1. « Mobiliser l'albédo des prairies pour
atténuer le changement climatique »
Projet Albédo-Prairies
Pierre MISCHLER - Idele
Le 14/09/23
SPACE 2023
1

2. Avant de démarrer…
• Levez la main si votre réponse est « oui » aux
questions suivantes:
• Qui a entendu parler d’albédo?
• Qui sait ce qu’est l’albédo?
• Qui saurait l’expliquer à son voisin?
2

3. L’albédo …
• Ce n’est pas un personnage de manga japonais…
• C’est parfois une source de plaisanterie pour
initiés…
• C’est surtout un levier biogéophysique qui a un
rôle dans l’atténuation du changement
climatique
3

4. L’albédo (α) …un levier plutôt mal connu du public agricole
et au-delà
• Les récentes canicules ont suscité des reportages à ce sujet dans les
grands médias
4

5. L’albédo (α), c’est quoi?
C’est le % de lumière solaire réfléchi par une surface,
quelle qu’elle soit (valeur entre 0 et 1)
L’albédo a un rôle important sur le climat, il a déjà joué
un rôle majeur par le passé (la terre « boule de
neige »: Cryogénien, Huronien, Sturtien, Marinoen)
Quand l’albédo de surface augmente, cela réduit
la quantité d’énergie (en Watt/m²) qui permet de
réchauffer l’atmosphère

6. Contexte
✓ Parmi les activités humaines, l’élevage de ruminants
contribue au changement climatique (CC) par ses
émissions de CH4 entérique, ainsi que le CO2 et le
N2O, qui sont des gaz à effet de serre (GES)
✓ En France, l’agriculture/sylviculture contribue à
hauteur de 19% des émissions de GES, dont 48%
pour l’élevage (source: CITEPA, 2018)
✓ Il existe des leviers d’atténuation du CC mobilisables
par l’agriculture
✓ 1-Réduire les GES (consommation d’énergie,
gestion du troupeau, …)
✓ 2-Stocker le carbone (grâce aux prairies, les
haies, … par exemple)
✓ 3-L’albédo ➔ ????
https://www.notre-environnement.gouv.fr/themes/climat/les-emissions-de-gaz-a-effet-de-serre-et-l-empreinte-carbone-
ressources/article/les-differents-formats-des-donnees-d-emissions-de-gaz-a-effet-de-serre
Évolution de la concentration de CO2 dans l’atmosphère
Reconstruction de l'évolution des températures depuis l'an 0; © Ed Hawkins / Climate Lab Book - Licence : CC BY-SA
https://www.climate-lab-book.ac.uk/2020/2019-years/

7. Leçon (très, très) rapide de climatologie
➢ L’effet de serre généré par les Gaz à Effet de Serre, induit un
forçage radiatif (FR) qui permet à la terre – à l’équilibre-
d’avoir une température moyenne de 15°C au lieu de -18°C.
La chaleur (Infra Rouges) est retenue par les GES
➢ Les GES ajoutés par les activités humaines augmentent la
quantité retenue dans l’atmosphère d’Infra-Rouges à
grande longueur d’onde émis par le sol, ils ont un FR>0
(effet réchauffant)
➢ Augmenter l’albédo réduit la quantité l’énergie qui atteint le
sol => moins d’énergie peut être restituée par le sol => cela
induit un FR<0 (effet refroidissant)
• Quelle est l’évolution du FR lié à l’albédo d’une prairie?
• Est-il positif ou négatif?
7
D’après https://www.qcm-svt.fr/QCM/public-affichage.php?niveau=Tale-Ens-Sc&id=1324
Les GES empêchent
la chaleur de partir
=
Çà chauffe!
Un albédo + élevé
réduit la quantité
d’énergie reçue à la
surface
=
Effet refroidissant

8. L’albédo, çà peut servir à quoi?
✓ Un sol nu sombre a un albédo faible, il est donc « réchauffant »
✓ Un végétal a un albédo plus élevé, il a un effet « refroidissant »
✓ La prairie a un albédo élevé ➔quantifié par le projet Albédo-prairies
✓ En complément du stockage de carbone des prairies, l’albédo
peut servir à atténuer le changement climatique en réduisant la
quantité d’énergie qui réchauffe la planète

9. Comment mesure-t-on l’albédo?
Gamme de mesure de l’albédo
L’œil est un très mauvais instrument
pour mesurer l’albédo

10. Le projet Albédo-Prairies
Action 1: analyse des déterminants climatiques et
anthropiques des variations d’albédo à l’échelle
parcellaire
Action 2: cartographie de l’albédo et des pratiques de
gestion des prairies par satellite
Action 3: analyse des effets de l’albédo aux échelles
exploitations et territoires, comparés aux autres piliers
de l’atténuation du changement climatique : le
stockage de C et la réduction de GES
• Un nouveau réseau de mesures d’albédo
dédié à la prairie
2
7 nouveaux sites de
mesure de l’albédo à
équiper : fermes
expérimentales
partenaires du projet
ALBEDO Prairies
Climat de montagne
Semi-continental et marges
montagnardes
Océaniquedégradé des plaines
du centre et du nord
Océaniquealtéré
Océaniquefranc
Méditerranéen altéré
« bassin du Sud-Ouest »
Méditerranéen Franc
3 sites de mesure de
l’albédo sur prairies déjà
opérationnels, dans le
cadre du réseau ICOS :
Lusignan, Laqueuille, col
du Lautaret
Les 10 sites permettront de
couvrir une large gamme de
contextes pédo-climatiques
Trevarez
Thorigné d’Anjou
INRA
Derval
CIIRPO
Jalogny
Le Pradel
• Objectifs
• Mieux caractériser la variabilité spatio-temporelle de l’albédo des prairies en France, par des mesures
réalisées en fermes expérimentales ET par satellite optique à haute résolution, pour différentes modalités
de gestion des prairies et situations pédoclimatiques.
• Identifier et quantifier des leviers d’augmentation de l’albédo dans un but d’atténuation du changement
climatique, de la parcelle jusqu’à l’échelle de territoires.
• Renforcer les arguments en faveur d’un élevage herbivore durable qui repose sur une utilisation optimale
des prairies.

11. 3 sites en bovins lait
Trévarez
Derval
INRAE Le Rheu

12. 13
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
10/07/…
20/07/…
30/07/…
09/08/…
19/08/…
29/08/…
08/09/…
18/09/…
28/09/…
08/10/…
18/10/…
28/10/…
07/11/…
17/11/…
27/11/…
07/12/…
17/12/…
27/12/…
06/01/…
16/01/…
26/01/…
05/02/…
15/02/…
25/02/…
07/03/…
17/03/…
27/03/…
06/04/…
16/04/…
26/04/…
06/05/…
16/05/…
26/05/…
05/06/…
15/06/…
25/06/…
05/07/…
15/07/…
25/07/…
Albédo,
humidité
du
sol
(0
à
1
=
0
à
100%)
Précipitations
(mm)
Somme de
Rain_mm_Tot
Moyenne de
Albedo_Avg
Moyenne de moy
WWC
Sol sec visible ➔
pluie, sol devient
sombre
➔α diminue
pâturage pâturage
Variabilité en hiver: forte rosée,
givre, neige
Pâturage+
sol
réhumecté
Comment quantifier les variations d’albédo ?
(ex: site du Mourier, Ciirpo)

13. Exemple: effet de la fauche sur l’albédo (α)
• Trévarez, juin 2021
14/06/21 α=0.244 28/06/21 α=0.223 12/07/21 α=0.238
• L’herbe est fauchée le
23/06/22
➢ rapidement enlevée: enrubannage
➢ baisse importante et immédiate de
l’albédo: -20%
• Après 17 jours, l’albédo
remonte, avec la pousse de
l’herbe
➢ récupération du niveau d’albédo
initial 31 jours après la fauche
➔la fauche a un effet de baisse d’albédo, plus important, plus rapide et plus long que le pâturage

14. 1/9/20 1/10/20 1/11/20 1/12/20 1/1/21 1/2/21 1/3/21 1/4/21 1/5/21 1/6/21 1/7/21 1/8/21 1/9/21 1/10/21
Albedo_pond Moyenne de moy WWC
Exemple: effet du pâturage sur l’albédo (α)
• Trévarez, mai 2021
03/05/21
α=0.253
18/05/21 α=0.229 31/05/21 α=0.252
• L’herbe est pâturée du 10 au 12
mai, chargement instantané:
➢ 45.6 UGB/ha/j, 80% d’herbe dans la
ration
➢ Baisse importante et immédiate de
l’albédo: -14.3%
• Ici l’albédo remonte
rapidement après la sortie des
animaux
➢ Récupération du niveau d’albédo
initial 24 jours après la fauche
➔la baisse d’albédo est proportionnelle au chargement en animaux, moins forte que la fauche

15. 2,6 3,4 4,2
7,7
14,4
21,5
27,2
-4%
-26% -24%
-61%
-52%
-159% -155%
-250%
-200%
-150%
-100%
-50%
0%
0
5
10
15
20
25
30
baisse cumulée d'albédo
= f (chargement instantané x % herbe ration)
Moyenne de chargement corr ration ugb/j
Moyenne de cumul baisse2
Baisse cumulée d’albédo
Résultats: effet du pâturage sur l’albédo, lien avec le chargement
• Plus le chargement est élevé, plus on enlève de l’herbe, plus
l’albédo baisse et longtemps (temps de repousse herbe)
2020-22 (n = 54)

16. Est-ce que la prairie a un effet refroidissant sur le climat?
0
100
200
300
400
500
2/9 2/10 2/11 2/12 2/1 2/2 2/3 2/4 2/5 2/6 2/7 2/8 2/9
Rayonnement solaire au sommet de l’atmosphère (RTOAi) et au
niveau du sol (SWINi), Trévarez
RTOA W/m² (24h) SWINi W/m² (24h)
albédo
Forçage
radiatif
W/m²
• OUI, çà se calcule avec les valeurs
d’albédo, de rayonnement solaire et
de la transmittance de l’air
(nébulosité).
• On parle alors de forçage radiatif
• Si >0 = effet réchauffant
• Si <0 = effet refroidissant
• Cet effet est d’autant plus important que les
jours sont longs en été. Pourquoi?
• Pour un albédo donné, plus il y a de
lumière, plus la quantité d’énergie renvoyée
est élevée … qui ne réchauffera pas
l’atmosphère et le sol
• La quantité d’énergie renvoyée en moyenne
par une prairie par rapport à un sol nu est
de -8.5 Watt/m²
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
1/8 1/10 1/12 1/2 1/4 1/6 1/8
Forçage radiatif d'une prairie et albédo, Trévarez
RF
Moyenne de Albedo_Avg
10 Moy. mobile sur pér. (RF)
fauche
P
Pâturage
(P)
P P
P
fauche
(F)
HIVER
ETE
refroidit
rechauffe

17. 8.5 Watt/m², çà représente quoi en énergie?
(petit calcul d’ordre de grandeur)
• Il faut savoir que de limiter à 2°C en moyenne, le réchauffement climatique, c’est accepter d’avoir
+4.5 W/m² d’énergie en plus dans le système Terre
• Exprimé en équivalent grille-pain de 1000 W
• Ramené à la surface de la Terre = 510 millions km² = 2295 milliards de grille-pain
• Une prairie a le même effet que si on supprimait -8.5W/m² (par rapport à un sol nu): c’est comme si on
éteignait 85 grille-pain par hectare
• 1, 2, 3 W/m², cela semble peu d’énergie, mais sur un territoire, c’est beaucoup
• L’herbe peut faire sa part pour l’atténuer le changement climatique, même si on n’en
mettra pas partout: il faut préserver les prairies
hectare
45

18. Pour visualiser: - 8.5 W/m², c’est…
19
Çà représente quoi par rapport au stockage du carbone d’une prairie ?
Nécessité de convertir les W/m² en équivalents CO2
… pour se comparer aux émissions de gaz à effet de serre et au stockage de carbone

19. Important: le FR se calcule en comparaison d’une référence
21
Référence α
α à convertir en
FR et eqCO2
Référence α
α à convertir en
FR et eqCO2
• Cette référence peut être
• un sol nu,
• une culture,
• un changement de pratique (pâturer -/pâturer plus, etc…)
• Une exploitation agricole à un moment donné de sa trajectoire….

20. Cas d’une prairie en
comparaison d’une référence
22

21. Estimation en kg équivalents CO2 , de l’effet albédo d’une
prairie
23
Référence
(blé α=0.167, moy
annuelle)
Prairie / ref blé pdl
FR (W/m²)
Kg eq
CO2/ha/an*
Trévarez -6.4 -1358
Méjusseaume -5.5 -1167
Derval -7.9 -1676
Thorigné -6.1 -1295
Mourier -9.1 -1931
Jalogny -5.6 -1188
Pradel -6.6 -1401
Exemple de l’effet d’une prairie dégradée
• -1400 kg éqCO2/ha/an, par
rapport à un blé d’hiver (α=0.164)
• -1800 kg éqCO2/ha/an, par rapport
à un sol nu (α=0.150)

22. Prairie
bon état / dégradée
24
Derval / Thorigné d’Anjou
18/07/22 19/07/22
-1676 kg eqCO2/ha/an -1295 kg eqCO2/ha/an
+381 kg eqCO2/ha/an

23. Cas d’une d’une prairie dans
un assolement
25

24. La prairie dans un assolement, comparaison de 4 systèmes
26
Assolement 0% herbe
blé maïs colza herbe
Assolement 33% herbe
blé maïs colza herbe
Assolement 66% herbe
blé maïs colza herbe
Assolement 100% herbe
blé maïs colza herbe
Assolement système de
référence
D’autres systèmes de référence sont possibles: 100% blé, ou 50% blé + 50% maïs, ou système actuel d’une exploitation agricole, etc. …
Calcul de l’albédo de l’assolement (sim’α)➔conversion en FR
➔conversion en kg eqCO2
(comparé au système de référence)
• Modélisation avec Sim’α, d’assolements identiques pour 2 régions: Occitanie et Pays de la Loire (résultats présentés ici)
• Utilisation de courbes d’albédo (Cesbio) adaptées à la région (stage Ewen Kerjose, 2022)
• Comparaison à une référence = effet du changement d’usage des sols sur l’albédo (système référence ➔ système transformé)

25. Comparaison de 4 assolements: forçage radiatif (FR)
• Albédo
• Plus il y a d’herbe, plus l’albédo augmente
• Et inversement
• Forçage radiatif
• Les systèmes les + herbagers ont le + d’effet
refoidissant
• Cet effet est plus fort en été (jours longs =
plus de rayonnement renvoyé)
• Conversion de α ➔FR (W/m²)➔eqCO2 kg/ha/an
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
J1 J3 F2 M1 M3 A2 Ma1 Ma3 J2 Ju1 Ju3 Ao2 S1 S3 O2 N1 N3 D2
Albédo
Forçage
Radiatif
(W/m²)
Forçage radiatif (W/m²) et albédo toute l’année, selon le
% d'herbe dans l'assolement, Pays de la Loire, Référence
système 0% herbe
RF 33%H RF 66%H RF 100%H
α 33% H α 66% H α 100% H
REF α 0%H
27
➔ne pas se fier à l’œil! Les cultures laissent + de sol visible (baisse l’albédo)
refroidit
rechauffe

26. ➢Passer d’un système 100% cultures à 100% herbe est équivalent à -1439 kg eqCO2/ha/an
➢Dans une ferme d’élevage: ajouter +10% d’herbe à l’assolement = -143.9kg eqCO2/ha/an
Comparaison de 4 assolements:
de l’albédo aux kg eqCO2
Référence: Système culture (αannuel=0.164)
Pays de la
Loire
albédo FR Kg eqCO2
/syst.cult
0% herbe 0.164 ref 0
33% herbe 0.191 -2.27 -482
66% herbe 0.219 -4.53 -961
100% herbe 0.246 -6.78 -1439
28
100 eqCO2 =
27.3 eqC

27. Synthèse: pour un système ayant de l’élevage
29
Pratique: Pays de la Loire Occitanie
+ 10% d’herbe /SAU - 144 kg eqCO2/ha/an -107 kg eqCO2/ha/an Tous systèmes
100% de culture intermédiaire -17 à -49 kg eqCO2/ha/an -15 à -50 kgeqCO2/ha/an 66% herbe ➔0% herbe
2 fauches, 1 pâturage +157 à +53 kgeqCO2/ha/an +146 à +51eq kg CO2/ha/an 100% herbe ➔33% herbe
• Pistes d’accroissement d’albédo: limiter la part de
sol visible.
• Préserver la couverture du sol par la prairie
(période, intensité de pâturage, selon pousse
de l’herbe)
• Accroissement des surfaces de couverts
intermédiaires
• Mais aussi…cultivars / mélanges couvrant vite
le sol (le sol, nu, c’est l’ennemi…sauf en
champagne crayeuse)
• Cela va plutôt dans
le même sens que le
stockage de carbone

28. Principales conclusions
• Les prairies ont un effet « refroidissant »: ≈ -1400 kg équivalent CO2/ha/an
• La fauche et le pâturage ont un effet « légèrement réchauffant », mais bien inférieur à « l’effet
prairie »
• L’herbe dans une rotation est un atout, pour atténuer l’effet de serre, grâce au stockage de
carbone (çà, on le savait) et l’effet albédo (maintenant, on le sait).
• Des progrès restent à faire en ferme :
• Sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre (engrais, gestion du troupeau, …)
• Sur le développement de pratiques accroissant le stockage de carbone et l’albédo: gestion prairies,
couverts intermédiaires, dérobées, limitation du travail du sol, …),
• Et pourrait permettre à l’élevage de viser une certaine forme de neutralité climatique
• Une suite à ces travaux: le projet ALBAATRE-Systèmes (échelle des rotations)
• Réfléchir à comment « monétiser » cette contribution positive de la prairie

29. Merci de votre attention
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