
33,8 1,23
32,2 1,25
32,7 1,31
33,3 1,31
102
Annexe 13 : Résultats Tamisage
Haut
20,1
15,4
14,6
31
10,7
12
13,4
39,3
49
65
5,9
38
27,5
17,1
6,7
18,6
30,6
21
25
10,1
49,3
34,5
15
42,4
20,8
18,6
16
20
Intermédiaire
51,8
57,3
50,2
39
52,1
48,8
44,3
26
29
16,5
62,9
34,5
38,5
50,4
60
55,5
36,4
63
49
52,1
32,8
46,7
51
33,3
47,3
58,5
45
52
Bas
27,9
27,3
35,2
30
36
38,2
42,1
35,3
22
18,5
31,2
27,5
34
32,5
33,3
32,9
32,9
16
28
36
17,9
34,5
33
24,3
35,5
22,9
33
28
EA
1,123
1,225
1,228
1,27
1,273
1,275
1,283
1,297
1,319
1,355
1,368
1,374
1,383
1,386
1,398
1,399
1,403
1,42
1,424
1,441
1,444
1,453
1,49
1,504
1,528
1,572
1,63
1,678
103
Annexe 14 : Diagramme de dispersion : paramètres des bouses
MS
AMI
CB
MAT
104
Annexe 15 : Diagramme de dispersion : paramètres de ration
MS
CB
AMI
MAT
105
Annexe 16 : Diagramme de dispersion et test de normalité de l’efficacité alimentaire
Diagramme de dispersion de l’efficacité alimentaire
Test de normalité de l’efficacité alimentaire : QQ plot
106
Annexe 17 : Test de normalité des paramètres de bouse
MS
CBB
AMI
MAT
107
Annexe 18 : test de normalité des paramètres de ration
MS
AMI
CB
MAT
108
Annexe 19 : Diagramme de dispersion et test de normalité :
MATB / MATR
MATB/MATR
MATR-MATB
MATR-MATB
109
Annexe 20 : Groupe pour l’ANOVA en fonction de la production laitière en lait standard
Groupe
I
I
I
I
I
I
I
I
Moyenne
Variance
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
Moyenne
Variance
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
Moyenne
Variance
LST
23,5
23,6
23,6
24,5
26,2
26,4
26,5
26,8
25,1
2,2
28,4
28,5
28,5
28,5
28,6
29,2
29,2
29,4
29,9
30,3
30,4
30,4
30,5
30,6
30,7
31,1
31,4
31,7
29,8
1,2
32,1
32,4
33,1
33,3
33,4
34,5
34,5
34,5
34,7
38,3
41,3
34,7
7,4
MSB
12,9
13,5
13,9
10,7
22,2
13,2
12,7
13,8
14,1
11,7
12,7
13,2
12,1
14,3
13,9
13,4
12,6
13,2
13,5
12,9
13,7
13,3
12,3
13,6
12,9
18,6
14,9
10,9
13,4
2,4
14,4
11,8
12,7
13,6
10,8
13,5
13,1
14,6
13,3
11,6
12,9
12,9
1,4
CBB
280,1
288
306
249,2
240
266,3
253
253
267,0
510,3
275,2
214
274,1
238,2
243,9
231
258,1
242,3
268
247,1
270,1
224
268,1
244,2
255,2
276
228,2
226,2
249,1
392,8
231,2
234,3
250,1
239,1
242,2
244,1
213,1
246
255,3
244,1
261
241,9
164,8
AMIB
16,3
0
2,2
0
14,1
39,1
61,9
0
16,7
514,1
5,4
8,7
29,3
16,3
79,3
20,7
28,3
16,3
16
9,8
0
46,7
27,2
54,3
19,6
4,3
16,3
41,3
24,4
403,7
0
0
0
51,1
0
16,3
0
17,4
0
5,4
14,1
9,5
241,9
MATB
148
207
149
168
156
147
160
152
160,9
397,3
180
164
162
202
176
162
168
159
162
148
174
145
164
162
175
159
133
164,4
232,6
170
182
167
239
177
158
170
246
170
162
184,1
996,7
MSR
41,4
52,2
37,6
37
35,1
39,9
38,3
44,3
40,7
29,5
36,7
43,1
43,6
43,7
35,4
43,8
40,5
44,1
39,1
36,5
38,6
35,9
31,4
33,2
39,5
38,7
37
38,7
38,6
13,5
36,8
33,5
41,3
35
43,9
41,7
40
42,3
38,4
40,4
39,2
39,3
10,1
MATR
145
155
143
163
158
145
144
153
150,8
56,8
149
152
151
153
151
169
172
156
166,5
159
160
138
115
129
185
152
146
147
152,8
251,3
139
141
118
162
185
139
177
145
151
143
184
153,1
457,1
CBR
206,2
232,2
216,2
254,1
231
197,2
205
200,2
217,8
390,6
191,1
206,2
176
197,1
240,1
194
196,2
185,2
213,2
205,2
223,1
258,1
187,1
206,1
182,2
184,1
212,2
195,2
202,9
440,2
225,2
187,4
211,1
216,1
200,1
201,9
189,2
242,3
254,2
230,1
204
214,7
457,1
AMIR
204,3
114,1
195,7
110,9
162
222,8
204,3
170,7
173,1
1772,4
201,1
162
256,5
163
113
177,2
217,4
189,1
233,7
171,7
145,7
120,7
277,2
201,1
164,1
221,7
142,4
178,3
185,3
1960,3
126,1
141,3
246,7
159,8
129,3
228,3
169,6
127,2
152,2
137
204,3
165,6
1799,6
110
Annexe 21 : Groupe
pour l’ANOVA en
fonction de la cellulose
brute des bouses
CBB
213,1
214
224
226,2
228,2
231
231,2
234,3
238,2
239,1
240
229,0
242,2
242,3
243,9
244,1
244,1
244,2
246
247,1
249,2
250,1
253
253
255,2
255,3
258,1
248,5
261
266,3
268
268,1
270,1
274,1
275,2
276
280,1
288
306
275,7
CBR
189,2
206,2
258,1
195,2
212,2
194
225,2
187,4
197,1
216,1
231
210,2
200,1
185,2
240,1
201,9
230,1
206,1
242,3
205,2
254,1
211,1
200,2
205
182,2
254,2
196,2
214,3
204
197,2
213,2
187,1
223,1
176
191,1
184,1
206,2
232,2
216,2
202,8
LST
34,5
28,5
30,4
31,7
31,4
29,2
32,1
32,4
28,5
33,3
26,2
30,7
33,4
29,4
28,6
34,5
38,3
30,6
34,5
30,3
24,5
33,1
26,8
26,5
30,7
34,7
29,2
31,0
41,3
26,4
29,9
30,5
30,4
28,5
28,4
31,1
23,5
23,6
23,6
28,8
Groupe
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
MoyGI
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
Moy GII
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
MoyGIII
111
AMIB
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
2,2
4,3
5,4
5,4
8,7
9,8
14,1
14,1
16,0
16,3
16,3
16,3
16,3
16,3
17,4
19,6
12,4
20,7
27,2
28,3
29,3
39,1
41,3
46,7
51,1
54,3
61,9
79,3
43,6
AMIR
170,7
169,6
145,7
126,1
141,3
129,3
110,9
114,1
246,7
152,2
150,7
195,7
221,7
201,1
137,0
162,0
171,7
204,3
162,0
233,7
189,1
228,3
204,3
163,0
142,4
127,2
164,1
181,7
177,2
277,2
217,4
256,5
222,8
178,3
120,7
159,8
201,1
204,3
113,0
193,5
LST
26,8
34,5
30,4
32,1
32,4
33,4
24,5
23,6
33,1
34,7
30,5
23,6
31,1
28,4
38,3
28,5
30,3
41,3
26,2
29,9
29,4
34,5
23,5
28,5
31,4
34,5
30,7
30,6
29,2
30,5
29,2
28,5
26,4
31,7
30,4
33,3
30,6
26,5
28,6
29,5
Groupe
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
MoyGI
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
MoyGII
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
III
MoyGIII
Annexe 22 et 23 : Groupe pour
l’ANOVA en fonction de l’amidon des
bouses (22) et en fonction des matières
azotées des bouses (23)
MATB MATR LST Groupe
133,0 147,0 31,7
I
145,0 115,0 30,5
I
147,0 145,0 26,4
I
148,0 160,0 30,4
I
148,0 145,0 23,5
I
149,0 143,0 23,6
I
152,0 153,0 26,8
I
156,0 158,0 26,2
I
158,0 139,0 34,5
I
159,0 166,5 29,9
I
159,0 146,0 31,4
I
150,4 147,0 28,6 Moy GI
160,0 144,0 26,5
II
162,0 159,0 30,3
II
162,0 185,0 30,7
II
162,0 143,0 38,3
II
162,0 153,0 28,5
II
162,0 172,0 29,2
II
164,0 152,0 28,5
II
164,0 129,0 30,6
II
167,0 118,0 33,1
II
168,0 156,0 29,4
II
168,0 163,0 24,5
II
163,7 152,2 30,0 Moy GII
170,0 177,0 34,5
III
170,0 139,0 32,1
III
170,0 151,0 34,7
III
174,0 138,0 30,4
III
175,0 152,0 31,1
III
176,0 169,0 29,2
III
177,0 185,0 33,4
III
180,0 149,0 28,4
III
182,0 141,0 32,4
III
202,0 151,0 28,6
III
207,0 155,0 23,6
III
239,0 162,0 33,3
III
246,0 145,0 34,5
III
189,8 154,9 31,2 Moy
GIII
112
113
NOM PRENOM : CARJOT ANNE CLAIRE
TITRE : Etude de la corrélation entre l’efficacité alimentaire et l’analyse
des résidus de bouses chez les vaches laitières nourries avec une ration
totale mélangée
Thèse d’Etat de Doctorat Vétérinaire : Lyon, 12 décembre 2013
RESUME :
La conjoncture économique agricole est de plus en plus contraignante et l’alimentation est le poste de
charge le plus conséquent. C’est dans ce contexte que la notion d’efficacité alimentaire définie comme la
quantité de lait produit par kilogramme de matière sèche ingérée, a connu un regain d’intérêt. Les bouses
en tant que résidus de la digestion de la ration pourraient constituer, via leurs analyses, un outil
d’amélioration des rations et in fine de l’efficacité alimentaire.
Dans cette étude, nous avons cherché à mettre en évidence la relation entre l’efficacité alimentaire et la
composition des bouses chez la vache laitière, via des prélèvements de ration, de bouses et de lait. Il en
ressort que la composition de la ration ne préjuge en rien de celle des bouses. Aucune relation entre
l’efficacité alimentaire et la composition de la ration n’a été mise en évidence. Et seule la teneur en
cellulose brute des bouses présente une corrélation négative avec l’efficacité alimentaire.
Cependant, un paradoxe apparait entre la productivité et la rentabilité. En effet, quand les animaux sont
plus efficaces, la ration est mieux utilisée sauf en ce qui concerne la matière azotée. Or c’est elle qui coûte
le plus cher. L’analyse chimique des bouses ne constitue pas un outil pertinent et fiable dans le cadre de
l’amélioration du rationnement des vaches laitières.
MOTS CLES :
- alimentation
- rationnement
- vaches laitières
- fèces
JURY :
Président :
Monsieur le Professeur Olivier Monneuse
1er Assesseur :
2ème Assesseur :
Monsieur le Professeur Laurent Alvès de Oliveira
Monsieur le Professeur Etienne Benoit
DATE DE SOUTENANCE : 12 décembre 2013
ADRESSE DE L’AUTEUR :
Les Cruets
01400 SULIGNAT