[Réchauffement climatique] Des clés pour optimiser la ventilation mécanique en élevage laitier

Comment installer des ventilateurs ? Où ? Quel modèle choisir ? Le point avec Bertrand Fagoo de l'Idele et Denis Denion de Seenovia.

Publié le 7 février 2021 - Par Franck Mechekour

La ventilation mécanique contribue à renouveler l’air. « Mais ce que nous recherchons quand il fait très chaud, c’est d’apporter des vitesses d’air au niveau des animaux supérieures à 1 m/s au niveau de leur flanc. Une vitesse inférieure à 0,5 m/s est insuffisante. Au-dessus de 2 à 3 m/s, on n’améliore pas forcément beaucoup plus le confort thermique. Et après, on risque d’autres effets sur la poussière et l’ammoniac », explique Bertrand Fagoo, de l’Institut de l’élevage. Lutter contre le stress thermique suppose que le bâtiment bénéficie au préalable d’une ventilation naturelle correcte.

Son installation doit être réalisée dans les règles de l’art (nombre de ventilateurs, emplacement…). Une étude dédiée aux bâtiments d’élevage de demain, financée par le Cniel⁽¹⁾, a mis en évidence de grosses lacunes dans ce domaine. « L’évaluation des performances des systèmes de ventilation mécanique installés dans une vingtaine de bâtiments a montré que soit le matériel était peu performant, soit en nombre insuffisant ou encore mal placé », note Bertrand Fagoo, avant d’ajouter « mais cela s’améliore parce que les nouveaux équipements sont beaucoup plus performants. Et il y a une prise de conscience, quand on fait le choix de la ventilation mécanique, de la nécessité d’équiper correctement le bâtiment ».

Des nouvelles générations plus performantes

Les ventilateurs à flux horizontal de nouvelle génération (sortis depuis 3 à 4 ans) balaient sur 9 à 15 mètres de long et 5 à 7 mètres de large. « En largeur, ils sont au moins deux fois plus efficaces que les anciens ventilateurs. Ils ont progressé par le design de leurs pales et de leur carénage. Ils sont beaucoup moins bruyants et énergivores. Mais le souci aujourd’hui est que les anciens se vendent encore. »

Le choix d’un modèle de ventilateur se raisonne au cas par cas. « Chaque bâtiment est différent et les objectifs sont différents d’une ferme à l’autre. Il faut donc s’appuyer localement sur des conseillers indépendants spécialisés en ventilation en amont et des installateurs avertis assurant une qualité d’installation », recommande Bertrand Fagoo.

Les avantages et limites de certains modèles sont résumés dans le tableau ci-dessous. Globalement, la configuration du bâtiment est un premier élément de choix. Quand les bâtiments sont assez hauts, tous les modèles de ventilateurs conviennent. En revanche, on ne pourra pas installer de ventilateurs à pales dans un bâtiment trop bas ou comportant un gros encombrement au niveau de la charpente.

Le choix dépend également de son objectif. « Pour apporter des vitesses d’air vraiment importantes au niveau des animaux, les ventilateurs à flux horizontaux de nouvelle génération vont être plus efficaces que les ventilateurs à grandes pales (plus de 5 m de diamètre). Ces derniers brassent beaucoup de volume mais avec des vitesses d’air plus faibles », explique Bertrand Fagoo.

En revanche, s’il s’agit prioritairement de booster le renouvellement de l’air parce que la ventilation naturelle ne peut être améliorée dans un bâtiment trop large ou encaissé, la réflexion peut être différente. « Dans certaines situations, l’idéal serait même de combiner des ventilateurs à pales au-dessus des zones de couchage et des ventilateurs à flux horizontal au niveau de l’aire d’accès à l’auge. »

La qualité de l’installation est primordiale

Le système de logement intervient également. En aire paillée, si l’on recherche un assèchement de la litière, les ventilateurs à pales sont intéressants. Mais il faut en installer suffisamment pour lutter efficacement contre le stress thermique. « Cela n’est jamais le cas dans les bâtiments, compte tenu des coûts. On crée alors des zones de confort très hétérogènes quand il fait très chaud. Ce qui améliore la ventilation naturelle en période intermédiaire engendre des regroupements d’animaux sous les ventilateurs en période très chaude. Les regroupements peuvent bloquer la circulation des animaux et pénaliser aussi l’évacuation de la chaleur. »

Par ailleurs, quand on installe des ventilateurs dans un bâtiment avec beaucoup de rayonnement et avec peu d’ouvertures ventilantes, on risque d’être déçu. D’autant plus si l’équipement est insuffisant. « Il est possible de voir des vaches affluer au nord du bâtiment à l’ombre et chercher l’air frais plutôt qu’au sud sous des ventilateurs. Les vaches en situation de stress ont tendance à se regrouper et leur comportement est parfois surprenant. »

Les préconisations d'espacement ont évolué

Le contrôle de la vitesse de l’air avec un anémomètre dans les différentes parties du bâtiment est un bon moyen d’évaluer la qualité de l’installation. L’évolution des recommandations (une vitesse d’au moins 1 m/s) et les caractéristiques des ventilateurs ont conduit à modifier les préconisations d’installation. « On a eu tendance à installer les ventilateurs verticaux (flux horizontal) tous les 15 mètres. C’est trop espacé. Avec les ventilateurs plus récents et selon les situations, on peut les installer tous les 9 à 15 mètres. Quand un troupeau est très impacté par le stress thermique, il faut respecter les références actuelles d’espacement entre deux ventilateurs », souligne Denis Denion, consultant nutrition-robot chez Seenovia.

À titre d’exemple, en cas de fort impact du stress thermique, pour apporter plus de 1 m/s au niveau des flancs des vaches, les ventilateurs à pales doivent être installés à une distance équivalente à deux fois le diamètre de leurs pales. Soit un ventilateur tous les 12 mètres pour des pales de 6 mètres de diamètre.

(1) Le programme dédié aux bâtiments d’élevage de demain s’est déroulé de 2018 à 2020. Piloté par l’Institut de l’élevage, il a bénéficié de la collaboration du réseau FCEL, des chambres d’agriculture, du BTPL et des GDS.

Adapter le réglage des ventilateurs au contexte

Le bon réglage des ventilateurs est primordial. « L’augmentation de la vitesse est corrélée à la température. De 20 % à un régime minimal réglé entre 15 et 22°C, on passe à 100 % de la vitesse entre 27°C et 30°C », indique Bertrand Fagoo. Pendant les périodes extrêmes, avec des journées et des nuits chaudes qui s’enchaînent, la vitesse maximale, suivant les bâtiments et leur environnement peut être réglée entre 23°C et 27°C, précise quant à lui Denis Denion.

Faire tourner des ventilateurs à faible vitesse (10-20 %) en période intermédiaire est également une option pour « booster » si nécessaire la ventilation naturelle tout en consommant peu d’énergie.

Mise en garde

Les ventilateurs d'ancienne génération consomment plus d'énergie que les nouveaux. « Les moteurs en courant continu sont plus économes que les moteurs en courant alternatif », précise Denis Denion.

Le saviez-vous ?

Dans certains pays chauds (Israël…), on utilise des ventilateurs à pales de taille plus petite (moins de 5 m de diamètre) qu’en France mais qui tournent plus rapidement. « Ils permettent à la fois d’augmenter les vitesses et d’assécher les couchages quasi exclusifs en litière malaxée. Le frein jusqu’alors au développement en France de ces ventilateurs à pales de plus petite dimension est le coût », indique Bertrand Fagoo.

Où faut-il placer les ventilateurs ?

L’objectif est d’avoir des flux d’air homogènes pour éviter la concentration des animaux dans certaines zones.

Les vaches en périodes chaudes passent plus de temps debout pour évacuer la chaleur. Si la ventilation mécanique ne se fait que sur l’accès à l’auge, elles risquent de rester encore plus longtemps debout. « La réduction du temps de couchage est préjudiciable à la fois à la production de lait mais aussi à la santé de la vache, avec des répercussions sur plusieurs mois », rappelle Bertrand Fagoo.

Des priorités différentes selon les systèmes de traite

En traite conventionnelle, ce dernier préconise d’équiper en priorité l’aire d’attente de la salle de traite. « C’est la zone où les vaches souffrent le plus parce qu’elles y sont regroupées. » Puis les zones de couchage et d’accès à l’auge. En traite robotisée, il faut prioriser un équipement complet au niveau des zones de couchage, d’accès à l’auge et l’aire d’attente devant les robots.

Attention, en été, la mise en route des ventilateurs peut favoriser le phénomène de croûtage des effluents. « Les couloirs raclés peuvent alors devenir des vraies patinoires. »