La viande cultivée bientôt dans nos assiettes ?

La viande cultivée bientôt dans nos assiettes ?

EN BREF

  • Pour préserver l’environnement planétaire et produire suffisamment de nourriture pour suffire à la demande mondiale grandissante, les experts sont d’avis qu’il faudra dans l’avenir réduire l’élevage du bétail et la consommation de viande conventionnelle.
  • La viande cultivée est présentée comme une solution de remplacement durable à la viande d’élevage pour ceux qui veulent protéger l’environnement, mais qui ne souhaitent pas devenir végétariens.
  • Pour que la viande cultivée puisse être consommée à grande échelle, les techniques de production et l’acceptabilité sociale devront faire des progrès importants.

Il y a aujourd’hui 7,3 milliards d’êtres humains sur notre planète et il est prévu qu’il y en aura 9 milliards en 2050. L’organisation pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) estime qu’en 2050, 70 % plus de nourriture sera requise pour combler la demande de la population croissante. Cela constitue un grand défi à cause des ressources et des terres arables qui ne sont pas illimitées. La production de viande (particulièrement celles de bœuf et de porc) est la plus gourmande en ressources et les experts sont d’avis qu’il ne serait pas responsable, voire même possible, de continuer à produire de plus en plus de ces aliments. Même si la consommation de viande diminue dans les pays développés, elle augmente au niveau mondial parce que les consommateurs des pays en voie de développement s’enrichissent et que la viande est considérée par la nouvelle classe moyenne de ces pays comme une nourriture luxueuse et désirable.

Parmi les solutions proposées pour se sortir de cette impasse, il y a la viande cultivée (ou viande de culture) qui est présentée comme une alternative durable à la viande d’élevage pour ceux qui veulent protéger l’environnement, mais qui ne souhaitent pas devenir végétariens. Notons que certains experts considèrent que la viande cultivée pose certains problèmes et qu’elle ne serait pas une alternative viable à la viande conventionnelle (voir ici et ici). Nous y reviendrons un peu plus loin dans le texte.

Comment la viande est-elle cultivée ?
Pour cultiver de la viande, il faut d’abord obtenir un échantillon de muscle d’un animal adulte vivant (par biopsie, sous anesthésie) et isoler une sous-population de cellules dites « souches » ou « satellites ». Ces cellules souches participent à la régénération du muscle et ont la capacité de se différencier en cellules musculaires proprement dites. Les cellules souches musculaires sont ensuite cultivées dans des bioréacteurs en présence d’un milieu nutritif contenant des facteurs de croissance qui induisent une prolifération rapide. Les cellules sont ensuite transformées en cellules musculaires qui forment des structures nommées « myotubes » d’au plus 0,3 mm de longueur et assemblées mécaniquement en tissu musculaire et ultimement en viande hachée ou en « steak » artificiel.

Utilisation problématique du sérum de veau fœtal et des stimulateurs de croissance
Le meilleur milieu de culture pour cultiver les cellules contient du sérum de veau fœtal, obtenu à partir du sang du fœtus après abatage d’une vache enceinte. La procédure utilisée habituellement (ponction cardiaque sur le fœtus de veau encore vivant) est jugée cruelle et inhumaine par plusieurs. Cela constitue un problème puisqu’il faudrait produire un grand nombre de veaux pour suffire à la demande de culture de viande à grande échelle, et cette utilisation est inacceptable pour les végétariens, les végétaliens et les adeptes du végétalisme intégral (véganisme). Il est heureusement maintenant possible, à l’échelle du laboratoire, de faire croître les cellules musculaires sans utiliser de sérum de veau fœtal. Il restera à appliquer la culture sans sérum à l’échelle industrielle. Pour remplacer le sérum de veau fœtal, l’industrie devra utiliser des facteurs et hormones de croissance qui devront être produits à une échelle industrielle. L’utilisation de stimulateurs de croissance est interdite dans l’Union européenne pour la production conventionnelle de viandes ; or on ne peut pas cultiver de la viande sans utiliser ces facteurs et hormones de croissances. La surexposition à certains stimulateurs de croissance peut avoir des effets nuisibles à la santé humaine, mais c’est un sujet de débat et plusieurs pays approuvent l’utilisation encadrée de stimulateurs en production animale (voir cet article de synthèse de l’INSPQ).

De la cellule au steak
Le muscle (viande) véritable est constitué de fibres musculaires organisées en faisceaux, de vaisseaux sanguins, nerfs, tissus conjonctifs, adipocytes (cellules graisseuses). Le simple fait de produire des cellules musculaires animales n’est donc pas suffisant pour recréer la viande. Voilà pourquoi en 2013 le premier plat préparé à partir de viande cultivée était une simple galette de type burger. Les industries qui développent la viande cultivée doivent maintenant tenter de recréer une structure en 3D qui ressemblera autant que possible à la viande véritable, une tâche qui s’avère difficile. Il s’agit de recréer l’expérience gustative associée à la consommation d’un steak, d’une cuisse de poulet ou d’une crevette.

Les chercheurs ont fait récemment des progrès et réussi à créer de petits échantillons de viande cultivée qui imitent la viande véritable. En utilisant une nouvelle approche, un groupe de recherche japonais a réussi à faire croître des cellules musculaires de bœuf en de longs filaments alignés en une seule direction, une structure qui ressemble beaucoup aux fibres musculaires. Lorsque ces cellules cultivées ont été stimulées par un courant électrique, les filaments se sont contractés, de manière similaire aux fibres musculaires. Les chercheurs de l’Université de Tokyo sont jusqu’à maintenant parvenus à produire des morceaux de viande cultivée de quelques grammes tout au plus. Le défi suivant sera de réussir à produire des morceaux de viande cultivée plus gros, soit jusqu’à 100 g, et à introduire d’autres tissus (vaisseaux sanguins, cellules graisseuses) afin d’imiter la viande de manière plus convaincante. Il est à noter que le milieu de culture utilisé dans cette étude contenait du sérum de veau fœtal, un ingrédient qui ne pourra pas être utilisé industriellement pour des raisons éthiques et économiques, comme nous l’avons indiqué plus haut.

De la viande de poulet cultivée
L’agence réglementaire sur les aliments à Singapour a approuvé en 2020 la vente de viande cultivée par l’entreprise américaine Eat Just. C’était la première fois que la vente de viande cultivée était permise par un état. Eat Just cultive de la viande de poulet en utilisant un procédé qui ne requiert pas d’antibiotiques. Cette viande cultivée est sécuritaire puisqu’elle contient de très faibles niveaux de bactéries, beaucoup moins que la viande de poulet conventionnelle. La viande de poulet cultivée contient un peu plus de protéines, a une composition en acides aminés plus variée, et contient plus de gras mono-insaturés que la viande conventionnelle. Les cellules musculaires sont cultivées dans des bioréacteurs de 1200 litres et combinées par la suite avec des ingrédients d’origine végétale, pour faire des croquettes de poulet. Le procédé approuvé par Singapour utilise du sérum de veau fœtal, mais Eat Just prévoit utiliser un milieu de culture sans sérum dans leurs prochaines productions.

Estimation du coût environnemental de la viande cultivée
La production de viande cultivée offre de nombreux avantages environnementaux, en comparaison à la viande conventionnelle, selon une étude publiée en 2011. Elle permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de 78 à 96 %, d’utiliser 7 à 45 % moins d’énergie et 82 à 96 % moins d’eau, selon le type de produit. Par contre, une étude plus récente et rigoureuse suggère qu’à long terme, l’impact de la viande cultivée sur l’environnement pourrait être plus important que celui associé à l’élevage. La production de viande cultivée va certes réduire le réchauffement climatique à court terme puisque moins de CO2 sera émis comparé à l’élevage du bétail. À très long terme cependant (c.-à-d. dans plusieurs centaines d’années), les modèles prédisent que cela ne serait pas nécessairement le cas, parce que le principal GES généré par le bétail, le méthane (CH4), ne s’accumule pas dans l’atmosphère contrairement au CO2 qui est pratiquement le seul GES généré par la viande cultivée. Une autre étude qui s’appuie sur les données provenant de 15 entreprises impliquées dans la production de viande cultivée conclut que celle-ci est moins dommageable pour l’environnement que la production de viande de bœuf, mais qu’elle a un impact plus important sur l’environnement que la production de viande de poulet, de porc et de « viande » végétale. Pour que le score environnemental de la viande cultivée soit plus favorable que celui des produits conventionnels, il faudrait que l’industrie n’utilise que de l’énergie durable.

Coût de la viande cultivée
Le premier burger de viande de bœuf cultivée a été produit en 2013 par un laboratoire néerlandais pour un coût estimé à 416 000 $ US. En 2015 le coût de production (à l’échelle industrielle) a été réduit à environ 12 $, et il est prévu que le prix pourrait être le même que celui de la viande conventionnelle d’ici une dizaine d’années. Les croquettes de poulet cultivé produites par Just Eat coûtaient chacune 63 $ à produire en 2019. Il reste donc du chemin à faire par les industries pour que la viande cultivée devienne suffisamment abordable pour que les consommateurs puissent en consommer sur une base régulière.

La viande cultivée : une alternative pour les Canadiens ?
Selon un sondage réalisé à l’université Dalhousie en 2018 auprès de 1027 Canadiens, 32,2 % des répondants prévoyaient réduire leur consommation de viande durant les 6 prochains mois. Cependant, la viande cultivée est peu populaire auprès des Canadiens puisque seulement 18,3 % des personnes consultées ont déclaré que ce nouveau type de « viande » représentait pour eux une alternative à la viande véritable. Il y a cependant de l’espoir puisque les consommateurs plus jeunes (40 ans et moins) semblent plus nombreux (34 %) à considérer la viande cultivée comme une alternative.

La viande cultivée remplacera-t-elle un jour la viande conventionnelle dans nos assiettes ? Bien qu’il reste des progrès à faire avant que cela ne soit possible, tant au niveau de la production que de l’acceptabilité sociale, on peut espérer que les efforts importants qui sont investis aboutiront à des résultats d’ici une dizaine d’années. Idéalement, pour notre santé et celle de la planète, il faudra réduire notre consommation de viande (de toute nature) et nous nourrir principalement de végétaux, comme c’est le cas pour le régime méditerranéen et d’autres régimes alimentaires traditionnels.

Les impacts environnementaux associés à la production de nourriture

Les impacts environnementaux associés à la production de nourriture

EN BREF

  • La production de nourriture est responsable d’environ 25 % des gaz à effet de serre émis annuellement, avec la moitié de ces GES qui provient de l’élevage des animaux, principalement sous forme de méthane.
  • Le secteur agricole est également une source importante de particules fines responsables de la pollution atmosphérique, la majorité de ces polluants provenant de l’ammoniac généré par l’élevage des animaux.
  • Globalement, une réduction de la consommation de produits animaux, particulièrement ceux issus de l’élevage bovin, est donc absolument incoutournable pour limiter le réchauffement climatique et améliorer la qualité de l’air.

Le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC ou, en anglais, Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) confirme que, si rien n’est fait,  l’acumulation constante de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère va provoquer au cours du prochain siècle une hausse des températures supérieure à 1,5oC par rapport au niveau préindustriel, soit la cible visée par l’Accord de Paris pour limiter au minimum les effets négatifs du réchauffement climatique. Il y a donc urgence de diminuer drastiquement l’émission de ces gaz si on veut éviter que les conséquences de ce réchauffement, déjà visibles aujourd’hui, ne deviennent hors de contrôle et causent une augmentation de l’incidence d’événements climatiques extrêmes (sécheresses, vagues de chaleur, ouragans, feux de forêt), perturbent la vie sur Terre (extinction d’espèces, chute des rendements agricoles, hausse des maladies infectieuses, conflits armés) et augmentent l’incidence de plusieurs maladies liées aux chaleurs excessives.

Gaz carbonique et autres

Le principal gaz à effet de serre est le gaz carbonique (CO2), dont la concentration atteint maintenant 417 ppm, soit environ deux fois plus qu’à l’époque préindustrielle. Il faut cependant noter que d’autres gaz, même s’ils sont présents en quantités moindres, contribuent également au réchauffement planétaire : ces gaz, comme le méthane ou certaines molécules utilisées à des fins industrielles, captent la chaleur de façon beaucoup plus importante que le CO2 et possèdent donc un potentiel de réchauffement global (PRG) supérieur au CO2.  Par exemple, une tonne de méthane possède un PRG 28 fois plus élevé qu’une tonne de CO2 sur une période 100 ans, tandis que le PRG de certains gaz industriels comme l’hexafluorure de soufre peut atteindre presque 25,000 fois celui du CO2 (Tableau 1).  Autrement dit, même si plusieurs de ces gaz sont présents en quantités infimes, de l’ordre de quelques parties par milliard (10-9) ou même par billion (10-12), leur émission équivaut à plusieurs fois celle de CO2 et contribue donc significativement au réchauffement.

Tableau 1. Potentiel de réchauffement global de différents gaz à effet de serre1 Les valeurs sont pour l’année 2018, sauf pour le CO2 qui est pour 2020. Tiré de l’ Agence de protection environnementale (EPA) des États-Unis.2 Calculé pour une période 100 ans. Tiré de Greenhouse Gas Protocol. *ppm (part per million)= partie par million (10-6); **ppb (part per billion) = partie par milliard (10-9); ***ppt (part per trillion) = partie par billion (10-12).

Pour calculer cette contribution aux émissions globales de gaz à effet de serre, la méthode généralement utilisée consiste à convertir ces émissions en équivalents de CO2 (CO2eq) en multipliant leur quantité dans l’atmosphère par leur PRG respectif. Par exemple 1 kg de SF6 équivaut à 23,500 kg (23,5 tonnes) de CO2 (1 kg x 23,500 = 23,500 CO2eq), tandis qu’il faut 1000 kg de méthane pour atteindre une quantité équivalente de CO2 (1000 kg x 28 = 28,000 CO2eq). Lorsqu’on applique cette méthode à l’ensemble des gaz, on estime que 75 % des émissions de gaz à effet de serre sont sous forme de CO2, le reste provenant du méthane (17 %), de l’oxyde nitreux (protoxyde d’azote) (6 %) et des différents gaz fluorés (2 %) (Figure 1).  Figure 1. Répartition des émissions de gaz à effet de serre. Adapté de Ritchie et Roser (2020).

Sources d’émissions

L’utilisation des énergies fossiles pour soutenir les activités humaines (transport, production d’électricité, chauffage, différents procédés industriels) représente la principale source de gaz à effet de serre, comptant pour environ les trois quarts des émissions totales (Figure 2).  Cette énorme « empreinte carbone » implique que la lutte au réchauffement climatique nécessite forcément une transition vers des sources d’énergie plus « propres », notamment en ce qui concerne le transport et la production d’électricité. C’est particulièrement vrai dans un pays comme le Canada, où nous émettons en moyenne 20 tonnes de CO2eq par personne par année, ce qui nous classe, avec les États-Unis et l’Australie, parmi les pires producteurs de GES dans le monde (le Québec fait quant à lui meilleure figure, avec environ 10 tonnes de CO2eq par personne par année).

Figure 2. Contribution du secteur alimentaire à la production annuelle de gaz à effet de serre.  Adapté de Ritchie et Roser (2020).

Un autre secteur d’activité qui contribue significativement aux émissions de gaz à effet de serre, mais dont on entend pourtant beaucoup moins parler, est la production de nourriture.  On estime en effet qu’environ 25 % de l’ensemble de ces gaz provient de la production et la distribution des aliments, une proportion qui grimperait à 33 % lorsqu’on tient compte du gaspillage alimentaire. Le secteur alimentaire impliqué dans la production de protéines animales est responsable à lui seul de la moitié de ces émissions de GES liées à la nourriture, principalement en raison du méthane produit par le bétail et l’aquaculture (31%) (voir l’encadré). L’élevage du bétail requiert également de grands espaces, créés dans certains cas par une déforestation massive (en Amazonie, par exemple) qui élimine d’énormes surfaces de végétaux pouvant séquestrer le CO2.  L’élevage requiert également de grandes quantités de plantes fourragères et donc l’utilisation d’engrais azotés pour accélérer la croissance de ces plantes. Le CO2 et l’oxyde nitreux relâché dans l’atmosphère lors de la production de ces engrais s’ajoutent donc au bilan de GES générés par l’élevage.

D’où vient le méthane ?

Le méthane (CH4) est le produit final de la décomposition de la matière organique. La méthanogenèse est rendue possible par certains microorganismes anaérobies du domaine des archées (les méthanogènes) qui réduisent le carbone, présent sous forme de CO2 ou de certains acides organiques simples (l’acétate, par exemple) en méthane, selon les réactions suivantes :

CO+ 4 H2 → CH4 + 2 H2O

CH3COOH → CH4 + CO2

Le méthane généré par l’élevage provient principalement de la fermentation des produits carbonés à l’intérieur du système digestif des ruminants. Chez ces animaux, la digestion de la matière végétale génère des acides gras volatils (acétate, propionate, butyrate), qui sont absorbés par l’animal et utilisés comme source d’énergie, et mènent en parallèle à la production de méthane, aux environs de 500 L par jour par animal, celui-ci étant en majeure partie relâché par la bouche de l’animal.  On estime que globalement, le bétail émet environ 3,1 Gigatonnes de CO2-eq sous forme de méthane, ce qui représente presque la moitié de l’ensemble des émissions de méthane d’origine anthropogénique.

L’aquaculture est une autre forme d’élevage en pleine expansion, représentant maintenant plus de 60 % de l’apport global en poisson et fruit de mer de l’alimentation humaine. Bien que les émissions de GES de ce secteur soient encore très inférieures à celles liées au bétail, les mesures récentes indiquent néanmoins une forte augmentation de son potentiel de réchauffement global, principalement en raison d’une hausse de la production de méthane. Dans ces systèmes, les sédiments accumulent les résidus de nourriture utilisée pour la croissance des poissons et fruits de mer ainsi que les excréments générés par ces animaux. La transformation de cette matière organique mène à la production de méthane qui peut par la suite diffuser dans l’atmosphère.

Mentionnons enfin que la majorité des systèmes d’aquaculture sont situés en Asie, où ils sont souvent établis dans des régions précédemment occupées par les mangroves, ces écosystèmes situés le long des côtes et deltas des régions tropicales.  La destruction de ces mangroves (très souvent pour l’élevage de crevettes) est très dommageable pour le réchauffement planétaire, car les forêts de mangroves emmagasinent collectivement environ 4 milliards de tonnes de CO2 et leur élimination a donc un impact concret sur le climat.

Une bonne façon de visualiser l’impact de l’élevage sur la production de GES est de comparer les émissions associées à différents aliments d’origine animale et végétale en fonction de la quantité de protéines contenues dans ces aliments (Figure 3). Ces comparaisons montrent clairement que les produits dérivés de l’élevage, la viande de bœuf en particulier, représentent une source beaucoup plus importante de GES que les végétaux : la production de 100 g de protéines de bœuf, par exemple, génère en moyenne 100 fois plus de GES que la même quantité de protéines provenant des noix ou des légumineuses. Cela est vrai même pour la viande de bœuf produit de façon traditionnelle, c’est-à-dire provenant d’animaux qui se nourrissent exclusivement d’herbe : ces animaux croissent plus lentement et donc  émettent du méthane pendant une plus grande période, ce qui annule les bénéfices qui pourraient être associés à la séquestration du CO2 par l’herbe qui leur sert de nourriture. Figure 3.  Comparaison des niveaux de GES générés lors de la production de différentes sources de protéines. D’après Poore et Nemecek (2018), tel que modifié par Eikenberry (2018).

Ces énormes différences de GES associés à la production des aliments de notre quotidien montrent donc clairement que nos choix alimentaires peuvent avoir une influence significative sur le réchauffement planétaire.  Puisque la majeure partie des émissions des GES proviennent de l’élevage, il est évident que c’est la réduction de la consommation de viande, et des produits d’origine animale dans son ensemble, qui aura le plus d’impact positif.  Ces bénéfices peuvent être observés même lors d’une diminution assez modeste de l’apport en viande, comme dans l’alimentation méditerranéenne, ou simplement par la substitution des produits issus des ruminants (viande de bœuf et produits laitiers) par d’autres sources de protéines animales (volailles, porc, poisson) (Figure 4).   Évidemment, une réduction plus draconienne de l’apport en viande est encore plus bénéfique, que ce soit par l’adoption d’une alimentation flexitarienne (apport élevé en végétaux, mais peu de viande et de produits d’origine animale), végétarienne (pas de produits animaux, à l’exception des œufs, produits laitiers et parfois de poissons) et végétalienne (aucun produit d’origine animale). Ceci reste vrai même si les végétaux consommés proviennent de l’étranger et parcourent parfois de longues distances, car contrairement à une idée reçue, le transport compte pour une faible proportion (moins de 10 %) des GES associés à un aliment donné. Figure 4. Potentiel d’atténuation des émissions de GES par différents modes d’alimentation. Adapté de IPCC (2019).

Il est impossible de décarboniser complètement la production de nourriture, surtout dans un monde où il y a plus de 9 milliards d’individus à nourrir quotidiennement. Par contre, il n’y a aucun doute qu’on peut réduire significativement cette empreinte GES de l’alimentation en diminuant la consommation de produits issus des ruminants, comme la viande de bœuf et les produits laitiers.  Ceci est extrêmement important, car le statu quo est intenable : selon des modèles récents, même si les émissions de GES provenant des énergies fossiles cessaient immédiatement, on ne réussirait tout de même pas à atteindre l’objectif d’un réchauffement maximal de 1,5oC en raison des émissions produites par le système de production de nourriture actuel.

Un autre aspect qu’on néglige souvent de mentionner est à quel point cet impact positif  d’une réduction des produits de l’élevage bovin peut être rapide et significatif : même si le méthane est un GES presque 30 fois plus puissant que le CO2, sa vie dans l’atmosphère est de beaucoup plus courte durée, environ 10-20 ans vs plusieurs milliers d’années pour le CO2. Concrètement, cela signifie qu’une baisse immédiate des émissions de méthane, par exemple suite à une diminution drastique de la consommation de viande de bœuf et de produits laitiers, peut avoir des effets mesurables sur les niveaux de GES dans les années qui suivent et représente donc la façon la plus rapide et efficace de ralentir le réchauffement planétaire.

Pollution alimentaire

En plus de participer aux émissions globales de GES, un autre impact environnemental de la production de nourriture est sa contribution à la pollution atmosphérique.  Cet impact négatif du secteur alimentaire ne doit pas être négligé, car si l’influence du réchauffement climatique causé par les GES se fera surtout sentir à moyen et plus long terme, les polluants atmosphériques ont quant à eux un effet immédiat sur la santé : la pollution de l’air représente actuellement la 7e cause de mortalité prématurée à l’échelle mondiale, étant directement responsable d’environ 4 millions de décès annuellement (Figure 5). Dans certains pays, les États-Unis par exemple, on estime que l’agriculture et l’élevage seraient responsables d’environ 20 % de cette mortalité liée à la pollution atmosphérique. Figure 5. Principales causes de mortalité prématurée à l’échelle mondiale. Notez que la pollution atmosphérique est le seul facteur de risque d’origine environnementale, non lié au mode de vie.  Tiré de GBD 2016 Risk Factors Collaborators (2016).

Ce sont surtout les particules fines de de 2,5 microns et moins (PM2,5) qui sont responsables de ces impacts négatifs de la pollution atmosphérique sur la santé.  En raison de leur petite taille, ces particules pénètrent facilement les poumons jusqu’aux alvéoles pulmonaires où elles passent directement aux vaisseaux sanguins pulmonaires puis à toutes les artères du corps. Elles y produisent alors une réaction inflammatoire et un stress oxydatif qui endommagent l’endothélium vasculaire, cette fine couche de cellules qui recouvre la paroi interne des artères et qui assure leur bon fonctionnement. Les artères se dilatent donc moins facilement et ont donc plus tendance à se contracter, ce qui nuit à la circulation normale du sang. Pour toutes ces raisons, ce sont les maladies cardiovasculaires (maladies coronariennes et AVC) qui représentent la principale conséquence de l’exposition aux particules fines, étant à elles seules responsables d’environ 80 % de l’ensemble des décès causés par la pollution de l’air ambiant (Figure 6). Figure 6. Répartition des décès prématurés (en millions) causés par les particules fines PM2.5. Notez la prédominance des maladies cardiovasculaires comme cause de mortalité liée à la pollution atmosphérique.  Adapté de Lelieveld et coll. (2015).

Particules primaires et secondaires

Les particules fines peuvent être émises directement par les sources polluantes (PM2,5 primaires) ou encore de façon indirecte, suite à la combinaison de plusieurs particules distinctes présentes dans l’atmosphère (PM2.5 secondaires) (Figure 7). Une grande partie des PM2.5  primaires sont sous forme de carbone suie (aussi appelé carbone noir), produites par la combustion incomplète de combustibles fossiles (diesel et charbon, surtout) ou de biomasses (feux de forêt, par exemple). Le carbone suie est également associé à divers composés organiques (hydrocarbures aromatiques polycycliques), d’acides, de métaux, etc. qui contribuent à sa toxicité après l’inhalation. Ces particules peuvent être transportées en altitude sur de très longues distances et, une fois déposées, être remises en suspension sous l’action du vent. En zone urbaine, cette remise en suspension s’effectue également sous l’action du trafic routier.  Ces turbulences associées au trafic automobile sont également responsables de la production d’une autre classe de PM2.5 primaires, les poussières.

Les PM2.5 secondaires, quant à elles, sont formées à partir de précurseurs comme le dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d’azote (NOx), différents composés organiques volatils contenant du carbone (carbone organique) ainsi que l’ammoniac (NH3). Les réactions chimiques qui gouvernent l’interaction entre ces différentes substances volatiles pour former les particules fines secondaires sont extraordinairement complexes, mais mentionnons seulement qu’il est bien établi que la présence de l’ion ammonium (NH4+), dérivé de l’ammoniac (NH3), neutralise la charge négative de certains gaz et favorise ainsi leur agrégation sous forme de particules fines (Figure 7). La présence de NH3 dans l’atmosphère représente donc souvent une étape limitante dans la formation de ces particules fines secondaires et une réduction de ces émissions peut donc avoir des effets concrets sur l’amélioration de la qualité de l’air. Figure 7. Représentation schématique des mécanismes de formation des particules fines PM2.5.

C’est d’ailleurs ce rôle important de l’ammoniac dans la formation des particules fines secondaires qui explique la contribution du secteur de la production de la nourriture à la pollution atmosphérique.  L’agriculture et l’élevage sont en effet responsables de la quasi-totalité des émissions anthropogéniques d’ammoniac, une conséquence de l’élevage intensif du bétail, de l’épandage des fumiers et lisiers et de la production industrielle d’engrais azotés.

Une étude américaine illustre bien cette contribution de l’ammoniac d’origine agricole aux impacts négatifs de la pollution atmosphérique sur la santé.  Dans cette étude, les chercheurs montrent que sur les quelque 18,000 décès causés annuellement par la pollution dérivée du secteur agricole, la grande majorité (70%) de ces décès sont une conséquence des émissions d’ammoniac (et donc des PM2.5 secondaires), tandis que l’émission de PM2.5 primaires, provenant du labourage, de la combustion des résidus agricoles et de la machinerie, est responsable du reste. Puisque la grande majorité des émissions d’ammoniac proviennent des excréments d’animaux et de l’utilisation d’engrais naturels (fumier et lisier) ou de synthèse pour cultiver la nourriture de ces animaux, il n’est pas étonnant que ce soit la production des aliments issus de l’élevage qui est la principale responsable des décès attribuables à la pollution d’origine agricole (Figure 8).   Figure 8. Répartition des décès causés annuellement par les PM2,5 provenant du secteur agricole aux États-Unis.  Notez que 70% de la mortalité est attribuable aux produits issus de l’élevage, principalement en raison de l’ammoniac généré par les animaux ainsi que par l’épandage de fumiers, de lisiers et d’engrais synthétiques pour la culture de plantes fourragères (maïs, soja). Tiré de Domingo et coll. (2021).

Lorsqu’on compare l’impact de différents aliments pour une même quantité de produit, on voit immédiatement que la production de viande rouge est particulièrement dommageable, étant responsable d’au moins 5 fois plus de décès que celle de la volaille, 10 fois plus que celle de noix et de graines et au moins 50 fois plus que celle d’autres végétaux comme les fruits et les légumes (Figure 9).

Figure 9. Comparaison de la mortalité liée aux PM2,5 selon le type d’aliment. Tiré de Domingo et coll. (2021).

En somme, que ce soit en termes de diminution de l’émission de GES ou des problèmes de santé associés à la pollution atmosphérique, l’ensemble des études montrent de façon sans équivoque qu’une réduction des dommages environnementaux causés par la production de nourriture passe obligatoirement par une diminution de la consommation de produits d’origine animale, en particulier ceux provenant de l’élevage bovin.  Un changement d’autant plus profitable que la réduction de l’apport en aliments d’origine animale, combinée à une augmentation de la consommation de végétaux est bénéfique pour la santé et pourrait éviter environ 11 millions de décès prématurés annuellement, soit une diminution de 20 %.