Poulailler à Zimmerwald (BE): en cas de basses températures, les coulisses du jardin d’hiver sont fermées. Image : BZG Guggisberg et Nussbaum

Vue extérieure du poulailler de Zimmerwald avec système de toit PV et jardin d’hiver vitré. Image: Bell Suisse SA

Grâce à la récupération de la chaleur, la température des deux jardins d’hiver (WiGa/Wintergarten) de Zimmerwald peut être maintenue entre 10 et 15 °C, même en cas de températures inférieures à zéro. Image: Bell Suisse SA

Élevage de volailles à Zimmerwald: échangeur de chaleur à plaques, lequel extrait la chaleur de l’eau de lavage. Image: Bell Suisse SA

L’épurateur d’air vicié du poulailler de Zimmerwald nettoie l’air et en extrait simultanément la chaleur. Imageo: Bell Suisse SA

A Hellsau, la chaleur est distribuée par des tuyaux à ailettes en suspension libre (2 voies de 4 tubes chacune à gauche et à droite du poulailler). Imgae: Marianne Etter

Le poulailler de Micarna à Hellsau (BE): Pour la pompe à chaleur, 2800 m de conduites de saumure ont été posées dans le sol autour du poulailler. Image: rapport final de l’OFEN

Besoins en chauffage pendant une période de production de 36 jours («rotation ») dans l’exploitation de poulets à Hellsau. Image: rapport final de l’OFEN

Tandis que les pertes de chaleur par les murs restent relativement constantes pendant une période de production («rotation»), celles provoquées par la ventilation augmentent fortement. Image: rapport final de l’OFEN

Échangeur thermique comme celui du poulailler d’Hellsau: les flux d’air d’alimentation et d’air vicié sont entièrement séparés. Image: REVENTA

Un poulailler exemplaire : Adapter la technologie Minergie aux bâtiments d'élevage avicole pour une réduction des besoins de chauffage importante

(BV) Les bâtiments d'élevage avicole doivent être fortement chauffés et consomment par conséquent beaucoup d’énergie. L’utilisation de pompes à chaleur, la récupération de la chaleur de l’air évacué et une excellente isolation des bâtiments permettent une réduction pouvant atteindre quatre cinquièmes de la consommation d’énergie de chauffage. Cela permet de réduire les coûts d’exploitation et, avec une conception appropriée du système de ventilation, d’améliorer le bien-être des animaux. Telle est la conclusion de deux projets du canton de Berne réalisés avec le soutien de l’Office fédéral de l’énergie dans le cadre du programme pilote et de démonstration. Les projets montrent également la fiabilité de fonctionnement de la technologie Minergie et la possibilité d’une exploitation économique dans l’agriculture. (Text auf Deutsch >>)


Après le porc, le poulet est le deuxième type de viande le plus populaire en Suisse. Les deux tiers de la production proviennent des environ 1000 exploitations avicoles nationales. Les poussins y sont engraissés pendant 36 jours avant que les animaux ne soient abattus et transformés en divers produits à base de volaille. Les poussins requièrent beaucoup de chaleur et les poulaillers doivent être chauffés à environ 32 °C pendant la première partie d’un cycle de production. Les besoins en énergie de chauffage baissent ensuite dans la mesure où les animaux plus grands dégagent plus de chaleur eux-mêmes. A partir du 22e jour de leur vie, les animaux ont accès à une zone couverte, ouverte sur toute la longueur du poulailler («jardin d’hiver»), dans laquelle règnent les conditions climatiques extérieures. C’est ce qu’exige la norme SST (pour: « système de stabulation particulièrement respectueux des animaux »), à laquelle la majorité des exploitations suisses de production de poulet sont soumises.

Forte teneur en poussière de l’air vicié combinée à l’humidité
Une exploitation suisse de taille moyenne, avec une surface de stabulation de 600 m², produit 9000 poulets standard, d’un poids vif d’environ 2.2 kg, au cours des huit passages («rotations») d’une année. Jusqu’à présent, l’énergie pour le chauffage du poulailler provient généralement de chauffages au gaz ou au fioul. Une grande partie de l’énergie de chauffage s’échappe plus tard dans l’environnement par le biais de la ventilation. L’utilisation d’une installation de récupération de chaleur permet de réduire ces pertes. Cependant, les systèmes de récupération de chaleur connus de la technique du bâtiment ne sont pas encore la norme dans l’industrie. Cela s’explique en partie par la maintenance laborieuse et les exigences strictes en matière d’hygiène dans la production avicole: la forte teneur en poussière de l’air vicié combinée à l’humidité de condensation peut entraîner l’obturation des échangeurs de chaleur classiques. Afin d’éviter cela, les échangeurs de chaleurs doivent être remplacés après chaque rotation, ce qui représente une charge de travail relativement grande.

Bell teste la récupération de chaleur
Dans ce contexte, la société Bell Suisse SA a élaboré un concept énergétique novateur en matière de récupération de chaleur. Bell fournit le détaillant Coop en produits à base de volaille et de viande. A cette fin, l’entreprise coopère avec 360 exploitations de production de poulet dans tout le pays. L'une d’entre elles est dirigée par les familles Guggisberg et Nussbaum à Zimmerwald dans le canton de Berne. Les fournisseurs de Bell ont mis en service un nouveau poulailler au cours de l’été 2020. Cela établit de nouvelles normes en matière d’efficacité énergétique grâce à la récupération de chaleur, laquelle n’a pratiquement jamais été utilisée dans les exploitations de Bell auparavant. L'installation est conçue comme un système en circuit fermé, c'est-à-dire que les flux d’air d’alimentation et d’air vicié sont acheminés séparément. «Du point de vue hygiénique, il s’agit de la solution optimale car la poussière et les germes éventuels sont éliminés de l’air vicié et ne s’échappent pas à l’extérieur. En outre, le nettoyage fastidieux après chaque cycle, comme c'est le cas avec les systèmes air-air, n’est plus nécessaire», explique Stefan Werren, chef de projet chez Bell. Le système en circuit fermé représente un bon compromis entre l’efficacité et les coûts. Le bâtiment est chauffé par une pompe à chaleur. Elle extrait l’énergie de l’air ambiant par le biais d’un échangeur de chaleur et le porte à une température de départ de 45 à 55 °C, plus élevée que la température habituelle des pièces d’habitation.

Une réduction de 77%.
L’installation de Zimmerwald est un projet de démonstration de l’OFEN. En attendant, les résultats de la surveillance pour le semestre d’hiver 2020/21 sont disponibles: les besoins en énergie utile pour le chauffage du bâtiment pour une exploitation de production de poulets de taille moyenne avec une superficie de stabulation de 1100 m² est de 200'000 kWh/a. Les valeurs mesurées jusqu’à présent permettent de conclure que les besoins en énergie de chauffage passeront à 46'000 kWh/a, ce qui représente une réduction de 77%. L’installation est également bénéfique pour les animaux: afin de répartir uniformément l’air d’alimentation dans le bâtiment, celui-ci, après avoir été préchauffé par la chaleur résiduelle de l’air évacué, passe d’abord par les deux jardins d’hiver situés de part et d’autre du bâtiment. Cela augmente la température dans les jardins d’hiver: les espaces extérieurs offrent ainsi aux poulets un endroit où se promener, même lorsque les températures extérieures sont basses.

Pompe à chaleur saumure-eau dans le poulailler de Micarna
Hans et Matthias Leuenberger ont fait un pas similaire vers la durabilité en construisant un nouveau poulailler à Hellsau, au nord de Burgdorf (BE) en 2019. Ils réalisent leur production sur mandat de Micarna, la filiale de Migros. Leur nouveau poulailler, comme celui de Zimmerwald, est doté d’une isolation thermique conforme au standard Minergie. La chaleur de chauffage provient également d’une pompe à chaleur, laquelle puise toutefois la chaleur dans le sol et non dans l’air. La récupération de la chaleur est réalisée par le biais d’un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire: celui-ci se compose d’un faisceau de tubes verticaux d’un diamètre de 5 cm chacun. «Ce mode de construction assure que le mélange de poussière et d’eau de condensation ne bouche pas l’échangeur de chaleur», affirme David Stauffer, propriétaire de la société Globogal AG qui a conçu le système énergétique du poulailler en collaboration avec la société WPC Wärmepumpencenter AG.

Récupération de chaleur
La consommation énergétique du poulailler a été mesurée entre avril 2019 et mars 2020 dans le cadre d’un projet de démonstration de l’OFEN. Si le bâtiment nécessitait auparavant environ 160'000 kWh de chauffage par an, elle était de 69'000 kWh sur la période de surveillance. «Les trois quarts des économies sont dues au système de récupération de chaleur généreusement dimensionné, le reste étant dû à l’amélioration de l’isolation thermique», explique Ludo Van Caenegem, principal auteur du rapport de surveillance. Grâce à la pompe à chaleur, l’approvisionnement en chaleur de chauffage requiert seulement 19'000 kWh d’électricité. Les besoins énergétiques du poulailler et du bâtiment de résidence correspondant (un total d’au moins 32'000 kWh) pourraient être couverts à 40% grâce à l’accumulateur de chaleur et d’électricité de l’installation photovoltaïque (production annuelle: 78'000 kWh). «En réalité, l’utilisation de pompes à chaleur et la récupération de chaleur devraient être obligatoires dans la production de poulets en Suisse», affirme Stauffer. Selon Stauffer, environ une exploitation sur trois pourrait être équipée d’un système énergétique approprié. Il estime les coûts supplémentaires à tout juste 400'000 fr. pour un poulailler. Les économies réalisées sur les coûts énergétiques (20'000 fr./an) seraient amorties après 20 ans.

Des propriétés spécifiques aux secteurs
Les deux projets illustrent le potentiel des pompes à chaleur dans le secteur industriel/commercial. En revanche, les expériences ne sont transférables à d’autres secteurs uniquement de manière limitée car la production de poulets présente des conditions très spécifiques. Il s’agit notamment des grandes différences de température et d’humidité dans les poulaillers, du renouvellement d’air important (jusqu’à 60 000 m3/h) pour maintenir la concentration de CO2 en dessous de la valeur limite de 3000 ppm, mais aussi des niveaux élevés de poussière et d’ammoniac dans l’air des poulaillers. De telles particularités posent également des problèmes particuliers. Par exemple, la question de savoir si les exigences du standard Minergie en matière d’isolation thermique sont éventuellement exagérées dans ce cas, car les animaux plus grands émettent beaucoup d’énergie, laquelle doit pouvoir être évacuée.

L’accès à l’extérieur
Le projet Bell permettra en outre de clarifier la manière de développer l’élevage SST. Selon la norme, les coulisses d’accès à l’extérieur doivent être complètement ouvertes en cas de températures extérieures supérieures à 13 °C, ce qui est parfois contre-productif, selon l'âge des poules, car il fait alors trop froid pour elles et elles se retirent dans le poulailler. L'expérience pratique montre que tant qu’il y a un besoin de chauffage et que la récupération de chaleur fonctionne, il n’est pas opportun de fixer une limite de température rigide pour les animaux et le climat du poulailler. «L’élevage SST doit être ajusté en fonction du nouveau système de ventilation», exige Stefan Werren.

Texte : Benedikt Vogel, sur mandat de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN)

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