Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier

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1 Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Quelques repères sur les consommations énergétiques dans les bâtiments d élevages laitiers bourguignons Années de références Une action menée en partenariat avec : Une action menée en étroite collaboration avec les Chambres d Agriculture de Bourgogne, le Contrôle Laitier de Côte d Or ainsi que la CAIAC de l Yonne Une action financée par :

2 Remerciements La Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne remercie vivement les Chambres d Agriculture Départementales, le Contrôle Laitier de Côte d Or, la CAIAC de l Yonne ainsi que l Institut de l Elevage, pour leur appui dans cette étude. SOMMAIRE Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Présentation de l échantillon bourguignon Au préalable de l enquête régionale Déroulement des enquêtes au sein des exploitations laitières Période de l enquête régionale Origine géographique de l échantillon bourguignon Typologie des exploitations Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Les consommations de fioul Les consommations d électricité Les consommations globales d énergie Synthèse des consommations d énergie en exploitation laitière (références bourguignonnes) Présentation des pistes de réduction des consommations d énergie en bâtiments laitiers Le bloc traite Les pratiques d élevage La production d eau chaude via l installation d un chauffe-eau solaire Sigles Glossaire p 3 p 3 p 3 p 3 p 4 p 4 p 4 p 7 p 7 p 8 p 11 p 11 p 15 p 15 p 16 p 16 p 17 p 17 2

3 Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Présentation de l échantillon bourguignon En Bourgogne, l état des lieux centré sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier s appuie sur un recueil de données techniques ainsi que des estimations communiquées par les éleveurs au cours des enquêtes réalisées auprès de différents éleveurs laitiers. L objectif de cette étude régionale est de quantifier les dépenses énergétiques associées aux bâtiments d élevage laitier afin d établir un référentiel bourguignon sur les consommations d énergie en bâtiment d élevage laitier. Ce référentiel permettra d évaluer une exploitation laitière sur les consommations énergétiques associées aux bâtiments d élevage. Au préalable de l enquête régionale Avant d engager l enquête régionale sur le terrain, il fut nécessaire de définir une typologie des exploitations à enquêter dans le but de disposer d une représentation pertinente de l ensemble des élevages laitiers bourguignons. Le critère retenu pour établir l échantillon d exploitations fut le quota laitier. En effet, cette variable est la référence classique utilisée pour comparer les élevages en production laitière. En partenariat avec les techniciens bâtiments et les techniciens de secteur des CA 1, de la CAIAC 89 2 et du Contrôle Laitier de Côte d Or, nous avons défini une typologie intégrant trois catégories d élevages bovins lait : les élevages dont le quota laitier est situé entre l et l, les élevages dont le quota laitier est situé entre l et l, les élevages dont le quota laitier est supérieur à l. L objectif était d avoir 3 exploitations par catégorie dans chaque département, soit un total de 9 exploitations enquêtées par département ou 27 exploitations en Bourgogne. Ainsi, une liste d exploitations laitières à enquêter fut établie dans chaque département en essayant de répondre aux critères définis au préalable. Déroulement des enquêtes au sein des exploitations laitières Les enquêtes se sont déroulées sur chacune des exploitations. Chaque exploitation fut visitée et devait répondre { un questionnaire d enquête durant la visite. Ce questionnaire, établit au préalable par l Institut de l Élevage 3, a permis de collecter les informations nécessaires pour appréhender, par la suite, les consommations de chacune des exploitations enquêtées. Le questionnaire était organisé de la manière suivante : la description de l exploitation : identification et description de l exploitation, de l élevage et des bâtiments d élevage. les pratiques d élevage : chacun des postes est étudié : l alimentation, le paillage, le raclage, le curage ainsi que le transfert, la reprise et l homogénéisation des déjections (TRH). Pour chacun de ces postes, l éleveur doit préciser le type de matériel utilisé, la puissance du matériel et l éleveur doit également estimer le temps et la fréquence de travail quotidien, hebdomadaire, mensuel ou annuel, de chacune de ces tâches. Cet exercice est réalisé pour chaque bâtiment d élevage. l atelier de fabrication d aliments { la ferme : si l exploitation fonctionne avec ce poste, il est nécessaire que l éleveur précise, pour chaque matériel : le type d énergie consommée (électricité ou fioul), la fréquence de fabrication, le nombre de mois de fabrication, la durée de fonctionnement à chaque fabrication et la ou les puissance(s) mobilisée(s). le bloc traite : pour le bloc traite, 3 parties sont distinguées : la traite (temps de traite, nombre de traite par semaine et description de l installation de traite), le nettoyage (lavage des équipements de 1 CA : Chambre d Agriculture. 2 CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d Amélioration du Cheptel du Centre et de l Est. 3 Ce questionnaire a été établi par l Institut de l Élevage dans le cadre de la constitution d un référentiel national sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier. 3

4 traite et des sols de la salle de traite) et le fonctionnement des portillons. la laiterie : ici on aborde la description de la laiterie, du tank à lait et des équipements divers tels que le chauffe-eau, pré-refroidisseur, récupérateur de chaleur, etc. la nurserie : pour ce poste, l éleveur doit préciser la nature de l alimentation (lait entier, poudre, etc.), le matériel de distribution, l origine de l eau chaude ou du lait chaud. L éleveur doit également décrire le système de chauffage et/ou de ventilation si la nurserie est équipée. l éclairage des bâtiments : pour chaque bâtiment, il est nécessaire de préciser la puissance totale d éclairage et la durée d éclairage hivernale, estivale et nocturne. l approvisionnement en eau : ici, on cherche à évaluer les consommations d énergie liées au pompage de l eau sous réserve que l éleveur prélève l eau provenant d un puit ou encore d un forage. Dans ce cas, ce dernier doit renseigner la puissance et le débit de la pompe de relevage ainsi que le volume d eau prélevé annuellement. les équipements de l atelier ou autres équipements divers : dans cette rubrique, l exploitant spécifie les divers équipements fonctionnant sur l exploitation, et non précisés précédemment, en annonçant la puissance et la durée annuelle d utilisation pour chacun des équipements. les consommations d électricité (et gaz éventuellement) : { partir des factures d électricité, on relève la consommation annuelle d électricité en kwh enregistrée sur une année. Pour recueillir l ensemble de ces informations, une mobilisation, d une durée minimum de 3 heures sur chacune des exploitations, fut indispensable. Période de l enquête régionale L enquête régionale s est déroulée du mois de novembre 2008 au mois de février 2009, soit durant 4 mois. Cette enquête régionale repose sur les consommations d énergie liées aux bâtiments d élevage ainsi qu au fonctionnement du bloc traite d une exploitation sur une année. La Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne a défini cette période afin de disposer de résultats correspondant { une année d exercice. Origine géographique de l échantillon bourguignon : YONNE NIÈVRE Source: CRAB, 2009 Carte 1 L étude régionale sur les consommations d énergie en bâtiments d élevages laitiers a permis d atteindre 29 exploitations laitières de Bourgogne soit près de 2,5 % des exploitations laitières bourguignonnes ayant un quota laitier 4. Tableau 1 : Nombre d enquêtes réalisées en Bourgogne Département Nombre d enquêtes Côte d Or 9 Nièvre 5 Saône-et-Loire 9 Yonne 6 Bourgogne 29 Typologie des exploitations Répartition des élevages selon la typologie fixée au préalable des enquêtes (cf. ci-dessus) La répartition des exploitations laitières enquêtées en Bourgogne sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage, d après la typologie établie au préalable de l étude régionale, est la suivante : Tableau 2 : Répartition des exploitations selon leur quota laitier Quota laitier quota laitier situé entre l et l quota laitier situé entre l et l Origine géographique des exploitations laitières enquêtées SAÔNE-ET-LOIRE Nombre d exploitations enquêtées quota laitier supérieur à l 7 Total 29 CÔTE D OR 8 14 Légende: Nb d exploitations enquêtées: D après l Agreste Bourgogne, annonçant quelques 1300 exploitations laitières ayant un quota laitier en

5 On constate que près de 50% des exploitations laitières enquêtées ont un quota laitier compris entre L et L de lait. L autre moitié des exploitations laitières enquêtées se répartit quasiment équitablement au-delà et en-deçà de la classe la plus représentée. D après cette typologie, on vérifie que l échantillon d exploitations laitières enquêtées permet de disposer de références pertinentes pour une majorité des exploitations laitières bourguignonnes. Répartition des élevages en fonction de la typologie fixée par l Institut de l Elevage Les données recueillies lors des enquêtes bourguignonnes ont été analysées { partir d un logiciel élaboré par l Institut de l Elevage. Ce logiciel, construit et finalisé en 2009, permet de réaliser des diagnostics énergétiques centrés sur les consommations d énergie directe (fioul, électricité voire gaz) associées aux bâtiments d élevage laitier. Ce logiciel dispose d un référentiel sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier élaboré { la suite de la réalisation d environ 60 enquêtes en exploitations laitières au niveau nationale avec une forte représentation des exploitations du Grand Ouest. Les références qui composent ce référentiel national sont classées suivant une typologie. Cette typologie repose sur une classification des exploitations suivants différents critères : type de salle de traite, part de maïs dans la surface fourragère principale, présence ou absence d un système de séchage en grange ou encore le type de déjections à gérer sur l exploitation. Tous ces critères sont déterminants dans les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier. Cette typologie permet d affiner les résultats d une part, et de comparer des exploitations similaires d autre part, dans le but d obtenir des résultats plus réalistes et pertinents pour une exploitation qui réaliserait un diagnostic. Dans ce contexte, vous trouverez ci-dessous la typologie des exploitations laitières, définie par l Institut de l Elevage pour les diagnostics sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier, composée de 24 types d exploitations. Tableau 3 : Typologie des exploitations laitières, établie par l Institut de l Elevage, dans le cadre des diagnostics sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Type Salle de traite Part de maïs dans la SFP Type de déjections Séchage en grange 1 classique < 30 % Fumier Non 2 classique < 30 % Fumier Oui 3 classique < 30 % Mixte Non 4 classique < 30 % Mixte Oui 5 classique < 30 % Lisier Non 6 classique < 30 % Lisier Oui 7 classique > 30 % Fumier Non 8 classique > 30 % Fumier Oui 9 classique > 30 % Mixte Non 10 classique > 30 % Mixte Oui 11 classique > 30 % Lisier Non 12 classique > 30 % Lisier Oui 13 robot < 30 % Fumier Non 14 robot < 30 % Fumier Oui 15 robot < 30 % Mixte Non 16 robot < 30 % Mixte Oui 17 robot < 30 % Lisier Non 18 robot < 30 % Lisier Oui 19 robot > 30 % Fumier Non 20 robot > 30 % Fumier Oui 21 robot > 30 % Mixte Non 22 robot > 30 % Mixte Oui 23 robot > 30 % Lisier Non 24 robot > 30 % Lisier Oui En reprenant la typologie de l Institut de l Elevage présentée ci-dessus, l échantillon bourguignon se répartit selon 4 types. Tableau 4 : Répartition des exploitations laitières enquêtées en Bourgogne selon la typologie de l Institut de l Elevage Type Salle de traite Part de maïs dans la SFP Type de déjections Séchage en grange 1 classique < 30 % Fumier Non 6 3 classique < 30 % Mixte Non 11 7 classique > 30 % Fumier Non 7 9 classique > 30 % Mixte Non 5 Nb exp D après le tableau ci-dessus, on remarque que l ensemble des exploitations laitières enquêtées en Bourgogne fonctionne avec une salle de traite classique. La salle de traite classique est une salle de traite ne comprenant pas de robot de traite ni de salle de traite rotative. On observe néanmoins différents types de salle de traite classique : traite à l étable, traite en tandem, traite en épi ou encore traite par l arrière. Ensuite, dans l échantillon bourguignon, près de 3/5 ème des exploitations a une part de maïs dans la SFP 5 inférieure à 30%. De plus, un peu plus de la 5 SFP : Surface Fourragère Principale 5

6 moitié des exploitations laitières fonctionne avec un système de déjections mixte (fumier + lisier) tandis que l autre moitié est en système fumier. Enfin, l ensemble des exploitations enquêtées fonctionne en l absence d un système de séchage en grange. Zoom sur les bâtiments logeant les vaches laitières Au sein de l échantillon d exploitations laitières bourguignonnes, on retrouve une diversité dans les types de logements des vaches laitières. Le type de logement des vaches laitières est un paramètre qui conditionne les consommations d énergie en bâtiments d élevage. En effet, selon les types de logements des vaches laitières, on retrouve la présence ou l absence du poste «raclage». Ce poste peut fonctionner à partir de consommations de carburant ou d électricité. Or, pour ce poste, on constate un différentiel de consommations entre les systèmes de «raclage tracteur» et les systèmes de «raclage automatisé» fonctionnant { partir d électricité. Tableau 5 : Répartition des exploitations laitières enquêtées selon le type de logement des vaches laitières Types de logement Nb d exploitations enquêtées Aire paillée intégrale 3 Aire paillée + caillebotis 6 Aire paillée + couloir fumier 5 Aire paillée + couloir lisier 3 Logettes fumier 5 Logettes lisier 4 Logettes caillebotis 3 A suivre : Dans la partie suivante, vous trouverez une présentation des résultats obtenus à partir des enquêtes menées { l échelle bourguignonne auprès des exploitations laitières décrites ci-dessus. Ces consommations d énergie relevées dans les exploitations seront comparées aux références nationales. En effet, des références nationales sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier sont disponibles suite { un travail réalisé en 2007 et conduit par l Institut de l Elevage et les Chambres Régionales d Agriculture de Bretagne et Pays de la Loire. 6

7 Les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier En Bourgogne, les consommations énergétiques dans les bâtiments d élevage laitier reposent majoritairement sur les consommations de carburant et d électricité. Les consommations de fioul Des consommations d énergie liées aux pratiques d élevage Les consommations de fioul en bâtiments d élevage laitier sont liées { l usage des tracteurs pour la mise en œuvre des pratiques d élevage : l affouragement qui correspond à la distribution des fourrages aux animaux, le paillage qui est l apport de litières aux animaux, le raclage, c'est-à-dire le transfert des déjections du bâtiment vers les ouvrages de stockage, le curage des litières accumulées à l extérieur du bâtiment, le transfert des déjections liquides par pompage et l homogénéisation des déjections à l aide d un mixeur sur tracteur. L affouragement, le premier poste de consommation de fioul Dans l échantillon bourguignon, la consommation moyenne de fioul pour l ensemble des pratiques d élevage est de 63 l/vl/an. On remarque cependant une grande amplitude entre la consommation minimale et la consommation maximale de carburant. En effet, la consommation minimale de 18 l/vl/an est observée dans une exploitation où les surfaces herbagères sont bien valorisées et les pratiques d élevage sont économes en carburant avec la mobilisation d engins de faibles puissances et un affouragement en libre-service. Photo 1 : L affouragement représente 54% des consommations de carburant pour une exploitation laitière Photo : IE. Inversement, la consommation maximale de carburant de 131 l/vl/an est relevée dans une exploitation où les animaux sont en stabulation permanente avec des pratiques d élevage énergivores liées à de fortes puissances de traction. Tableau 6 : Consommation totale de fioul en bâtiment par exploitation Bourgogne Toutes exploitations (l de fioul/vl/an) National Minimum 18 2 Moyenne Maximum En détaillant les consommations de fioul par poste, on remarque que des écarts importants de consommations sont relevés entre les exploitations. Une part de ces écarts est corrélée à au temps d hivernage des animaux qui conditionne fortement les consommations de carburant. Afin de comparer les consommations relevées sur les Tableau 7 : Consommation de fioul par poste Consommations de fioul en litres/mois de distribution de fourrages/vl Affouragement Paillage Raclage Curage Transfert/ Homogénéisation Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National Minimum 0,12 0,22 0,07 0,05 0,03 0,06 0,08 0,02 0,13 0,01 Moyenne 3,54 2,90 1,36 1,00 0,66 0,90 0,60 0,40 0,35 0,20 Maximum 11,28 6,40 4,16 3,40 2,39 3,04 3,28 3,00 0,79 0,53 7

8 Les consommations d électricité Des consommations d énergie liées au fonctionnement de divers équipements électriques Photo 2 : Le libre-service est une pratique économe CA 71. exploitations bourguignonnes, ces dernières seront exprimées en litres de fioul par vache laitière pour un mois de distribution de fourrages (cf. tableau X). Des écarts de consommations de carburant sont constatés sur un même poste. Ce constat met en évidence les différences de consommations liées au système et aux pratiques d élevage, et indiquent que des économies de carburant sont envisageables mais nécessitent néanmoins une modification du fonctionnement de l exploitation. Photo 3: Le paillage, 21% des consommations de fioul Photo : IE. D après l échantillon d exploitations laitières bourguignonnes, globalement, le poste alimentation est responsable de 54 % des consommations de carburant. Les postes paillage, raclage et curage représentent respectivement 21%, 10% et 9%. Pour les exploitations laitières, de nombreux équipements électriques sont mobilisés. Les principaux équipements électriques recensés sur ces exploitations sont liés au fonctionnement du bloc traite. En élevage laitier, le bloc traite est composé de la salle de traite où le lait, produit par les animaux, est collecté via une machine à traite, et de la laiterie, où le lait est refroidit puis stocké. L essentiel de ces équipements sont : le tank à lait permet de refroidir le lait de 35 c { 4 C et de stocker ce dernier jusqu { la collecte assurée par la laiterie (1 à 3 jours de stockage), le chauffe-eau permet d assurer la production d eau chaude sanitaire nécessaire au lavage de l installation, l éclairage du bloc traite ainsi que de l ensemble des bâtiments d élevage, les équipements destinés au nettoyage du bloc traite tels que le nettoyer haute pression ou encore le surpresseur, les autres postes comme la pompe à lait, les équipements associés { l allaitement des veaux (DAL 6, etc.), les équipements actionnant les portillons de la salle de traite, ainsi que l ensemble des équipements de l atelier (poste { souder, compresseur, etc.). Graphique 1 : Répartition des consommations de carburant 9% 6% Affouragement 10% Paillage 54% Raclage Curage 21% Transfert, Reprise et Homogénéisation Photo 4 : Salle de traite CAIAC 89 6 DAL : Distributeur Automatique de Lait 8

9 D autres appareils électriques peuvent être recensés sur une exploitation laitière, notamment en lien avec les pratiques d élevage : la distribution des fourrages (griffe à foin, etc.), le raclage (racleur automatisé) ou encore la gestion des déjections (pompe de transfert, etc.). Le bloc traite, le premier poste de consommation d électricité Les consommations d électricité sont évaluées { partir des relevés de puissance, temps de fonctionnement et fréquence d utilisation des divers matériels électriques recensés sur chacune des exploitations. Dans l échantillon bourguignon, la consommation électrique moyenne de l ensemble des postes est de 567 kwh / vache laitière en production par an, soit une moyenne de 73 Wh / litre de lait produit. fonctionnement du bloc traite avec une consommation moyenne de 40 Wh/litre de lait produit. En effet, le tank à lait est un équipement essentiel pour les exploitations laitières. La conception de la laiterie et le positionnement du tank influent sur les consommations électriques de ce poste. Il est nécessaire de bien veiller à ventiler correctement la laiterie avec des entrées et des sorties d air efficaces afin de limiter les temps de fonctionnement du tank { lait. L Institut de l Elevage 7 préconise de placer le condenseur du tank face { une grille de sortie d air dans le but de permettre une évacuation complète de l air chaud généré par le tank et ainsi limiter les consommations électriques. Tableau 8 : Consommation totale d électricité en bâtiment par exploitation kwh/vl Wh/l de lait Bourgogne National Bourgogne National Minimum Moyenne Maximum En Bourgogne, l ensemble des exploitations enquêtées dispose d une salle de traite classique (épi ou traite par l arrière). Toutefois, divers paramètres conditionnent les consommations d électricité, en partant du type d équipement utilisé jusqu { la conception du bloc traite, par conséquent, on relève de nombreuses disparités entre les exploitations. Tableau 9 : Les consommations électriques moyennes du bloc traite par poste kwh/vl Wh/l de lait Bourgogne National Bourgogne National Tank Chauffe-eau Pompe à vide Eclairage Nettoyage du sol et parois Autres équipements D après le tableau ci-dessus, on remarque le tank à lait occupe une place importante dans les consommations d énergie associées au Photo 5 : Le tank est le 1 er poste de consommation du bloc traite avec 57% des consommations électriques Photo CAIAC Les postes suivants sont le chauffe-eau (12 Wh/litre de lait) et la pompe à vide (10 Wh/litre de lait). Concernant la production d eau chaude sanitaire, on relève quelques disparités de consommations électriques. Pour ce poste, les consommations électriques reposent sur le différentiel de température entre l eau froide et l eau chaude souhaitée, le volume d eau de lavage des équipements de traite lié { l installation de traite et l âge du chauffe-eau. Les consommations d électricité associées au fonctionnement de la pompe à vide sont proportionnelles au temps de fonctionnement de cette dernière. De nombreux paramètres conditionnent le temps de traite : l organisation de l éleveur, les pratiques d hygiène des trayons, la rapidité à laquelle les vaches sortent de la salle. 7 Institut de l Elevage, Chambres d Agriculture, 2009, Les consommations d énergie en bâtiment d élevage laitier, Repères de consommations et pistes d économies, collection synthèse, 31 pages. 8 CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d Amélioration du Cheptel du Centre et de l Est. 9

10 Tous ces paramètres influent directement les consommations d électricité de ce poste. Les autres équipements mobilisent en moyenne 4 Wh/ litre de lait produit. Dans cette catégorie, on retrouve divers équipements électriques tels que la pompe { lait, l approvisionnement en eau (forage ou puit), etc. L éclairage et le nettoyage du sol et des parois de la salle de traite sont des postes qui consomment en moyenne 1 Wh/litre de lait pour chacun des postes. 14% 17% Graphique 2 : Répartition des consommations d électricité associées au fonctionnement du bloc traite 12% 57% Tank Chauffe-eau Pompe à vide Autres Finalement, on constate qu au sein du bloc traite, le tank à lait, le chauffe-eau ainsi que la pompe à vide présente une consommation significative d électricité et représentent respectivement 57%, 17% et 15%. Les consommations électriques liées aux pratiques d élevage Les consommations d électricité associées aux pratiques d élevage sont principalement liées { 3 postes : la fabrication d aliments { la ferme, le raclage et la gestion des déjections (transfert, reprise et homogénéisation des déjections). Parmi les exploitations laitières enquêtées en Bourgogne, 86% des exploitations fonctionnent avec un atelier de fabrication des aliments à la ferme (FAF), près de 35% des exploitations ont un système de raclage automatisé, enfin, près de 50% des exploitations enquêtées en Bourgogne fonctionnent avec des équipements électriques pour assurer le transfert, la reprise et/ou l homogénéisation des déjections. Photo 6 : Les exploitations bourguignonnes consomment en moyenne 1,7 Wh/litre de lait/an pour le raclage Photo CA 71. D après le tableau 10, la consommation électrique moyenne, associée à l atelier de fabrication d aliments { la ferme et relevée au sein des exploitations bourguignonnes, est de 1 Wh/litre de lait produit. On constate toutefois de fortes disparités de consommations électriques entre les exploitations. En effet, ces consommations sont conditionnées, d une part, par le temps d hivernage des bovins, et d autre part, par l intensité de fonctionnement de cette fabrique d aliments sur l exploitation. Tableau 10 : Consommations d électricité associées aux pratiques d élevage kwh/vl Wh/l de lait Bourgogne National Bourgogne National FAF Raclage automatisé ,7 3,4 TRH ,5 1,7 En Bourgogne, les exploitations laitières fonctionnant avec un raclage automatisé enregistrent des consommations électriques de l ordre de 1,7 Wh/litre de lait produit soit deux fois moins importantes que la moyenne nationale. Inversement, pour le transfert, la reprise et l homogénéisation des déjections, les exploitations bourguignonnes enregistrent des consommations électriques correspondant au double des consommations relevées au niveau national avec 3,5 Wh/litre de lait produit. Comme précédemment, ces consommations d électricité sont fortement corrélées au temps d hivernage des animaux mais également conditionnées par la conception des bâtiments. 9 FAF : Fabrication d Aliments { la Ferme 10 TRH : Transfert, Reprise et Homogénéisation 10

11 Les consommations globales d énergie Au total, près de 1200 kwh/vl/an soit près de 150 Wh/litre de lait produit Pour analyser les consommations globales en énergie consommées au sein des bâtiments d élevage laitier, l ensemble des consommations sont exprimées en kwh/vl/an ou Wh/litre de lait. Dans ce cadre, les consommations de fioul sont converties en kwh sur la base du pouvoir calorifique inférieur avec 1 litre de fioul équivalent à 9,853 kwh. D après les exploitations laitières enquêtées en Bourgogne, on constate que la consommation globale d énergie est de 1185 kwh/vl/an, soit 152 Wh/litre de lait produit (cf. tableau 11). On relève, en moyenne, une consommation moyenne de fioul de 566 kwh/vl/an, soit 57,5 litres de fioul/vl/an, et une consommation moyenne d électricité de 619 kwh/vl/an. Globalement, comparée à la moyenne 11 des consommations d énergie observées { l échelle nationale, les exploitations laitières bourguignonnes enregistrent des consommations d énergie plus importantes, de l ordre de 25% supérieures. Tableau 11 : Consommations globales d énergie au sein des exploitations laitières Consommation d électricité Consommation de fioul Consommation globale kwh/vl/an Wh/l de lait Bourgogne National Bourgogne National Cette consommation moyenne d énergie au sein des exploitations laitières est établie sur un cumul des consommations relevées pour chaque poste, ceci donne une indication sur les consommations moyennes observées dans ce type de ferme. Néanmoins, ces consommations d énergie moyennes ne correspondantes à aucune situation d exploitation réelle puisque chaque exploitation fonctionne avec des pratiques d élevage, une conception des bâtiments et une organisation du 11 Institut de l Elevage et Chambres d Agriculture, 2009, Les consommations d énergie en bâtiment d élevage laitier, Repères de consommations et pistes d économies, collection synthèse, 31 pages. travail propre à chaque exploitation. Par conséquent, il est plus judicieux et pertinent de comparer et d observer ces consommations par poste, en fonction des postes présents sur l exploitation comparée, plutôt que dans la globalité. 8% 14% 7% Graphique 3 : Répartition des consommations globales d énergie 12% 26% 33% Affouragement Tank Paillage-Raclage Chauffe-eau Pompe à vide Divers Globalement, les postes les plus énergivores pour une exploitation laitière sont l affouragement (33%), le tank à lait (26%) ainsi que le paillage et le raclage (14%). Ces trois postes représentent plus de 70% des consommations globales en bâtiments d élevage. Ensuite, le chauffe-eau (8%) et la pompe { vide (7%) consomment 15% de l énergie globale consommée sur l exploitation. Les autres consommations représentent 12% des consommations globales avec le curage, le transfert, la reprise et l homogénéisation des déjections, la pompe à lait, le nettoyage, etc. Synthèse des consommations d énergie en exploitation laitière-références bourguignonnes A partir des enquêtes réalisées en Bourgogne auprès de 29 exploitations laitières, des tableaux de références des consommations d énergie en bâtiments d élevage ont pu être établis. Vous trouverez ci-après 2 tableaux présentant les références par type d exploitations (4 types d exploitations sont identifiés). Les consommations d énergie sont exprimées en deux unités : par vache laitière/an et pour 1 litre de lait produit. Les consommations de fioul et d électricité correspondent aux consommations relevées pour chaque poste dans les exploitations fonctionnant avec ces postes. Les consommations moyennes sont établies à partir de la moyenne des consommations enregistrées par poste (fioul+électricité). 11

12 Synthèse des consommations d énergie en exploitation laitière par type d exploitation et par poste Références bourguignonnes Tableau 12 : Consommations moyennes de fioul et d électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour une vache laitière sur un an Type A B C D Description des exploitations Type de salle de traite classique classique classique classique Part de maïs dans la 12 SFP < 30% de maïs dans la SFP < 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP Type de déjections fumier mixte fumier mixte Séchage en grange non non non non Nombre d exploitations Alimentation Paillage Raclage Curage Transfert, Reprise et Homogénéisation des déjections (TRH) Fabrication d Aliments à la Ferme (FAF) Fioul 330 Soit 33 L 156 Soit 16 L 103 Soit 11 L 70 Soit 7 L 27 Soit 3 L Electricité Moyenne Fioul 403 Soit 41 L 126 Soit 13 L 65 Soit 7 L 40 Soit 4 L 49 Soit 5 L Electricité Consommations d énergie Moyenne Fioul 420 Soit 43 L 127 Soit 13 L 52 Soit 5 L 67 Soit 7 L Electricité Moyenne Fioul 434 Soit 44 L 82 Soit 8 L Electricité Moyenne Soit 4 L 51 Soit 5 L Eclairage Chauffe-eau Pompe à vide Portillons Nettoyage des sols et des parois de la salle de traite Tank à lait Equipements divers TOTAL 686 Soit 70 L Soit 70 L Soit 68 L Soit 61 L SFP : Surface Fourragère Principale 12

13 Synthèse des consommations d énergie en exploitation laitière par type d exploitation et par poste Références bourguignonnes Tableau 13 : Consommations moyennes de fioul et d électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour produire 1 litre de lait Type A B C D Description des exploitations Type de salle de traite classique classique classique classique Part de maïs dans la 13 SFP < 30% de maïs dans la SFP < 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP Type de déjections fumier mixte fumier mixte Séchage en grange non non non non Nombre d exploitations Alimentation Paillage Raclage Curage Transfert, Reprise et Homogénéisation des déjections (TRH) Fabrication d Aliments à la Ferme (FAF) Fioul 45,5 Soit 4,5 L 20,5 Soit 2,0 L 13,5 Soit 1,5 L 8,5 Soit 1 L 4,0 Soit 0,5 L Electricité Moyenne - 45,5-20,5 2,5 8,5-8,5 0,5 2,0 Fioul 51,0 Soit 5,0 L 18,0 Soit 2,0 L 8,0 Soit 1 L 6,0 Soit 0,5 L 6,0 Soit 0,5 L Electricité Consommations d énergie Moyenne - 51,0-18,0 1,0 4,5-6,0 Fioul 53,0 Soit 5 L 15,0 Soit 1,5 L 6,5 Soit 0,5 L 8,0 Soit 1 L Electricité Moyenne - 53,0-15,0 Fioul 53,5 Soit 5,5 L 10,0 Soit 1 L Electricité Moyenne - 53,5-10,0 6,0 6,5-0,5 0,0-8,0 5,5 5,5-1,0 0,5 5,5 Soit 0,5 L 6,0 Soit 0,5 L - 5,5 2,5 3,5-0,5 0,5-1,5 1,0-1,0 0,5-0,5 0,5 Eclairage - 2,0 2,0-4,0 4,0-2,5 2,5-2,0 2,0 Chauffe-eau - 14,5 14,5-12,0 12,0-11,5 11,5-8,5 8,5 Pompe à vide - 10,0 10,0-11,0 11,0-9,5 9,5-8,5 8,5 Portillons - 0,0 0,0-2,0 1,0-1,0 0,5-0,0 0,0 Nettoyage des sols et des parois de la salle de - 1,0 1,0-1,0 1,0-0,5 0,5-1,0 1,0 traite Tank à lait - 34,0 34,0-46,0 46,0-37,0 37,0-41,0 41,0 Equipements divers - 3,5 3,5-4,5 4,5-5,0 5,0-2,5 2,5 TOTAL 92,0 Soit 9,5 L 68,5 150,5 89 Soit 9 L 88,5 165,5 82,5 Soit 8 L 74,0 150,0 75 Soit 7,5 L 67,0 136,5 13 SFP : Surface Fourragère Principale 13

14 Wh/litre de lait produit kwh/vl/an Synthèse des consommations d énergie dans les exploitations laitières par type d exploitation Graphique 4 : Consommations d énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes (consommations d énergie exprimées pour une vache laitière/an) Divers Nettoyage Portillons Eclairage Pompe à vide Chauffe-eau Type A Type B Type C Type D Tous types d'exploitations Types d'exploitations Tank à lait FAF TRH Curage Raclage Paillage Alimentation Graphique 5 : Consommations d énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes (consommations d énergie exprimées pour un litre de lait produit) Divers Nettoyage Portillons Eclairage Pompe à vide Chauffe-eau Type A Type B Type C Type D Tous types d'exploitations Types d'exploitations Tank à lait FAF TRH Curage Raclage Paillage Alimentation

15 Présentation des pistes de réduction des consommations d énergie en bâtiments laitiers En production laitière, les pistes de réduction des dépenses énergétiques associées au fonctionnement des bâtiments d élevage reposent sur 3 leviers : le bloc traite, les pratiques d élevage et la production d eau chaude via l installation d un chauffe-eau solaire. Le bloc traite Comme nous avons pu le constater ci-dessus, le bloc traite est un poste dont les dépenses énergétiques sont importantes. Certains équipements peuvent permettre de réduire les consommations d énergie de ce poste. Le pré-refroidisseur de lait Le pré-refroidisseur est un équipement permettant d abaisser la température du lait avant sont arrivée dans le tank. Un échangeur de chaleur est positionné entre la pompe à lait et le tank permettant ainsi de transférer les calories générées par le refroidissement du lait vers de l eau. La mise en place de cet équipement permet de réduire les consommations d énergie du tank de 40% { 50%. Le récupérateur de chaleur Le récupérateur de chaleur sur le tank à lait permet de produire de l eau tiède qui peut être valorisé pour le nettoyage des équipements de traite ou encore l abreuvement des animaux. Cette eau est préchauffée par l intermédiaire d un échangeur de chaleur placé au niveau du tank, entre le compresseur et le condenseur ventilé, qui permet de capter les calories générées par le refroidissement du lait effectué par le tank. En effet, d après l Institut de l Elevage 14, pour refroidir 1 litre de lait de 35 C à 4 C, le tank consomme en moyenne 27 Wh. Une économie d énergie de 70% { 80% peut être réalisée sur les consommations du chauffe-eau suite { l installation de cet équipement. La conception de la laiterie Les dépenses énergétiques du tank à lait sont fortement conditionnées par la conception de la laiterie. En effet, la température ambiante de la 14 Institut de l Elevage et Chambres d Agriculture, 2009, Les consommations d énergie en bâtiment d élevage laitier, Repères de consommations et pistes d économies, collection synthèse, 31 pages. laiterie, la qualité de la ventilation, les dimensions de la laiterie ainsi que le positionnement du tank sont autant de paramètres qui influencent les consommations d énergie associées au fonctionnement du tank. Il est important de bien veiller à isoler le stockage du lait tout en ventilant correctement le condenseur du tank qui génère de l air chaud. Pour optimiser les consommations du tank à lait, des aménagements sont possibles comme l installation du groupe frigorifique en extérieur (tank avec groupe frigorifique séparé) ou encore l installation d une partie du tank en extérieur (tank compact, cf. photo 7 ci dessous). Photo 7 : Sur cette installation, la partie arrière du tank est située { l extérieure de la laiterie Source : Institut de l Elevage L entretien du tank est également un élément essentiel pour limiter les surconsommations de ce poste. Le dépoussiérage régulier des ailettes du radiateur de refroidissement, l entretien de la laiterie en évitant la présence de poussières ainsi que le maintien d une ventilation minimum du local permettent d optimiser les consommations du tank. 15

16 Les pratiques d élevage Les consommations de fioul associées aux pratiques d élevage représentent 50% des consommations globales d énergie relevées en bâtiments d élevage laitier. Plusieurs leviers sont identifiés pour maîtriser ces consommations de carburant liées à l activité d élevage de bovins lait. Le fonctionnement du tracteur d élevage Pour minimiser les consommations de carburant, il est nécessaire de bien veiller à maîtriser le temps de fonctionnement du tracteur d élevage en optimisant l organisation les circuits et le dimensionnement des équipements mobilisés. Le mode de conduite, plus ou moins économe, ou encore les réglages et l entretien réguliers des engins motorisés sont également des paramètres déterminants sur les consommations de carburant. D après l Institut de l Elevage, «une conduite économique et un bon réglage du moteur permettent de gagner jusqu { 1,5 litre de fioul par heure, soit 900 litres pour 600 heures par an». Privilégier le raclage automatisé des déjections Le raclage permet d évacuer les déjections animales du bâtiment d élevage vers l ouvrage de stockage. Le raclage tracteur mobilise en moyenne 10% de la consommation de fioul en bâtiments d élevage, d après l enquête réalisée en Bourgogne. Le raclage automatisé fonctionne avec des racleurs électriques à chaîne ou hydrauliques, remplaçant des systèmes de raclage tracteur notamment pour des stabulations libres. Pour un raclage tracteur mobilisant une puissance tracteur de 70 à 80 CV, la puissance équivalente du moteur d un racleur automatisé est inférieure à 7,5 kwh. Le raclage automatisé permet de réaliser jusqu { 80% d économie d énergie sur le poste raclage dans certaines exploitations. Les puissances d entraînement des racleurs sont évaluées en fonction du type de racleurs, du type de déjections, de la longueur et de la largeur des couloirs. La production d eau chaude via l installation d un chauffe-eau solaire Le chauffe-eau solaire Le chauffe-eau solaire est composé de trois éléments principaux : des capteurs thermiques vitrés qui reçoivent le rayonnement solaire. un ballon de stockage de l eau sanitaire, un ensemble de régulation. Les capteurs thermiques récupèrent les calories produites par le rayonnement solaire pour chauffer un liquide caloporteur. Ce liquide (eau glycolée) transfère les calories réceptionnées { l eau sanitaire du ballon de stockage grâce à un échangeur (serpentin). Figure 1 : Chauffe-eau solaire avec chauffage d appoint - Source ADEME Les capteurs solaires sont installés en toiture avec une orientation proche du «plein sud» et inclinés à 45 C afin d optimiser la production d eau chaude sanitaire. La surface de capteur est évaluée en fonction de la production d eau chaude nécessaire { l exploitation. Dans tous les cas, la couverture des besoins en eau chaude sanitaire sera au maximum de 60%, par conséquent un chauffage d appoint est { prévoir pour porter l eau { température désirée (une résistance électrique peut être intégrée au ballon de stockage de l eau). Pour bénéficier d avantage de renseignements sur les pistes de réduction des consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier, vous pouvez vous référer { la brochure réalisée par l Institut de l Elevage et des Chambres d Agriculture qui s intitule «Les consommations d énergie en bâtiment d élevage laitier, Repères de consommations et pistes d économies», réalisée en Cette brochure est disponible sur le site internet de l Institut de l Elevage : Cette brochure est également mise { votre disposition { la Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne.

17 Sigles CA : Chambre d Agriculture CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d Amélioration de Cheptel du Centre et de l Est DAL : Distributeur Automatique de Lait FAF : Fabrication d Aliments { la Ferme SFP : Surface Fourragère Principale TRH : Transfert, Reprise et Homogénéisation VL : Vache Laitière Glossaire Carte 1 : Origine géographique de l échantillon bourguignon Tableau 1 : Nombre d enquêtes réalisées en Bourgogne Tableau 2 : Répartition des exploitations selon leur quota laitier Tableau 3 : Typologie des exploitations laitières, établie par l Institut de l Elevage, dans les diagnostics sur les consommations d énergie en bâtiments d élevage laitier Tableau 4 : Répartition des exploitations laitières enquêtées en Bourgogne selon la typologie de l Institut de l Elevage Tableau 5 : Répartition des exploitations laitières enquêtées selon le type de logement des vaches laitières Photo 1 : L affouragement représente 54% des consommations de carburant pour une exploitation laitière Source : Institut de l Elevage Tableau 6 : Consommation totale de fioul en bâtiment par exploitation Tableau 7 : Consommation de fioul par poste Photo 2 : Le libre-service est une pratique économe Source : CA 71 Photo 3 : Le paillage, 21% des consommations de fioul Source : Institut de l Elevage Graphique 1 : Répartition des consommations de carburant Photo 4 : Salle de traite Source CAIAC 89 Tableau 8 : Consommation totale d électricité en bâtiment par exploitation Tableau 9 : Les consommations électriques moyennes du bloc traite par poste Photo 5 : Le tank est le 1 er poste de consommation du bloc traite avec 57% des consommations électriques Source CAIAC 89 Graphique 2 : Répartition des consommations d électricité associées au fonctionnement du bloc traite Photo 6 : Les exploitations laitières bourguignonnes consomment en moyenne 1,7 Wh/litre de lait pour le raclage Source CA 71 Tableau 10 : Consommations d électricité associées aux pratiques d élevage Tableau 11 : Consommations globales d énergie au sein des exploitations laitières Graphique 3 : Répartition des consommations globales d énergie Tableau 12 : Consommations moyennes de fioul et d électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour une vache laitière sur un an Tableau 13 : Consommations moyennes de fioul et d électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour produire un litre de lait Graphique 4 : Consommations d énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes (consommations exprimées pour une vache laitière/an) Graphique 5 : Consommations d énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes (consommations exprimées pour un litre de lait produit) Photo 7 : Sur cette installation, la partie arrière du tank est située { l extérieure de la laiterie Source Institut de l Elevage Figure 1 : Chauffe-eau solaire avec chauffage d appoint Source Ademe p 4 p 4 p 4 p 5 p 5 p 6 p 7 p 7 p 7 p 8 p 8 p 8 p 8 p 9 p 9 p 9 p 10 p 10 p 10 p 11 p 11 p 12 p 13 p 14 p 14 p 15 p 16 Photos de couvertures : CAIAC 89 et CA 71 17

18 Coordination régionale Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne 3, rue du Golf Quétigny Tél : Fax : Maîtrise de l énergie Céline ZANELLA Tél : Courriel : celine.zanella@bourgogne.chambagri.fr Filière lait Philippe DEPONGE Tél : Courriel : philippe.deponge@bourgogne.chambagri.fr Janvier 2010 Votre technicien : Organisme : Tél : Mail : Contact : Retrouvez ce document sur le site internet de la Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne : 18