Le défi de nourrir les vaches de boucherie pendant les hivers ontariens
Partie 1 : Les vaches et leur environnement thermique

Les hivers ontariens sont parfaits pour la pêche sur glace, la motoneige et le ski, mais ils peuvent être difficiles pour les vaches de boucherie (et les éleveurs de bovins). Même avec une régie avancée pour étirer la saison de pâturage, les vaches seront nourries de fourrages entreposés et coûteux pendant une grande partie de l'hiver. Nous voulons nous assurer que les besoins nutritionnels sont satisfaits et que les bovins ne sont pas suralimentés ou sous-alimentés, et que le gaspillage d'aliments est réduit au minimum. Nous savons que les vaches auront besoin d'une alimentation plus énergétique pour compenser les températures froides - mais dans quelle mesure? Ce calcul est très difficile à déterminer, car plusieurs animaux, facteurs environnementaux et facteurs liées aux aliments ont un impact sur les besoins en énergie et la consommation alimentaire. Dans la partie 1 de cette série, nous allons examiner les effets de divers facteurs environnementaux sur la perte de chaleur de la vache. Dans la partie 2, nous allons combiner ceux-ci et d'autres effets pour calculer les besoins énergétiques alimentaires des vaches de boucherie durant l'hiver, et comment cela se traduit dans la gestion de l'alimentation.

Échange d'énergie thermique entre la vache et son environnement

Bien que la température de l'air est la mesure la plus commune de l'environnement thermique, ce n'est pas un moyen très précis pour évaluer comment l'environnement agit réellement sur les animaux d'élevage en plein air. En plus de capter ou de perdre la chaleur de l'air ambiant, les animaux échangent de l'énergie thermique avec leur environnement par l'intermédiaire d'un certain nombre de mécanismes différents, dont les suivants :

  • Circulation d'air - quand le vent qui traverse un animal est plus froid que la surface de celui-ci, il augmente le taux de perte de chaleur, et quand il est plus chaud que la surface de l'animal, il augmente le taux de gain de chaleur de l'animal.
  • Contact avec les surfaces - quand l'animal est couché sur une surface en béton froide, il perd rapidement de l'énergie thermique en échange de la froideur du béton.
  • Transport d'énergie sous forme radiative - [Échange d'énergie entre deux objets qui ne se touchent pas] p. ex. l'effet du réchauffement des rayons du soleil; transfert d'énergie radiative de l'animal à une surface qui est plus froide que lui, ou transfert d'énergie radiative d'une surface plus chaude vers l'animal.
  • Évaporation - la sueur ou l'eau qui s'évapore d'un animal emporte une grande quantité de chaleur liquide sous forme de vapeur.

Afin de mieux tenir compte de tous ces facteurs, la notion de Température ambiante effective (TAE) a été développée. Cette valeur évalue l'effet combiné de deux ou plusieurs facteurs thermiques et calcule la température équivalente si l'air était calme et sec. Les utilisations les plus courantes de la notion de Température ambiante effective sont le « Facteur de refroidissement éolien », utilisé en hiver pour exprimer l'effet de refroidissement du vent, et l'indice « Humidex », utilisé en été et qui quantifie l'impact des niveaux d'humidité élevés sur la limitation de l'évaporation de la sueur, diminuant ainsi la capacité d'un animal à se refroidir. Dans cet article, nous allons utiliser une Température ambiante effective (TAE) simple fondée sur la température de l'air et la vitesse du vent, et traiter les autres facteurs séparément. Dans la partie 2, nous allons combiner plusieurs facteurs pour évaluer l'effet net sur les vaches et prédire les changements à apporter à leur programme d'alimentation.

La zone thermique neutre

Les bovins, comme tous les mammifères et les oiseaux doivent maintenir une température de base constante pour que les systèmes corporels fonctionnent normalement. Pour un bovin en santé, cette mesure correspond à une température rectale de 38 °C. Les vaches qui vivent dehors sont exposées à une grande variation de la Température ambiante effective (TAE). Cependant, elles ont la capacité de maintenir une température de base constante pour un intervalle de températures ambiantes effectives (TAE), en faisant appel à leur comportement et à d'autres moyens, sans avoir à dépenser de l'énergie métabolique supplémentaire. Il s'agit là de leur zone thermique neutre (ZTN). Quand la mesure la plus élevée de cette zone est atteinte, on l'appelle la température critique supérieure (TCS), tandis que la mesure la plus basse est appelée la température critique inférieure (TCI). Lorsque les températures s'écartent de la zone thermique neutre, l'animal doit commencer à dépenser de l'énergie supplémentaire pour se refroidir (stress thermique) ou se réchauffer (stress dû au froid) (voir Figure1).

Schéma des relations entre la température et les zones thermiques

Figure 1. Schéma des relations entre la température et les zones thermiques1

Explication de texte: Schéma des relations entre la température et les zones thermiques1

La zone thermique neutre d'un animal peut évoluer avec le temps. Par exemple, la tonte du pelage d'hiver ou la perte de graisse corporelle déplacerait la ZTN de la vache vers la droite dans le schéma, ce qui augmenterait son confort quand il fait chaud, mais réduirait sa capacité à supporter le froid.

Adaptation au temps froid

Quand les températures baissent à l'automne, les vaches de boucherie s'adaptent par l'allongement de leur pelage. Cela leur fournit un niveau d'isolation beaucoup plus élevé entre les couches qui séparent la partie interne du corps et l'environnement extérieur. Cette isolation supplémentaire les aide à mieux conserver leur chaleur corporelle et déplace leur zone thermique neutre vers le bas de l'échelle de température. Leur température critique inférieure chute d'une valeur estivale de l'ordre de 15 °C à une valeur hivernale d'environ -5 °C à -10 °C.

D'autres facteurs qui jouent un rôle important sont la cote d'état corporel et l'épaisseur de la peau de l'animal. Les vaches ayant une meilleure condition physique ont une couche isolante de graisse sous-cutanée plus épaisse qui contribue à ralentir la perte de chaleur interne dans l'environnement. L'épaisseur de la peau est également importante; les peaux plus épaisses augmentent l'isolation (voir Figure 2). Les vaches de races laitières ont des peaux minces, la plupart des races d'origine européenne ont une peau d'épaisseur moyenne et la plupart des races d'origine britanniques ont des peaux épaisses.

Coupe transversale schématique d'une vache de boucherie montrant les couches corporelles et la chaleur qui s'échappe dans l'environnement

Figure 2. Coupe transversale schématique d'une vache de boucherie montrant les couches corporelles et la chaleur qui s'échappe dans l'environnement

Explication de texte: Coupe transversale schématique d'une vache de boucherie montrant les couches corporelles et la chaleur qui s'échappe dans l'environnement

Quand la température ambiante effective descend en dessous de la température critique inférieure de la vache, elle réagit en augmentant son taux métabolique de base pour générer plus de chaleur : accélération du rythme cardiaque, de la circulation sanguine, de la respiration et de l'activité cellulaire. Lorsque les températures deviennent vraiment froides, la vache passe par une courte phase de frissonnement pour générer de la chaleur par contractions musculaires. Si le stress dû au froid continue, elle passe à une phase où les muscles produisent de la chaleur sans bouger, convertissant efficacement l'énergie des nutriments en chaleur. Cela s'appelle la thermogenèse sans frissons (thermo = chaleur, genèse = origine). Toutes ces réactions nécessitent de l'énergie métabolique supplémentaire, qui doit provenir soit de l'alimentation ou des réserves de graisse de la vache.

Refroidissement éolien

Les animaux sont entourés d'une mince couche de molécules d'air, appelée la « couche limite », qui « colle » à leur surface externe. Cette couche atteint environ la même température que celle de la surface externe de l'animal et contribue à ralentir la perte de chaleur dans l'air environnant. Un vent d'une vitesse aussi faible que 5 km/h arrive à déplacer cette couche limite et à accélérer la perte de chaleur. La perte de chaleur augmente à mesure que la vitesse du vent augmente, et cet effet est proportionnellement plus grand à des températures ambiantes plus basses (Tableau 1). La protection dont les vaches bénéficient pour contrer le vent est un facteur important dans la détermination de leurs besoins énergétiques alimentaires.

Tableau 1. Température ambiante effective (TAE)à diverses températures de l'air et vitesses du vent (en équivalant °C)1

Vitesse du vent (km/h)
Température de l'air (°C)
0 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45
5 -2 -7 -13 -19 -24 -30 -36 -41 -47 -53
10 -3 -9 -15 -21 -27 -33 -39 -45 -51 -57
15 -4 -11 -17 -23 -29 -35 -41 -48 -54 -60
20 -5 -12 -18 -24 -30 -37 -43 -49 -56 -62
25 -6 -12 -19 -25 -32 -38 -44 -51 -57 -64
30 -6 -13 -20 -26 -33 -39 -45 -52 -59 -65
40 -7 -14 -21 -27 -34 -41 -48 -54 -61 -68
45 -8 -15 -21 -28 -35 -42 -48 -55 -62 -69
50 -8 -15 -22 -29 -35 -42 -49 -56 -63 -69
50 -8 -15 -22 -29 -35 -42 -49 -56 -63 -69
55 -8 -15 -22 -29 -36 -43 -50 -57 -63 -70
60 -9 -16 -23 -30 -36 -43 -50 -57 -64 -71
1 Données du calculateur du refroidissement éolien d'Environnement Canada

Exemple : avec une température de l'air de -20 °C et une vitesse du vent de 20 km/h, la perte de chaleur est équivalente à une température d'air calme de -30 °C.

Effet des précipitations

La valeur isolante du pelage est basée sur les nombreuses minuscules poches d'air qu'il emprisonne. L'air calme est un bon isolant. Si le pelage devient mouillé et aplati à cause de la pluie, le nombre de poches diminue et elles se remplissent d'eau, laquelle est un bon conducteur de la chaleur. Cela réduit considérablement la valeur isolante du pelage, ce qui a pour effet d'augmenter la perte de chaleur de l'animal. Si la précipitation est sous forme de neige et que les conditions sont assez fraîches, elle aura généralement peu d'effet, car elle ne fond pas sur les vaches.

Appliquer les facteurs environnementaux aux besoins alimentaires de la vache de boucherie

Dans le prochain numéro du Bœuf virtuel du MAAARO, la partie 2 de cette série permettra de quantifier les effets décrits dans le présent article et de les utiliser pour calculer les besoins énergétiques alimentaires des vaches de boucherie et les ajustements des rations pour divers scénarios de l'hiver.

Références

  • NRC. 1981. Effect of Environment on Nutrient Requirements of Domestic Animals. National Academy Press, Washington
  • NRC. 1996. Nutrient Requirements of Beef Cattlle, 7th Rev. Ed. National Academy Press, Washington
  • Marston et al. 1998. Beef Cow Nutrition Guide. Kansas State University.
  • Young, B.A. 1975. Effects of Winter Acclimatization on Resting Metabolism of Beef Cows. Can. J. Anim. Sci. 55: 619-625

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