le bâtiment à énergie positive en aviculture de chair et

Le bâtiment à énergie positive en aviculture de chair et en production porcine

Christian NICOLAS, Frédéric KERGOULAY, – Forum Energie 5 décembre 2013

Ce document est la propriété exclusive de la Chambre d’agriculture de Bretagne

Reproduction et communication à un tiers après autorisation préalable de la Chambre d’agriculture de Bretagne 2Le concept du BEBC+ en production porcineet en aviculture de chair5 décembre 2013 - GUERNEVEZ

Depuis 7 ans les Chambres d’Agriculture et les InstitutsTechniques (IFIP, ITAVI, Idele) conduisent des travaux surl’énergie en bâtiments d’élevage :

Utilisation rationnelle de l’énergie (Etude URE ADEME 2006)

Références de consommation d’énergie et observation du prix du propane payé par les aviculteurs (enquêtes CA et ITAVI)

Participation à la mise au point d’outils de diagnostic énergétique

Tests et pistes de réduction ou de substitution aux énergies conventionnelles

En 2011, un travail sur les bâtiments d’élevage à énergie positive a été engagé

Contexte et enjeux



Contexte et enjeux

• Politique en faveur de l’amélioration du bilan environnemental :

– Grenelle de l’environnement

– Plan de performance énergétique

La diminution des consommations d’énergie constitue l’unedes réponses à cet objectif (économie des ressourcesnaturelles et réduction des émissions de GES)

– Augmentation du prix des énergies

• Restructuration du parc bâtiment :

– Rénovation et renouvellement du parc de bâtiments Orienter

les constructions vers une moindre dépendance énergétique

– Améliorer l’image de l’élevage «hors-sol»



Inspiré du concept du bâtiment tertiaire et résidentiel à basseconsommation, mais en tenant compte des particularités del’élevage, notamment des objectifs de performancezootechniques.

Pour les filières avicole et porcine, les bâtiments de stockage,les stations de traitements et les fosses extérieures ne fontpas partie de la démarche mais peuvent-être utilisés pour laproduction d’énergie renouvelable.

Périmètre de la démarche



Principes méthodologiques

Les bâtiments d’élevage à énergie positive doivent :

– Être BEBC réduire les consommations d’énergie avant

d’envisager la production d’énergie renouvelable

– Respecter une obligation de moyen dans le but d’atteindre unobjectif de résultat de consommation d’énergie

Les objectifs sont exprimés en kWh / unité pour le stadephysiologique concerné

Les seuils sont calculés sur la base des références deconsommation de l’année 2009




Les énergies renouvelables produites viennent en déduction desconsommations et améliorent le bilan global, jusqu’à le rendrepositif



Les seuils seront exprimés en kWh d’énergie directe finale(consommée sur l’exploitation dont la quantité se retrouve sur lesfactures)

– 1 kWh électrique 1 kWh

– 1 litre de fioul 9.85 kWh

– 1 kg de propane (PCS) 13,88 kWh

Quelque soit le type d’énergie, l’objectif est de réduire laconsommation et la facture de l’exploitation.

Ainsi pour avoir un BEBC, il faut ramener les consommationsd’énergie directe en dessous des seuils déterminés par production.




Volailles

de chair

Bovins

lait

Palmipèdes

à foie gras

Bovins

allaitant

Oeufs

Veaux de

boucherie

0 TWh 1 TWh 2 TWh 3 TWh 4 TWh 5 TWh 6 TWh

Ele

va

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s

bo

vin

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Estimation annuelle totale

= 8,31 TWh

Volailles

reproductrices

Les consommations d’énergies directes finales

Etude URE - ADEME 2006



Les spécificités de la productionde volailles de chair

• Une salle d’élevage de surface et volume importants

• Des températures élevées pendant la période de démarrage (32 à 35 ° à 1j)

• Un renouvellement d’air minimum dès la mise en chauffe du bâtiment (800 mᶟ/h

pour 1200 m²)

• Des besoins en ventilation qui croissent avec le poids des volailles



Le BEBC Volailles de chair :un objectif de résultat

* références de consommation année 2009 (Enquête Chambres d'Agriculture du Grand Ouest)

1 : coefficient µ = 1

2 : coefficient µ = 0,8


Quelle que soit la zone, pour une altitude > 1 000 m le coefficient µ retenu est 1,2

Production de volailles

de chair

Consommation de référence

(kWh/m²/an)

Consommation maximale pour

obtenir un BEBC(kWh/m²/an)

Pourcentage d'économie à

atteindre

120* 65 x µ 45%



L’effort doit se porterprioritairement sur le poste chauffage



La facture de chauffage pour un élevage de 3 000 m²

est d’environ 20 000 € par an

Évolution du prix du propane - base 100 en 1996Source CRAB (relevés de prix effectués en exploitations)

• + 5,5% par an

Si la tendance se poursuit, le prix de la tonne de propane pourrait atteindre 1 500 € en 2021 !



Mise à température du bâtiment

Déperditions ventilation

– Ventilation contrôlée

– Ventilation parasite

Déperditions parois (isolation, ponts thermiques, …)



La mise en œuvre d’un poulailler à énergie positivepasse par 3 étapes

Produire de l’énergie(s) renouvelable(s)

Limiter les déperditions d’énergie

Récupérer de l’énergie



Limiter les déperditions d’énergie 1/2

• Limiter les besoins en énergie

– Démarrage sur une partie du bâtimentou en poussinières

– Éviter les apports d’eau inutiles dans lebâtiment (plate forme, fossés,gouttières, systèmes d’abreuvementperformant, …)

– Utiliser l’éclairage naturel (attentionaux déperditions thermiques).



• Minimiser les pertes d’énergie

– isolation adaptée, absence de pont thermique

– implantation du bâtiment,

– gestion optimisée de la ventilation, du chauffage et du refroidissement

– Utilisation de lampes basse-consommation en complément de la lumière naturelle

– …

Limiter les déperditions d’énergie 2/2



Récupérer l’énergie

• Récupérer l’énergie

– utilisation d’échangeurs récupérateurs de chaleur sur l’air extrait

– récupération d’énergie par les apports solaires (mur solaire)

– récupération des calories en sous-toiture(pariéto-dynamique)

– récupération de chaleur sous panneaux photovoltaïques

– récupération de chaleur sur système de compostage

– …

Air extérieur neuf

Air intérieur vicié

Air neuf réchauffé



Un exemple de poulailler à basse consommation

Exemple pour un poulailler de 1500 m² :

- Surcoût à la construction 30 %, soit 45000 € (sur isolation, étanchéité renforcée, récupération de chaleur, ventilation et éclairage économes…)

- Economie énergies directes 45 %, soit 6000 €/an

- Réduction émissions GES 14,5 teqCO2/an

- Economie d’énergie indirecte par l’amélioration des conditions d’élevage. 3 points d’indice de consommation en moins, c’est une économie de 12,3t aliment par an, soit 3700 €.

- Temps de retour sur investissement : 5 ans



Produire au moins la quantité d’énergieque le bâtiment consomme

à partir d’une source renouvelable.

• Chaudière biomasse

(chauffage des bâtiments)

• Un poulailler de 1000 m² peut recevoir environ 540 m² de panneaux solaires photovoltaïques avec un potentiel de production de 81 000 kWh par an, soit 81 kWh/m²/an (rappel objectif BEBC < 65 kWh/m²/an)

• …



Les spécificités de la productionporcine

• Des bâtiments fonctionnant pour l’essentiel à l’électricité (75% d’origine électrique)

• Plusieurs salles d’élevage de surface et volume variables selon les stades physiologiques (maternité, post-sevrage, engraissement, gestation)

• Des exigences de chauffage pour les jeunes animaux

• Un renouvellement d’air nécessaire au maintien de bonnes conditions d’ambiance

engraissement27 %

maternité22 %

verraterie-gestantes

8 %

autres7 %

post-sevrage36 %

Consommation énergétique par stade physiologique

(URE ADEME 2006)

ventilation39 %

chauffage46 %

Éclairage 7 %, Alimentation 4 %,

Autres (pompes…) 4 %

Consommation électrique par poste (URE ADEME 2006)



Le BEBC en production porcine:un objectif de résultat

• références de consommation année 2009

1 : coefficient µ = 1



Quelle que soit la zone, pour une altitude > 1 000 m le coefficient µ retenu est 1,2

Stade physiologique

Consommation de référence*(kWh/place)

Consommation maximale pour obtenir un BEBC

(kWh/place)

Pourcentage d'économie à atteindre

Maternité 900 540 x µ 40%

Post-sevrage 85 51 x µ 40%

Engraissement 40 20 x µ 50%

Gestation 160 80 x µ 50%



La mise en œuvre d’un bâtiment porc à énergie positive passe par 3 étapes

Produire de l’énergie(s) renouvelable(s)

Limiter les consommations d’énergie

Récupérer de l’énergie



Limiter les consommations d’énergie 1/5

• Implantation du bâtiment

– Vents dominants, couloirs tampons, solaire passif




• Renforcement de l’isolation et rupture des ponts thermiques




• Regroupement des stades chauffés




• Des équipements performants, bien dimensionnés et entretenus

– Ventilation centralisée et ventilation économe salle/salle

– Chauffage correctement positionné avec ou sans niche

– e




• Gestion du couple chauffage ventilation



Récupérer de l’énergie 1/3

• Echangeur de chaleur air-air, air-eau, air-terre



Récupérer de l’énergie 2/2

• Pompe à chaleur (géothermie, aérothermie, laveur d’air, lisier)



Produire de l’énergie

• Chaudière biomasse, méthanisation, solaire photovoltaïque etthermique, éolien…



Un exemple de bâtiments porc à énergie positive: 300 TNE

Pour être BEBC sur tous les bâtiments :

Pour devenir BEBC+:- Produire 113 000 kWh d’énergie renouvelable par 820 m² de panneaux photovoltaïques- Surcoût de 180 000 € et gains de 17 500 €/an par la revente d’électricité

Temps de retour du surcoût à l’ investissement :- BEBC = 6,5 ans- BEBC + = 10,3 ans soit 8,6 ans en moyenne

Engraissement Ventilateurs économes

Gestantes Ventilation centralisée

Post-sevrage Ventilation centralisée +

Pompe à chaleur

Maternité Ventilation centralisée +

Niches intelligentes

Economie 70 000 kWh/an




Surcoût 15 000 €

Surcoût 9 000 €

Surcoût 53 000 €

Surcoût 20 000 €

Total :212 000 kWhGain : 14 800 €/an

Total :97 000 €



Conclusion

Plusieurs intérêts à la démarche BEBC+ :

Une opportunité de minimiser lesconsommations d’énergie par nosbâtiments d’élevage et d’améliorer laconception et la performance de notre parc.

Une démarche à valoriser, elle n’existe pasactuellement dans d’autres payseuropéens.

Une implication de l’agriculture, etnotamment des productions «hors-sol»avec la société pour lutter contre leréchauffement climatique économiser etproduire de l’énergie.



Conclusion

• Trois guides BEBC+ : Porcs, volailles, herbivores



Ce travail s’inscrit dans le cadre du Programme Bâtiments d’élevage innovants à énergie positive

Lauréat de l’AAP CASDAR 2010 piloté par l’IFIP

le bâtiment à énergie positive en aviculture de chair et

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