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Mesures de digestibilité
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Bovin à l'herbe
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Tables d'alimentation des ruminants

Raisonner l'alimentation animale nécessite de disposer d'informations précises d'une part sur les besoins alimentaires et la capacité d'ingestion des animaux, et d'autre part sur la valeur nutritive et l'ingestibilité des aliments. Ces données sont indispensables pour calculer une ration en fonction d'objectifs de production ou évaluer la production permise par une ration établie. Elles sont également utiles pour orienter le choix des productions de l'exploitation (cultures fourragères ou type de cheptel). On appelle tables d'alimentation les tableaux qui récapitulent ces données concernant à la fois la valeur des aliments et les besoins des animaux.

La pertinence des tables nécessite :
- de ne pas s'en tenir à la détermination de la composition physico-chimique des aliments, mais d'approcher au plus près la quantité de nutriments effectivement disponible à l'issue de la digestion pour satisfaire les dépenses d'entretien et de production de l'animal . Cette approche conduit à évaluer et exprimer la valeur des aliments dans des unités appropriées : notamment la valeur énergétique des aliments et la valeur nutritionnelle de leurs protéines. Les particularités du système digestif des ruminants (bovins, ovins, caprins) nécessitent de disposer des tables spécifiques, différentes de celles des monogastriques (chevaux, porcs et volailles) ;

- de prendre en compte l'important problème de la capacité d'ingestion des animaux et de l'ingestibilité des aliments. En effet, la quantité volontairement consommée par l'animal limite très souvent, dans le cas des fourrages, le niveau possible des apports nutritifs ;
- de rendre compte de la diversité des types d'animaux et d'aliments et de leur variabilité. Il est donc nécessaire de distinguer un certain nombre de cas, en fonction des principaux facteurs de variation, en restant toutefois dans une fourchette permettant le recueil des références et l'identification des cas par l'utilisateur des tables.


L'évolution des tables d'alimentation

Les premières tables françaises de référence ont été élaborées dans les années 40, par A.M. Leroy, professeur à l'Institut National Agronomique. Il y utilise la notion d'Energie nette, sa conversion en Unités fourragères (UF), et l'unité Matières azotées digestibles (cf. infra). Publiées dans ses différents ouvrages et dans des brochures simplifiées de grande diffusion, ces tables ont servi de base à l'enseignement et à la vulgarisation jusque dans les années 70.

Dès le début des années 60, il était toutefois apparu indispensable de les réviser et de les compléter, afin de tenir compte du progrès des connaissances (sur les besoins et la capacité d'ingestion des animaux, l'utilisation digestive et métabolique des aliments...), mais aussi de l'évolution des techniques d'alimentation et d'exploitation des ruminants (intensification de la production, utilisation de nouveaux aliments...). Les laboratoires INRA ont apporté une contribution importante à cet avancement des connaissances, qui ont été complétées et confirmées par des expérimentations réalisées par les Instituts techniques et les organismes de développement agricole.

L'évolution des connaissances et des besoins des utilisateurs a conduit, dans un premier temps, à apporter des modifications et des compléments aux Tables de Leroy. Les Tableaux de la valeur alimentaire des fourrages de Demarquilly et Weiss, publiés en 1970, utilisaient par exemple un mode de calcul différent de la valeur UF et donnaient, pour la première fois, la composition chimique, la valeur nutritive et l'ingestibilité des fourrages en fonction de l'espèce végétale, du stade de végétation et du mode de conservation.

L'étape suivante a constitué une avancée plus importante, une véritable rénovation des bases de l'alimentation des ruminants. Elle a été principalement conduite par l'équipe du Centre de Recherches Zootechniques et Vétérinaires de Theix, sous la direction de R. Jarrige.

Les nouveaux principes utilisés, concernant notamment les unités, sont présentés lors des 8e Journées du "Grenier de Theix", en décembre 1975. Deux années sont ensuite nécessaires pour affiner les nouveaux concepts et réaliser l'énorme travail de recueil, de compilation et de synthèse des données disponibles, issues de mesures et d'expérimentations réalisées dans des lieux et des conditions variés.

C'est en 1978 que paraît l'ouvrage collectif Alimentation des ruminants - Principes de la nutrition et de l'alimentation des ruminants, Besoins alimentaires des animaux, Valeur nutritive des aliments. Une nouvelle édition de cet ouvrage de référence est publiée en 1989, sous le titre Alimentation des bovins, ovins et caprins. En une décennie, les données ont été vérifiées, actualisées et complétées : la gamme des aliments est élargie, notamment à partir de données françaises pour les principaux aliments concentrés, le concept d'Unité d'encombrement (cf. infra) a été rénové et les besoins des animaux en croissance et engraissement ont été révisés, complétés et étendus à une plus large gamme d'animaux.

A partir de ces données, l'INRA met au point le logiciel INRAtion de calcul automatique et d'analyse des rations sur micro-ordinateur, également diffusé en 1988. Ce logiciel est continuellement mis à jour (8 versions depuis 10 ans). Ainsi ont été intègrées de nouvelles caractérisations des aliments dans le calcul des rations, concernant notamment les acides aminés et les minéraux. La dernière version (1999) propose un module d'estimation de la valeur des aliments à partir de leur composition chimique. Elle est actuellement diffusée auprès de 800 utilisateurs français et étrangers. INRAtion est intégré dans les outils de développement et utilisé par le contrôle laitier de 60 départements français.

En 1995 paraît également Nutrition des ruminants domestiques - Ingestion et digestion, ouvrage de synthèse présentant l'état des connaissances scientifiques sur le sujet.


Des unités appropriées pour comparer les aliments

Cette question est essentielle, et c'est bien à ce niveau que se situent l'apport de Leroy puis les trois innovations majeures des Tables de 1978.

Les difficultés tiennent à l'importance de l'activité des micro-organismes du rumen, qui consomment partiellement ou totalement (par exemple glucose, acides aminés...) certains nutriments, mais produisent des substances assimilables par l'animal (acides gras volatils et protéines microbiennes). L'estimation de la valeur d'un aliment doit donc intégrer les transformations opérées par ces micro-organismes, dont le métabolisme dépend lui-même de l'ensemble des éléments disponibles, c'est-à-dire de la composition totale de la ration.

Energie

Dans ses tables, Leroy utilise la notion d'Energie nette (EN), c'est-à-dire effectivement disponible pour couvrir les dépenses d'entretien et de production de l'animal ; elle correspond à l'énergie brute (ou pouvoir calorifique) diminuée des pertes dans les excréments, les gaz (méthane) et sous forme d'extra-chaleur durant la digestion. Cette EN est convertie en Unités fourragères (UF), unité qui équivaut à la valeur EN d'un kg d'orge de qualité moyenne.

La mise en évidence de rendements différents d'utilisation métabolique des nutriments selon le type d'utilisation (entretien, lait, engraissement) et l'état physiologique correspondant de l'animal conduit à distinguer dans les tables de 1978, deux Unités fourragères :

- l'UFlait (UFL), utilisée pour les femelles en gestation et en lactation, mais aussi pour les animaux à l'entretien ou en croissance faible ;

- l'UFviande (UFV), réservée aux animaux en croissance rapide et à l'engraissement, qui valorisent moins bien la ration.

Matières azotées

Leroy utilise les Matières azotées digestibles (MAD), correspondant aux MA ingérées moins les MA excrétées dans les fèces. Cette unité ne tient pas compte des transformations qu'elles subissent, en particulier de l'ammoniac qui peut être formé en excès dans le rumen et qui est excrété dans les urines après avoir été transformé en urée dans le foie ; d'où des évaluations peu satisfaisantes, lorsque la part des matières azotées rapidement fermentescibles est importante par exemple.

Les tables de 1978 introduisent un système original, élaboré à l'INRA, exprimé en Protéines vraies digestibles dans l'intestin grêle (PDI). Les PDI sont la somme des fractions réellement digestibles (dans l'intestin grêle), d'une part des protéines alimentaires non dégradées dans le rumen (PDIA), et d'autre part des protéines vraies synthétisées par les microbes du rumen (PDIM).

Le système PDI fournit deux valeurs, correspondant à des PDIM différentes : PDIN est la valeur permise par la teneur en azote fermentescible dans le rumen, alors que PDIE est la valeur permise par l'énergie. La valeur PDI d'un aliment est égale au plus petit de ces deux chiffres s'il est distribué seul ; elle peut atteindre le plus grand si les autres apports de la ration lèvent le facteur limitant. Ce système permet donc de prendre en compte les interactions entre aliments et d'élaborer des rations limitant les rejets azotés.

Depuis 1993, cette évaluation des protéines est complétée par la mention de certains acides aminés essentiels qui peuvent constituer un facteur limitant de l'alimentation ; les tables fournissent notamment la teneur des aliments en lysine et méthionine digestibles, acides aminés les plus limitants pour la production de lait et de viande.

Quantités ingérées

L'ingestion des fourrages par les ruminants est limitée par le temps que doit passer l'animal à les ingérer et à les ruminer et par l'encombrement de son rumen. L'ingestibilité d'un fourrage est donc d'autant plus faible que celui-ci est difficile à prélever et à mastiquer, et que le temps de séjour dans le rumen (nécessaire pour dégrader les tissus digestibles et réduire les tissus non digestibles en particules suffisamment fines) est long. L'activité microbienne du rumen dépendant de la composition de l'ensemble de la ration, l'ingestibilité d'un aliment peut varier : la distribution d'aliments concentrés influe ainsi sur la consommation des fourrages.

Une première approche a consisté à aborder la question en termes de quantité de Matière sèche ingérée (MS) : la capacité d'ingestion est alors exprimée en kg de MS. Dans ce cadre, Leroy utilise un Coefficient d'encombrement (exprimé en kg MS / UF) pour évaluer si des besoins énergétiques donnés pourront être couverts par les aliments proposés. Cette approche ne tient pas compte de la capacité d'ingestion de l'animal ni des interactions entre aliments.

Un autre système a donc été proposé, dans lequel capacité d'ingestion et ingestibilité sont exprimées en Unité d'encombrement (UE). Cette unité est définie par référence à l'ingestibilité de l'herbe verte au stade pâturage, qui a une UE de 1. En pratique, un aliment est d'autant plus ingestible que son pouvoir rassasiant est faible et que l'animal éprouve de l'appétence pour celui-ci. Le système tient compte des interactions entre fourrages et aliments concentrés et permet de calculer leur part relative lors de l'élaboration d'une ration.

Ce système des UE est présenté dans les tables de 1978, mais sous une forme provisoire, car les références concernant les interactions entre aliments ou le comportement des différents types d'animaux étaient encore fragmentaires. Une version aboutie figure dans les tables de 1988. Elle présente 3 unités correspondant aux 3 types majeurs d'animaux : UEM, UEB, UEL : bovins, bovins à viande, bovins laitiers.

Minéraux et vitamines

Les tables de 1988 mentionnaient les teneurs des aliments en calcium et phosphore et donnaient en annexe les teneurs en oligo-éléments (Cu, Zn...).

Le logiciel INRAtion développe également le rationnement minéral. Le logiciel propose une analyse du rapport calcium/phosphore, des apports en autres minéraux, oligo-éléments et vitamines.


La diversité des besoins et des apports

La diversité des besoins

Les besoins de l'animal sont décomposés en besoins élémentaires, additifs : besoins pour l'entretien, la croissance, l'engraissement, la gestation et/ou la lactation.

Pour chaque espèce et type de production (vaches laitières et allaitantes, bovins d'élevage et à l'engrais, brebis laitières et allaitantes, chèvres laitières) des distinctions sont opérées selon la race, le sexe, l'âge, le poids, le stade physiologique de l'animal et les objectifs de production définis par l'éleveur.

Pour les vaches laitières par exemple, les besoins sont calculés en fonction du poids vif de l'animal, du stade de la gestation, de la quantité (kg de lait / jour) et de la qualité (richesse en matières grasses et protéiques) de la production.

La diversité des aliments

Les distinctions portent sur la nature du végétal, son état à la récolte, les modes de conservation ou les transformations subies.

La catégorie "foins", par exemple, distingue 105 fourrages différents, définis par un type de végétation (prairie de plaine ou de montagne) ou une espèce cultivée, par le stade de développement des plantes, les conditions météorologiques lors de la récolte et/ou la technique de séchage.

Les tables 1988 donnent la valeur nutritive et la composition chimique d'environ 606 fourrages et 104 aliments concentrés et sous-produits (dont des données sur des fourrages méditerranéens et tropicaux) ; la dernière version du logiciel INRAtion répertorie 1300 aliments. Des méthodes de laboratoire rapides ont été mises au point pour que les laboratoires d'analyse puissent prédire la valeur nutritive des aliments à la demande des utilisateurs.

Axes de recherche

Sans remettre en cause le système des unités, il sera nécessaire, à l'avenir, de quantifier les principaux produits de la digestion car leurs quantités et leurs proportions respectives peuvent modifier l'orientation des productions : sécrétion de lactose, de protéines et/ou de lipides chez les animaux producteurs de lait, dépôt de protéines et/ou de lipides chez les animaux producteurs de viande. Il sera aussi nécessaire d'avoir une meilleure connaissance du métabolisme des organes splanchniques (tube digestif, foie...) qui contribuent pour 30 à 50% aux dépenses totales de l'animal et sont en compétition avec les tissus effecteurs (glande mammaire, muscle ...).

Les travaux sur l'alimentation des ruminants ne se limitent pas à des recherches en physiologie, dans une optique de rationnement des apports. Ils portent aussi sur l'animal entier et/ou en troupeau, l'alimentation étant réinsérée dans un contexte biologique et productif plus large. Citons par exemple, avec la revalorisation et le développement des pratiques d'élevage extensif, les études sur les comportements alimentaires des animaux valorisant des couverts végétaux hétérogènes et/ou peu productifs, et préservant leur biodiversité.

La même démarche d'élaboration de tables d'alimentation a également été appliquée aux animaux d'élevage monogastriques : l'INRA a ainsi publié Alimentation des animaux monogastriques : porc, lapin, volailles (1989), Nouvelles bases d'estimation des teneurs en énergie digestible, métabolisable et nette des aliments pour le porc (1989), L'alimentation des chevaux (1990) et Nutrition et alimentation des volailles (1992).


Pour en savoir plus :
Jarrige R. et al. 1988. Alimentation des bovins, ovins et caprins. INRA Editions. 471 p1988. Tables de l'alimentation des bovins, ovins et caprins. INRA Editions. 192 p
(aide-mémoire de poche reprenant l'ensemble des tables nécessaires au calcul des rations)

Jarrige R. et al. 1995. Nutrition des ruminants domestiques - Ingestion et digestion. INRA Editions. 922 p

Le logiciel INRAtion (version 2.7) est diffusé par le CNERTA-ENESAD, 26 Bd Docteur Petitjean, 21000 Dijon

Laboratoire :
INRA - Centre de recherche de Clermont-Ferrand - Theix : Département d'élevage et nutrition des herbivoress
63122 Saint-Genès-Champanelle

 
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