Récuperation de chaleur - Chambres d`Agriculture de Bretagne

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.
2006
2007
2008
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
2010
2012
:
réalisation
de
l’enquête postale nationale
auprès des éleveurs équipés.
Hausse majeure du prix du
propane.
2011
2012
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 m3/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 m3 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 m3/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.
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.
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, DeuxSèvres et dans l’Orne. Les échangeurs ont été
principalement mis en service en 2009 et
2010.
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.
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.
Marge poussin aliment (base 100
: enquête avicole)
1. Comparaison des bâtiments
équipés aux bâtiments non équipés
160
140
120
100
Avant
80
Après
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
Dinde, bâtiment statique
Conclusion
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.
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.
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.
Catégories de productions avicoles rencontrées dans
l’échantillon et répartition en %
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 m3/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.
Dimensionnement des récupérateurs de chaleur sur
les bâtiments avicoles de l’échantillon : répartition
des débits (en m3/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.
Effet de la rénovation énergétique sur les
consommations de gaz
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%.
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 ayant répondu « mieux »,
classés par production
Appréciation de l’évolution des consommations de
gaz par les utilisateurs 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
pratiques d’utilisation
et
les
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 m3/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
d’étouffement des animaux.
le
risque
Côté sécurité, nous avons également demandé
aux éleveurs s’ils disposaient d’un système de
disjonction indépendant. 97% d’entre eux en
sont équipés.
L’impact des récupérateurs de chaleur sur
l’hygrométrie
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
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).
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.
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.
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