LA RECUPERATION DE CHALEUR EN AVICULTURE RETOUR D EXPERIENCE D ELEVEURS UTILISATEURS Ce rapport présente les principaux résultats issus d enquêtes menées auprès d aviculteurs : - L enquête postale nationale conduite d avril à juillet 2012 par l ITAVI, et les Chambres d agriculture des Pays de la Loire et de Bretagne sur les élevages équipés de récupérateurs de chaleur. - L enquête annuelle sur les résultats technico-économiques des élevages de volailles de chair par les chambres d agriculture du Grand-Ouest. Dylan CHEVALIER, Christian NICOLAS, Gérard AMAND, Marie-Laure CLOAREC, Antoine DE LA MORINIERE et Elodie DEZAT
LE DEVELOPPEMENT DES RECUPERATEURS DE CHALEUR EN AVICULTURE, UNE HISTOIRE RECENTE La hausse du prix de l énergie est devenue une réelle problématique pour les éleveurs de volailles. Le prix du propane rendu élevage a atteint rapidement des niveaux élevés passant de 600 en 2006 à plus de 900 /t en 2012. Utilisé pour le chauffage des bâtiments, cette source d énergie fossile constitue en effet à présent le premier poste de charge variable des éleveurs, avec des dépenses pouvant atteindre jusqu à 35% du total des coûts opérationnels. La consommation moyenne de propane en production de volailles de chair standard et certifiées est d environ 7,6 kg/m²/an, soit une dépense de plus de 20.000 par an pour un élevage de 3.000 m². La récupération de chaleur par échangeur air-air permet de diminuer sensiblement la facture énergétique, tout en améliorant les conditions d élevage des volailles. Beaucoup d éleveurs ont ainsi fait le choix d investir, souvent accompagnés financièrement par des aides publiques voire privées, pour équiper leurs bâtiments de ses systèmes. Parallèlement, de nouveaux appareils font progressivement leur apparition sur le marché. Au final on estime aujourd hui que 20% du parc national de bâtiments de volailles de chair standard et certifiées sont équipés. Retour sur les éléments marquants du développement de ces systèmes : 2008-2009 : Diffusion des résultats des essais auprès de la filière : articles, plaquettes et organisation de portes-ouvertes au sein des élevages équipés les premiers essais montrent une économie de gaz qui peut atteindre 25%. Début du développement des récupérateurs de chaleur sur le terrain. L ITAVI et les chambres d agriculture du Grand-Ouest mettent en place une enquête de suivi des prix en élevage. 2012 : réalisation de l enquête postale nationale auprès des éleveurs équipés. Hausse majeure du prix du propane. 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2006-2007 : Lancement des premiers essais en France de récupérateurs de chaleur en élevages de volailles de chair par l équipe d ingénieurs avicoles CRAPL-CRAB-ITAVI sur prototypes Systel. Publication d un premier référentiel sur les consommations d énergie directes et indirectes des bâtiments avicoles. 2009 : lancement du programme d aide publique PPE et développement des plans d aides privées au sein des organisations de production avicoles françaises. Arrivée progressive sur le marché de nouveaux modèles de récupérateurs de chaleur LE FONCTIONNEMENT En phase de démarrage, le renouvellement d air minimum nécessaire pour évacuer l humidité et les gaz produits 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 souvent sollicité pour maintenir la température. Ainsi, pendant les 10 premiers jours d élevage, pour 30.000 poussins, une température extérieure de 10 C et un renouvellement d air de 0,7 m 3/h/kg, la chaleur dissipée par la ventilation minimum est estimée à 4.100 kwh, soit l équivalent de 300 kg de propane.
L utilisation d un système de récupération de chaleur par échangeur d air permet de limiter ces déperditions d énergie pour réchauffer l air frais extérieur avant de l introduire dans le bâtiment. Le renouvellement d air minimum du bâtiment est alors assuré 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 équipé d échangeurs récupérateurs de chaleur se comporte alors en démarrage comme un bâtiment dynamique. Si l échangeur est installé sur un bâtiment à ventilation dynamique, il est dans ce cas intégré dans les groupes de ventilation classiques en fonction de sa capacité à renouveler (débit). L air neuf est réchauffé par la conjonction de 2 phénomènes : la chaleur sensible (le transfert de chaleur se fait par convection au travers des parois d échange de l appareil (plaques ou tubes). A noter qu il n y a pas de contact direct ou de mélange entre les 2 masses d air), et des phénomènes de condensation (ils peuvent se produire en sortie d échangeur, selon les conditions de température interne et externe, et la charge en eau de l air intérieur. L eau en passant de l état gazeux à l état liquide libère alors des calories). On distingue deux types de récupérateurs de chaleur : les échangeurs à plaques (les plus répandus actuellement dans le secteur avicole) et les échangeurs à tubes. Fonctionnement d un échangeur de chaleur air/air L efficacité thermique d un échangeur de chaleur est souvent calculée sur la chaleur sensible par souci de simplicité en utilisant la formule : (air neuf réchauffé air frais extérieur) / (air ambiant dans le bâtiment air frais extérieur). Par exemple, pour une température ambiante (air vicié évacué) de 30 C, une température extérieure (air neuf aspiré) de 2 C, et une température d air neuf réchauffé de 18 C, le rendement pour des débits air vicié et air neuf identiques est de (18 2) / (30 2) = 57%. Pour élever d un C la température d un m 3 d air, il faut 0,34 W. Il est ainsi possible de calculer l énergie restituée dans le poulailler par un échangeur(s) de chaleur. Par exemple, pour un débit constant de 6.000 m 3 /h (entrée air neuf) et un gain de température de 15, l énergie restituée sur 24 heures de fonctionnement est de 735 kwh, soit l équivalent de 52 kg de propane. De cette économie de propane, il faut déduire la consommation électrique du système. Dans ces conditions, 1 kwh électrique consommé permet de restituer environ 33 kwh sous forme de chaleur. Les facteurs d efficacité des récupérateurs de chaleur sont les suivants : 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 (filtre en sortie air vicié et lavage régulier en cours de lot sont préconisés) L épaisseur du matériau et sa conductivité thermique (en W/(K.m) : cuivre 390, aluminium 237, acier 60 et PVC 0,17. Dispositifs d aide publique : Le Plan de Performance Energétique 2009-2013 accompagne les investissements d économie et de production d énergie. Les récupérateurs de chaleur peuvent bénéficier d une aide de 40% du montant HT investi sous réserve de réaliser en amont un diagnostic énergétique de l exploitation et de déposer un dossier de demande d aide complet au cours des périodes d appels à projets définis dans chaque région. Pour tout renseignement, contactez les services de la DDT(M) de votre département et/ou vos conseillers des chambres d agriculture et de l ITAVI.
LES ENSEIGNEMENTS DE L ENQUETE ANNUELLE DES CHAMBRES D AGRICULTURE DU GRAND-OUEST Que dit l enquête avicole? Diminution des dépenses de chauffage : oui. Amélioration des performances : pas si net. Une extraction des données de l enquête avicole 2010/2011 a été réalisée pour observer l impact des échangeurs de chaleur sur les performances des volailles de chair. 46 bâtiments ont été renseignés comme étant équipés d échangeurs de chaleur. Ils sont situés en Bretagne, Pays de la Loire, Deux- Sèvres et dans l Orne. Les échangeurs ont été principalement mis en service en 2009 et 2010. 1. Comparaison des bâtiments équipés aux bâtiments non équipés De nombreuses combinaisons d équipements sont rencontrées. Afin d étudier les performances technico-économiques, les bâtiments ont été regroupés en grandes catégories et comparés «toutes choses égales par ailleurs», en production de poulet (bâtiment à ventilation monolatérale Colorado avec canons intérieurs et pipettes) et en production de dindes (bâtiment statique à lanterneau, avec radiants régulables et pipettes). Poulet standard, bâtiment Colorado Dans l échantillon, 35 lots ont été conduits avec échangeurs de chaleur. L âge moyen des bâtiments est de 20 ans pour les bâtiments avec échangeurs et 16,5 ans pour les bâtiments non équipés. Nous ne notons pas de différence significative des performances techniques liées aux échangeurs dans notre échantillon. Par contre, une diminution de 22% des consommations de gaz est bien observée. Dinde, bâtiment statique La production de dinde est étudiée uniquement dans les bâtiments de type statique à lanterneau avec 20 lots conduits avec échangeurs de chaleur. L âge moyen des bâtiments est de 26 ans dans les deux cas. Nous ne notons pas non plus de différence significative des performances techniques liées aux échangeurs dans notre échantillon. Comme pour l exemple précédent, nous observons une diminution de 32% du poste gaz en quantité et en dépense. Marge poussin aliment (base 100 : enquête avicole) 2. Evolution des performances dans les bâtiments équipés Pour chaque bâtiment, les performances des lots abattus entre 2008 et 2011 ont été comparées aux données de l enquête avicole en base 100. Les performances ont ainsi été positionnées avant et après mise en place des échangeurs, et leur évolution observée. Les bâtiments sélectionnés sont ceux pour lesquels suffisamment de lots sont répertoriés avant et après mise en place de l échangeur. Seulement 16 bâtiments ont ainsi pu être étudiés. Il est globalement difficile d observer un impact de la mise en place de l échangeur sur les performances. Ainsi, dans l échantillon 9 bâtiments voient la marge poussin aliment diminuer et 7 leur marge augmenter. La principale difficulté pour analyser les résultats vient du fait que de nombreux autres facteurs ont une influence : changement de souche, alourdissement des carcasses, modification de contrat Néanmoins, nous pouvons dire que nous ne voyons pas d amélioration ou de dégradation significative des résultats. 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Evolution de la marge poussin aliment de seize bâtiments, avant et après mise en place d échangeurs de chaleur Conclusion Si la diminution de la consommation de chauffage est bien observée lorsque les bâtiments sont équipés de récupérateurs de chaleur, nous n observons néanmoins pas d amélioration flagrante des résultats technico-économiques des volailles. Les échantillons étant réduits, il est nécessaire de considérer ces observations comme des points de repère. L échantillon deviendra probablement plus important dans les années qui viennent avec le développement du nombre de bâtiments équipés dans l enquête, ce qui permettra sans doute de dégager des tendances. Avant Après
LES ENSEIGNEMENTS DE L ENQUETE NATIONALE CHAMBRES D AGRICULTURE/ITAVI Une enquête postale a été réalisée entre avril et juillet 2012 auprès des aviculteurs français équipés de récupérateurs de chaleur. L objectif était de réaliser un premier bilan d utilisation de ces systèmes en France, d évaluer leurs effets sur les économies d énergie, l ambiance, la litière et les performances techniques, et de faire le point sur les conditions d usage et problèmes rencontrés. L enjeu était de disposer de références sur l efficacité de ces systèmes mais aussi d envisager des améliorations de leur installation et/ou de leur utilisation. tout le territoire français (37 départements concernés), mais avec une dominance sur le Grand-Ouest de la France en toute concordance avec la réalité de la localisation des élevages avicoles (notamment en volailles de chair). Situation géographique des exploitations enquêtées La méthodologie employée : La méthode choisie consistait à enquêter des éleveurs ayant plus de 6 mois de recul. Un échantillon de 795 élevages équipés a pu être constitué grâce aux données issues des enquêtes des chambres d agriculture du Grand-Ouest et de l ITAVI, et avec le concours des équipementiers Lead Leroy Concept, Systel, Elva et Big Dutchmann. Un questionnaire comportant 138 questions a ainsi été réalisé puis envoyé par courrier au mois d avril 2012. Une relance postale a été effectuée en mai et juillet pour augmenter le taux de retour. Plus de 50 appels téléphoniques ont également été passés pour compléter des questionnaires remplis partiellement. Le questionnaire comprenait plusieurs chapitres pour décrire les installations (exploitation, bâtiment, récupérateurs de chaleur, éléments de sécurité, types d accessoires, coûts ) puis caractériser le niveau d efficacité des appareils (énergie, ambiance, résultats techniques, comportement des animaux, charges ), en préciser les modalités d utilisation (pilotage, mode de fonctionnement, nettoyage) et évaluer le niveau de satisfaction des éleveurs (problèmes rencontrés, appréciations ). Le logiciel d enquêtes SPHINX a été utilisé pour saisir les données et réaliser des analyses simples (croisements de critères 2 à 2, moyennes, fréquences et répartitions). Le logiciel de statistiques R a également été utilisé pour effectuer des analyses multivariées (effet de l interaction de plusieurs variables). Les caractéristiques de l échantillon : Au final le taux de retour a atteint 25%, soit 201 questionnaires exploitables. Cette taille d échantillon permet de dégager des résultats statistiquement fiables. Il est constitué de 197 exploitations réparties sur Ces exploitations hébergent au total 470 bâtiments dont 331 sont équipés de récupérateurs de chaleur, soit 70%. Les bâtiments équipés sont plutôt vétustes (moyenne d âge de 19 ans) mais les éleveurs enquêtés ont jugé la qualité de leur étanchéité et de leur isolation comme bonne à excellente dans 82% des cas. 17% des bâtiments ont moins de 10 ans. Par ailleurs, 53% des bâtiments présentent une ventilation de type dynamique, et 42% sont de type statique (5% non renseignés). Plus de 24% des bâtiments ont bénéficié d une rénovation énergétique dans les 4 dernières années (amélioration de l étanchéité, de l isolation, du chauffage et/ou dynamisation de la ventilation) avec le soutien des plans d aides publiques (PPE) et privées (organisations partenaires). Ces différents constats suggèrent que la majeure partie des bâtiments de l échantillon s avèrent en effet plutôt bien isolés et étanches, et viennent confirmer les réponses des éleveurs.
Les récupérateurs de chaleur sont aujourd hui présents au sein des différents secteurs de production (volailles futures reproductrices, volailles reproductrices en multiplication, volailles de chair standard, certifiées et label, canards prêts à gaver) et de la plupart des espèces avicoles. L échantillon comporte 49% de poulets, 41% de dindes, 5% de canards et 4% de pintade. Ceci indique que les échangeurs air-air ont été plébiscités pour répondre aux différentes situations et problématiques d élevage même dans le cas de bâtiments non chauffés. Plusieurs modèles et marques de récupérateurs ont été relevés dans l échantillon (ERC, PRC 180, PRC 31, LLC, ELVA, AGROSUPPLY, PLETTENBURG et EARNY). Il ressort que les 3 appareils ERC 500, PRC 180 et LLC sont les plus représentés avec respectivement 37%, 35% et 21% de l échantillon. Ces modèles ont donc une influence accrue sur les résultats généraux obtenus. Il existe des écarts de performances entre modèles. Toutefois, pour des raisons évidentes de respect de la confidentialité des données commerciales, nous avons fait le choix dans ce document, de ne présenter les données que pour l ensemble de l échantillon, sans distinction des résultats pour chaque modèle. La plupart des systèmes étudiés dans l enquête ont été installés en 2011 (49%). Il ressort que depuis 2009, le nombre d installation a fortement progressé. Le dimensionnement des récupérateurs peut être défini selon deux indicateurs : le débit d air et la surface d échange installés. Dans notre échantillon le dimensionnement moyen avoisine respectivement 10 m 3 /h par m² de bâtiment, et 0,26 m² par m² de bâtiment. Des disparités relatives existent entre productions selon notamment les caractéristiques de bâtiment. A noter que le dimensionnement des récupérateurs installés dans les élevages de volailles label de notre échantillon est très faible (attention : effectif restreint de seulement 4 élevages). La raison est simple : un seul échangeur était installé dans un des pignons du bâtiment. Catégories de productions avicoles rencontrées dans l échantillon et répartition en % Dimensionnement des récupérateurs de chaleur sur les bâtiments avicoles de l échantillon : répartition des débits (en m 3 /h) et surfaces d échange (m²) installés par production Nous avons choisi de retenir pour notre calcul de débit, le débit théorique des ventilateurs qui font entrer l air réchauffé à l intérieur du bâtiment. Concernant la surface d échange, nous avons considéré qu il s agissait de la surface de matériau d échange (surface d un(e) plaque/tube multiplié(e) par le nombre de plaques/tubes). Il est à souligner que, pour les équipementiers qui mentionnent cette indication, notre méthode de calcul confirme les surfaces d échange indiquées sur les plaquettes commerciales des constructeurs concernés.
Les principaux résultats de l étude : L enquête a permis de dégager la perception que peuvent avoir les éleveurs utilisateurs, de l évolution de leurs consommations d énergie, des conditions d ambiance et des résultats technico-économiques après installation des échangeurs. La question posée était la suivante : «depuis que vous avez mis en place vos récupérateurs c est moins bien, stable ou mieux». Puis lorsqu il était possible de répondre, le questionnaire demandait un chiffrage des évolutions à la baisse ou à la hausse de ces différents indicateurs. L impact des récupérateurs de chaleur sur les consommations de gaz Concernant le gaz, on observe que 88% des éleveurs ont constaté une diminution de leur consommation de gaz après installation des systèmes. Beaucoup d éleveurs ont effectué une rénovation de leurs bâtiments dans les 4 dernières années avec des conséquences probables sur la maîtrise des consommations de gaz. Réalisés au cours de la même période que l installation de récupérateurs de chaleur, ces travaux de modernisation de la coque, du chauffage ou de la ventilation, pouvaient limiter considérablement la précision des évolutions chiffrées indiquées par les éleveurs enquêtés, et notamment surestimer l effet des récupérateurs de chaleur. Le questionnaire a donc été réalisé de telle sorte que les éleveurs puissent décrire leurs travaux, et nous leur avons en outre demandé de séparer autant que possible les données issues des récupérateurs de chaleur seuls. On constate au final un écart très faible, de l ordre de 3%, entre les deux groupes, qui indique le bon niveau de fiabilité des données collectées sur cet indicateur de performance. Indication du sens de l évolution des consommations de gaz par les utilisateurs selon la production (fréquence des réponses) Si on considère l ensemble des réponses «stable» (chiffrage à 0) et les réponses «mieux» avec chiffrage, les évolutions de consommation de gaz après installation des échangeurs correspondent en moyenne à -28%. Effet de la rénovation énergétique sur les consommations de gaz En complément, si on élimine les réponses «stables» pour ne considérer que les éleveurs ayant pu chiffrer leurs économies, l évolution moyenne de la consommation s établit alors à -32%. Appréciation de l évolution des consommations de gaz par les utilisateurs classés par production Appréciation de l évolution des consommations de gaz par les utilisateurs ayant répondu «mieux», classés par production
Les facteurs de variation des économies de gaz Ces moyennes cachent toutefois de très larges disparités entre élevages, avec des économies qui peuvent aller de 5 à 75%, et un écart-type moyen de 16%. Répartition des économies de gaz annoncées de l ensemble des élevages enquêtés Pour la plupart des productions à rotation plus longue ou avec des niveaux de chargement par m² plus faibles (ayant des besoins de renouvellement d air moins importants), on constate que les fréquences de réponses «mieux» restent élevées (supérieures à 67%) mais logiquement moindres que pour la production de poulet standard ou certifié. La même tendance se confirme avec les évolutions chiffrées quand on observe les disparités entre types de productions. Attention toutefois au fait que certaines catégories sont peu représentées (canard PAG, volailles label et volailles reproductrices). La position des appareils La position sur le bâtiment des récupérateurs a été décrite. 77% des récupérateurs ont été installés sur les côtés des bâtiments (longs pans) et 23% en pignon. La plupart des modèles sont installés sur les côtés du bâtiment, mais pour 3 modèles de récupérateurs de chaleur dans notre échantillon, la position sur pignon a été rencontrée. La comparaison des économies d énergie chiffrées indique qu il est préférable, quel que soit le modèle, de positionner les échangeurs sur les côtés (+7% d économie en moyenne). Ce phénomène est lié essentiellement à une meilleure diffusion de l air lorsque les systèmes sont installés sur le côté. En outre, le nettoyage des appareils situés en pignon est souvent plus délicat en matière d accessibilité (hauteur souvent importante hormis pour les bâtiments Louisiane). Cette observation vient confirmer la recommandation donnée sur le terrain d installer préférentiellement les systèmes sur les longs pans. Le mode de fonctionnement et les pratiques d utilisation L impact du mode de fonctionnement des appareils a également été étudié. 42% des systèmes fonctionnent en mode cyclique (séquentiel), 34% en mode progressif (vitesse variable) et 24% en continu (à 100%). Il ressort de nos analyses que le fonctionnement en progressif est respectivement plus économe que le fonctionnement cyclique (+8% d économie) ou continu (+15% d économie). Economies de gaz annoncées en fonction du mode de fonctionnement des appareils Economies de gaz annoncées en fonction du positionnement des appareils sur le bâtiment
Par ailleurs, nous avons étudié les périodes au cours de l élevage à partir desquelles les éleveurs commencent à utiliser les appareils. Il apparaît que seulement 28% des éleveurs les utilisent dès la préchauffe, 38% à partir du jour d arrivée des animaux, et que 34% d entre eux ne déclenchent les échangeurs qu après 3 jours d âge. La mise en route précoce des systèmes ne semble pourtant pas détériorer la performance, et permettrait même de réaliser des économies d énergies plus importantes (+13,5% en moyenne entre un démarrage effectué dès la préchauffe ou le jour d arrivée, par rapport à un démarrage effectué après 3 jours). Effet de la mise en route précoce des récupérateurs de chaleur sur les économies d énergie Un renouvellement d air minimum doit être assuré dès la préchauffe sur la base de 20% du volume du bâtiment pour l évacuation des gaz de combustion et l oxygénation de la chauffe. Ce débit d air de base est essentiel tant pour des raisons de sécurité des personnes (risques liés au monoxyde de carbone en particulier) que pour optimiser les conditions de démarrage des animaux (ambiance, litière, performances techniques ). Après les premiers jours, le renouvellement d air minimum à appliquer s établira entre 0,5 à 1 m 3 /h/kg. Il devra suivre progressivement la courbe de croissance des animaux. On peut donc confirmer de manière flagrante, grâce à cette étude, que la ventilation minimum précoce est également gage de maîtrise des consommations d énergie. Le pilotage des appareils a été considéré facile à abordable par les éleveurs enquêtés. L emploi de boitiers manuels de type minuteurs ressort comme plus pénalisant en terme d économie d énergie (6% de moins en moyenne) que l usage de boîtiers automatiques de régulation centralisée. L accompagnement technique Nous avons également étudié le niveau d accompagnement technique apporté aux éleveurs lors de la mise en route de leurs systèmes, et son rôle sur les économies d énergie générées. 58% des éleveurs ont considéré avoir été suffisamment bien accompagnés, 30% pas assez, et 12% n ont pas été du tout accompagnés. La comparaison des économies de gaz indique que près de 6% d économie supplémentaire a été réalisée par les éleveurs ayant été bien accompagnés. Nous recommandons ainsi fortement aux partenaires des éleveurs (fabricants, installateurs, techniciens, conseillers ) de mettre en œuvre tous les moyens nécessaires à la formation des utilisateurs et à leur accompagnement notamment lors de la mise en route des systèmes. Pour optimiser le fonctionnement des échangeurs, il est indispensable de réaliser un diagnostic technique préalable du bâtiment et des pratiques d élevages, et d apporter aux utilisateurs les connaissances nécessaires notamment en matière de pilotage et de nettoyage-désinfection. Ces préalables sont déterminants pour une bonne prise en main des appareils, et conditionnent le succès de l investissement. Pour compléter la recherche des facteurs majeurs de variation des économies d énergie, une analyse multifactorielle a été réalisée pour étudier l interaction entre les principales variables renseignées dans l enquête. Quelques tendances ont pu être dégagées. Sont associées aux classes de fortes économies d énergie les conditions favorisantes suivantes : des bâtiments dont l étanchéité est excellente, une isolation de la coque excellente, une surface d échange élevée par m² de bâtiment, et un pilotage des systèmes en mode progressif.
dynamique afin d éviter le risque d étouffement des animaux. Côté sécurité, nous avons également demandé aux éleveurs s ils disposaient d un système de disjonction indépendant. 97% d entre eux en sont équipés. Représentation graphique simplifiée de l analyse multi-variée (ACM) indiquant les variables associées aux classes de hautes et de basses économies d énergies L impact des récupérateurs de chaleur sur les consommations d électricité 61% des éleveurs ont constaté une augmentation des consommations électriques de leurs bâtiments. Cette hausse de consommation a été estimée en moyenne à +6,75% mais l absence fréquente de compteurs électriques spécifiques sur les ateliers avicoles invite à la prudence dans l utilisation de ce chiffre. Des relevés de consommation en élevages équipés seront effectués prochainement pour estimer précisément l augmentation de la consommation. Le niveau de surconsommation électrique dépend essentiellement du type de ventilation des bâtiments et de ses différents postes électriques. Elle sera ainsi nettement plus forte pour un bâtiment de type statique que pour un bâtiment à ventilation dynamique. L enquête rapporte également que 80% des éleveurs disposent d un système de sécurité électrique permettant de gérer les périodes de coupure sur le réseau. 66% d entre eux sont équipés de groupes électrogènes, 27% d une génératrice sur tracteur, 5% de vérins hydrauliques et 2% de vérins pneumatiques. Toutefois 20% des éleveurs n ont aucun système de secours, ce qui interpelle sur les risques pris en cas de coupure. Nous rappelons que les récupérateurs de chaleur assurent la fonction de ventilation minimale en démarrage notamment en bâtiment statique dont les ouvrants sont alors en position fermée. Dans ce cas, il est indispensable de disposer d un équipement de secours de la même manière que pour un bâtiment L impact des récupérateurs de chaleur sur l hygrométrie 94% des éleveurs utilisateurs ont déclaré avoir réduit le taux d hygrométrie intérieur du bâtiment. L amélioration moyenne a pu être estimée à 11%. Ce résultat vient confirmer les résultats des premiers suivis que nous avions réalisés, le ressenti terrain et les dires des techniciens. L amélioration du renouvellement d air est à l origine de cette observation. L ambiance plus sèche dans les bâtiments apporte plus de confort aux animaux (53% des éleveurs ont noté une amélioration du comportement animal) et aux travailleurs, une meilleure maîtrise des dépenses de santé (30% des éleveurs déclarent avoir vu diminuer cette charge), une amélioration de la qualité des litières. De même elle contribue à améliorer les performances zootechniques et permet de limiter le vieillissement du matériel d élevage et des matériaux constituant notamment la coque. L impact des récupérateurs de chaleur sur les taux de poussières 14% des éleveurs interrogés ont observé une dégradation du taux de poussière, plus particulièrement en élevages de dinde et canard PAG. L asséchement de l ambiance contribue à l accroissement des taux de poussière. Toutefois 43% n ont pas observé de changement depuis l installation de leurs systèmes, et de manière plus étonnante 43% ont observé une amélioration (notamment en poulet et pintade). L impact des récupérateurs de chaleur sur le taux d ammoniac 83% de l ensemble des éleveurs ont déclaré que les taux d ammoniac étaient plus limités depuis la mise en fonctionnement des appareils. Cette amélioration est probablement à mettre au compte d une ambiance plus sèche et d un plus fort renouvellement de l air. En production de canard PAG et volailles label, ce ressenti n est toutefois confirmé que par 50% des éleveurs.
L impact des récupérateurs de chaleur sur la tenue des litières Dans toutes les productions, elle est améliorée. 88% des éleveurs ont constaté une amélioration qui se traduit par des gains de temps de travail et une réduction des quantités apportées. Les éleveurs ont pu estimer qu ils réalisaient 15% d économie de litière (paille ou copeaux). Ces économies portent essentiellement sur le re-paillage en cours de lot, particulièrement en élevage de dinde. L impact des récupérateurs de chaleur sur les performances techniques Nous avons regroupé les effets constatés en moyennant les réponses sur trois indicateurs de croissance des animaux : l Indice de Consommation alimentaire (IC), le poids vif moyen, et le Gain Moyen Quotidien (GMQ). Il ressort que 39% des éleveurs ont constaté une amélioration des performances de croissance (60% ont eu des croissances stables). A noter que les éleveurs de volailles reproductrices ont également constaté des améliorations de leurs résultats techniques (données chiffrées non précisées). Les problèmes rencontrés Le nettoyage 55% des éleveurs enquêtés ont qualifié de difficile le nettoyage des échangeurs. Le temps de nettoyage moyen estimé par appareil et par lot en vide sanitaire est en moyenne de 73 minutes, ce qui représente un temps non négligeable. l élimination massive des matières organiques, la préservation du rôle de ventilation des échangeurs (garantie d oxygénation) par le maintien du débit, et la conservation du niveau de rendement énergétique des appareils (l encrassement limitant la récupération des calories). Quant à la désinfection, elle doit être réalisée après nettoyage approfondi, au niveau de l ensemble du bloc et des passages d air pour limiter le risque de contamination. L enquête montre également que 67% des éleveurs ont créé des aires bétonnées extérieures sous les échangeurs afin de faciliter la pose des systèmes (nivellement et assise) et faciliter le nettoyage des abords. Les appareils produisent des volumes importants de condensats qui peuvent s accumuler en périphérie des bâtiments. Ainsi 35% des éleveurs ont déjà mis en place des systèmes d évacuation de ces condensats. Nous recommandons ici de généraliser ces pratiques pour maîtriser les risques sanitaires. D une manière générale, nous recommandons aux équipementiers de développer des systèmes d échangeurs dont la conception intrinsèque ou les accessoires limitent l encrassement, améliorent et facilitent le nettoyage et la désinfection (systèmes de filtration ou de nettoyage, accessibilité des blocs d échange, possibilité de démontage ). L enquête révèle en outre que 25% des éleveurs ne désinfectent pas du tout les systèmes et que 56% d entre eux ne désinfectent pas les blocs au niveau des entrées d air neuf considérées à tort comme «propres». Des recommandations précises en termes de nettoyage et de désinfection doivent donc être établies et communiquées aux utilisateurs. Il convient de rappeler ici l importance du nettoyage pour
Le gel des blocs échangeurs 19% des éleveurs ont rencontré des problèmes de gel de leurs appareils. Nous avons localisé les zones géographiques concernées. Il s agit essentiellement des régions du Nord Pas de Calais, de l Alsace, de l Auvergne et de la Bourgogne. Nous recommandons donc fortement, au moins aux éleveurs de ces régions, de s équiper de systèmes de protection contre le gel. Il s agit la plupart du temps de sondes positionnées dans les caissons permettant de stopper le fonctionnement des ventilateurs d entrée d air froid si la température approche la valeur de 0 C. Le fonctionnement des ventilateurs d extraction d air chaud assurent alors le réchauffement du bloc évitant le risque de gel du bloc. Dans l enquête, 21% des éleveurs étaient équipés de ce type de systèmes antigel. Il conviendra également d une manière générale, que l on soit situé dans ces régions à risque ou que l élevage se situe dans d autres régions moins exposées (Bretagne, Pays de la Loire, Normandie ), d éviter lors de l installation de positionner les systèmes face au Nord. Le gel des blocs, très souvent constitués de matières plastiques, fragilise considérablement les systèmes et peut les endommager irréversiblement. En cas de gel, nous recommandons de ne pas forcer le dégel mais plutôt d attendre la fonte naturelle de la glace formée, et surtout de ne pas recourir à l utilisation d eau chaude. Répartition et fréquence d éleveurs ayant rencontré des problèmes de gel en France Quelques photographies illustrant les échangeurs de grande dimension
Conclusions L enquête avicole annuelle des chambres d agriculture du Grand-Ouest n a pas encore permis de dégager des tendances pour mesurer l influence des échangeurs récupérateurs de chaleur sur les performances techniques du fait d un échantillon d éleveurs équipés et ayant du recul encore réduit, mais confirme déjà tout à fait leur effet sur les économies de propane (proche de 22 à 32%). Par ailleurs il ressort de l enquête postale basée sur 197 exploitations avicoles françaises que les récupérateurs de chaleur installés entre 2009 et le début d année 2012 ont permis de réaliser une économie de gaz d environ 30% (selon l échantillon considéré), une baisse du taux d hygrométrie de 11% et une réduction des quantités de paille utilisée de l ordre de 15%. Les échangeurs installés ont permis d améliorer l ambiance (ammoniac en particulier) et les performances techniques dans la plupart des élevages. Les consommations d électricité augmentent toutefois de l ordre de 7%. La quasi-totalité des différentes productions avicoles sont aujourd hui concernées par ces systèmes (volailles de chair, grasses et reproductrices). L enquête indique que 90% des éleveurs utilisateurs de récupérateurs de chaleur sont satisfaits de leur investissement. Le coût moyen investi par les éleveurs équipés s élève à 16.860 HT, pose comprise. Les raisons qui avaient motivé l investissement étaient prioritairement l économie d énergie, la gestion de l ambiance, la gestion des litières, l amélioration des performances et le confort de travail. Après utilisation, la grande majorité des éleveurs placent la maîtrise de l ambiance (hygrométrie, ammoniac, litière ) et l économie d énergie comme principales raisons de leur satisfaction. Les voies d amélioration de l efficacité de ces systèmes résident dans : l accompagnement technique renforcé des éleveurs utilisateurs (diagnostic préalable des bâtiments, appui technique au moment de la mise en route ) le respect de règles d installation (positionnement sur le côté, face Sud de préférence, respect du dimensionnement en termes de débit et surtout de surface d échange), un pilotage optimisé (boîtier de régulation automatique centralisé, fonctionnement progressif de préférence ) la prévention des risques d accident d élevage (groupes de secours) et de gel (utilisation de systèmes antigel dans les zones à risques Nord, Centre et Est) et surtout, un nettoyage rigoureux complété d une désinfection complète (maintien du statut sanitaire, du débit et du rendement énergétique) Perspectives En fin d année 2012, des essais seront prévus en station expérimentale en collaboration avec l ANSES, l INRA et l ADEME pour évaluer la puissance de différents équipements de récupération de chaleur en conditions maîtrisées (station de Ploufragan). L objectif de ces essais est de disposer de résultats complémentaires aux données terrain, qui contribueront à la réalisation d une fiche standardisée CEE (Certificat d Economie d Energie). L enjeu est de permettre aux éleveurs de volailles qui investissent dans ces systèmes de percevoir à terme une prime correspondant au rachat de CEE par des acteurs «obligés» (entreprises de fourniture d énergie). Par ailleurs, la rédaction d un guide technique sur l utilisation des récupérateurs de chaleur est programmée en 2013. Ce guide offrira des recommandations techniques d installation, de pilotage, d entretien et de nettoyage-désinfection. Il détaillera les résultats complémentaires des enquêtes et essais réalisés, et proposera une méthode de contrôle de l efficacité de la décontamination des récupérateurs de chaleur.
Merci aux équipementiers et aux éleveurs ayant répondu aux enquêtes, ainsi qu aux collègues des chambres d agriculture du Grand-Ouest et de Bourgogne, et de l ITAVI Sud-Est et Sud-Ouest. Merci à la DRAAF de Bretagne pour son appui. Merci à Marie-Laure CLOAREC et Antoine DE LA MORINIERE qui ont réalisé la saisie des données et leur analyse dans le cadre de leurs stages en entreprise. Avec le soutien financier de : Crédits photos : CRAPL, CRAB, ITAVI, Equipementiers et Avipôle Formation Réalisation : Chambre régionale d agriculture des Pays de la Loire. Edition : Septembre 2012