Vers la performance énergétique en élevage de volailles

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1 Vers la performance énergétique en élevage de volailles Les Cormiers

2 L énergie en volailles de chair 1) Références de consommation et de coût énergétique 2) Les économies en optimisant l existant (matériel,équipements et pratiques) 3) Les économies en investissant dans un échangeur(s) récupérateur de chaleur

3 1) Part de l énergie dans le coût de production Énergie directe = 3 % du coût de production d un poulet standard (mais 25 % des charges opérationnelles hors poussin et aliment) Chauffage 3% Frais vétérinaires 2% Eau, électricté 1% Désinfection 1% Taxes parafiscales, frais de gestion et divers Enlèvement animaux 2% Litière et enlèvement fumier Autres charges fixes 4% Frais financiers 2% Dotations amortissements 8% Aliment 53% MO 6% Poussins 18%

4 1) Gaz : un contexte changeant Évolution prix du propane (relevés de prix effectués en exploitation - base 100 en 1987) Évolution prix du propane (Source enquête avicole ) Euro/tonne T T T T T T T T T2 2009

5 1) Le gaz par espèce 9,0 8,0 7, kg gaz / m² 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Poulet export Poulet standard Poulet lourd Poulet certifié Dinde standard, certifiée Canard barbarie standard, certifié Pintade standard et certifié Poulet Label Pintade Label Source : enquêtes avicoles

6 1) Gaz : impact de la productivité 1,400 kwh gaz / kg vif 1,200 1,000 0,800 0,600 0,400 0, ,000 Poulet export Poulet standard Poulet lourd Poulet certifié Dinde standard, certifiée Canard barbarie standard, certifié Pintade standard et certifié Poulet Label Pintade Label Source : enquêtes avicoles

7 1) Gaz : cinétique de la consommation Consommation journalière de gaz en m3 (1000 m²- poulet lourd - dynamique transversal obscur - aérothermes intérieurs)

8 1) L électricité par espèce 0,160 0, ,120 kwh / kg vif 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 Po ulet export Poulet standard Poulet lourd Poulet certifié Dinde standard, certifiée Canard barbarie standard, certifié Pintade standard et certifié Poulet Label Pintade Label Source : enquêtes avicoles

9 1) L électricité : cinétique de la consommation Consommation journalière d'électricité en kwh (1000 m² - poulet lourd - dynamique tranversal obscur - aérothermes intérieurs)

10 1) Le fioul Consommation moyenne de fioul du tracteur d élevage : 0,79 l/m²/an, soit 7,8 kwh/m²/an (curage du fumier, mise en place et entretien de la litière, enlèvements )

11 1) Les références Repères sur les consommations d énergie et pistes d amélioration Version «papier» tirée à exemplaires Document en ligne sur les sites des partenaires (ADEME CRA Pays de la Loire CA de Bretagne ITAVI)

12 2) Leviers d action : les priorités Possibilité d agir sur : 1. Réglages 2. Techniques d élevage 3. Equipements Difficulté et/ou coût de mise en œuvre 4. Bâtiment

13 2) Leviers d action : les priorités Apporter du confort aux volailles par la litière Etalonner les capteurs Entretenir le matériel de chauffage et adapter le nombre de radiants aux besoins Bien maîtriser le renouvellement d air minimum

14 2) Leviers d action : entretien des radiants

15 2) Leviers d action : les équipements Bien paramétrer le boîtier de régulation Adapter le chauffage et la ventilation aux besoins S équiper de compteurs d énergie Choisir un système d éclairage économe

16 2) Leviers d action : l isolation et l étanchéité Le plafond = 70% des pertes par convection Epaisseur isolant U : Coefficient de déperdition surfacique Température extérieure 40 mm de mousse PU U = 0,780 W/(m².K) 50 mm de mousse PU U = 0,638 W/(m².K) 120 mm de laine de verre + 40 mm de mousse PU U = 0,241 W/(m².K) 120 mm de laine de verre + 50 mm de mousse PU U = 0,226 W/(m².K) Moyenne : 4,5 C (mini : -4,1 ; maxi : 21,6) kwh kg de propane kwh 944 kg de propane kwh 357 kg de propane kwh 335 kg de propane Moyenne : 8,5 C (mini : -0,1 ; maxi : 25,6) kwh 972 kg de propane kwh 795 kg de propane kwh 300 kg de propane kwh 282 kg de propane Moyenne : 12,5 C (mini : 3,9 ; maxi : 29,6) kwh 789 kg de propane kwh 645 kg de propane kwh 244 kg de propane kwh 229 kg de propane Moyenne : 16,5 C (mini : 7,9 ; maxi : 33,6) kwh 607 kg de propane kwh 497 kg de propane kwh 188 kg de propane kwh 176 kg de propane Moyenne : 20,5 C (mini : 11,9 ; maxi : 37,6) kwh 430 kg de propane kwh 352 kg de propane kwh 133 kg de propane kwh 125 kg de propane Thermographie d un poulailler par infra rouge

17 2) Leviers d action : fixer les priorités en fonction des coûts et de leur impact Quelques exemples pour m² Étanchéité (joints + mousse polyuréthane) = 600 hors Mo, soit moins d une tonne de gaz! Isolation de toiture = à Radiants : Injecteurs 55

18 3) La récupération de chaleur par échangeur d air Principe de fonctionnement En phase de démarrage, le renouvellement d air minimum nécessaire pour évacuer l humidité et les gaz se situe entre 0,5 et 1 m 3 /h/kg de poids vif. Cette opération, particulièrement l hiver, refroidit l ambiance et le chauffage est sollicité pour maintenir la température. Pendant les 10 premiers jours d élevage, pour poussins et une température extérieure de 10 C, la chaleur ainsi ga spillée est estimée à kw, soit l équivalent de 360 kg de propane.

19 3) La récupération de chaleur par échangeur d air Principe de fonctionnement L utilisation d un système de récupération de chaleur par échangeur d air permet de limiter ces déperditions d énergie en réchauffant l air extérieur avant de l introduire dans le bâtiment. Le renouvellement d air minimum se fait alors par l échangeur(s) en prélevant une partie de la chaleur contenue dans l air extrait du poulailler, pour la transférer à l air neuf entrant. Un poulailler statique équipés d échangeurs récupérateurs de chaleur se comporte alors comme un poulailler dynamique.

20 3) La récupération de chaleur par échangeur d air Principe de fonctionnement L air extrait, chaud et humide, est aspiré par un ventilateur, traverse le bloc échangeur, avant d être rejeté à l extérieur du poulailler. L air extérieur, plus froid et plus sec, est aspiré par un autre ventilateur, passe en flux croisé dans le bloc échangeur, avant d être introduit dans le bâtiment. Air neuf réchauffé Air intérieur vicié Air extérieur neuf Photo d un prototype (caisson ouvert) et schématisation des flux d air

21 3) La récupération de chaleur par échangeur d air Principe de fonctionnement L air neuf est réchauffé par la conjonction de 2 phénomènes : Chaleur sensible : le transfert de chaleur se fait par convection au travers de la paroi de l échangeur (il n y a pas de contact direct entre les 2 masses d air) Chaleur latente : l air vicié, chargé en humidité, condense en sortie des plaques de l échangeur. L eau en passant de l état gazeux à l état liquide libère des calories.

22 3) La récupération de chaleur par échangeur d air L efficacité thermique L efficacité thermique d un échangeur de chaleur est souvent calculée sur la chaleur sensible : (air neuf air extérieur) / (air ambiant air extérieur) Exemple : Température ambiante (air vicié évacué) : 30 C Température extérieure (air neuf aspiré) : 2 C Température air neuf réchauffé : 18 C Rendement pour des débits air vicié et air neuf identiques: (18 2) / (30 2)= 57 %

23 3) La récupération de chaleur par échangeur d air L efficacité thermique E volutions des températures Date 17/11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/2009 Temp Ambiance 1 C oté échangeur C Temp Air Neuf C Temp extérieur C -5 Mesures effectuées sur ERC SYSTEL

24 3) La récupération de chaleur par échangeur d air L efficacité thermique Efficacité en % /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/ /12/2009 Mesures effectuées sur ERC SYSTEL

25 3) La récupération de chaleur par échangeur d air L efficacité thermique L énergie nécessaire pour élever d un C la tempéra ture d un m 3 d air est de 0,34 Wh. Il est ainsi possible de calculer l énergie restituée dans la poulailler par un système d échangeur de chaleur. Exemple : Pour un débit constant de 4000 m 3 /h (entrée air neuf) et un gain de température de 15, l énergie restituée sur 24 heur es de fonctionnement est de 490 kwh, soit l équivalent de 35 kg de propane. De cette économie de propane, il faut déduire la consommation électrique du système.

26 3) La récupération de chaleur par échangeur d air Les facteurs d efficacité La surface d échange (dimension du bloc et écartement entre plaques en sortie et en entrée) La vitesse de passage de l air (plus le débit augmente pour une même surface d échange, plus faible est le gain de température) Les turbulences de l air dans l échangeur (forme des plaques ou des tubes) L encrassement par les poussières ou le givre La conductivité thermique du matériau (en W/(K.m) : cuivre aluminium 237 acier 60 - PVC 0,17) L épaisseur du matériau

27 3) La récupération de chaleur : bilan d essais 35 Environ 10% d hygrométrie en moins Evolution de la température et de l hygrométrie, 16/12/2008, J Témoin Test Extérieur :06:39 01:06:39 02:06:39 03:06:39 04:06:39 05:06:39 06:06:39 07:06:39 08:06:39 09:06:39 10:06:39 11:06:39 12:06:39 % H R T C 13:06:39 14:06:39 15:06:39 16:06:39 17:06:39 18:06:39 19:06:39 20:06:39 21:06:39 22:06:39 23:06:39 Heures Témoin Test

28 3) La récupération de chaleur : bilan d essais Entre 18 et 27% d économie de propane Consommation journalière de propane en dinde, lot du 21/01 au 21/05/ ,0 20,0 Test Témoin m 3 / j 15,0 10,0 5,0 0, Age en jours

29 3) La récupération de chaleur Les idées reçues : le récupérateur assèche l air entrant NON : l air neuf est réchauffé, sa capacité de rétention en eau Notre fonctionnement augmente (son humidité relative diminue), mais il contient le même poids Ainsi, d eau pour une que température l air Responsabilités extérieur. extérieure par de 2 thématiques et une humidité relative de Nos 85 %, partenaires l air, après passage techniques dans et financiers l échangeur, va par exemple atteindre 18 et 28 % H R. Dans les 2 cas, l humidité RMT réelle, c est à dire la quantité d eau contenue par kg d air, sera la même soit 3,8 g. Appels à projets CASDAR La diminution du taux d hygrométrie dans un bâtiment équipé d échangeur(s) d air est obtenue essentiellement par la meilleure maîtrise du renouvellement d air minimum.. Air extérieur Air réchauffé

30 3) La récupération de chaleur Les idées reçues : je peux chauffer mon poulailler avec un récupérateur de chaleur NON : un récupérateur de chaleur n est pas un système de chauffage. Quelle que soit son efficacité, la température de l air neuf, ne dépassera jamais celle de l air ambiant (sauf en y ajoutant une pompe à chaleur)

31 3) La récupération de chaleur Les précautions à prendre Il est essentiel de bien maîtriser les circuits d air, afin de ne pas perturber les volailles (vitesse d air excessive = sensation de froid) Dans le cas d un système en tout ou rien, par un déflecteur et une vitesse de pénétration suffisante. Dans le cas d un système en progressif, par une trappe et des déflecteurs, par des brasseurs d air ou des gaines de diffusion. La synchronisation du chauffage, de la ventilation et de la récupération de chaleur facilite la gestion (même boîtier de régulation, mêmes capteurs).

32 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : Lead -Le Roy Débit air neuf : m 3 /h (2 000 m 3 /h en extraction air vicié) Tarif : par appareil (hors pose)

33 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : EXACON (2 modèles) Débit air neuf : ou m 3 /h (3 300 ou m 3 /h en extraction) Surface d échange : 23 ou 38 m² Tarif : de à par appareil selon le modèle (hors pose)

34 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : ERC-WARMTEC (Sodalec) Fonctionnement en cyclique ou en progressif (variation de la tension) m 3 /h Surface d échange : 152 m² Tarif : environ , avec 2 appareils pour un bâtiment de m²

35 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : Systel Fonctionnement en cyclique ou en progressif (variateur de fréquence) m 3 /h Surface d échange : 150 m² Tarif : de à , avec 2 appareils en cyclique pour un bâtiment de m² (nouveau modèle commercialisé à partir de novembre)

36 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : Agro Supply (Vencomatic) Importateur : société Mafrel Fonctionnement en progressif (2 variateurs de fréquence) m 3 /h Tarif : environ à pour un bâtiment de 1200 m²

37 3) La récupération de chaleur : le matériel disponible Marque : Plettenburg Importateur : société Sodimel Fonctionnement en progressif (2 variateurs de fréquence) m 3 /h Tarif : environ à pour un bâtiment de 1200 m²

38 Merci de votre attention