De l intérêt du combustible bois pour le chauffage des bâtiments avicoles. La nouvelle génération de centrales thermiques

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1 De l intérêt du combustible bois pour le chauffage des bâtiments avicoles La nouvelle génération de centrales thermiques

2 I. Le contexte de l élevage français II. L influence du coût du combustible Faible coût par rapport aux combustibles fossiles : Pas de fluctuations des cours. Le bois est produit et consommé localement : Grande autonomie et indépendance : III. L amélioration des paramètres techniques grâce au combustible bois IV.. Les équipements Le générateur d air chaud Les systèmes hydrauliques V. Une simulation économique L investissement Les économies de combustible Synthèse des flux de trésorerie Conclusion Liste des figures Figure 1 : part de chaque combustible dans les consommations de l ensemble des bâtiments fermés (hors canards et pintades) Figure 2 : historique de l évolution du cours du pétrole Brent depuis 2003 Figure 3 : les différentes étapes de production des plaquettes de bois Figure 4: combustion du propane Figure 5 : les différentes variables qui composent la qualité de l air ambiant Figure 6 : schéma de principe d un générateur d air chaud Figure 7 : un exemple d aérotherme utilisé pour l échange de chaleur eau/air Figure 8 : cash-flow annuels en système plaquettes de bois Liste des tableaux 2 Tableau 1 : coût moyen des différents combustibles pour kwh Tableau 2 : synthèse des flux de trésorerie en système Plaquettes de bois Tableau 3 : synthèse des coûts d exploitation annuels en système Plaquettes de bois

3 I. Le contexte de l élevage français En 2012, près de 80% des élevages français consommaient du gaz pour chauffer leurs bâtiments de volailles (hors canards et pintades). Figure 1 : part de chaque combustible dans les consommations de l ensemble des bâtiments fermés (hors canards et pintades) L achat de combustible fossile représente 30 % des charges variables sur un bâtiment de volailles standard. C est pourquoi face à l augmentation des prix des combustibles fossiles il est urgent de trouver des solutions alternatives et durables pour limiter ce poste en constante évolution. 3

4 II. L influence du coût du combustible Le constat est clair : les énergies fossiles n ont jamais été si volatiles et si chères. Pour preuve, entre juillet 2012 et janvier 2013, le prix en dollars du baril de pétrole de la mer du Nord (Brent) a fortement augmenté (+14 %). Pour ajouter encore à la confusion, en plus d être sur une tendance haussière depuis 10 ans, les cours du pétrole sont d une volatilité extrême comme le montre la figure 2. Figure 2 : historique de l évolution du cours du pétrole Brent depuis Comment imaginer dans ces conditions, pouvoir maîtriser ses charges d exploitations? Face à ce constat, une solution apparait clairement : utiliser un combustible biomasse pour maîtriser complétement les coûts de production. L utilisation d un combustible bois présente plusieurs avantages en termes de gestion : Faible coût du bois par rapport aux combustibles fossiles STOCKAGE / SÉCHAGE DÉCHIQUETAGE COUPE / MISE EN TAS Coût en H.T. / kwh Fioul 980 Propane 664 Plaquettes de bois 280 Bois granulés 494 Tableau 1 : coût moyen des différents combustibles pour kwh Pas de fluctuations des cours avec un bois produit et consommé localement Les combustibles à base de biomasse ont une densité énergétique plus faible, c est-à-dire qu à poids égal, ils contiennent moins d énergie qu un combustible type fioul. De ce fait, la part du transport sur le prix du combustible est importante. Le combustible à base de biomasse doit être produit localement pour être compétitif. Etant produit à proximité du lieu où il est consommé, le combustible à base de biomasse ne subit donc pas les fluctuations d un combustible fossile soumis à un marché mondial. Grande autonomie et indépendance Le combustible bois peut être produit sur la ferme. Vous disposez de haies, de bois? Le coût moyen de production est évalué à 60 HT/t de plaquettes de bois. HAIE / BOIS Figure 3 : les différentes étapes de production des plaquettes de bois Un kilomètre de haie a la même productivité qu un hectare de taillis forestier. Un kilomètre de haie recépée tous les ans permet d obtenir de l ordre de 300 m³ de plaquettes de bois. L autoconsommation est très profitable. Il faut toutefois veiller à privilégier la technique du recépage et les rotations pour maintenir la productivité. Un lieu pour le stockage et le séchage du bois est aussi à prévoir. Information sur les différents combustibles Deux grands types de combustibles sont utilisables : les plaquettes et les granulés de bois. Il ne faut pas occulter ces derniers pour une utilisation en entreprise agricole car ils bénéficient d avantages non-négligeables : - un pouvoir calorifique élevé ; - un produit homogène, normé. En conséquence, l utilisation de granulés permet le même confort d utilisation qu en système gaz. 4

5 III. L amélioration des paramètres techniques grâce au combustible bois Les intérêts techniques sont nombreux : Une diminution de l hygrométrie qui s explique par l absence de combustion directe ; L absence de dégagements de monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone se forme lorsque la combustion du propane est incomplète, c est-à-dire lorsque la quantité d oxygène présent est insuffisante ; Un meilleur confort pour l éleveur et les volailles : Du fait d une chute de l hygrométrie (15 à 20 %), la teneur en ammoniac diminue (environ 30 %). En effet, l humidité crée un milieu favorable à la décomposition microbienne (fermentation aérobie en surface et fermentation anaérobie en profondeur de la litière) de l acide urique dans la litière. L amélioration du confort des animaux favorise de meilleurs résultats technico-économiques et notamment la marge poussin-aliment dans certains élevages. Propane + Oxygène --> Dioxyde de carbone + Eau Figure 4 : combustion du propane Un meilleur état des litières : L air chaud produit par la combustion du bois est faiblement chargé en eau et limite les problèmes de condensation. De ce fait, la litière est moins humide et se dégrade beaucoup moins. Par conséquent, les problèmes liés aux pattes et à la croissance des volailles sont atténués. Figure 5 : les différentes variables qui composent la qualité de l air ambiant La gestion de ces variables est toujours la résultante du meilleur compromis possible obtenu par l éleveur. IV. Les équipements Toutes les unités de chauffe (chaudières hydrauliques ou générateurs d air chaud) sont constituées d un foyer de combustion alimenté par des dispositifs classiques : silo de stockage, système d extraction et de transport du bois. Le générateur d air chaud Dans un générateur d air chaud, le foyer et les fumées de combustion permettent de chauffer l air utilisé pour le chauffage du bâtiment : l air ambiant est propulsé à travers des échangeurs au moyen d un ventilateur pour qu il soit réchauffé. Figure 6 : schéma de principe d un générateur d air chaud (source ADEME) Le contrôle et la régulation sont automatisés. Tout peut être piloté sur le panneau de contrôle. La régulation de la combustion se fait par l intermédiaire de sondes de température et de variateurs de vitesse qui gèrent l alimentation en combustible. Le débit d air chaud en sortie du ventilateur est lui aussi régulé. Ces équipements présentent l avantage d être de conception robuste. L absence de réseau hydraulique permet un montage rapide et autorise même l agriculteur à en faire un équipement mobile. 5

6 Les systèmes hydrauliques Dans ce cas, le foyer et les fumées de combustion permettent de chauffer l eau qui circule dans un réseau jusqu à des aérothermes placés dans le bâtiment. Le pilotage, le contrôle et la régulation de ces solutions sont automatisés. Tout peut être piloté sur le panneau de contrôle ou à distance. La régulation de la combustion se fait par l intermédiaire de sondes de température et de sondes lambda qui gèrent l alimentation en combustible. Le débit d air chaud en sortie des aérothermes est lui aussi régulé. Figure 7 : un exemple d aérotherme utilisé pour l échange de chaleur eau/air En fonction de votre situation, de vos besoins de chaleur et de débit d air, votre prestataire se doit de vous proposer une étude technico-économique adaptée à votre configuration. V. Une simulation économique M. G. possède 2 bâtiments de type Louisiane de m² chacun. Il consomme en moyenne 15 tonnes de gaz par an. >>> L investissement Suite à l étude technico-économique du projet, M. G. s est vu proposer un investissement de pour une installation comprenant : Le générateur d air chaud Le système d extraction, le convoyage du combustible Les équipements de régulation Avec un emprunt de à 3,50 % pendant 7 ans, le remboursement est de /an. Nous ne tenons pas compte ici des aides et subventions éventuelles auxquelles M. G. aurait droit. >>> Les économies de combustible Au prix actuel des énergies, l économie réalisée est de 384 / kwh. M. G. consomme kwh par an. L utilisation de plaquettes de bois lui permet donc de réaliser une économie de /an sur l achat du combustible. >>> Synthèse des flux de trésorerie Pour ce projet, M. G. a apporté de capitaux propres. Décaissements Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Année 6 Année 7 Année 8 Système plaquettes de bois Annuité Achat combustible (inflation 2%/an) Total Système gaz Achat combustible (inflation 4%/an) Total Solde Soldes cumulés

7 Figure 8 : cash-flow annuels en système plaquettes de bois L économie de combustible générée par le passage en système plaquettes de bois a permis à M. G. de couvrir le remboursement de son annuité d emprunt et de ménager sa trésorerie. Tableau 3 : synthèse des coûts d exploitation annuels en système Plaquettes de bois Coûts d exploitation de Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Année 6 Année 7 Année 8 la solution bois Coût en c H.T./kWh consommé 7,09 7,14 7,20 7,26 7,32 7,38 7,44 3,22 Coût en HT/poussin 0,30 0,31 0,31 0,31 0,31 0,32 0,32 0,14 Economie en HT/ poussin -0,02-0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,24 M. G. réalise une économie à partir de la troisième année d exploitation de son générateur biomasse. Une fois son emprunt soldé, M. G. réalisera une économie de 0,24 H.T. par poussin. Conclusion L utilisation du combustible bois pour le chauffage des bâtiments avicoles présente indéniablement de nombreux intérêts techniques et économiques. Outre l amélioration des paramètres d élevage qui permet de diminuer le taux de mortalité et d augmenter sa MPA les économies réalisées sur l achat du combustible permettent à elles seules d améliorer la trésorerie et d augmenter les marges. 7

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