Environmental and economic assessments of selection for feed efficiency in pigs | Évaluations environnementales et économiques de la sélection pour efficacité alimentaire chez le porc

English. The aim of this thesis was to develop an approach to evaluate breeding strategies for feed efficiency in pigs to identify mitigating solutions for environment and economy. A life cycle environmental assessment model (LCA) and a bio-economic model were developed at the individual level. It enabled to assess varieties of feed efficiency scenarios on an individual basis. The models were applied to assess the impacts of selection for feed efficiency alone or combined with diet optimisation as a strategy to achieve overall farm feed efficiency. Data from two pig lines selected for feed efficiency based on residual feed intake (RFI), showing genetically contrasted feed efficiency, were used. A multiple objective diet optimisation was developed using genetic line nutritional requirements as constraints, and minimising a score combining environmental impacts and/or cost. The consistency of the models was obtained from considering net energy as the core linkage between line requirements, ingredients dietary composition, price, and environmental impacts. The individual performance traits in response to new optimised diets for each line were simulated with the InraPorc® pig growth simulation software. For a least cost, a least environmental impacts, and a joint economic-environment diets, these performances were used as inputs to the LCA and bio-economic models. The individual economic and environment assessments showed that selection for improved feed efficiency in pigs increases the profitability by 23.4% and reduces the environmental footprint by 7%. Selection for feed efficiency combined with diet optimisation even enhanced these economic and environmental improvements through restoring part of the advantages of selection that did not emerge due to feeding the lines the same diet. Thus, for increased pig sustainability, a selection for feed efficiency should be combined to diet optimisation including environmental constraints. However, feeding less efficient pigs an optimised diet strongly reduced the genetic differences and alleviated most of the economic and environmental burdens. Finally, the assessment at the individual level gave access to the covariances between the performance traits and the environmental impacts and profit. High correlations of feed conversion ratio with environmental impacts and profit in both lines confirmed the importance of feed efficiency as a lever for the sustainability of pig production, and the moderate correlations with RFI pointed this trait as a potential lever to improve environmental impacts with limited correlated effects on other production traits. These results and tools will contribute to move from breeding goals essentially based on economic objectives to more holistic breeding goals, to contribute to increased sustainability in pig production.

French. L'objectif de cette thèse était de proposer une approche pour évaluer les stratégies d'élevage et de sélection pour l'amélioration de l’efficacité alimentaire chez le porc en croissance, afin d'identifier des leviers pour conjointement atténuer les impacts environnementaux, et améliorer les résultats économiques de la filière porcine. Un modèle d'évaluation environnementale par analyse de cycle de vie (ACV) et un modèle bio-économique applicables à l’échelle de l’individu ont été développés. Ils ont permis d'évaluer des scénarios variés d'amélioration de l’efficacité alimentaire.Les impacts de la sélection pour l'efficacité alimentaire seule ou combinée à l'optimisation du régime alimentaire comme stratégie pour atteindre une efficacité alimentaire globale de la ferme ont ainsi pu être quantifiés. Les données individuelles de deux lignées de porcs sélectionnées pour une efficacité alimentaire (consommation moyenne journalière résiduelle ou RFI) génétiquement contrastée ont été utilisées. Un module d’optimisation multi objectifs de la composition de l’aliment a été développé en combinant la contrainte des besoins nutritionnels de chaque lignée génétique, et la minimisation d’un score intégrant divers impacts environnementaux et / ou le coût de l’aliment. La cohérence des modèles a été obtenue en considérant l'énergie nette comme le lien central entre les besoins des lignées, la composition nutritionnelle des ingrédients, leurs prix et impacts environnementaux. Les performances individuelles en réponse à de nouveaux régimes optimisés pour chaque lignée ont été simulées avec le logiciel de simulation de croissance des porcs InraPorc®. Après des optimisations de l’aliment à moindre coût, à moindre impact environnemental, ou conjointement pour les objectifs économiques et environnementaux, ces performances simulées ont été utilisées comme données d’entrée pour les ACV et les modèles bio-économiques. Les évaluations économiques et environnementales individuelles ont montré que la sélection pour une meilleure efficacité alimentaire chez les porcs augmente de 23,4% le résultat économique, et réduit l'empreinte environnementale de 7% par rapport à des porcs peu efficaces avec un aliment standard. La sélection pour l'efficacité alimentaire combinée à l'optimisation du régime alimentaire a encore diminué les impacts environnementaux et augmenté le résultat économique, rétablissant une partie des avantages de la sélection qui ne ressortaient pas lorsque les lignées sont nourries avec le même régime alimentaire. Ainsi, pour une durabilité accrue de la production porcine, la sélection génétique de l'efficacité alimentaire doit être combinée à l'optimisation du régime alimentaire, si possible incluant une contrainte environnementale. Cependant, nourrir des porcs moins efficaces avec une alimentation optimisée a fortement réduit les différences génétiques et allégé la plupart des différences économiques et environnementales, ce qui souligne l’importance de la combinaison des approches pour atténuer les défauts des animaux moins efficaces. Enfin, les évaluations au niveau individuel ont donné accès aux covariances entre performance de production, impacts environnementaux et résultat économique. Les corrélations élevées de l’indice de consommation avec les impacts environnementaux et les résultats économiques dans les deux lignées ont confirmé l'importance de l'efficacité alimentaire comme levier pour la durabilité de la production porcine, et les corrélations modérées avec RFI montrent que ce caractère est un levier pour améliorer les impacts environnementaux si l’on souhaite avoir des effets limités sur les autres caractères de production. Les modèles et outils développés dans cette thèse contribueront à l’évolution des objectifs de sélection des porcs en croissance, pour passer d’objectifs essentiellement économiques à des objectifs de sélection plus globaux qui concourent à une durabilité accrue de la production porcine.