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The need to integrate more clearly societal expectations on livestock farming has led the authors of this article to consider that livestock farming systems must be redesigned to position health and welfare at the heart of their objectives. This article proposes a vision of the advances in knowledge required at different scales to contribute to this transformation. After defining health and welfare of animals, the article emphasises the need to consider health in a broader perspective, to deepen the question of positive emotional experiences regarding welfare, and raises the question of how to assess these two elements on farms. The positive interactions between health and welfare are presented. Some possible tensions between them are also discussed, in particular when improving welfare by providing a more stimulating and richer environment such as access to outdoor increases the risk of infectious diseases. Jointly improving health and welfare of animals poses a number of questions at various scales, from the animal level to the production chain. At the animal level, the authors highlight the need to explore: the long-term links between better welfare and physiological balance, the role of microbiota, the psycho-neuro-endocrine mechanisms linking positive mental state and health, and the trade-off between the physiological functions of production, reproduction and immunity. At the farm level, in addition to studying the relationships at the group level between welfare, health and production, the paper supports the idea of co-constructing innovative systems with livestock farmers, as well as analysing the cost, acceptability and impact of improved systems on their working conditions and well-being. At the production chain or territory levels, various questions are raised. These include studying the best strategies to improve animal health and welfare while preserving economic viability, the labelling of products and the consumers’ willingness to pay, the consequences of heterogeneity in animal traits on the processing of animal products, and the spatial distribution of livestock farming and the organisation of the production and value chain. At the level of the citizen and consumer, one of the challenges is to better inter-relate sanitary and health perspectives on the one hand, and welfare concerns on the other hand. There is also a need to improve citizens' knowledge on livestock farming, and to develop more intense and constructive exchanges between livestock farmers, the livestock industry and citizens. These difficult issues plead for interdisciplinary and transdisciplinary research involving various scientific disciplines and the different stakeholders, including public policy makers through participatory research.

L’article présente les systèmes de récolte des fourrages d’un groupe d’éleveurs de bovins allaitants charolais du Centre France, dans lesquels l’utilisation de l’herbe est dominante. Huit combinaisons sont identifiées, du foin seul à l’association des quatre modes de récolte : foin, ensilage d’herbe classique ou enrubanné et ensilage de maïs. Une cohérence apparaît avec le choix du système d’élevage des bovins mâles et femelles et avec les niveaux d’intensification des surfaces fourragères et du troupeau, en tenant compte de la main d’oeuvre et de la surface disponible, mais aussi de la localisation de l’exploitation et de son environnement associatif. Le foin reste toujours présent, conforté par l’utilisation des presses à balles rondes. L’enrubannage, apparu en 1989, revêt une importance croissante et remplit plusieurs types de fonction selon qu’il est associé ou pas à l’ensilage d’herbe classique et/ou à l’ensilage de maïs. Il peut remplacer celui-ci dans certaines exploitations. De nouvelles techniques comme les presses à haute densité pour le foin se font jour, entraînant de nouvelles interrogations. Les éleveurs doivent en permanence arbitrer entre des innovations technologiques sans cesse renouvelées et leurs objectifs qui sont de plus en plus multiples.

Surplus accounting is a method for evaluating trends in how a firm’s productivity factors (intermediate inputs, capital, land, labour) are performing and how the productivity gains are redistributed between agents in the economy. Here the surplus accounting method was applied on a database of 164 Charolais-area suckler cattle farms running from 1980 to 2015. Over this 36-year period – with differences per sub-period – the cumulative productivity surplus (PS) increased at a low rate of +0.17%/year (i.e. cumulative volume of outputs produced increased slightly more than cumulative volume of inputs used). This timid increase in PS is linked to the constant expansion in labour productivity whereas other factor productivities have shrunk. The observable period-wide macrotrends are that commercial farm businesses struggle to protect their revenues, we also observe a slight fall in input prices, land rent and financing costs, and a huge climb in direct support-policy payments. The bulk of the cumulative economic surplus has been captured downstream – 64% downstream of the cattle value chain as a drop in prices, and 22% downstream of other value chains (chiefly cereals). It emerges that the productivity gains in beef cattle farming mostly benefit the downstream value chain (packers–processors, distributors and consumers), whereas it is mainly government money backing this drop in prices of agricultural output. Here we see the principal of the 1992 ‘MacSharry’ reform at work, with a transfer from the taxpayer through direct support-policy payments through to the consumer via lower prices. The simple fact that farmers’ incomes are stagnating is a clear indication that they are net losers in this distribution of productivity gains, despite the improvement in labour factor productivity.

Crop–livestock production is claimed more sustainable than specialized production systems. However, the presence of controversial studies suggests that there must be conditions of mixing crop and livestock productions to allow for higher sustainable performances. Whereas previous studies focused on the impact of crop–livestock interactions on performances, we posit here that crop–livestock organization is a key determinant of farming system sustainability. Crop–livestock organization refers to the percentage of the agricultural area that is dedicated to each production. Our objective is to investigate if crop–livestock organization has both a direct and an indirect impact on mixed crop–livestock (MC–L) sustainability. In that objective, we build a whole-farm model parametrized on representative French sheep and crop farming systems in plain areas (Vienne, France). This model permits simulating contrasted MC–L systems and their subsequent sustainability through the following indicators of performance: farm income, production, N balance, greenhouse gas (GHG) emissions (/kg product) and MJ consumption (/kg product). Two MC–L systems were simulated with contrasted crop–livestock organizations (MC20–L80: 20% of crops; MC80–L20: 80% of crops). A first scenario – constraining no crop–livestock interactions in both MC–L systems – permits highlighting that crop–livestock organization has a significant direct impact on performances that implies trade-offs between objectives of sustainability. Indeed, the MC80–L20 system is showing higher performances for farm income (+44%), livestock production (+18%) and crop GHG emissions (−14%) whereas the MC20–L80 system has a better N balance (−53%) and a lower livestock MJ consumption (−9%). A second scenario – allowing for crop–livestock interactions in both MC20–L80 and MC80–L20 systems – stated that crop–livestock organization has a significant indirect impact on performances. Indeed, even if crop–livestock interactions permit improving performances, crop–livestock organization influences the capacity of MC–L systems to benefit from crop–livestock interactions. As a consequence, we observed a decreasing performance trade-off between MC–L systems for farm income (−4%) and crop GHG emissions (−10%) whereas the gap increases for nitrogen balance (+23%), livestock production (+6%) – MJ consumption (+16%) – GHG emissions (+5%) and crop MJ consumption (+5%). However, the indirect impact of crop–livestock organization doesn’t reverse the trend of trade-offs between objectives of sustainability determined by the direct impact of crop–livestock organization. As a conclusion, crop–livestock organization is a key factor that has to be taken into account when studying the sustainability of mixed crop–livestock systems.

Over the past 23 years (1990 to 2012), French beef cattle farms have expanded in size and increased labour productivity by over 60%, chiefly, though not exclusively, through capital intensification (labour–capital substitution) and simplifying herd feeding practices (more concentrates used). The technical efficiency of beef sector production systems, as measured by the ratio of the volume value (in constant euros) of farm output excluding aids to volume of intermediate consumption, has fallen by nearly 20% while income per worker has held stable thanks to subsidies and the labour productivity gains made. This aggregate technical efficiency of beef cattle systems is positively correlated to feed self-sufficiency, which is in turn negatively correlated to farm and herd size. While volume of farm output per hectare of agricultural area has not changed, forage feed self-sufficiency decreased by 6 percentage points. The continual increase in farm size and labour productivity has come at a cost of lower production-system efficiency – a loss of technical efficiency that 20 years of genetic, technical, technological and knowledge-driven progress has barely managed to offset.

L’ambition de cet article est de dresser un bilan environnemental de l’élevage de bovins pour la viande en France, aussi exhaustif que possible, à partir des données scientifiques et statistiques disponibles. Les impacts environnementaux abordés sont les émissions de gaz à effet de serre, la pollution de l’eau et des sols, l’utilisation des ressources naturelles (énergie, phosphore, eau), l’utilisation des terres et la biodiversité végétale et animale. Les méthodologies d’évaluation et les indicateurs utilisés sont justifiés et discutés. Lorsque l’unité d’expression est le kg de viande, l’essentiel des impacts environnementaux provient de l’atelier naisseur en raison de la longue phase d’élevage pour obtenir un broutard. Les résultats sont très différents lorsque les impacts sont calculés par unité de surface, que le stockage de carbone dans les prairies est pris en compte et que les impacts positifs de ces systèmes sur la biodiversité et sur le paysage sont intégrés à l’analyse. Bien qu’ayant des atouts pour aborder la transition agroécologique du fait de la part importante de prairies permanentes leur permettant de tirer avantage des régulations biologiques, les systèmes naisseurs sont cependant engagés depuis 20 ans dans un processus d’agrandissement au détriment de leur durabilité.

Mixed crop–livestock (MC–L) farming has gained broad consensus as an economically and environmentally sustainable farming system. Working on a Charolais-area suckler cattle farms network, we subdivided the 66 farms of a constant sample, for 2 years (2010 and 2011), into four groups: (i) ‘specialized conventional livestock farms’ (100% grassland-based farms (GF), n=7); (ii) ‘integrated conventional crop–livestock farms’ (specialized farms that only market animal products but that grow cereal crops on-farm for animal feed, n=31); (iii) ‘mixed conventional crop–livestock farms’ (farms that sell beef and cereal crops to market, n=21); and (iv) organic farms (n=7). We analyse the differences in structure and in drivers of technical, economic and environmental performances. The figures for all the farms over 2 years (2010 and 2011) were pooled into a single sample for each group. The farms that sell crops alongside beef miss out on potential economies of scale. These farms are bigger than specialized beef farms (with or without on-farm feed crops) and all types of farms show comparable economic performances. The big MC–L farms make heavier and consequently less efficient use of inputs. This use of less efficient inputs also weakens their environmental performances. This subpopulation of suckler cattle farms appears unable to translate a MC–L strategy into economies of scope. Organic farms most efficiently exploit the diversity of herd feed resources, thus positioning organic agriculture as a prototype MC–L system meeting the core principles of agroecology.

La baisse de population et de services dans les zones rurales préoccupe les décideurs locaux. Face aux changements de politiques et de marchés, ces décideurs ne disposent pas d'outils de diagnostics pour anticiper les effets conjoints de tels changements dans leur région. Ils sont en attente d'outils pour appréhender les effets des évolutions de la politique agricole commune, en tenant compte des spécificités locales du tissu et de l'économie agricole. Ceci nous a conduits à élaborer une démarche pour modéliser les effets de changements macroéconomiques et locaux pour l'ensemble des élevages d'un territoire sur quelques années. En s'appuyant sur une typologie et des modèles économiques d'exploitations et des scénarios d'évolution des structures agricoles, on peut approcher la production globale des fermes d'un territoire, la valeur ajoutée créée et le revenu global et propre à chaque type d'exploitations de la zone en année de référence et après quelques années, pour divers scénarios de politiques et de développement des filières. La démarche a été développée en 2009 sur une zone d'altitude du Massif Central. Elle donne aux élus et agents des repères pour distinguer les marges de manœuvres ou les changements que nécessitent les évolutions agricoles locales et internationales sur leur territoire.

Au cours des vingt dernières années, les réformes de la Politique Agricole Commune (PAC) se sont succédées avec, au départ, des aides attribuées en compensation de la baisse des prix garantis. Un soutien a été accordé aux élevages herbagers et/ou extensifs. Malgré cela, les revenus des exploitations d’élevages allaitants, bovins et ovins, sont restés, en moyenne, parmi les plus faibles de l’ensemble des exploitations agricoles françaises. Une des réponses à la PAC, mais également aux signaux du marché et aux aléas, a été un accroissement constant de la taille de ces exploitations et de la productivité du travail (de + 45 à + 60% en 20 ans selon les régions), accompagnée d’une simplification des pratiques, pour une quasi-stagnation des revenus par travailleur en euros constants. Ces observations réalisées sur le long terme, à partir des réseaux ovins et bovins allaitants de l’INRA de Clermont-Theix, amènent à se poser des questions sur les notions d’économie d’échelle, sur l’efficacité des systèmes de production et sur les évolutions futures des structures de ces exploitations.

De tous les secteurs de l’économie, c’est l’agriculture qui a connu l’accroissement le plus rapide de la productivité du travail au cours des cinquante dernières années. La production en volume de la branche a été multipliée par 2,2 entre 1955 et 2010, grâce à l’utilisation croissante des intrants et à la mobilisation d’un capital toujours plus important (matériel et bâtiments). Sur cette même période, la population active agricole est passée de 31 à 3,4 de l’emploi total. Les subventions jouent aujourd’hui un rôle déterminant dans le maintien du revenu agricole par actif. L’analyse de la productivité du travail pour les filières bovine, ovine et caprine montre que l’accroissement de la productivité physique et des principaux indicateurs économiques ne vont pas forcément de pair. Il existe des écarts de productivité physique du travail importants entre systèmes et entre filières. Si, en bonne conjoncture de prix, les systèmes à haute productivité physique du travail dégagent les meilleurs revenus, une évolution défavorable des prix induit pour ces systèmes une fragilisation économique révélant ainsi leur faible capacité de résilience. La recherche de cohérence du système de production et de l’optimisation des moyens de production apparaît toujours comme un élément déterminant des performances économiques. L’orientation des exploitations sera largement induite par la répartition des gains de productivité entre les différents acteurs de la branche (producteurs, industries agricoles et alimentaires, commerce et consommateurs) ainsi que par les choix des pouvoirs publics.

Les éleveurs de bovins sont confrontés à une évolution continue du contexte socio-économique et à des conditions climatiques et économiques aléatoires. Nous cherchons à déterminer à travers une analyse statistique si des exploitations disposant de plus grandes sources de flexibilité sont moins sensibles à ces aléas et si leurs revenus moyens s’en ressentent. A partir des données technico-économiques d’un panel de 55 exploitations du bassin Charolais sur la période 1987-2007, nous avons dégagé trois profils de production sur la base de critères relatifs à l’engraissement des mâles et au chargement. Des cycles de production plus longs confèrent une plus grande diversité d’animaux commercialisables à court terme et un faible chargement diminue les risques de pénurie en fourrages. Nos analyses montrent que ce sont les éleveurs avec le chargement le plus élevé qui ajustent le plus leurs itinéraires de production via la complémentation des animaux et la part des surfaces en prairies fauchées, et, qui ont les résultats économiques les plus sensibles aux aléas climatiques. Les éleveurs engraissant le plus d’animaux ont eu des revenus moins sensibles aux aléas de prix. Il n’y a en revanche pas de différences significatives de revenus moyens selon les profils. L’analyse des évolutions de long terme révèle que les éleveurs ont tous modifié leur exploitation via l’agrandissement, l’intensification de la production à l’animal et la diminution de la part des mâles engraissés. Les exploitations les moins chargées semblent aller vers une extensification encore plus prononcée de la gestion des surfaces fourragères.

Le Massif Central détient 25% des vaches allaitantes françaises certifiées AB. Afin d’obtenir des références technico-économiques, 22 élevages bovins allaitants AB ont été suivis en 2004, dont 13 en échantillon constant depuis 2001. Ces exploitations herbagères sont toutes situées en zone défavorisée et leurs performances ont été comparées à un groupe de 105 exploitations conventionnelles de la même zone géographique. Le chargement et la production de viande vive/UGB y sont 20% plus faibles que chez les conventionnels. La plus-value sur le prix de la viande n’est que de 7% car, suite aux difficultés de mise en marché, les animaux engraissés ne représentent que 45% des ventes alors que seuls les animaux gras sont valorisés sur le marché bio. Le produit global à l’ha est inférieur de 20% à celui des conventionnels, ce résultat étant compensé par de faibles charges opérationnelles (- 33%), d’où une meilleure efficacité économique. Le revenu par unité de main-d’œuvre est comparable entre AB et conventionnels. La recherche de l’autonomie alimentaire à l’échelle de l’exploitation est un point capital pour l’économie de ces exploitations, mais cette autonomie est plus facilement atteinte dans les fermes de polyculture-élevage où la production de céréales est possible. Vu le prix d’achat des concentrés, les exploitations 100% herbagères ont des difficultés pour engraisser leurs animaux, d’où le moindre taux de certification AB en zone de montagne par rapport aux zones intermédiaires. Mais des dimensions autres que la productivité et l’économie devront, à l’avenir, venir enrichir l’argumentaire pour encourager les conversions.

Malgré une forte restructuration et les réformes successives de la politique agricole commune, le revenu des exploitations professionnelles spécialisées en bovins viande est, en moyenne, toujours l’un des plus faibles de l’ensemble des exploitations françaises. Le suivi d’un groupe constant de 69 exploitations d’élevage bovin allaitant charolais du nord Massif Central sur 15 ans (de 1989 à 2003) montre une forte progression de la taille de ces exploitations et du cheptel à main-d’œuvre constante. Cette augmentation de la productivité du travail, réponse à la baisse constante du prix de la viande seulement en partie compensée par des aides, s’est accompagnée d’une évolution des systèmes de production (régression de l’engraissement des mâles et raccourcissement des cycles de production). La variabilité de notre échantillon s’exprime avant tout au travers de la taille (surface et cheptel), mais également du taux de spécialisation (élevage ou polyculture élevage) et du choix de système de production (engraissement ou non des animaux). Globalement, le revenu moyen par travailleur est resté stable, avec une dépendance accrue de celui-ci vis-à-vis des aides. La moyenne des revenus est quasi-identique quelque soit le système de production, mais la dispersion des revenus intra-système est relativement importante. Le revenu par travailleur reste toujours corrélé à des critères de taille (cheptel et/ou surface) mais avec la distinction suivante : avant la première réforme de la PAC, la taille du cheptel intervenait par les outputs qu’elle générait, après 1992 la taille intervient par les aides qu’elle permet de percevoir.

En France, une centaine d’élevages laitiers est équipée du robot de traite et, au dire des constructeurs, ce marché est amené à se développer. Cependant, nous ne disposons pas de références sur ces éleveurs et sur leurs motivations d’achat. Dans le but de les caractériser, près de la moitié de la population totale (44) a été enquêtée. Les exploitations enquêtées sont de taille (surface et troupeau) largement supérieure à la moyenne nationale. L’atelier lait y est souvent en concurrence avec d’autres productions, ce qui induit des contraintes de main-d’œuvre. La vétusté du matériel de traite rendait son remplacement quasi obligatoire ; le choix du robot par rapport à une salle de traite a été fait dans le but d’alléger le travail. Le robot offre essentiellement une plus grande souplesse horaire, mais il a également un impact sur la gestion du troupeau : hausse de la production par vache, abandon du pâturage. Des simulations économiques montrent que le surcoût annuel du robot par rapport à une salle de traite est principalement influencé par quatre paramètres : le coût de la main d’œuvre, la hausse de production par vache, la durée des amortissements et les options de la salle de traite. D’après ces simulations, le robot semble plus adapté économiquement aux exploitations de 50 à 60 vaches pour un quota de 400 000 à 500 000 litres de lait. Ces observations et analyses permettent de recenser exhaustivement les points actuellement les plus importants pour la réflexion des éleveurs souhaitant investir : travail, économie, filière, bâtiment, gestion du troupeau et de la surface fourragère et caractéristiques du robot. Ces réflexions doivent, bien sûr, s’enrichir dans l’avenir avec de nouvelles références.

The high-velocity impact response of gelatin and synthetic hydrogel samples is investigated using a laser-based microballistic platform for launching and imaging supersonic micro-particles. The micro-particles are monitored during impact and penetration into the gels using a high-speed multi-frame camera that can record up to 16 images with nanosecond time resolution. The trajectories are compared with a Poncelet model for particle penetration, demonstrating good agreement between experiments and the model for impact in gelatin. The model is further validated on a synthetic hydrogel and the applicability of the results is discussed. We find the strength resistance parameter in the Poncelet model to be two orders of magnitude higher than in macroscopic experiments at comparable impact velocities. The results open prospects for testing high-rate behavior of soft materials on the microscale and for guiding the design of drug delivery methods using accelerated microparticles. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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Ensuring the sustainability and circularity of mixed crop-ruminant livestock systems is essential if they are to deliver on the enhancement of long-term productivity and profitability with a smaller footprint. The objectives of this study were to select indicators in the environmental, economic and social dimensions of sustainability of crop-livestock systems, to assess if these indicators are relevant in the operational schedule of farmers, and to score the indicators in these farm systems. The scoring system was based on relevance to farmers, data availability, frequency of use, and policy. The study was successful in the assemblage of a suite of indicators comprising three dimensions of sustainability and the development of criteria to assess the usefulness of these indicators in crop-ruminant livestock systems in distinct agro-climatic regions across the globe. Except for ammonia emissions, indicators within the Emissions to air theme obtained high scores, as expected from mixed crop-ruminant systems in countries transitioning towards low emission production systems. Despite the inherent association between nutrient losses and water quality, the sum of scores was numerically greater for the former, attributed to a mix of economic and policy incentives. The sum of indicator scores within the Profitability theme (farm net income, expenditure and revenue) received the highest scores in the economic dimension. The Workforce theme (diversity, education, succession) stood out within the social dimension, reflecting the need for an engaged labor force that requires knowledge and skills in both crop and livestock husbandry. The development of surveys with farmers/stakeholders to assess the relevance of farm-scale indicators and tools is important to support direct actions and policies in support of sustainable mixed crop-ruminant livestock farm systems., Competing Interests: Declaration of competing interest The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper., (Copyright © 2024 Elsevier B.V. All rights reserved.)

Combining several animal species to optimise the performance of the whole farming system is one of the core tenets of agroecology. Here, we associated sheep with beef cattle (40-60% livestock units (LU)) in a mixed system (MIXsys) and compared its performances to those of a specialised beef cattle-only system (CATsys) and a specialised sheep-only system (SHsys). All three systems were designed to have identical annual stocking rates and similar farm areas, pastures and animals. The experiment was conducted for four campaigns (2017-2020) in an upland setting exclusively on permanent grassland under certified-organic farming standards. The young animals were fattened almost exclusively with forages: at pasture for lambs and indoors with haylage in winter for young cattle. Abnormally dry weather conditions led to hay purchases. We compared between-system and between-enterprise performances based on technical, economic (gross product, expenses, margins, income), environmental (greenhouse gas emissions (GHG), energy consumption) and feed-food competition balance indicators. The mixed-species association only benefited the sheep enterprise, with +17.1% meat production per LU (P < 0.03), -17.8% concentrate used per LU (P < 0.02), +10.0% gross margin (P < 0.07) and +47.5% income per LU (P < 0.03) in MIXsys vs SHsys, as well as environmental performance benefits via a reduction of 10.9% in GHG emissions (P < 0.09) and 15.7% in energy consumption (P < 0.03), and a 47.2% improvement in feed-food competition (P < 0.01) in MIXsys vs SHsys. These results are due to both better animal performance and lower concentrate consumption in MIXsys, as presented in a companion paper. These benefits outweighed the additional costs of the mixed system, especially for fencing, in terms of net income per sheep LU. There were no between-system differences in productive and economic performance (kilos live-weight produced, kilos concentrate used and income per LU) for the beef cattle enterprise. Despite good animal performances, the beef cattle enterprises in both CATsys and MIXsys had poor economic performance due to large purchases of conserved forages and difficulty selling the animals, which were ill-adapted to the traditional downstream sector. This multiyear study at the farming-system level, which has thus far been underresearched for mixed livestock farming systems, highlighted and quantified the benefits for sheep when combined with beef cattle on economic, environmental, and feed-food competition performance., (Copyright © 2023 The Author(s). Published by Elsevier B.V. All rights reserved.)