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 • • • • • • • • • 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