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open science

# Les fromagers face aux défis environnementaux

Caroline Pénicaud

► To cite this version:

Caroline Pénicaud. Les fromagers face aux défis environnementaux. L'écoconception en pratique, Profession Fromager, Nov 2020, En ligne, France. http://hal-inrae.fr/hal-04606147

HAL Id: hal-04606147

https://hal.inrae.fr/hal-04606147

Submitted on 9 Jun 2024

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Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
<figure><img src="image_1.png" /></figure>

# Les fromagers face aux défis environnementaux

**Caroline Pénicaud**

UMR SayFood Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering Research Unit

INRAE, AgroParisTech, Université Paris Saclay

78 850 Thiverval-Grignon

caroline.penicaud@inrae.fr
<figure><img src="image_3.png" /></figure>

# Les fromagers face aux défis environnementaux

**Caroline Pénicaud**

UMR SayFood Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering Research Unit

INRAE, AgroParisTech, Université Paris Saclay

78 850 Thiverval-Grignon

caroline.penicaud@inrae.fr
> Les impacts environnementaux des activités humaines

Tukker et al. 2006, Weidema et al. 2008

<figure><img src="image_2.png" /></figure>
> Les impacts environnementaux des activités humaines

Tukker *et al.* 2006, Weidema *et al.* 2008

<figure><img src="image_4.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Changement climatique

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

Phénomène naturel, permettant la vie sur Terre
=> Gaz contribuant au renforcement de l'effet de serre (GES)

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Méthane - CH₄
Fermentation entérique
Fermentation des déjections

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Protoxyde d'azote - N₂O
Stockage fumiers et lisiers
Epandage engrais

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

Dioxyde de carbone - CO₂
Energie fossile
(machinerie agricole, utilités)

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Composés fluorés - HFC
Production de froid

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

INRAO

Les fromagers face aux défis environnementaux

24 novembre 2020 / Webinaire L'écoconception en pratique Profession Fromager / Caroline Pénicaud
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Changement climatique

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Phénomène naturel, permettant la vie sur Terre
=> Gaz contribuant au renforcement de l'effet de serre (GES)

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

Méthane - CH₄
Fermentation entérique
Fermentation des déjections

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Protoxyde d'azote - N₂O
Stockage fumiers et lisiers
Epandage engrais

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Dioxyde de carbone - CO₂
Energie fossile
(machinerie agricole, utilités)

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Composés fluorés - HFC
Production de froid

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

INRAO

Les fromagers face aux défis environnementaux

24 novembre 2020 / Webinaire L'écoconception en pratique Profession Fromager / Caroline Pénicaud
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

## Acidification

Dioxyde de soufre, Oxydes d'azote
$SO_2, NO, NO_2$

Combustion énergie fossile
(machinerie agricole, utilités)

Engrais azotés (NOx)

Ammoniac
$NH_3$

Stockage - épandage fumiers et lisiers

Epandage engrais azotés

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

<figure><img src="image_10.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

## Acidification

Dioxyde de soufre, Oxydes d'azote

$SO_2, NO, NO_2$

Combustion énergie fossile
(machinerie agricole, utilités)

Engrais azotés (NOx)

Ammoniac

$NH_3$

Stockage - épandage fumiers et lisiers

Epandage engrais azotés

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

<figure><img src="image_12.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Eutrophisation

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Epandages agricoles de fumiers, lisiers

Apport en excès de nutriments

Azote

Engrais

Phosphore

Eaux usées

Détergents
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Eutrophisation

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

Epandages agricoles de fumiers, lisiers

Apport en excès de nutriments

Azote

Engrais

Phosphore

Eaux usées

Détergents
# Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

## Ecotoxicité

### Impact des substances sur les écosystèmes

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

Difficulté d'évaluer le caractère toxicologique d'une substance

* Nombreux paramètres : milieu récepteur, cible, durée de vie dans le milieu, effets de seuil, voie d'exposition, durée d'exposition...

* Nombreuses interactions

Produits phytosanitaires

Métaux lourds

Produits chimiques (nettoyage)
# Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

## Ecotoxicité

### Impact des substances sur les écosystèmes

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Difficulté d'évaluer le caractère toxicologique d'une substance

* Nombreux paramètres : milieu récepteur, cible, durée de vie dans le milieu, effets de seuil, voie d'exposition, durée d'exposition...

* Nombreuses interactions

Produits phytosanitaires

Métaux lourds

Produits chimiques (nettoyage)
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Occupation des terres

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

<figure><img src="image_15.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Occupation des terres

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

<figure><img src="image_17.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Epuisement des ressources

<figure><img src="image_16.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Epuisement des ressources

<figure><img src="image_18.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Conséquences

* **Dysfonctionnement** des écosystèmes

* **Perte de biodiversité**

* Destruction d'espèces

* Destruction des habitats d'espèces (faune et flore)

* Dépérissement des forêts (chute des feuilles et appauvrissement des sols)

Ecosystèmes

Production alimentaire

* Déplacement des **zones cultivables** : accroissement de la température moyenne

* **Surfaces disponibles** : sols dégradés, augmentation du niveau des mers

* Pertes de **rendement** : accroissement des phénomènes climatiques violents

Disponibilité des ressources

* **Eau potable** : difficultés d'approvisionnement

* **Minéraux, Energies fossiles** : risques de pénurie, augmentation des prix de certaines ressources

Santé humaine

* **Crises alimentaires** : difficultés d'approvisionnement

* Concentration des eaux et sols en **métaux lourds** (Al, Pb)

* **Pollution de l'air** : maladies respiratoires

<figure><img src="image_17.png" /></figure>
> Impacts environnementaux des produits laitiers : de quoi parle-t-on ?

Conséquences

* **Dysfonctionnement** des écosystèmes

* **Perte de biodiversité**

* Destruction d'espèces

* Destruction des habitats d'espèces (faune et flore)

* Dépérissement des forêts (chute des feuilles et appauvrissement des sols)

Ecosystèmes

Production alimentaire

* Déplacement des **zones cultivables** : accroissement de la température moyenne

* **Surfaces disponibles** : sols dégradés, augmentation du niveau des mers

* Pertes de **rendement** : accroissement des phénomènes climatiques violents

Disponibilité des ressources

* **Eau potable** : difficultés d'approvisionnement

* **Minéraux, Energies fossiles** : risques de pénurie, augmentation des prix de certaines ressources

Santé humaine

* **Crises alimentaires** : difficultés d'approvisionnement

* Concentration des eaux et sols en **métaux lourds** (Al, Pb)

* **Pollution de l'air** : maladies respiratoires

<figure><img src="image_19.png" /></figure>
> Les impacts environnementaux des fromages

D'après Finnegan et al. 2017 et Egas et al. 2020

## Production de lait

- Fermentation entérique

- Fermentation des déjections

- Production de l'alimentation animale

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

## Fromagerie

- Consommation d'énergie (affinage)

- Rejets : molécules organiques et chimiques (détergents)

- Consommation d'eau (nettoyage)
# Les impacts environnementaux des fromages

## D'après Finnegan et al. 2017 et Egas et al. 2020

### Production de lait

- Fermentation entérique

- Fermentation des déjections

- Production de l'alimentation animale

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

### Fromagerie

- Consommation d'énergie (affinage)

- Rejets : molécules organiques et chimiques (détergents)

- Consommation d'eau (nettoyage)
## Quelles pistes d'action en fromagerie ?

### Optimiser les consommations

#### ENERGIE

- Affinage séquentiel

- Affinage à température plus élevée

- Homogénéisation partielle du lait

- Homogénéisateur à haut rendement énergétique

- Utilisation de pasteurisateurs en continu

- Échangeur thermique à récupération de chaleur dans la pasteurisation

#### EAU

- Recyclage et/ou réutilisation de l'eau

- Optimisation du débit

- Optimisation des buses et des canalisations d'eau

- Séparation des flux d'eau

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

COMMISSION EUROPÉENNE

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Document de référence sur les meilleures techniques disponibles

Industries agro-alimentaires
et laitières

Août 2006

Révisé en 2019

Ce document est la traduction de la version anglaise publiée par la Commission européenne
qui seule fait foi.

Traduction V 0

<figure><img src="image_21.png" /></figure>
> Quelles pistes d'action en fromagerie ?

Optimiser les consommations

ENERGIE

Affinage séquentiel

Affinage à température plus élevée

Homogénéisation partielle du lait

Homogénéisateur à haut rendement énergétique

Utilisation de pasteurisateurs en continu

Échangeur thermique à récupération de chaleur dans la pasteurisation

EAU

Recyclage et/ou réutilisation de l'eau

Optimisation du débit

Optimisation des buses et des
canalisations d'eau

Séparation des flux d'eau

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

COMMISSION EUROPÉENNE

<figure><img src="image_22.png" /></figure>

Document de référence sur les meilleures techniques
disponibles

Industries agro-alimentaires
et laitières

Août 2006

Révisé en 2019

Ce document est la traduction de la version anglaise publiée par la Commission européenne
qui seule fait foi.

Traduction V 0

<figure><img src="image_23.png" /></figure>
## Quelles pistes d'action en fromagerie ?

### Optimiser les rejets

#### LIMITER LES DECHETS

- Fonctionnement optimisé des centrifugeuses

- Réduction au minimum de la production de lactosérum acide

- Récupération et utilisation du lactosérum

#### NETTOYAGE

- Produits chimiques de nettoyage et/ou de désinfectants : sélection appropriée, optimisation du dosage, réutilisation

- Nettoyage à sec

- Système de curage des canalisations

- Optimisation de la conception et de la construction des équipements et des zones de procédés

#### VALORISER LES RESSOURCES

- Digestion anaérobie

- Utilisation des résidus

- Séparation des résidus

- Épandage des effluents aqueux (traités) sur les sols

<figure><img src="image_22.png" /></figure>
## Quelles pistes d'action en fromagerie ?

### Optimiser les rejets

#### LIMITER LES DECHETS

- Fonctionnement optimisé des centrifugeuses

- Réduction au minimum de la production de lactosérum acide

- Récupération et utilisation du lactosérum

#### VALORISER LES RESSOURCES

- Digestion anaérobie

- Utilisation des résidus

- Séparation des résidus

- Épandage des effluents aqueux (traités) sur les sols

#### NETTOYAGE

- Produits chimiques de nettoyage et/ou de désinfectants : sélection appropriée, optimisation du dosage, réutilisation

- Nettoyage à sec

- Système de curage des canalisations

- Optimisation de la conception et de la construction des équipements et des zones de procédés

<figure><img src="image_24.png" /></figure>
## Quelles pistes d'action en fromagerie ?

### Limiter les émissions de polluants

#### CHOIX DES MATIERES PREMIERES

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

AGRICULTURE
BIOLOGIQUE

AGRO-ÉCOLOGIE
PRODUISONS
AUTREMENT

#### Matières en suspension

Coagulation et flocation matières en suspension

Sédimentation

Filtration (par exemple, filtration sur sable, microfiltration, ultrafiltration)

Flottation

#### TRAITEMENT DES EFFLUENTS

##### Traitements génériques

- Homogénéisation

- Neutralisation des acides / bases

- Traitement aérobie et/ou anaérobie (traitement secondaire), par exemple procédé par boues activées, lagune aérobie, procédé par lit de boues expansées (UASB), procédé par contact anaérobie, bioréacteur à membrane

##### Azote, Phosphore

- Précipitation (azote, phosphore)

- Dénitrification

- Nitritation partielle - oxydation anaérobie des ions ammonium

- Récupération du phosphore sous forme de struvite

- Extraction biologique renforcée du phosphore

<figure><img src="image_24.png" /></figure>
## Quelles pistes d'action en fromagerie ?

### Limiter les émissions de polluants

#### CHOIX DES MATIERES PREMIERES

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

AGRICULTURE
BIOLOGIQUE

AGRO-ÉCOLOGIE

PRODUISONS

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

AUTREMENT

#### Matières en suspension

Coagulation et flocation matières en suspension

Sédimentation

Filtration (par exemple, filtration sur sable, microfiltration, ultrafiltration)

Flottation

#### TRAITEMENT DES EFFLUENTS

##### Traitements génériques

- Homogénéisation

- Neutralisation des acides / bases

- Traitement aérobie et/ou anaérobie (traitement secondaire), par exemple procédé par boues activées, lagune aérobie, procédé par lit de boues expansées (UASB), procédé par contact anaérobie, bioréacteur à membrane

##### Azote, Phosphore

- Précipitation (azote, phosphore)

- Dénitrification

- Nitritation partielle - oxydation anaérobie des ions ammonium

- Récupération du phosphore sous forme de struvite

- Extraction biologique renforcée du phosphore

<figure><img src="image_27.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

ISO 14062

Approche basée sur 5 grands principes :

• Une prise en compte **globale** de l'environnement

Approche multicritère sur l'ensemble du cycle de vie du produit en prenant en compte l'ensemble des impacts dans l'air, l'eau, les sols

<figure><img src="image_25.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

ISO 14062

Approche basée sur 5 grands principes :

• Une prise en compte **globale** de l'environnement

Approche multicritère sur l'ensemble du cycle de vie du produit en prenant en compte l'ensemble des impacts dans l'air, l'eau, les sols

<figure><img src="image_28.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Cycle de Vie d'un produit

* Ensemble des phases de la vie d'un produit

« du berceau au tombeau »

« du berceau au berceau »

« du berceau à la porte »

<figure><img src="image_26.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Cycle de Vie d'un produit

• Ensemble des phases de la vie d'un produit

« du berceau au tombeau »

« du berceau au berceau »

« du berceau à la porte »

<figure><img src="image_29.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Impacts et Cycle de Vie

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Chaque étape est source d'impact(s). Une même catégorie d'impact peut résulter de plusieurs étapes.

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

Intérêt d'une analyse multicritère tout au long du cycle de vie

<figure><img src="image_29.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Impacts et Cycle de Vie

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

Chaque étape est source d'impact(s). Une même catégorie d'impact peut résulter de plusieurs étapes.

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

Intérêt d'une analyse multicritère tout au long du cycle de vie

<figure><img src="image_32.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Transfert d'impact : Déplacement d'un impact environnemental d'une phase donnée de la vie d'un produit vers une ou plusieurs autres phases.

impact = ponction <u>ou</u> rejet

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

L'impact de la phase de fabrication a diminué
MAIS l'impact global a augmenté !!!

On ne peut pas parler d'écoconception...

<figure><img src="image_31.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

Transfert d'impact : Déplacement d'un impact environnemental d'une phase donnée de la vie d'un produit vers une ou plusieurs autres phases.

impact = ponction <u>ou</u> rejet

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

Source : Ademe – Illustration O2 France

L'impact de la phase de fabrication a diminué
MAIS l'impact global a augmenté !!!

On ne peut pas parler d'écoconception...

<figure><img src="image_34.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

ISO 14062

Approche basée sur 5 grands principes :

• Une prise en compte **globale** de l'environnement

Approche multicritère sur l'ensemble du cycle de vie du produit en prenant en compte l'ensemble des impacts dans l'air, l'eau, les sols

• Intégration de la **dimension environnementale** dans les **méthodes de conception**

Intégration au même titre que la qualité, les coûts, les délais, la sécurité...

• Utilisation de **méthodes et d'outils d'évaluation**

Exemple : Analyse de Cycle de Vie

• Combinaison de **stratégies** de réduction des impacts potentiels

Identification des leviers d'action possibles

• Le **dialogue** et le **partenariat**

<figure><img src="image_32.png" /></figure>
> L'écoconception : une démarche globale

ISO 14062

Approche basée sur 5 grands principes :

• Une prise en compte **globale** de l'environnement

Approche multicritère sur l'ensemble du cycle de vie du produit en prenant en compte l'ensemble des impacts dans l'air, l'eau, les sols

• Intégration de la **dimension environnementale** dans les **méthodes de conception**

Intégration au même titre que la qualité, les coûts, les délais, la sécurité...

• Utilisation de **méthodes et d'outils d'évaluation**

Exemple : Analyse de Cycle de Vie

• Combinaison de **stratégies** de réduction des impacts potentiels

Identification des leviers d'action possibles

• Le **dialogue** et le **partenariat**

<figure><img src="image_35.png" /></figure>
> Exemple : le San Simon da Costa

Gonzalès-Garcia et al. 2013

<figure><img src="image_33.png" /></figure>

### Approche multicritère

- Du berceau au tombeau

- Tous les impacts environnementaux

### Outil d'évaluation

- Analyse de Cycle de Vie

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

Repérer ses points forts et ses points faibles

- Lait 63-89 %

- Fromagerie : fumage, pasteurisation, effluents

### Stratégie de réduction des impacts

- Traitement sur site du lactoserum au lieu de traitement municipal

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

<table><thead><tr><td>Impact</td><td>Bénéfice</td></tr></thead><tbody><tr><td>Changement climatique</td><td>- 9 %</td></tr><tr><td>Acidification</td><td>- 8 %</td></tr><tr><td>Eutrophisation</td><td>- 15 %</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

INRAO

Les fromagers face aux défis environnementaux

24 novembre 2020 / Webinaire L'écoconception en pratique Profession Fromager / Caroline Pénicaud
> Exemple : le San Simon da Costa

Gonzalès-Garcia et al. 2013

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

### Approche multicritère

- Du berceau au tombeau

- Tous les impacts environnementaux

### Outil d'évaluation

- Analyse de Cycle de Vie

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Repérer ses points forts
et ses points faibles

- Lait 63-89 %

- Fromagerie : fumage, pasteurisation, effluents

### Stratégie de réduction des impacts

- Traitement sur site du lactoserum au lieu de traitement municipal

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

<table><thead><tr><td>Impact</td><td>Bénéfice</td></tr></thead><tbody><tr><td>Changement climatique</td><td>- 9 %</td></tr><tr><td>Acidification</td><td>- 8 %</td></tr><tr><td>Eutrophisation</td><td>- 15 %</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_39.png" /></figure>

INRAO

Les fromagers face aux défis environnementaux

24 novembre 2020 / Webinaire L'écoconception en pratique Profession Fromager / Caroline Pénicaud
> Exemple : le Comté

Pénicaud *et al.* 2020

### Approche multicritère

- Du berceau à la porte

- Tous les impacts environnementaux

### Stratégies de réduction des impacts

- Affinage séquentiel ?

- Affinage à plus haute température ?

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Données fromagerie
expérimentale

### Outil d'évaluation

Analyse de Cycle de Vie

Repérer ses points forts
et ses points faibles

<figure><img src="image_38.png" /></figure>

<figure><img src="image_39.png" /></figure>
> Exemple : le Comté

Pénicaud *et al.* 2020

### Approche multicritère

- Du berceau à la porte

- Tous les impacts environnementaux

### Stratégies de réduction des impacts

- Affinage séquentiel ?

- Affinage à plus haute température ?

<figure><img src="image_40.png" /></figure>

Données fromagerie
expérimentale

<figure><img src="image_41.png" /></figure>

INRAO

Les fromagers face aux défis environnementaux

24 novembre 2020 / Webinaire L'écoconception en pratique Profession Fromager / Caroline Pénicaud

### Outil d'évaluation

Analyse de Cycle de Vie

Repérer ses points forts
et ses points faibles

<figure><img src="image_42.png" /></figure>

<figure><img src="image_43.png" /></figure>
<figure><img src="image_40.png" /></figure>

# Les fromagers face aux défis environnementaux

**Caroline Pénicaud**

UMR SayFood Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering Research Unit

INRAE, AgroParisTech, Université Paris Saclay

78 850 Thiverval-Grignon

caroline.penicaud@inrae.fr
<figure><img src="image_44.png" /></figure>

# Les fromagers face aux défis environnementaux

Caroline Pénicaud

UMR SayFood Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering Research Unit

INRAE, AgroParisTech, Université Paris Saclay

78 850 Thiverval-Grignon

caroline.penicaud@inrae.fr