Les bovins sont essentiels à la vie humaine, fournissant de la nourriture et des matériaux, mais ils jouent également un rôle important dans le changement climatique. Comme tous les ruminants, les vaches produisent du méthane, un gaz à effet de serre puissant, comme un sous-produit naturel de la digestion de leur nourriture. Ce gaz est bien plus efficace pour piéger la chaleur dans l'atmosphère que le dioxyde de carbone, ce qui fait de la réduction des émissions du bétail un objectif crucial pour limiter le réchauffement climatique. Pendant des décennies, les scientifiques se sont appuyés sur de grandes pièces scellées appelées chambres de respiration pour mesurer exactement la quantité de gaz qu'une seule vache produit. Ces chambres sont considérées comme la référence absolue car elles capturent presque tout le gaz qu'un animal expire. Cependant, elles sont coûteuses, difficiles à construire et obligent les animaux à être confinés dans un espace restreint pendant plusieurs jours, ce qui peut altérer leur comportement naturel et leurs habitudes alimentaires. En raison de ces limites, les chercheurs cherchent depuis longtemps un moyen de mesurer le méthane dans le monde réel, à la ferme, sans forcer l'animal à entrer dans une boîte.

Une nouvelle étude a franchi une étape importante vers cet objectif en testant un dispositif portable conçu pour mesurer le méthane directement du souffle d'une vache pendant qu'elle se déplace librement. Le dispositif, connu sous le nom de ZELP Sense, est une unité montée sur un collier qui échantillonne l'air autour du nez de l'animal et utilise des modèles informatiques pour calculer les émissions quotidiennes. Pour voir si ce nouvel outil fonctionne, des chercheurs de l'Institut de science de la bioéconomie en Nouvelle-Zélande ont comparé ses lectures par rapport aux chambres de respiration traditionnelles. Ils ont travaillé avec six vaches laitières, équipant le dispositif et observant comment les animaux réagissaient. L'objectif était double : s'assurer que le dispositif ne causait pas de détresse aux vaches ou ne modifiait pas leurs habitudes alimentaires, et voir si les chiffres qu'il produisait correspondaient aux mesures de confiance des chambres. Les résultats suggèrent que, bien que le dispositif ne corresponde pas encore à la précision de la chambre pour chaque journée, il est remarquablement efficace pour suivre les changements d'émissions lorsque le régime alimentaire de la vache change, offrant une voie prometteuse vers une surveillance évolutive et réelle.

Le voyage a commencé par une période d'adaptation prudente pour s'assurer que les vaches étaient à l'aise avec la nouvelle technologie. Six vaches ont été équipées de versions non fonctionnelles du dispositif, qui ressemblaient et ressemblaient au vrai mais ne contenaient aucun capteur, seulement des poids. Les chercheurs ont surveillé attentivement les signes de stress ou d'agitation. La plupart des vaches ont montré un bref élan d'excitation ou de confusion lors de la première fixation du dispositif, durant moins de quatre-vingt-dix secondes. Elles pouvaient secouer la tête ou courir en cercle, mais ce comportement s'est arrêté rapidement. En moins d'une heure, les animaux mangeaient et mâchaient leur rumination comme ils le faisaient toujours. À la fin de la phase d'adaptation de cinq jours, les vaches étaient calmes et aucune irritation physique n'a été trouvée sur leur peau ou leurs poils. Ce retour rapide au comportement normal était crucial ; cela prouvait que le dispositif ne causait ni douleur ni stress durable, ce qui aurait pu fausser les données en faisant manger moins ou bouger différemment les vaches.

Une fois que les vaches ont été à l'aise, les chercheurs en ont sélectionné quatre pour l'expérience principale. Ces animaux ont été équipés des dispositifs fonctionnels et placés à l'intérieur des chambres de respiration pour deux périodes de mesure distinctes. La première période permettait aux vaches de manger autant de pâturage frais qu'elles le souhaitaient. La seconde période était un test de sensibilité, où les chercheurs ont délibérément réduit la quantité de nourriture offerte aux vaches pour voir si le dispositif pouvait détecter la baisse de méthane qui en résulte. Tout au long de ces périodes, les chambres et les dispositifs portables enregistraient simultanément les émissions de gaz. Les chercheurs ont également suivi la quantité de nourriture consommée par les vaches et l'évolution de leur poids corporel, car ces facteurs sont directement liés à la quantité de méthane qu'un animal produit.

Les résultats ont montré que le dispositif portable était très réactif aux changements de régime alimentaire des vaches. Lorsque les vaches étaient nourries normalement, les chambres et le dispositif enregistraient des niveaux de méthane similaires, bien que les chiffres quotidiens du dispositif variaient un peu plus d'un jour à l'autre. Lorsque la nourriture était restreinte, les deux méthodes ont capturé une baisse marquée des émissions. Les chambres ont montré une chute d'environ la moitié, tandis que le dispositif a enregistré une réduction d'environ un tiers. Plus important encore, le dispositif a suivi la tendance à la baisse jour après jour, reflétant le comportement des chambres. C'est une découverte vitale car elle démontre que le dispositif peut détecter l'impact de différentes stratégies d'alimentation, ce qui est souvent plus important pour les agriculteurs et les décideurs politiques que de connaître le chiffre exact pour une seule journée.

Lorsque les chercheurs ont comparé les totaux quotidiens du dispositif par rapport aux mesures de la chambre, ils ont trouvé un niveau de concordance modéré. Le dispositif avait tendance à estimer des quantités de méthane légèrement inférieures à celles des chambres, particulièrement lorsque les émissions étaient élevées. Cependant, à mesure que les vaches mangeaient moins et que les émissions diminuaient, les deux méthodes concordaient encore plus étroitement. L'étude a également noté un problème technique spécifique lors de la première période de mesure : une petite partie du bras d'échantillonnage du dispositif était occasionnellement obstruée, ce qui a probablement contribué à la plus grande variabilité des données. Une fois cela nettoyé manuellement lors de la deuxième période, les données sont devenues plus cohérentes. Malgré ces mineures disparités, le schéma général était clair : le dispositif a réussi à identifier que la production de méthane chutait en réponse à une diminution de la nourriture.

L'étude conclut que le dispositif ZELP Sense est un outil viable pour surveiller le méthane dans des contextes réels, à condition que ses limites soient comprises. Il ne remplace pas encore la chambre de respiration pour les mesures les plus précises et absolues d'un seul animal sur une seule journée. Cependant, sa capacité à suivre les tendances et à répondre aux changements de régime suggère qu'il peut être utilisé pour évaluer de grands groupes de bétail à travers différentes fermes et environnements. Les chercheurs soulignent que le dispositif n'a causé aucun préjudice durable aux animaux et que les vaches se sont adaptées presque immédiatement. Bien que des tests supplémentaires avec un plus grand nombre de vaches et différents types d'aliments soient nécessaires pour affiner la technologie, ce travail prouve que nous nous rapprochons d'un avenir où les émissions de méthane pourront être mesurées de manière continue, précise et sans confiner les animaux dans un laboratoire.