Pourquoi le changement climatique menace la santé et la sécurité des vaches californiennes

La Californie est le premier État producteur de lait du pays et abrite près de 1,8 million de vaches laitières. La Californie est également chaude, en particulier pour les vaches, qui ont du mal à rester au frais quand il fait chaud. Et quand les vaches deviennent trop chaudes, leur production de lait diminue. Une surchauffe sévère peut menacer la santé des vaches et leur capacité à devenir enceintes et à mener les veaux à terme.

Les producteurs laitiers utilisent des ventilateurs et des pulvérisateurs pour refroidir les vaches dans leurs bâtiments, mais il existe un besoin substantiel de meilleures options. Les systèmes existants utilisent beaucoup d'énergie et d'eau, ce qui est coûteux pour les agriculteurs. Et le changement climatique fait monter les températures et met à rude épreuve les réserves d’eau de la Californie.

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Avec le financement de la California Energy Commission, nous faisons partie des scientifiques et ingénieurs en sciences animales qui collaborent à UC Davis pour tester de nouvelles innovations et mesurer leur incidence sur la consommation d’eau et d’électricité, ainsi que sur la santé et le comportement des vaches. Nous évaluons également le coût de ces technologies et leur potentiel pour une adoption à grande échelle dans les laiteries commerciales en Californie.

La menace de la chaleur

Les températures diurnes sont régulièrement supérieures à 72 degrés Fahrenheit plus de cinq mois par an dans la Central Valley, en Californie, la principale région laitière de l’État. Au-dessus de ce seuil, les vaches commencent à sentir la chaleur. Les vaches sont particulièrement sensibles au temps chaud: leur température corporelle est de 101,5 degrés Fahrenheit, supérieure de trois degrés à celle des humains. Elles produisent une grande quantité de chaleur en décomposant la nourriture dans leur estomac et en produisant du lait.

Lorsque les températures extérieures augmentent, il devient de plus en plus difficile pour les vaches de dissiper la chaleur corporelle dans l'environnement extérieur. Alors qu'ils tentent de réguler leur température corporelle, leur fréquence respiratoire commence à augmenter. Puis ils commencent à baver et à respirer la bouche ouverte, un peu comme un chien haletant. S'ils ne peuvent pas se refroidir, leur température corporelle augmentera. Ce sont tous considérés comme des signes de stress thermique. Une fois installé, les vaches produiront moins de lait. Elles peuvent avoir du mal à devenir et rester enceintes et, dans les cas graves, peuvent en mourir.

Lorsque la chaleur de l'été monte en flèche, les humains peuvent sauter dans une piscine ou se retirer à l'intérieur dans des locaux climatisés et se sentir soulagés, au moins jusqu'à ce que nous voyions nos factures d'électricité. Les vaches laitières n'ont pas ce luxe. Pour refroidir les vaches, les producteurs laitiers utilisent une combinaison d'ombrage, de ventilateurs et d'eau, généralement lorsque les vaches sont dans leurs bâtiments. Les vaches sont vaporisées doucement pendant leur repas, généralement pendant quatre à cinq heures par jour, et en attendant d'être traites.

Ces stratégies aident les vaches à réguler leur température corporelle, mais utilisent de grandes quantités d'eau et d'électricité. La ferme laitière californienne moyenne dépense 140 000 dollars par an en services publics.

De plus, ces systèmes peuvent être insuffisants lors de vagues de chaleur extrêmes. Au cours d'une étape en 2017, les températures dans la vallée centrale de la Californie ont atteint des sommets supérieurs à 90 degrés Fahrenheit pendant 53 jours consécutifs. Les périodes chaudes prolongées comme celle-ci augmentent les cas de stress thermique chez les vaches laitières.

Autres moyens de refroidir avec de l'eau

Notre étude compare quatre systèmes différents pour le refroidissement des vaches. Deux d'entre eux utilisent des processus de refroidissement par évaporation, qui tirent parti du fait que lorsque l'eau passe d'un liquide à un gaz, elle absorbe beaucoup de chaleur. Ce processus produit de l'air plus humide et plus froid, mais peut également être utilisé pour refroidir de l'eau liquide.

Notre première technologie de refroidissement utilise des tapis enterrés à environ 4 pouces sous la litière de sable où les vaches sont couchées. L'eau traverse les tapis et absorbe la chaleur des vaches par conduction. L'eau chauffée s'écoule ensuite vers un dispositif appelé refroidisseur par évaporation à bulbe submergé, où elle est refroidie à l'aide d'un processus de refroidissement par évaporation à haute efficacité et renvoyée sur les tapis pour absorber plus de chaleur des vaches. Parce que le refroidisseur produit de l'eau froide en utilisant l'évaporation, il convient parfaitement aux climats chauds et secs comme la Californie.

La deuxième technologie utilise un refroidissement par évaporation direct ciblé, parfois appelé «refroidisseur de marais», et des conduits en tissu pour souffler de l'air froid sur les vaches dans les zones où les vaches mangent et se reposent. Les refroidisseurs de marais sont des systèmes simples fonctionnant en faisant passer de l'air chaud et sec au dessus de l'eau pour le refroidir.

À titre de comparaison, nous testons également deux systèmes de refroidissement utilisant de l'eau de pulvérisation et des ventilateurs traditionnels, similaires à la technologie actuelle de la plupart des fermes laitières californiennes. Cependant, avec un système, nous travaillons à réduire la consommation d’eau et à améliorer le refroidissement en rapprochant le ventilateur de l’eau de pulvérisation afin de favoriser l’évaporation à partir du corps des vaches. À mesure que l'eau s'évapore des vaches, elle prend de la chaleur. Pour économiser l'eau, nous testons également sa pulvérisation sur une période plus courte.

Au cours de notre première phase de test, nous avons testé les quatre traitements sur 32 vaches à UC Davis et recueilli des données sur leurs taux de respiration, leur température corporelle, leur rendement en lait et leur comportement, ainsi que sur les conditions météorologiques, l'utilisation de l'eau et la consommation d'énergie. L'analyse des données est en cours. Nous prévoyons d’identifier au moins une option qui refroidira les vaches aussi efficacement que les options actuelles, mais qui permettra également d’économiser de l’eau, de l’énergie ou les deux. L'été prochain, nous testerons la technologie la plus efficace et la plus efficiente par rapport à la méthode traditionnelle de pulvérisation et de ventilation sur une ferme laitière de Central Valley.

Trouver de meilleurs moyens de garder les vaches laitières au frais est une priorité absolue pour cette industrie, ainsi que pour le bien-être des vaches. Nous espérons que nos résultats aideront les laiteries californiennes à améliorer leur productivité et à maintenir la sécurité et le refroidissement des vaches, tout en aidant la Californie à atteindre ses objectifs en matière d'énergie et de climat.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Alycia Drwencke; Cassandra Tucker; et Theresa Pistochini. Lisez l'article original ici.