bâtiments et installations agricoles 2014-2015 1ère partie

Bâtiments et installations agricoles
Pr. B. El Himdy
2014 - 2015
IAV – Hassan II
Contenu :
- Le bâtiment ou installation agricole
- Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
- Caractéristiques de l’air – diagrammes utiles
- Conditions d’ambiance dans les bâtiments d’élevage et normes
* Production de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente
* T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
* Importance des échanges thermiques du bâtiment dans le contrôle d’ambiance
- Ventilation des bâtiments
* ventilation statique et ventilation dynamique
- Circuits de distribution d’air et échanges de chaleur (bât. avicoles)
- Normes de conception des bâtiments et lecture de plans (cas des bovins)
- Etude de projet de bâtiment agricole (en groupe)
- Documentation
Déroulement:
- Séances de cours
- Projet ‘étude de bâtiment agricole’ en groupe et en salle
- Le bâtiment ou installation agricole
Le bâtiment ou installation agricole
– Agriculture: exemple?
– Elevage: exemple?
– Transformations premières: exemple?
Points importants:
-Appellation , - Rôles et fonctions, - Importance pour le type d’exploitation, - site d’implantation
Le bâtiment ou installation agricole
(Appellation, Rôles et fonction, Importance pour l’exploitation, site d’implantation)
– Agriculture: ?
– Elevage: ?
– Transformations premières: ?
(Post-harvest)
Le bâtiment ou installation agricole
(les différentes phases d’un projet de construction)
Planification
Construction
Le bâtiment ou installation agricole
(les différentes phases d’un projet de construction)
Phases
Quelques éléments importants
à considérer
Planification
Exemple de savoirs à
mettre en oeuvre
Facteurs affectant la disposition et les dimensions
- l’écoute
Répondre à des ‘questions élémentaires’
- l’analyse
Esthétique
- la mise en contexte
Aspects sociologiques, légaux, économique et
environnementaux
- Synthèse des textes
Exigences de construction affectant le type de structure
Conception
Considération de solutions alternatives
Elaboration des croquis et plans et estimation des coûts
Choix dictés par des considérations économiques et de
construction
- Proposition de croquis
et plans
- Analyse
- Travail en équipe
Aspects d’appels d’offres
Construction
Disponibilité et accessibilité aux matériaux, équipements et
main d’oeuvre
Réalisation de l’édifice
-Gestion d’équipe
- Jugement et réactivité
- Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
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Dessins, croquis et plans
Etude de la structure (stabilité)
Etude du climat
Matériaux de construction (variantes, adaptation à la zone,…)
Echanges thermiques et isolation
Contrôle de l’ambiance et ventilation
Réalisation et exécution
Etude économique, coût, amortissement,…
Etc…
Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
Terminologie des dessins, et plans
1 - Dessin de détails ** Dessin d'une partie d'ouvrage destiné à donner tout renseignements
utiles sur certains points qu'il est impossible de préciser sur un dessin d'ensemble. Ils sont établis
à grande échelle.
2 - Dessin d'ensemble Dessin de l'ensemble d'une construction.
3 - Dessin de façade Elévation d'une construction.
4 - Dessin de récolement Ensemble de dessins donnant l'état réel d'un ouvrage après son
achèvement et établi à la suite des opérations de réception.
5 - Plans d'exécution des ouvrages ** (PEO) Dessins définissant sans ambiguïté,
concurremment avec les spécifications techniques détaillées, les travaux des divers corps d'état à
exécuter. Ils sont éventuellement accompagnés de nomenclatures et d'instructions techniques.
6 - Plan d'ensemble Dessin à l'échelle réduite indiquant les positions respectives des opérations
dans un ensemble et pouvant comporter les observations générales relatives aux axes des voies,
points d'eau, systèmes d'égouts, jardins, etc.
7 - Plan de masse ** Plan qui permet l'identification du terrain et précise la disposition des
constructions dans celui-ci et par rapport au voisinage.
8 - Plan de situation Plan qui indique la position et l'orientation des constructions par rapport au
lieu d'implantation, aux moyens d'accès, au tracé général du terrain, à l'environnement et aux
réseaux d'amenée et d'écoulement.
Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
Terminologie des dessins, et plans
Illustration - Dessin de détails Dessin d'une partie d'ouvrage destiné à donner tout
renseignements utiles sur certains points qu'il est impossible de préciser sur un dessin
d'ensemble. Ils sont établis à grande échelle.
Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
Terminologie des dessins, et plans
Illustration - Plans d'exécution des ouvrages (PEO) Dessins
définissant sans ambiguïté, concurremment avec les spécifications
techniques détaillées, les travaux des divers corps d'état à exécuter. Ils
sont éventuellement accompagnés de nomenclatures et d'instructions
techniques.
Techniques générales appliquées au bâtiment agricole
Terminologie des dessins, et plans
Illustration - Plan de masse : Plan qui permet l'identification du terrain et précise la disposition
des constructions dans celui-ci et par rapport au voisinage.
- Caractéristiques de l’air – diagrammes utiles
Diagramme de l’air humide et grandeurs caractéristiques
Diagramme de l’air humide - forme simplifiée
Téléchargez le logiciel
(psydiag.exe)
- Conditions d’ambiance dans les bâtiments d’élevage et normes
* Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
( chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente)
* T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
* Importance des échanges thermiques du bâtiment dans le contrôle d’ambiance
Quantification des niveaux de dégagement de chaleur et de
vapeur d’eau dans les bâtiments d’élevage
Pourquoi: ?
c’est important pour le contrôle de l’ambiance,
c’est différent selon les espèces et catégories d’animaux
Comment: ?
En distinguant l’animal d’une part et son espace d’autre part
En utilisant des équations empiriques
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente
L’équilibre thermique entre un animal et son environnement est donnée par
l’équation suivante : M = HS + K + C + R + E
M : production de chaleur métabolique,
HS : chaleur emmagasinée,
K : chaleur échangée par conduction,
C : chaleur échangée par convection,
R : chaleur échangée par radiation,
E : chaleur échangée par évaporation.
Connaitre la production de chaleur par les animaux est important en
élevage pour adapter les systèmes de ventilation et de maitrise de
l’ambiance dans les bâtiments.
Le rapport de la CIGR (2002) sur la ‘climatisation’ ou le contrôle de
l’ambiance en élevage rapporte des équations empiriques donnant la
production totale de chaleur en tenant compte des différents facteurs de
variation.
www.cigr.org/documents/CIGR_4TH_WORK_GR.pdf
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente
Φtot = Φs + Φl, W
Schéma de base pour la répartition entre la chaleur sensible et la latente, en relation avec la
température ambiante, appliqué pour les espèces et conditions d'hébergement, où aucune
information spécifique n’est encore disponible.
Sur la base de:
1 hpu = heat producing unit = (‘quantité ou masse animale produisant une chaleur totale de 1000 W à 20oC).
CIGR, 2002. 4th Report of Working Group on Climatization of Animal Houses Heat and moisture production
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
Equations pour le flux de chaleur totale à 20°C
• Veaux
Y2 = Gain moyen quotidien, de 0,5 kg/j
• Taurillons et veaux en engraissement
Y2 = Gain moyen quotidien, de 0,7-1.1 kg/j
M = Teneur énergétique MJ/kg de matière sèche
M = 10 MJ/kg de matière sèche, fourrages
M = 11-12 MJ/kg de matière sèche
concentrés
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
Equations pour le flux de chaleur totale à 20 °C
• Génisses
Y2 = Gain moyen quotidien, de 0,6 kg/j
• Vaches
Y1 = production laitière, kg/j
P = nombre de jours de gestation
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
Equations pour le flux de chaleur totale à 20 °C
• Agneaux
Y2 = Gain moyen quotidien, de 0,25kg/j
• Brebis
Y1 = production laitière, brebis allaitante = 1 à 1,5 kg/j
• Chèvres
Y1 = production laitière, kg/j
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
Equations pour le flux de chaleur totale à 20 °C
• Poulet de chair
• Poules pondeuses en cages
Y2 = production d’œuf, kg / j
(Y2 = 0.050 kg / j pour les œufs de consommation)
(Y2 = 0.040 kg / j pour les œufs à couver)
• Poules pondeuses au sol
Y2 = production d’œuf, kg / j
• Dindes
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
Equations pour le flux de chaleur totale à des T° différentes de 20 °C
La régression linéaire montre une baisse de la production totale de chaleur:
- de 0,34 % par °C d’élévation de température pour les bovins
- de 1,7 % par °C d’élévation de température pour les volailles
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente à la température ‘t’ °C
Récapitulatif
Production de chaleur totale par ‘hpu’ (hpu = unité de production de chaleur)
Bovins
Volailles
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente à la température ‘t’ °C
récapitulatif
Production de chaleur sensible par ‘hpu’ (pour l’europe du nord)
Vaches laitières *
Poulet de chair sur litière
Pondeuses en cages
Pondeuses au sol
Equation ‘générale’
*) Pour les vaches hautes productrices la production de chaleur sensible est plus basse
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente à la température ‘t’ °C
récapitulatif
Chaleur sensible en % de la chaleur totale, à différents niveaux de production
quotidienne et de température ambiante (vaches hautes performantes de 650 Kg)
Kg de lait /j
jours de gestation
Température ambiante, °C
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente
Φtot = Φs + Φl, W
Schéma de base pour la répartition entre la chaleur sensible et la latente, en relation avec la
température ambiante, appliqué pour les espèces et conditions d'hébergement, où aucune
information spécifique n’est encore disponible.
Sur la base de:
1 hpu = heat producing unit = (‘quantité ou masse animale produisant une chaleur totale de 1000 W à 20oC).
CIGR, 2002. 4th Report of Working Group on Climatization of Animal Houses Heat and moisture production
Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
exercices
•
Calculez la chaleur totale produite par ‘unité de production de chaleur’ pour les
espèces et situations de température ambiante suivantes:
Bovins
•
Volailles
10°C
?
10°C
?
20°C
?
20°C
?
30°C
?
30°C
?
Calculez la chaleur sensible produite par ‘unité de production de chaleur’ pour les
espèces, modes de conduite, et situations de température ambiante suivantes:
Vaches laitières Haute
productrice (30 L/j)
Poulet de chair sur
litière
Poules pondeuses en
cage
à 25°C
à 35°C
à 35°C
?
?
?
- Conditions d’ambiance dans les bâtiments d’élevage et normes
* Dégagement de chaleur et de vapeur d’eau par les animaux
( chaleur totale, chaleur sensible et chaleur latente)
* T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
* Importance des échanges thermiques du bâtiment dans le contrôle d’ambiance
T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
Relation entre la T° ambiante, le temps d’exposition et la T° corporelle (poulet de chair)
T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
Températures recommandées pour le poulet de chair
Chauffage localisé
Chauffage
d’ambiance
(*)
Sous la
source de
chaleur (*)
°C
Dans le
poulailler
°C
Deux premiers jours
35-37
24-27
32-34
Reste de la première
semaine
32-34
23-26
29-31
Deuxième semaine
29-31
22-25
26-28
Troisième semaine
26-28
21-24
23-25
Quatrième semaine
23-25
20-23
20-22
Cinquième semaine
20-22
19-21
19-21
Période d’élevage
(*) Températures mesurées à la hauteur des volailles.
°C
T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
Bovins
THI = 0.81xT + RH (T – 14.4) +46.4
L’Index d’Humidité et de Température, (THI ou Temperature Humidity Index)
T° et HR : zones de confort et de performance des animaux
Température °C
mort
Stress sévère
Stress modéré
Faible Stress
Non Stress
Pourcentage d’ Humidité relative
Relation entre température et humidité relative d’une part et les valeurs d’index d’humidité
et de température correspondant aux différents niveaux de stress chez les bovins
(modifié d’après Armstrong, 1994)
T° et HR : zones de confort et de performance des animaux