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Modélisation thermique des bâtiments
d’élevage de poulets de chair en vue
d’optimiser le choix des équipements et les
paramètres de régulation
P. Robin1, G. Amand2, C. Nicolas3, D. Chevalier4, S. Gallot2,
E. Pigache4 , A. Keïta5
1INRA, 2ITAVI , 3CRAB , 4CRAPL , 5ANSES - France
Lille - 22 au 24 février 2017
Bâtiments d’Elevage de demain : construire l’avenir 2
Sommaire
• Pourquoi modéliser ? exemple du CO2
• Problématique de la gestion du CO2
– Variabilité des concentrations en élevage (incertitude)
– Effet des paramètres de régulation : débit minimum, température
de consigne (réglages éleveur)
– Effet des choix structurels : isolation thermique, type de
chauffage (bâtiment - équipement)
– Effet du climat (climat)
• Conclusion : conséquences sur les décisions de gestion
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Pourquoi modéliser ?
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Pourquoi modéliser ?
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introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion
incertitude
d’observation ?
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dépassements ?
 remèdes ?
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dépassement• Obligation de résultat : 3000 ppm CO2 en poulets de chair
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• Processus influençant la concentration
CO2animaux
= f(poids,
croissance,
activité)
chauffage
= f(climat, isolation,
ventilation)
litière
= f(épaisseur,
humidité)
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= f(animaux, climat)
causes de
dépassement
• conception
de bâtiment
• réglages
éleveur
• climat
Problématique de la
gestion du CO2
Variabilité des concentrations en élevage
• La variabilité
augmente en climat
froid
• La variabilité accrue
s’explique par le
mélange d’air
difficile entre :
 l’air froid entrant
(pauvre en CO2 )
 l’air chaud soufflé
par l’aérotherme
gaz (riche en CO2 )
 l’air ambiant
introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion
• Observation ANSES, 2015, poulet standard
Effet des paramètres de régulation :
simulation de scénarios
• Scénario de base =
– climat doux en début de lot, froid en fin de lot
– isolation « traditionnelle » du bâtiment
– chauffage gaz par combustion directe dans le
bâtiment
– débit minimum selon recommandation AFSSA,
1980
– température de consigne 19°C en fin de lot
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• Scénarios tests =
 effet climat = température diminuée de 5 °C (figuré )
 effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)
 effet construction = isolation ; combustion indirecte (pas de CO2 produit dans le
bâtiment ; ligne - - - - )
Effet des paramètres de régulation :
débit minimum
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augmentation du débit minimum
• effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)
 baisse de la concentration en CO2 quand le débit minimum augmente
Effet des paramètres de régulation :
débit minimum
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augmentation du débit minimum
• effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)
 hausse de la consommation de gaz ; impact limité en début de lot
 impact économique et environnemental considérable en fin de lot
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isolation thermique ; combustion indirecte
introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion
• effet bâtiment = isolation thermique ; mode de chauffage
 faible effet de l’isolation
 effet majeur de la combustion indirecte
isolation normale isolation renforcée (BEBC)
Effet du climat
introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion
• effet climat = hausse de la teneur en CO2 et de la consommation de gaz
 hausse de la consommation de gaz ; impact limité en début de lot
 impact économique et environnemental considérable en fin de lot
Lorsque le climat est froid la chaleur produite par les animaux est insuffisante pour
réchauffer l’air entrant => échangeurs de chaleur nécessaires en fin de lot
Conclusion : conséquences
sur les décisions de gestion
ou d’investissement
Conclusion
 Décisions possibles = court terme
 réglages du bâtiment : débit minimum en début de lot ; température de
consigne en fin de lot
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Colloque lille2017 sequence7a6-medibate_robin-amand_fr

  • 1. Modélisation thermique des bâtiments d’élevage de poulets de chair en vue d’optimiser le choix des équipements et les paramètres de régulation P. Robin1, G. Amand2, C. Nicolas3, D. Chevalier4, S. Gallot2, E. Pigache4 , A. Keïta5 1INRA, 2ITAVI , 3CRAB , 4CRAPL , 5ANSES - France
  • 2. Lille - 22 au 24 février 2017 Bâtiments d’Elevage de demain : construire l’avenir 2 Sommaire • Pourquoi modéliser ? exemple du CO2 • Problématique de la gestion du CO2 – Variabilité des concentrations en élevage (incertitude) – Effet des paramètres de régulation : débit minimum, température de consigne (réglages éleveur) – Effet des choix structurels : isolation thermique, type de chauffage (bâtiment - équipement) – Effet du climat (climat) • Conclusion : conséquences sur les décisions de gestion ou d’investissement
  • 4. Pourquoi modéliser ? exemple du CO2 introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion incertitude d’observation ? causes des dépassements ?  remèdes ? ppm CO2 Fréquencede dépassement• Obligation de résultat : 3000 ppm CO2 en poulets de chair
  • 5. Pourquoi modéliser ? exemple du CO2 introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion • Obligation de résultat : 3000 ppm CO2 en poulets de chair • Processus influençant la concentration CO2animaux = f(poids, croissance, activité) chauffage = f(climat, isolation, ventilation) litière = f(épaisseur, humidité) ventilation = f(animaux, climat) causes de dépassement • conception de bâtiment • réglages éleveur • climat
  • 7. Variabilité des concentrations en élevage • La variabilité augmente en climat froid • La variabilité accrue s’explique par le mélange d’air difficile entre :  l’air froid entrant (pauvre en CO2 )  l’air chaud soufflé par l’aérotherme gaz (riche en CO2 )  l’air ambiant introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion • Observation ANSES, 2015, poulet standard
  • 8. Effet des paramètres de régulation : simulation de scénarios • Scénario de base = – climat doux en début de lot, froid en fin de lot – isolation « traditionnelle » du bâtiment – chauffage gaz par combustion directe dans le bâtiment – débit minimum selon recommandation AFSSA, 1980 – température de consigne 19°C en fin de lot introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion • Scénarios tests =  effet climat = température diminuée de 5 °C (figuré )  effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)  effet construction = isolation ; combustion indirecte (pas de CO2 produit dans le bâtiment ; ligne - - - - )
  • 9. Effet des paramètres de régulation : débit minimum introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion augmentation du débit minimum • effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)  baisse de la concentration en CO2 quand le débit minimum augmente
  • 10. Effet des paramètres de régulation : débit minimum introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion augmentation du débit minimum • effet réglages = débit minimum augmenté (0,5 à 2 m3/h/kg poids vif)  hausse de la consommation de gaz ; impact limité en début de lot  impact économique et environnemental considérable en fin de lot
  • 11. Effet des choix structurels : isolation thermique ; combustion indirecte introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion • effet bâtiment = isolation thermique ; mode de chauffage  faible effet de l’isolation  effet majeur de la combustion indirecte isolation normale isolation renforcée (BEBC)
  • 12. Effet du climat introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion • effet climat = hausse de la teneur en CO2 et de la consommation de gaz  hausse de la consommation de gaz ; impact limité en début de lot  impact économique et environnemental considérable en fin de lot Lorsque le climat est froid la chaleur produite par les animaux est insuffisante pour réchauffer l’air entrant => échangeurs de chaleur nécessaires en fin de lot
  • 13. Conclusion : conséquences sur les décisions de gestion ou d’investissement
  • 14. Conclusion  Décisions possibles = court terme  réglages du bâtiment : débit minimum en début de lot ; température de consigne en fin de lot introduction incertitude réglages éleveur bâtiment - équipement climat conclusion  Décisions possibles = moyen terme (selon marge/m² bâtiment, disponibilité)  investissements bâtiment/équipement : combustion indirecte ; biomasse (impact économique et environnemental en fin de lot) ; isolation thermique renforcée ; échangeurs-récupérateurs de chaleur  Contrôles  vérification des réglages ; planification de la modernisation des élevages ; développement d’équipements adaptés
  • 15. À votre disposition pour toutes questions