en bâtiments d’élevage laitier - assainissement autonome · 2 remerciements la chambre...
TRANSCRIPT
Les consommations d’énergie
en bâtiments d’élevage laitier
Quelques repères sur les consommations énergétiques
dans les bâtiments d’élevages laitiers bourguignons
Une action menée en étroite collaboration avec
les Chambres d’Agriculture de Bourgogne, le Contrôle Laitier de
Côte d’Or ainsi que la CAIAC de l’Yonne
Une action financée par :
Années de références 2007-2008
Une action menée
en partenariat
avec :
2
Remerciements
La Chambre Régionale d’Agriculture de Bourgogne remercie vivement les Chambres
d’Agriculture Départementales, le Contrôle Laitier de Côte d’Or, la CAIAC de l’Yonne ainsi
que l’Institut de l’Elevage, pour leur appui dans cette étude.
SOMMAIRE
Les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
Présentation de l’échantillon bourguignon
Au préalable de l’enquête régionale
Déroulement des enquêtes au sein des exploitations laitières
Période de l’enquête régionale
Origine géographique de l’échantillon bourguignon
Typologie des exploitations
Les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
Les consommations de fioul
Les consommations d’électricité
Les consommations globales d’énergie
Synthèse des consommations d’énergie en exploitation laitière (références bourguignonnes)
Présentation des pistes de réduction des consommations d’énergie en bâtiments
laitiers
Le bloc traite
Les pratiques d’élevage
La production d’eau chaude via l’installation d’un chauffe-eau solaire
Sigles
Glossaire
p 3
p 3
p 3
p 3
p 4
p 4
p 4
p 7
p 7
p 8
p 11
p 11
p 15
p 15
p 16
p 16
p 17
p 17
3
Les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
Présentation de l’échantillon bourguignon
En Bourgogne, l’état des lieux centré sur les
consommations d’énergie en bâtiments d’élevage
laitier s’appuie sur un recueil de données
techniques ainsi que des estimations
communiquées par les éleveurs au cours des
enquêtes réalisées auprès de différents éleveurs
laitiers.
L’objectif de cette étude régionale est de quantifier
les dépenses énergétiques associées aux bâtiments
d’élevage laitier afin d’établir un référentiel
bourguignon sur les consommations d’énergie en
bâtiment d’élevage laitier. Ce référentiel permettra
d’évaluer une exploitation laitière sur les
consommations énergétiques associées aux
bâtiments d’élevage.
Au préalable de l’enquête régionale
Avant d’engager l’enquête régionale sur le terrain,
il fut nécessaire de définir une typologie des
exploitations à enquêter dans le but de disposer
d’une représentation pertinente de l’ensemble des
élevages laitiers bourguignons. Le critère retenu
pour établir l’échantillon d’exploitations fut le
quota laitier. En effet, cette variable est la
référence classique utilisée pour comparer les
élevages en production laitière.
En partenariat avec les techniciens bâtiments et les
techniciens de secteur des CA1, de la CAIAC 892 et
du Contrôle Laitier de Côte d’Or, nous avons défini
une typologie intégrant trois catégories d’élevages
bovins lait :
les élevages dont le quota laitier est situé entre
200 000 l et 400 000 l,
les élevages dont le quota laitier est situé entre
400 000 l et 800 000 l,
les élevages dont le quota laitier est supérieur
à 800 000 l.
L’objectif était d’avoir 3 exploitations par catégorie
dans chaque département, soit un total de 9
exploitations enquêtées par département ou 27
exploitations en Bourgogne. Ainsi, une liste
d’exploitations laitières à enquêter fut établie dans
1 CA : Chambre d’Agriculture.
2 CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d’Amélioration du Cheptel du Centre et de l’Est.
chaque département en essayant de répondre aux
critères définis au préalable.
Déroulement des enquêtes au sein des
exploitations laitières
Les enquêtes se sont déroulées sur chacune des
exploitations. Chaque exploitation fut visitée et
devait répondre { un questionnaire d’enquête
durant la visite. Ce questionnaire, établit au
préalable par l’Institut de l’Élevage3, a permis de
collecter les informations nécessaires pour
appréhender, par la suite, les consommations de
chacune des exploitations enquêtées.
Le questionnaire était organisé de la manière
suivante :
la description de l’exploitation : identification
et description de l’exploitation, de l’élevage et des
bâtiments d’élevage.
les pratiques d’élevage : chacun des postes est
étudié : l’alimentation, le paillage, le raclage, le
curage ainsi que le transfert, la reprise et
l’homogénéisation des déjections (TRH). Pour
chacun de ces postes, l’éleveur doit préciser le type
de matériel utilisé, la puissance du matériel et
l’éleveur doit également estimer le temps et la
fréquence de travail quotidien, hebdomadaire,
mensuel ou annuel, de chacune de ces tâches. Cet
exercice est réalisé pour chaque bâtiment
d’élevage.
l’atelier de fabrication d’aliments { la ferme : si
l’exploitation fonctionne avec ce poste, il est
nécessaire que l’éleveur précise, pour chaque
matériel : le type d’énergie consommée (électricité
ou fioul), la fréquence de fabrication, le nombre de
mois de fabrication, la durée de fonctionnement à
chaque fabrication et la ou les puissance(s)
mobilisée(s).
le bloc traite : pour le bloc traite, 3 parties sont
distinguées : la traite (temps de traite, nombre de
traite par semaine et description de l’installation
de traite), le nettoyage (lavage des équipements de
3 Ce questionnaire a été établi par l’Institut de l’Élevage dans le cadre de la constitution d’un référentiel national sur les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier.
4
traite et des sols de la salle de traite) et le
fonctionnement des portillons.
la laiterie : ici on aborde la description de la
laiterie, du tank à lait et des équipements divers
tels que le chauffe-eau, pré-refroidisseur,
récupérateur de chaleur, etc.
la nurserie : pour ce poste, l’éleveur doit
préciser la nature de l’alimentation (lait entier,
poudre, etc.), le matériel de distribution, l’origine
de l’eau chaude ou du lait chaud. L’éleveur doit
également décrire le système de chauffage et/ou de
ventilation si la nurserie est équipée.
l’éclairage des bâtiments : pour chaque
bâtiment, il est nécessaire de préciser la puissance
totale d’éclairage et la durée d’éclairage hivernale,
estivale et nocturne.
l’approvisionnement en eau : ici, on cherche à
évaluer les consommations d’énergie liées au
pompage de l’eau sous réserve que l’éleveur
prélève l’eau provenant d’un puit ou encore d’un
forage. Dans ce cas, ce dernier doit renseigner la
puissance et le débit de la pompe de relevage ainsi
que le volume d’eau prélevé annuellement.
les équipements de l’atelier ou autres
équipements divers : dans cette rubrique,
l’exploitant spécifie les divers équipements
fonctionnant sur l’exploitation, et non précisés
précédemment, en annonçant la puissance et la
durée annuelle d’utilisation pour chacun des
équipements.
les consommations d’électricité (et gaz
éventuellement) : { partir des factures d’électricité,
on relève la consommation annuelle d’électricité
en kWh enregistrée sur une année.
Pour recueillir l’ensemble de ces informations, une
mobilisation, d’une durée minimum de 3 heures
sur chacune des exploitations, fut indispensable.
Période de l’enquête régionale
L’enquête régionale s’est déroulée du mois de
novembre 2008 au mois de février 2009, soit
durant 4 mois. Cette enquête régionale repose sur
les consommations d’énergie liées aux bâtiments
d’élevage ainsi qu’au fonctionnement du bloc
traite d’une exploitation sur une année. La
Chambre Régionale d’Agriculture de Bourgogne a
défini cette période afin de disposer de résultats
correspondant { une année d’exercice.
Origine géographique de
l’échantillon bourguignon :
Carte 1
L’étude régionale sur les consommations d’énergie
en bâtiments d’élevages laitiers a permis
d’atteindre 29 exploitations laitières de Bourgogne
soit près de 2,5 % des exploitations laitières
bourguignonnes ayant un quota laitier4.
Tableau 1 : Nombre d’enquêtes réalisées en Bourgogne
Département Nombre d’enquêtes
Côte d’Or 9
Nièvre 5
Saône-et-Loire 9
Yonne 6
Bourgogne 29
Typologie des exploitations
Répartition des élevages selon la typologie
fixée au préalable des enquêtes (cf. ci-dessus)
La répartition des exploitations laitières enquêtées
en Bourgogne sur les consommations d’énergie en
bâtiments d’élevage, d’après la typologie établie au
préalable de l’étude régionale, est la suivante :
Tableau 2 : Répartition des exploitations selon leur quota laitier
Quota laitier Nombre d’exploitations
enquêtées
quota laitier situé entre 200 000 l et 400 000 l 8
quota laitier situé entre 400 000 l et 800 000 l
14
quota laitier supérieur à 800 000 l 7
Total 29
4 D’après l’Agreste Bourgogne, annonçant quelques 1300 exploitations laitières ayant un quota laitier en 2008.
YONNE
NIÈVRE
CÔTE D’OR
SAÔNE-ET-LOIRE
Origine géographique des exploitations
laitières enquêtées
Légende:
1
2
3Source: CRAB, 2009
Nb d’exploitations
enquêtées:
5
On constate que près de 50% des exploitations
laitières enquêtées ont un quota laitier compris
entre 400 000 L et 800 000 L de lait. L’autre moitié
des exploitations laitières enquêtées se répartit
quasiment équitablement au-delà et en-deçà de la
classe la plus représentée.
D’après cette typologie, on vérifie que l’échantillon
d’exploitations laitières enquêtées permet de
disposer de références pertinentes pour une
majorité des exploitations laitières
bourguignonnes.
Répartition des élevages en fonction de la
typologie fixée par l’Institut de l’Elevage
Les données recueillies lors des enquêtes
bourguignonnes ont été analysées { partir d’un
logiciel élaboré par l’Institut de l’Elevage. Ce
logiciel, construit et finalisé en 2009, permet de
réaliser des diagnostics énergétiques centrés sur
les consommations d’énergie directe (fioul,
électricité voire gaz) associées aux bâtiments
d’élevage laitier.
Ce logiciel dispose d’un référentiel sur les
consommations d’énergie en bâtiments d’élevage
laitier élaboré { la suite de la réalisation d’environ
60 enquêtes en exploitations laitières au niveau
nationale avec une forte représentation des
exploitations du Grand Ouest. Les références qui
composent ce référentiel national sont classées
suivant une typologie. Cette typologie repose sur
une classification des exploitations suivants
différents critères : type de salle de traite, part de
maïs dans la surface fourragère principale,
présence ou absence d’un système de séchage en
grange ou encore le type de déjections à gérer sur
l’exploitation. Tous ces critères sont déterminants
dans les consommations d’énergie en bâtiments
d’élevage laitier. Cette typologie permet d’affiner
les résultats d’une part, et de comparer des
exploitations similaires d’autre part, dans le but
d’obtenir des résultats plus réalistes et pertinents
pour une exploitation qui réaliserait un diagnostic.
Dans ce contexte, vous trouverez ci-dessous la
typologie des exploitations laitières, définie par
l’Institut de l’Elevage pour les diagnostics sur les
consommations d’énergie en bâtiments d’élevage
laitier, composée de 24 types d’exploitations.
Tableau 3 : Typologie des exploitations laitières, établie par
l’Institut de l’Elevage, dans le cadre des diagnostics sur les
consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
Type Salle de
traite
Part de maïs dans
la SFP
Type de déjections
Séchage en
grange
1 classique < 30 % Fumier Non
2 classique < 30 % Fumier Oui
3 classique < 30 % Mixte Non
4 classique < 30 % Mixte Oui
5 classique < 30 % Lisier Non
6 classique < 30 % Lisier Oui
7 classique > 30 % Fumier Non
8 classique > 30 % Fumier Oui
9 classique > 30 % Mixte Non
10 classique > 30 % Mixte Oui
11 classique > 30 % Lisier Non
12 classique > 30 % Lisier Oui
13 robot < 30 % Fumier Non
14 robot < 30 % Fumier Oui
15 robot < 30 % Mixte Non
16 robot < 30 % Mixte Oui
17 robot < 30 % Lisier Non
18 robot < 30 % Lisier Oui
19 robot > 30 % Fumier Non
20 robot > 30 % Fumier Oui
21 robot > 30 % Mixte Non
22 robot > 30 % Mixte Oui
23 robot > 30 % Lisier Non
24 robot > 30 % Lisier Oui
En reprenant la typologie de l’Institut de l’Elevage
présentée ci-dessus, l’échantillon bourguignon se
répartit selon 4 types.
Tableau 4 : Répartition des exploitations laitières enquêtées en
Bourgogne selon la typologie de l’Institut de l’Elevage
Type Salle de
traite
Part de maïs dans
la SFP
Type de déjections
Séchage en
grange
Nb exp
1 classique < 30 % Fumier Non 6
3 classique < 30 % Mixte Non 11
7 classique > 30 % Fumier Non 7
9 classique > 30 % Mixte Non 5
D’après le tableau ci-dessus, on remarque que
l’ensemble des exploitations laitières enquêtées en
Bourgogne fonctionne avec une salle de traite
classique. La salle de traite classique est une salle
de traite ne comprenant pas de robot de traite ni
de salle de traite rotative. On observe néanmoins
différents types de salle de traite classique : traite à
l’étable, traite en tandem, traite en épi ou encore
traite par l’arrière.
Ensuite, dans l’échantillon bourguignon, près de
3/5ème des exploitations a une part de maïs dans la
SFP5 inférieure à 30%. De plus, un peu plus de la 5 SFP : Surface Fourragère Principale
6
moitié des exploitations laitières fonctionne avec
un système de déjections mixte (fumier + lisier)
tandis que l’autre moitié est en système fumier.
Enfin, l’ensemble des exploitations enquêtées
fonctionne en l’absence d’un système de séchage
en grange.
Zoom sur les bâtiments logeant les vaches
laitières
Au sein de l’échantillon d’exploitations laitières
bourguignonnes, on retrouve une diversité dans
les types de logements des vaches laitières.
Le type de logement des vaches laitières est un
paramètre qui conditionne les consommations
d’énergie en bâtiments d’élevage. En effet, selon les
types de logements des vaches laitières, on
retrouve la présence ou l’absence du poste
« raclage ».
Ce poste peut fonctionner à partir de
consommations de carburant ou d’électricité. Or,
pour ce poste, on constate un différentiel de
consommations entre les systèmes de « raclage
tracteur » et les systèmes de « raclage automatisé »
fonctionnant { partir d’électricité.
Tableau 5 :
Répartition des exploitations laitières enquêtées selon le type
de logement des vaches laitières
A suivre :
Dans la partie suivante, vous trouverez une
présentation des résultats obtenus à partir des
enquêtes menées { l’échelle bourguignonne auprès
des exploitations laitières décrites ci-dessus. Ces
consommations d’énergie relevées dans les
exploitations seront comparées aux références
nationales. En effet, des références nationales sur
les consommations d’énergie en bâtiments
d’élevage laitier sont disponibles suite { un travail
réalisé en 2007 et conduit par l’Institut de l’Elevage
et les Chambres Régionales d’Agriculture de
Bretagne et Pays de la Loire.
Types de logement Nb d’exploitations
enquêtées
Aire paillée intégrale 3
Aire paillée + caillebotis 6
Aire paillée + couloir fumier 5
Aire paillée + couloir lisier 3
Logettes fumier 5
Logettes lisier 4
Logettes caillebotis 3
7
Tableau 7 : Consommation de fioul par poste
Les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
En Bourgogne, les consommations énergétiques dans les bâtiments d’élevage laitier reposent majoritairement
sur les consommations de carburant et d’électricité.
Les consommations de fioul
Des consommations d’énergie liées aux
pratiques d’élevage
Les consommations de fioul en bâtiments
d’élevage laitier sont liées { l’usage des tracteurs
pour la mise en œuvre des pratiques d’élevage :
l’affouragement qui correspond à la
distribution des fourrages aux animaux,
le paillage qui est l’apport de litières aux
animaux,
le raclage, c'est-à-dire le transfert des
déjections du bâtiment vers les ouvrages de
stockage,
le curage des litières accumulées à
l’extérieur du bâtiment,
le transfert des déjections liquides par
pompage et l’homogénéisation des déjections à
l’aide d’un mixeur sur tracteur.
L’affouragement, le premier poste de
consommation de fioul
Dans l’échantillon bourguignon, la consommation
moyenne de fioul pour l’ensemble des pratiques
d’élevage est de 63 l/VL/an.
On remarque cependant une grande amplitude
entre la consommation minimale et la
consommation maximale de carburant. En effet, la
consommation minimale de 18 l/VL/an est
observée dans une exploitation où les surfaces
herbagères sont bien valorisées et les pratiques
d’élevage sont économes en carburant avec la
mobilisation d’engins de faibles puissances et un
affouragement en libre-service.
Photo 1 : L’affouragement représente 54% des consommations
de carburant pour une exploitation laitière – Photo : IE.
Inversement, la consommation maximale de
carburant de 131 l/VL/an est relevée dans une
exploitation où les animaux sont en stabulation
permanente avec des pratiques d’élevage
énergivores liées à de fortes puissances de traction.
Tableau 6 :
Consommation totale de fioul en bâtiment par exploitation
Toutes exploitations (l de fioul/VL/an)
Bourgogne National
Minimum 18 2
Moyenne 63 45
Maximum 131 110
En détaillant les consommations de fioul par poste,
on remarque que des écarts importants de
consommations sont relevés entre les
exploitations. Une part de ces écarts est corrélée à
au temps d’hivernage des animaux qui conditionne
fortement les consommations de carburant. Afin
de comparer les consommations relevées sur les
Consommations de fioul en litres/mois de distribution de fourrages/VL
Affouragement Paillage Raclage Curage Transfert/
Homogénéisation
Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National Bourgogne National
Minimum 0,12 0,22 0,07 0,05 0,03 0,06 0,08 0,02 0,13 0,01
Moyenne 3,54 2,90 1,36 1,00 0,66 0,90 0,60 0,40 0,35 0,20
Maximum 11,28 6,40 4,16 3,40 2,39 3,04 3,28 3,00 0,79 0,53
8
Photo 2 : Le libre-service est une pratique économe – CA 71.
exploitations bourguignonnes, ces dernières seront
exprimées en litres de fioul par vache laitière pour
un mois de distribution de fourrages (cf. tableau
X). Des écarts de consommations de carburant
sont constatés sur un même poste. Ce constat met
en évidence les différences de consommations liées
au système et aux pratiques d’élevage, et indiquent
que des économies de carburant sont
envisageables mais nécessitent néanmoins une
modification du fonctionnement de l’exploitation.
Photo 3: Le paillage, 21% des consommations de fioul – Photo :
IE.
D’après l’échantillon d’exploitations laitières
bourguignonnes, globalement, le poste
alimentation est responsable de 54 % des
consommations de carburant. Les postes paillage,
raclage et curage représentent respectivement 21%,
10% et 9%.
Graphique 1 :
Répartition des consommations de carburant
Les consommations d’électricité
Des consommations d’énergie liées au
fonctionnement de divers équipements
électriques
Pour les exploitations laitières, de nombreux
équipements électriques sont mobilisés. Les
principaux équipements électriques recensés sur
ces exploitations sont liés au fonctionnement du
bloc traite. En élevage laitier, le bloc traite est
composé de la salle de traite où le lait, produit par
les animaux, est collecté via une machine à traite,
et de la laiterie, où le lait est refroidit puis stocké.
L’essentiel de ces équipements sont :
le tank à lait permet de refroidir le lait de
35°c { 4°C et de stocker ce dernier jusqu’{ la
collecte assurée par la laiterie (1 à 3 jours de
stockage),
le chauffe-eau permet d’assurer la production
d’eau chaude sanitaire nécessaire au lavage de
l’installation,
l’éclairage du bloc traite ainsi que de
l’ensemble des bâtiments d’élevage,
les équipements destinés au nettoyage du bloc
traite tels que le nettoyer haute pression ou encore
le surpresseur,
les autres postes comme la pompe à lait, les
équipements associés { l’allaitement des veaux
(DAL6, etc.), les équipements actionnant les
portillons de la salle de traite, ainsi que l’ensemble
des équipements de l’atelier (poste { souder,
compresseur, etc.).
Photo 4 : Salle de traite – CAIAC 89
6 DAL : Distributeur Automatique de Lait
54%
21%
10%
9%6%
Affouragement
Paillage
Raclage
Curage
Transfert, Reprise et Homogénéisation
9
D’autres appareils électriques peuvent être
recensés sur une exploitation laitière, notamment
en lien avec les pratiques d’élevage : la distribution
des fourrages (griffe à foin, etc.), le raclage (racleur
automatisé) ou encore la gestion des déjections
(pompe de transfert, etc.).
Le bloc traite, le premier poste de
consommation d’électricité
Les consommations d’électricité sont évaluées {
partir des relevés de puissance, temps de
fonctionnement et fréquence d’utilisation des
divers matériels électriques recensés sur chacune
des exploitations.
Dans l’échantillon bourguignon, la consommation
électrique moyenne de l’ensemble des postes est
de 567 kWh / vache laitière en production par an,
soit une moyenne de 73 Wh / litre de lait produit.
Tableau 8 :
Consommation totale d’électricité en bâtiment par exploitation
kWh/VL Wh/l de lait
Bourgogne National Bourgogne National
Minimum 350 160 36 27
Moyenne 567 420 73 61
Maximum 824 920 132 120
En Bourgogne, l’ensemble des exploitations
enquêtées dispose d’une salle de traite classique
(épi ou traite par l’arrière). Toutefois, divers
paramètres conditionnent les consommations
d’électricité, en partant du type d’équipement
utilisé jusqu’{ la conception du bloc traite, par
conséquent, on relève de nombreuses disparités
entre les exploitations.
Tableau 9 :
Les consommations électriques moyennes du bloc traite par
poste
kWh/VL Wh/l de lait
Bourgogne National Bourgogne National
Tank 317 190 40 27
Chauffe-eau 89 120 12 18
Pompe à vide 77 68 10 10
Eclairage 21 10 3 1
Nettoyage du sol et parois
7 8 1 1
Autres équipements
34 49 4 8
D’après le tableau ci-dessus, on remarque le tank à
lait occupe une place importante dans les
consommations d’énergie associées au
fonctionnement du bloc traite avec une
consommation moyenne de 40 Wh/litre de lait
produit. En effet, le tank à lait est un équipement
essentiel pour les exploitations laitières. La
conception de la laiterie et le positionnement du
tank influent sur les consommations électriques
de ce poste. Il est nécessaire de bien veiller à
ventiler correctement la laiterie avec des entrées et
des sorties d’air efficaces afin de limiter les temps
de fonctionnement du tank { lait. L’Institut de
l’Elevage7 préconise de placer le condenseur du
tank face { une grille de sortie d’air dans le but de
permettre une évacuation complète de l’air chaud
généré par le tank et ainsi limiter les
consommations électriques.
Photo 5 : Le tank est le 1
er poste de consommation du bloc traite
avec 57% des consommations électriques – Photo CAIAC8 89.
Les postes suivants sont le chauffe-eau (12 Wh/litre
de lait) et la pompe à vide (10 Wh/litre de lait).
Concernant la production d’eau chaude sanitaire,
on relève quelques disparités de consommations
électriques. Pour ce poste, les consommations
électriques reposent sur le différentiel de
température entre l’eau froide et l’eau chaude
souhaitée, le volume d’eau de lavage des
équipements de traite lié { l’installation de traite et
l’âge du chauffe-eau.
Les consommations d’électricité associées au
fonctionnement de la pompe à vide sont
proportionnelles au temps de fonctionnement de
cette dernière. De nombreux paramètres
conditionnent le temps de traite : l’organisation de
l’éleveur, les pratiques d’hygiène des trayons, la
rapidité à laquelle les vaches sortent de la salle.
7 Institut de l’Elevage, Chambres d’Agriculture, 2009, Les
consommations d’énergie en bâtiment d’élevage laitier, Repères de consommations et pistes d’économies, collection synthèse, 31 pages. 8 CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d’Amélioration
du Cheptel du Centre et de l’Est.
10
Tous ces paramètres influent directement les
consommations d’électricité de ce poste.
Les autres équipements mobilisent en moyenne 4
Wh/ litre de lait produit. Dans cette catégorie, on
retrouve divers équipements électriques tels que la
pompe { lait, l’approvisionnement en eau (forage
ou puit), etc. L’éclairage et le nettoyage du sol et
des parois de la salle de traite sont des postes qui
consomment en moyenne 1 Wh/litre de lait pour
chacun des postes.
Graphique 2 :
Répartition des consommations d’électricité associées au
fonctionnement du bloc traite
Finalement, on constate qu’au sein du bloc traite, le
tank à lait, le chauffe-eau ainsi que la pompe à vide
présente une consommation significative
d’électricité et représentent respectivement 57%,
17% et 15%.
Les consommations électriques liées aux
pratiques d’élevage
Les consommations d’électricité associées aux
pratiques d’élevage sont principalement liées { 3
postes : la fabrication d’aliments { la ferme, le
raclage et la gestion des déjections (transfert,
reprise et homogénéisation des déjections).
Parmi les exploitations laitières enquêtées en
Bourgogne, 86% des exploitations fonctionnent
avec un atelier de fabrication des aliments à la
ferme (FAF), près de 35% des exploitations ont un
système de raclage automatisé, enfin, près de 50%
des exploitations enquêtées en Bourgogne
fonctionnent avec des équipements électriques
pour assurer le transfert, la reprise et/ou
l’homogénéisation des déjections.
Photo 6 : Les exploitations bourguignonnes consomment en
moyenne 1,7 Wh/litre de lait/an pour le raclage – Photo CA 71.
D’après le tableau 10, la consommation électrique
moyenne, associée à l’atelier de fabrication
d’aliments { la ferme et relevée au sein des
exploitations bourguignonnes, est de 1 Wh/litre de
lait produit. On constate toutefois de fortes
disparités de consommations électriques entre les
exploitations. En effet, ces consommations sont
conditionnées, d’une part, par le temps
d’hivernage des bovins, et d’autre part, par
l’intensité de fonctionnement de cette fabrique
d’aliments sur l’exploitation.
Tableau 10 :
Consommations d’électricité associées aux pratiques d’élevage
kWh/VL Wh/l de lait
Bourgogne National Bourgogne National
FAF9 7 - 1 -
Raclage automatisé
14 22 1,7 3,4
TRH10
25 12 3,5 1,7
En Bourgogne, les exploitations laitières
fonctionnant avec un raclage automatisé
enregistrent des consommations électriques de
l’ordre de 1,7 Wh/litre de lait produit soit deux fois
moins importantes que la moyenne nationale.
Inversement, pour le transfert, la reprise et
l’homogénéisation des déjections, les exploitations
bourguignonnes enregistrent des consommations
électriques correspondant au double des
consommations relevées au niveau national avec
3,5 Wh/litre de lait produit. Comme
précédemment, ces consommations d’électricité
sont fortement corrélées au temps d’hivernage des
animaux mais également conditionnées par la
conception des bâtiments.
9 FAF : Fabrication d’Aliments { la Ferme 10 TRH : Transfert, Reprise et Homogénéisation
57%
17%
14%
12%
Tank
Chauffe-eau
Pompe à vide
Autres
11
Les consommations globales d’énergie
Au total, près de 1200 kWh/VL/an soit près de
150 Wh/litre de lait produit
Pour analyser les consommations globales en
énergie consommées au sein des bâtiments
d’élevage laitier, l’ensemble des consommations
sont exprimées en kWh/VL/an ou Wh/litre de lait.
Dans ce cadre, les consommations de fioul sont
converties en kWh sur la base du pouvoir
calorifique inférieur avec 1 litre de fioul équivalent
à 9,853 kWh.
D’après les exploitations laitières enquêtées en
Bourgogne, on constate que la consommation
globale d’énergie est de 1185 kWh/VL/an, soit 152
Wh/litre de lait produit (cf. tableau 11). On relève,
en moyenne, une consommation moyenne de fioul
de 566 kWh/VL/an, soit 57,5 litres de fioul/VL/an,
et une consommation moyenne d’électricité de 619
kWh/VL/an. Globalement, comparée à la
moyenne11 des consommations d’énergie observées
{ l’échelle nationale, les exploitations laitières
bourguignonnes enregistrent des consommations
d’énergie plus importantes, de l’ordre de 25%
supérieures.
Tableau 11 :
Consommations globales d’énergie au sein des exploitations
laitières
Cette consommation moyenne d’énergie au sein
des exploitations laitières est établie sur un cumul
des consommations relevées pour chaque poste,
ceci donne une indication sur les consommations
moyennes observées dans ce type de ferme.
Néanmoins, ces consommations d’énergie
moyennes ne correspondantes à aucune situation
d’exploitation réelle puisque chaque exploitation
fonctionne avec des pratiques d’élevage, une
conception des bâtiments et une organisation du
11 Institut de l’Elevage et Chambres d’Agriculture, 2009, Les
consommations d’énergie en bâtiment d’élevage laitier, Repères de consommations et pistes d’économies, collection synthèse, 31 pages.
travail propre à chaque exploitation. Par
conséquent, il est plus judicieux et pertinent de
comparer et d’observer ces consommations par
poste, en fonction des postes présents sur
l’exploitation comparée, plutôt que dans la
globalité.
Graphique 3 :
Répartition des consommations globales d’énergie
Globalement, les postes les plus énergivores pour
une exploitation laitière sont l’affouragement
(33%), le tank à lait (26%) ainsi que le paillage et le
raclage (14%). Ces trois postes représentent plus de
70% des consommations globales en bâtiments
d’élevage. Ensuite, le chauffe-eau (8%) et la pompe
{ vide (7%) consomment 15% de l’énergie globale
consommée sur l’exploitation. Les autres
consommations représentent 12% des
consommations globales avec le curage, le
transfert, la reprise et l’homogénéisation des
déjections, la pompe à lait, le nettoyage, etc.
Synthèse des consommations d’énergie en
exploitation laitière-Références bourguignonnes
A partir des enquêtes réalisées en Bourgogne
auprès de 29 exploitations laitières, des tableaux
de références des consommations d’énergie en
bâtiments d’élevage ont pu être établis. Vous
trouverez ci-après 2 tableaux présentant les
références par type d’exploitations (4 types
d’exploitations sont identifiés). Les
consommations d’énergie sont exprimées en deux
unités : par vache laitière/an et pour 1 litre de lait
produit. Les consommations de fioul et
d’électricité correspondent aux consommations
relevées pour chaque poste dans les exploitations
fonctionnant avec ces postes. Les consommations
moyennes sont établies à partir de la moyenne des
consommations enregistrées par poste
(fioul+électricité).
33%
26%
14%
8%
7%
12%
Affouragement
Tank
Paillage-Raclage
Chauffe-eau
Pompe à vide
Divers
kWh/VL/an Wh/l de lait
Bourgogne National Bourgogne National
Consommation d’électricité
566 442 80 64
Consommation de fioul
619 442 72 64
Consommation globale
1 185 884 152 128
12
Synthèse des consommations d’énergie en exploitation laitière par type d’exploitation et par poste
Références bourguignonnes
Tableau 12 : Consommations moyennes de fioul et d’électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour une vache laitière sur un an
12 SFP : Surface Fourragère Principale
Type A B C D Description des exploitations
Type de salle de traite classique classique classique classique
Part de maïs dans la SFP
12
< 30% de maïs dans la SFP < 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP
Type de déjections fumier mixte fumier mixte
Séchage en grange non non non non
Nombre d’exploitations 6 11 7 5
Consommations d’énergie
Fioul (kWh/VL/an)
Electricité (kWh/VL/an)
Moyenne (kWh/VL/an)
Fioul (kWh/VL/an)
Electricité (kWh/VL/an)
Moyenne (kWh/VL/an)
Fioul (kWh/VL/an)
Electricité (kWh/VL/an)
Moyenne (kWh/VL/an)
Fioul (kWh/VL/an)
Electricité (kWh/VL/an)
Moyenne (kWh/VL/an)
Alimentation 330
Soit 33 L - 330
403 Soit 41 L
- 403 420
Soit 43 L - 420
434 Soit 44 L
- 434
Paillage 156
Soit 16 L - 156
126 Soit 13 L
- 126 127
Soit 13 L - 127
82 Soit 8 L
- 82
Raclage 103
Soit 11 L 18 67
65 Soit 7 L
8 35 52
Soit 5 L 54 53 - 4 2
Curage 70
Soit 7 L - 70
40 Soit 4 L
- 40 67
Soit 7 L - 67
43 Soit 4 L
- 43
Transfert, Reprise et Homogénéisation des déjections (TRH)
27 Soit 3 L
6 13 49
Soit 5 L 40 43 - 6 2
51 Soit 5 L
18 26
Fabrication d’Aliments à la Ferme (FAF)
- 4 4 - 11 9 - 7 5 - 5 5
Eclairage - 15 15 - 29 29 - 19 19 - 15 15
Chauffe-eau - 110 110 - 87 87 - 89 89 - 65 65
Pompe à vide - 75 75 - 81 81 - 80 80 - 67 67
Portillons - 0 0 - 18 7 - 8 3 - 0 0
Nettoyage des sols et des parois de la salle de traite
- 8 7 - 8 8 - 5 5 - 8 8
Tank à lait - 257 257 - 344 344 - 318 318 - 341 341
Equipements divers - 25 25 - 34 34 - 40 40 - 22 22
TOTAL 686
Soit 70 L 518 1129
683 Soit 70 L
660 1246 666
Soit 68 L 626 1228
610 Soit 61 L
545 1110
13
Synthèse des consommations d’énergie en exploitation laitière par type d’exploitation et par poste
Références bourguignonnes
Tableau 13 : Consommations moyennes de fioul et d’électricité relevées au sein des exploitations laitières bourguignonnes pour produire 1 litre de lait
13 SFP : Surface Fourragère Principale
Type A B C D Description des exploitations
Type de salle de traite classique classique classique classique
Part de maïs dans la SFP
13
< 30% de maïs dans la SFP < 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP > 30% de maïs dans la SFP
Type de déjections fumier mixte fumier mixte
Séchage en grange non non non non
Nombre d’exploitations 6 11 7 5
Consommations d’énergie
Fioul (Wh/l de lait)
Electricité (Wh/l de lait)
Moyenne (Wh/l de lait)
Fioul (Wh/l de lait)
Electricité (Wh/l de lait)
Moyenne (Wh/l de lait)
Fioul (Wh/l de lait)
Electricité (Wh/l de lait)
Moyenne (Wh/l de lait)
Fioul (Wh/l de lait)
Electricité (Wh/l de lait)
Moyenne (Wh/l de lait)
Alimentation 45,5
Soit 4,5 L - 45,5
51,0 Soit 5,0 L
- 51,0 53,0
Soit 5 L - 53,0
53,5 Soit 5,5 L
- 53,5
Paillage 20,5
Soit 2,0 L - 20,5
18,0 Soit 2,0 L
- 18,0 15,0
Soit 1,5 L - 15,0
10,0 Soit 1 L
- 10,0
Raclage 13,5
Soit 1,5 L 2,5 8,5
8,0 Soit 1 L
1,0 4,5 6,5
Soit 0,5 L 6,0 6,5 - 0,5 0,0
Curage 8,5
Soit 1 L - 8,5
6,0 Soit 0,5 L
- 6,0 8,0
Soit 1 L - 8,0
5,5 Soit 0,5 L
- 5,5
Transfert, Reprise et Homogénéisation des déjections (TRH)
4,0 Soit 0,5 L
0,5 2,0 6,0
Soit 0,5 L 5,5 5,5 - 1,0 0,5
6,0 Soit 0,5 L
2,5 3,5
Fabrication d’Aliments à la Ferme (FAF)
- 0,5 0 ,5 - 1,5 1,0 - 1,0 0,5 - 0,5 0,5
Eclairage - 2,0 2,0 - 4,0 4,0 - 2,5 2,5 - 2,0 2,0
Chauffe-eau - 14,5 14,5 - 12,0 12,0 - 11,5 11,5 - 8,5 8,5
Pompe à vide - 10,0 10,0 - 11,0 11,0 - 9,5 9,5 - 8,5 8,5
Portillons - 0,0 0,0 - 2 ,0 1,0 - 1,0 0,5 - 0,0 0,0
Nettoyage des sols et des parois de la salle de traite
- 1,0 1,0 - 1,0 1,0 - 0,5 0,5 - 1,0 1,0
Tank à lait - 34,0 34,0 - 46,0 46,0 - 37,0 37,0 - 41,0 41,0
Equipements divers - 3,5 3,5 - 4,5 4,5 - 5,0 5,0 - 2,5 2,5
TOTAL 92,0 Soit 9,5 L
68,5 150,5 89
Soit 9 L 88,5 165,5
82,5 Soit 8 L
74,0 150,0 75
Soit 7,5 L 67,0 136,5
Synthèse des consommations d’énergie dans les exploitations laitières par type d’exploitation
Graphique 4 : Consommations d’énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes
(consommations d’énergie exprimées pour une vache laitière/an)
Graphique 5 : Consommations d’énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes
(consommations d’énergie exprimées pour un litre de lait produit)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Type A Type B Type C Type D Tous types d'exploitations
kW
h/V
L/a
n
Types d'exploitations
Divers
Nettoyage
Portillons
Eclairage
Pompe à vide
Chauffe-eau
Tank à lait
FAF
TRH
Curage
Raclage
Paillage
Alimentation
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Type A Type B Type C Type D Tous types d'exploitations
Wh
/lit
re d
e l
ait
pro
du
it
Types d'exploitations
Divers
Nettoyage
Portillons
Eclairage
Pompe à vide
Chauffe-eau
Tank à lait
FAF
TRH
Curage
Raclage
Paillage
Alimentation
15
Présentation des pistes de réduction des consommations d’énergie
en bâtiments laitiers
En production laitière, les pistes de réduction des dépenses énergétiques associées au fonctionnement des
bâtiments d’élevage reposent sur 3 leviers : le bloc traite, les pratiques d’élevage et la production d’eau chaude
via l’installation d’un chauffe-eau solaire.
Le bloc traite
Comme nous avons pu le constater ci-dessus, le
bloc traite est un poste dont les dépenses
énergétiques sont importantes. Certains
équipements peuvent permettre de réduire les
consommations d’énergie de ce poste.
Le pré-refroidisseur de lait
Le pré-refroidisseur est un équipement permettant
d’abaisser la température du lait avant sont arrivée
dans le tank. Un échangeur de chaleur est
positionné entre la pompe à lait et le tank
permettant ainsi de transférer les calories générées
par le refroidissement du lait vers de l’eau. La mise
en place de cet équipement permet de réduire les
consommations d’énergie du tank de 40% { 50%.
Le récupérateur de chaleur
Le récupérateur de chaleur sur le tank à lait permet
de produire de l’eau tiède qui peut être valorisé
pour le nettoyage des équipements de traite ou
encore l’abreuvement des animaux. Cette eau est
préchauffée par l’intermédiaire d’un échangeur de
chaleur placé au niveau du tank, entre le
compresseur et le condenseur ventilé, qui permet
de capter les calories générées par le
refroidissement du lait effectué par le tank. En effet,
d’après l’Institut de l’Elevage14, pour refroidir 1 litre
de lait de 35°C à 4 °C, le tank consomme en
moyenne 27 Wh. Une économie d’énergie de 70% {
80% peut être réalisée sur les consommations du
chauffe-eau suite { l’installation de cet équipement.
La conception de la laiterie
Les dépenses énergétiques du tank à lait sont
fortement conditionnées par la conception de la
laiterie. En effet, la température ambiante de la
14
Institut de l’Elevage et Chambres d’Agriculture, 2009, Les
consommations d’énergie en bâtiment d’élevage laitier, Repères de consommations et pistes d’économies, collection synthèse, 31 pages.
laiterie, la qualité de la ventilation, les dimensions
de la laiterie ainsi que le positionnement du tank
sont autant de paramètres qui influencent les
consommations d’énergie associées au
fonctionnement du tank. Il est important de bien
veiller à isoler le stockage du lait tout en ventilant
correctement le condenseur du tank qui génère de
l’air chaud. Pour optimiser les consommations du
tank à lait, des aménagements sont possibles
comme l’installation du groupe frigorifique en
extérieur (tank avec groupe frigorifique séparé) ou
encore l’installation d’une partie du tank en
extérieur (tank compact, cf. photo 7 ci dessous).
Photo 7 : Sur cette installation, la partie arrière du tank est située
{ l’extérieure de la laiterie – Source : Institut de l’Elevage
L’entretien du tank est également un élément
essentiel pour limiter les surconsommations de ce
poste. Le dépoussiérage régulier des ailettes du
radiateur de refroidissement, l’entretien de la
laiterie en évitant la présence de poussières ainsi
que le maintien d’une ventilation minimum du
local permettent d’optimiser les consommations du
tank.
Figure 1 : Chauffe-eau solaire avec
chauffage d’appoint - Source ADEME
Les pratiques d’élevage
Les consommations de fioul associées aux pratiques
d’élevage représentent 50% des consommations
globales d’énergie relevées en bâtiments d’élevage
laitier. Plusieurs leviers sont identifiés pour
maîtriser ces consommations de carburant liées à
l’activité d’élevage de bovins lait.
Le fonctionnement du tracteur d’élevage
Pour minimiser les consommations de carburant, il
est nécessaire de bien veiller à maîtriser le temps de
fonctionnement du tracteur d’élevage en
optimisant l’organisation les circuits et le
dimensionnement des équipements mobilisés.
Le mode de conduite, plus ou moins économe, ou
encore les réglages et l’entretien réguliers des
engins motorisés sont également des paramètres
déterminants sur les consommations de carburant.
D’après l’Institut de l’Elevage, « une conduite
économique et un bon réglage du moteur
permettent de gagner jusqu’{ 1,5 litre de fioul par
heure, soit 900 litres pour 600 heures par an ».
Privilégier le raclage automatisé des
déjections
Le raclage permet d’évacuer les déjections animales
du bâtiment d’élevage vers l’ouvrage de stockage.
Le raclage tracteur mobilise en moyenne 10% de la
consommation de fioul en bâtiments d’élevage,
d’après l’enquête réalisée en Bourgogne. Le raclage
automatisé fonctionne avec des racleurs électriques
à chaîne ou hydrauliques, remplaçant des systèmes
de raclage tracteur notamment pour des
stabulations libres.
Pour un raclage tracteur mobilisant une puissance
tracteur de 70 à 80 CV, la puissance équivalente du
moteur d’un racleur automatisé est inférieure à 7,5
kWh. Le raclage automatisé permet de réaliser
jusqu’{ 80% d’économie d’énergie sur le poste
raclage dans certaines exploitations.
Les puissances d’entraînement des racleurs sont
évaluées en fonction du type de racleurs, du type de
déjections, de la longueur et de la largeur des
couloirs.
La production d’eau chaude via l’installation d’un chauffe-eau solaire
Le chauffe-eau solaire
Le chauffe-eau solaire est composé
de trois éléments principaux :
des capteurs thermiques vitrés
qui reçoivent le rayonnement
solaire.
un ballon de stockage de l’eau
sanitaire,
un ensemble de régulation.
Les capteurs thermiques récupèrent
les calories produites par le
rayonnement solaire pour chauffer
un liquide caloporteur. Ce liquide
(eau glycolée) transfère les calories
réceptionnées { l’eau sanitaire du
ballon de stockage grâce à un
échangeur (serpentin).
Les capteurs solaires sont installés
en toiture avec une orientation
proche du « plein sud » et inclinés à
45°C afin d’optimiser la production
d’eau chaude sanitaire.
La surface de capteur est évaluée en
fonction de la production d’eau
chaude nécessaire { l’exploitation.
Dans tous les cas, la couverture des
besoins en eau chaude sanitaire sera
au maximum de 60%, par
conséquent un chauffage d’appoint
est { prévoir pour porter l’eau {
température désirée (une résistance
électrique peut être intégrée au
ballon de stockage de l’eau).
Pour bénéficier d’avantage de renseignements sur les pistes de réduction des consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier,
vous pouvez vous référer { la brochure réalisée par l’Institut de l’Elevage et des Chambres d’Agriculture qui s’intitule « Les
consommations d’énergie en bâtiment d’élevage laitier, Repères de consommations et pistes d’économies », réalisée en 2009. Cette
brochure est disponible sur le site internet de l’Institut de l’Elevage :
http://www.inst-elevage.asso.fr/html1/IMG/pdf_pdf_CR_050933001-v.pdf
Cette brochure est également mise { votre disposition { la Chambre Régionale d’Agriculture de Bourgogne.
17
Sigles
CA : Chambre d’Agriculture
CAIAC : Coopérative Agricole Interdépartementale d’Amélioration de Cheptel du Centre et de l’Est
DAL : Distributeur Automatique de Lait
FAF : Fabrication d’Aliments { la Ferme
SFP : Surface Fourragère Principale
TRH : Transfert, Reprise et Homogénéisation
VL : Vache Laitière
Glossaire
Carte 1 : Origine géographique de l’échantillon bourguignon
Tableau 1 : Nombre d’enquêtes réalisées en Bourgogne
Tableau 2 : Répartition des exploitations selon leur quota laitier
Tableau 3 : Typologie des exploitations laitières, établie par l’Institut de l’Elevage, dans les diagnostics
sur les consommations d’énergie en bâtiments d’élevage laitier
Tableau 4 : Répartition des exploitations laitières enquêtées en Bourgogne selon la typologie de
l’Institut de l’Elevage
Tableau 5 : Répartition des exploitations laitières enquêtées selon le type de logement des vaches
laitières
Photo 1 : L’affouragement représente 54% des consommations de carburant pour une exploitation
laitière – Source : Institut de l’Elevage
Tableau 6 : Consommation totale de fioul en bâtiment par exploitation
Tableau 7 : Consommation de fioul par poste
Photo 2 : Le libre-service est une pratique économe – Source : CA 71
Photo 3 : Le paillage, 21% des consommations de fioul – Source : Institut de l’Elevage
Graphique 1 : Répartition des consommations de carburant
Photo 4 : Salle de traite – Source CAIAC 89
Tableau 8 : Consommation totale d’électricité en bâtiment par exploitation
Tableau 9 : Les consommations électriques moyennes du bloc traite par poste
Photo 5 : Le tank est le 1er
poste de consommation du bloc traite avec 57% des consommations
électriques – Source CAIAC 89
Graphique 2 : Répartition des consommations d’électricité associées au fonctionnement du bloc traite
Photo 6 : Les exploitations laitières bourguignonnes consomment en moyenne 1,7 Wh/litre de lait pour
le raclage – Source CA 71
Tableau 10 : Consommations d’électricité associées aux pratiques d’élevage
Tableau 11 : Consommations globales d’énergie au sein des exploitations laitières
Graphique 3 : Répartition des consommations globales d’énergie
Tableau 12 : Consommations moyennes de fioul et d’électricité relevées au sein des exploitations
laitières bourguignonnes pour une vache laitière sur un an
Tableau 13 : Consommations moyennes de fioul et d’électricité relevées au sein des exploitations
laitières bourguignonnes pour produire un litre de lait
Graphique 4 : Consommations d’énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes
(consommations exprimées pour une vache laitière/an)
Graphique 5 : Consommations d’énergie dans les exploitations laitières bourguignonnes
(consommations exprimées pour un litre de lait produit)
Photo 7 : Sur cette installation, la partie arrière du tank est située { l’extérieure de la laiterie – Source
Institut de l’Elevage
Figure 1 : Chauffe-eau solaire avec chauffage d’appoint – Source Ademe
p 4
p 4
p 4
p 5
p 5
p 6
p 7
p 7
p 7
p 8
p 8
p 8
p 8
p 9
p 9
p 9
p 10
p 10
p 10
p 11
p 11
p 12
p 13
p 14
p 14
p 15
p 16
Photos de couvertures : CAIAC 89 et CA 71
18
Coordination régionale
Chambre Régionale d’Agriculture de Bourgogne
3, rue du Golf - 21 800 Quétigny
Tél : 03.80.48.43.00.
Fax : 03.80.48.43.43.
Maîtrise de l’énergie
Céline ZANELLA
Tél : 03.80.48.43.46.
Courriel : [email protected]
Filière lait
Philippe DEPONGE
Tél : 03.80.48.43.36.
Courriel : [email protected]
Retrouvez ce document sur le site internet de la Chambre Régionale d’Agriculture de Bourgogne :
www.bourgogne.chambagri.fr
Janvier 2010
Contact :
Votre technicien :
Organisme :
Tél :
Mail :