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Pas la peine de marcher sur des œufs à la ferme Drouin-Joly et filles; cet échangeur d’air est à la rescousse de la volaille !


Pas la peine de marcher sur des œufs à la ferme Drouin-Joly et filles; cet échangeur d’air est à la rescousse de la volaille !

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Pas la peine de marcher sur des œufs à la ferme Drouin-Joly et filles; cet échangeur à la rescousse de la volaille

 

 

Par Claudia Beaumier en collaboration avec Gabriel Gagné-Marcotte

Alors que le résidentiel, le commercial et l’industriel sont des secteurs familiers pour la plupart des entrepreneurs de l’industrie CVAC, il n’est pas encore possible d’en dire de même pour le milieu agricole. En effet, ces espaces exigeant une attention distinctive sont malheureusement laissés pour contre. Cela s’explique par le fait que les produits traditionnels de l’air et du froid parviennent difficilement à desservir de manière satisfaisante les exigences élevées qui découlent des activités d’élevage. C’était notamment le cas sur la ferme Joly-Drouin et filles, qui, comme plusieurs éleveurs de volaille, a rencontré régulièrement des enjeux quant à la gestion de la qualité d’air en général pour ensuite s’intensifier lors des périodes de temps froid.

 

 


 

échangeur d'air ferme

Jean-François Drouin

Basée à Plantagenet, une petite ville ontarienne non loin de la frontière du Québec, se trouve la ferme de Jean-François Drouin. En affaires depuis plus de trente ans, ce fier propriétaire possède aujourd’hui quatre poulaillers couvrant une superficie d’environs à 10 000 pi² chacune. Ayant amorcé la production d’œuf biologique en 2005. Il a ensuite choisi d’élargir son offre de produit avec l’élevage de dinde en 2012. Abritant approximativement 16 000 oiseaux par bâtiment, essayons maintenant d’imaginer ce que peuvent représenter près de 65 000 bêtes à plumes qui, en plus de grandir et vivre ensemble, doivent également faire leurs besoins dans ce même espace. Lorsque monsieur Drouin a pris la décision, il y a sept ans, d’incorporer à ses activités l’élevage de dindons, il a rapidement compris que plus l’air est sain et de bonne qualité, plus il était possible de progresser dans l’élevage.

 

 

En effet, au moment où Monsieur Drouin a fait appel à l’entreprise Énergie Solution Air (ESA), le système de ventilation mécanique conventionnel qui était en place à la ferme positionnait toujours l’entreprise en compromis entre la qualité de l’air, la qualité de la litière et une facture de chauffage élevé. L’agriculteur a donc opté pour un système d’échangeur d’air récupérateur de chaleur qui permet de préserver la chaleur normalement gaspillée par les ventilateurs.

 

 

Problématiques et enjeux

Portée à générer une quantité importante d’eau, une dinde élevée dans un environnement particulièrement humide entraine de multiples conséquences :

  • Production à la baisse
  • Faible taux de conversion
  • Piètre qualité de la litière
  • Problème de condamnation à l’abattoir
  • Risque de pénalité pour la qualité de l’élevage
  • Risque en ce qui a trait à la santé des travailleurs
  • Hausse de la mortalité des animaux

 

Comme piste de solution à ces problématiques, un échangeur d’air conventionnel peut aider à mieux ventiler et diminuer l’humidité sans faire exploser la facture de chauffage. L’environnement poussiéreux des bâtisses d’élevage peut toutefois rendre l’utilisation d’un tel appareil très difficile.

 

 

Risque de gel

Un des enjeux à surveiller porte sur le fait qu’un poulailler est un milieu inévitablement humide. Ce type d’environnement est alors propice à la formation de glace dans l’échangeur, ce qui n’est pas souhaitable. À ce moment, deux avenues sont envisageables; la faire fondre, ou y résister.

 

En utilisant des canaux d’échange qui sont très larges, cela permet de soit résister très bien à la formation de glace ou de facilement établir un dégivrage fiable.

 

 

Complexité d’implantation et de maintenance

Dès le départ, l’enjeu principal pour monsieur Drouin a toujours été la propreté des lieux, donc la facilité du nettoyage des appareils était prioritaire.

 

« Quand j’ai commencé mes démarches, certains entrepreneurs m’ont déjà dit qu’ils ne me vendraient pas d’échangeur parce que trop souvent ils ont vu leurs appareils jetés par des agriculteurs qui ne voulaient pas se badrer d’étapes d’entretien complexes » nomme Jean-François Drouin.

 

Sachant qu’il y a approximativement 2 % de nouvelle ferme par année, il est davantage enclin que les échangeurs de chaleurs soient installés en rétrofit. Cela signifie que l’implantation à une structure existante se doit d’être simple, efficace et facile d’utilisation.

 

Cependant, il va de soi que pour rectifier les différentes problématiques, l’emploi de systèmes assez complexes demeure potentiellement incontournable. La question qui reste maintenant à savoir est la suivante : comment implanter efficacement un système complexe tout en simplifiant le processus? Pour la conception de ce système, l’objectif était de réussir à se connecter avec pratiquement tous les types de contrôleurs afin que l’implantation soit la plus facile possible. « La stratégie pour y arriver à a été d’employer le mode « esclave », rapporte Gabriel Gagné-Marcotte directeur général chez ESA. Concrètement, le contrôleur reçoit une consigne centrale, puis l’appareil fut programmé de l’intérieur afin que les paramètres nécessaires soient sollicités pour l’opération optimale. L’appareil sait donc comment fonctionner en recevant seulement une consigne de ventilation ». Le fait d’avoir un système qui s’adapte à une ventilation existante et qui n’implique pas l’ajout d’équipements supplémentaires est un avantage notable pour l’utilisateur.

 

 

Solution : un échangeur adapté à l’élevage animal

échangeur d'air fermeDans le but de réussir à résoudre la problématique en place, le processus de réflexion doit prendre racine dès la phase de design. Le résultat visé est la conception d’un échangeur propre au milieu agroalimentaire qui aura la capacité d’être à la fois résistant à la poussière, la glace et limitera les courants d’air frais sur les animaux.

 

Afin d’atteindre ces objectifs, l’échangeur de chaleur que monsieur Drouin a choisi d’implanter sur sa ferme repousse les limites de la simplicité. Contrairement aux normes habituellement rencontrées, cet équipement n’utilise qu’un seul ventilateur à double sens qui ventile une cassette d’échangeur spécialement conçue pour le domaine d’élevage. L’entretien de l’appareil se fait ainsi aisément tout en ayant une méthode d’installation et d’implantation intelligible grâce à son ventilateur unique. « C’est comme un kit IKEA qu’on ajoute à la bâtisse et qui fait économiser des combustibles en s’implantant au cœur des opérations usuelles » précise, monsieur Gagné-Marcotte. Notons d’ailleurs d’une seule sortie 0-10v peut gérer l’ensemble du stage de ventilation.

 

De plus, l’échangeur possède plusieurs modes de mises en marche : autonome, esclave, intégré ou manuel. Cela le rend forcément plus flexible et par ailleurs, plus facile à implanter pour l’éleveur.

 

Au début du projet, ce sont trois échangeurs de 1000 CFM par bâtisse qui furent implantés. Par ailleurs, en ce qui a trait aux dindes plus particulièrement, il avait été suggéré de calculer un échangeur par 3 000 oiseaux en fonction du type d’opération (all in/ all out). « On va essayer de mettre un peu plus d’échangeurs lorsque nous sommes en zone all in/all out afin de travailler plus longtemps sur la litière. Puis, il s’agit de l’inverse lorsque nous sommes dans la zone de la pouponnière où se trouvent les poussins et les dindonneaux. La beauté, c’est qu’on est très indépendant, alors on est capable de travailler sur plusieurs éléments en même temps en ce qui concerne de la qualité de l’air et l’échangeur c’est un des outils qui aide à l’améliorer. » Ajoute monsieur Gagné-Marcotte.

 

 

La force d’un seul ventilateur

La particularité du système qu’utilise ESA réside assurément dans l’utilisation d’un unique ventilateur qui a une capacité de ventilation bidirectionnelle. Le système à débit équilibré fonctionne en pression neutre et peut développer une capacité de 1000 CFM par appareil.

 

Sur la ferme, le débit équilibré permet à l’éleveur de conserver les entrées d’air fermées puisque l’échangeur prend en charge l’ensemble de la ventilation au début du processus d’élevage. Il n’est donc pas nécessaire d’augmenter le brassage de l’air. Le fait qu’il ne soit pas obligatoire de brasser l’air (car les échangeurs le font) permet de garder les entrées d’air fermées (situation beaucoup plus facile à gérer en début d’élevage). Les entrées d’air ont tendance à être difficiles à ajuster en hiver dû à l’amoncellement de glace en entrée jumelée à la pression statique dans la bâtisse qui varie rapidement à petit débit. De plus, en empruntant cette ligne de conduite, l’air préchauffé tombe beaucoup moins rapidement sur les animaux. « Au moment où les échangeurs vont avoir tendance à générer trop de glace et à être difficiles à ajuster, l’échangeur va venir compenser grâce à son contrôleur inclus. Le but est d’avoir simplement à laisser les entrées d’air fermées pour les 15 à 20 premiers jours de l’élevage et ensuite ils seront ouverts à nouveau pour ventiler » détaille monsieur Gagné-Marcotte.

 

 

échangeur d'air ferme

En diminuant le taux d’humidité et d’ammoniac, les échangeurs d’air améliorent la qualité d’air pour les animaux.

Gestion de l’humidité

L’humidité est une problématique majeure non seulement à la ferme Douin-Joly et filles, mais également dans toutes les bâtisses possédant cette vocation.

 

Cette gestion de l’humidité, l’échangeur tente de la gérer par l’entremise d’une meilleure ventilation. L’air vicié, étant évacué avec l’humidité et les contaminants, il n’y a que la chaleur (l’énergie) normalement gaspillée qui est récupérée par l’échangeur afin de préchauffer l’air frais qui entre dans la bâtisse. Normalement, le courant frais pénètre à l’intérieur de la ferme par la trappe d’air, cependant, avec le système en place elle va entrer par l’échangeur. Donc, au lieu d’être introduit dans le poulailler à -20 °C, l’air entrera à une température d’environ -5 °C.

 

 

 

Entrant à une vitesse jusqu’à cinq mètres par seconde l’air préchauffé aura moins tendance à tomber au sol parce qu’elle est moins dense et en mouvement. Ce facteur est extrêmement important, car en temps normal il y a systématiquement un tourbillon d’air qui tombe très près des oiseaux. En ayant un meilleur brassage de l’air, les courants d’air sont réduits de manière considérable ce qui est favorable à la croissance des animaux.

 

De plus, lorsqu’il n’est pas utilisé, l’échangeur se ferme automatiquement. Pour ce faire, un processus de séchage sera enclenché éliminant ainsi le plus d’eau possible qui se trouve à l’intérieur.

 

 

Litière

échangeur d'air ferme

Les échangeurs d’air ont été conçus spécifiquement pour l’environnement poussiéreux des bâtiments d’élevage.

En plus de l’humidité, la litière est un autre élément qu’il faut surveiller attentivement. En ayant des conditions et un environnement défavorable, les conséquences sont directes sur la population du poulailler. Par exemple, une litière qui conglomère à outrance peut provoquer des maladies aux pattes des oiseaux tout en générant un taux d’ammoniac très élevé. « Moi je fais de l’élevage biologique. Cela signifie sans antibiotique ni médicament. Je ne peux simplement pas me permettre d’avoir une litière de mauvaise qualité, car je ne pourrai par traiter mes oiseaux s’ils tombent malades » précise l’éleveur de Plantagenet.

 

 

Maintenant, il faut savoir que la majorité du Co2 produit dans l’enceinte au courant des sept premiers jours de l’élevage provient du système de chauffage conventionnel. En réduisant le besoin d’utilisation du système de chauffage, grâce à l’économie d’énergie provenant des échangeurs, les taux de Co2 diminuent. Voici là un des éléments critiques à l’amélioration des conditions d’élevage.

 

 

En résumé, au début de l’élevage, il faut s’attarder au fait que la litière absorbe déjà beaucoup d’humidité. Cependant, avant toute chose, il est important de comprendre qu’une litière de poulailler est comparable à une éponge. Elle accumule de l’eau, par contre, si celle-ci absorbe l’humidité trop rapidement, elle atteindra un taux de saturation qui l’empêchera de remplir sa fonction première. C’est à ce moment que les problèmes surviennent dû à la flore bactérienne qui s’y développe et qui provoque des gaz contaminants comme l’ammoniac. Cela aura pour conséquence de créer une dépendance totale au système de ventilation pour tenter d’évacuer l’excédent éliminée par les animaux. Afin de contrer ce phénomène, l’objectif à la ferme de monsieur Drouin était de maintenir de belles conditions en diminuant les temps de chauffage. L’échangeur réduit donc la vitesse à laquelle l’éponge se remplit en s’occupant de faire de la récupération à la place du système de chauffage.

 

 

échangeur d'air ferme

Ensuite, plus l’élevage avance, plus les animaux génèrent de la chaleur, du Co2 et de l’humidité. Cela va également permettre à l’échangeur de continuer à récupérer de la chaleur, incluant celle produite par les oiseaux, ce qui, ce qui va par la bande encore plus diminuer la facture de chauffage (car moins de temps de chauffage). En soi, l’échangeur ne fera pas la différence entre un joule qui a été produit par un appareil de chauffage ou par un animal. Puis, à un certain moment, l’échangeur atteindra une pleine capacité de saturation en ce qui a trait au débit de ventilation. À cet instant, la ventilation conventionnelle supplémentaire est mise en marche. Précisons au passage que l’échangeur sera utilisé jusqu’à la fin du cycle d’élevage et qu’il permet d’éliminer de cinq à sept tonnes équivalentes de gaz à effet de serre (2 véhicules sur les routes par échangeurs) par année.

 

 

 

Impact concret sur la productivité de la ferme

Même si ce n’est pas encore coutume dans l’industrie agroalimentaire, l’utilisation d’un système d’échangeurs d’air approprié aura vraisemblablement un impact considérable sur l’élevage de la volaille.

 

échangeur d'air ferme

Il y a évidemment des gains économiques dus à baisse du temps de chauffage. En effet, l’efficacité énergétique de l’échangeur a un impact non négligeable lorsqu’elle atteint 40 % de moyenne. Ensuite, ce qui va intéresser les éleveurs est le gain de productivité. La moyenne varie d’un à deux pourcents en ce qui concerne la croissance de l’animal. Une qualité d’air saine et un taux d’humidité adéquat entretiendra une litière de qualité ce qui va non seulement réduire les risques de maladie chez les animaux, mais également augmenter la croissance, donc la masse, la qualité et la quantité des oiseaux qui se rendront à l’abattoir.

 

Malgré tout, adapter une ferme entière à l’utilisation d’échangeur d’air peut représenter un défi important. Alors bien que ses expériences précédentes soient positives Monsieur Drouin a tout de même remis en question le processus:

 

« Lorsque j’ai fait bâtir à l’hiver 2018, mes deux poulaillers les plus récents, je me suis dit que j’allais y aller avec la technique classique, sans échangeur d’air. Je peux vous dire que j’en ai remis de la litière et de la ripe de bois. Bref, ça n’a vraiment pas bien été. Finalement, j’ai décidé d’installer des échangeurs d’air et en un temps presque record, ma litière est redevenue d’une qualité incroyable et c’est à ce moment-là que j’ai eu la preuve qu’un échangeur d’air était réellement efficace pour ma ferme. Bien sûr, je ne peux pas parler pour tous les agriculteurs, car je connais uniquement ma ferme. Par contre, laissez-moi vous dire que je ne m’en passerais plus, c’est essentiel » commente en riant monsieur Drouin.

 

En terminant, précisons qu’en Ontario, aucune subvention n’est prévue pour inciter l’installation de ce type de système. À l’époque, la ferme Drouin-Joly et filles a voulu devenir un précurseur dans l’élevage biologique. Ayant toujours eu en tête la qualité de ses animaux, Jean-François Drouin réussit à rehausser ses standards de production grâce à l’utilisation d’un système d’échangeurs d’air adéquat pour ses besoins. Aujourd’hui, plus que jamais, la qualité des aliments dans nos assiettes est primordiale. Qui l’eut cru que cela dépendrait de prime abord de la qualité de l’air?

 


 



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