Éléments de conception du système de ventilation pour la porcherie

En tant qu'installation centrale reliant les opérations en amont et en aval d'une exploitation porcine, le système de ventilation de la porcherie doit être conçu pour répondre aux besoins environnementaux des truies tout en tenant compte des exigences des porcelets. Dans la pratique, le système de ventilation de la porcherie de mise bas est un environnement qui impose des contraintes mutuelles : les truies sont sensibles à la chaleur tandis que les porcelets sont sensibles au froid. La coordination de cet environnement de production est cruciale pour la lactation des truies, l'œstrus post-partum, la croissance et l'état des porcelets, la survie des porcelets après le sevrage et même les performances globales annuelles du troupeau. Sur la base des contraintes mutuelles entre les truies et les porcelets, nous présentons et analysons ci-dessous les éléments de conception des systèmes de ventilation des porcheries de mise bas.

Modes de ventilation :

1. La ventilation des porcheries peut être organisée sous forme de pression positive, de pression négative, de pression égale (ou de légère pression positive) ou de ventilation naturelle. Les modes de pression positive et égale (ou légèrement positive) conviennent aux systèmes filtrés ; il existe également des modes de pression négative utilisés avec filtration. La ventilation naturelle s'applique aux bâtiments traditionnels indépendants et est désormais moins courante dans les exploitations modernes. Cet article présente principalement le système courant de ventilation sans filtre à pression négative des porcheries.
2. En cas de pression négative non filtrée, les méthodes d'admission diffèrent : admission par le toit, admission par le toit refroidi par un panneau évaporatif et mode combiné admission par le toit et admission longitudinale (tunnel) par le panneau. Dans les régions froides du nord de notre pays, où les températures extérieures estivales ne dépassent pas ou dépassent légèrement les 30 °C, les modes d'entrée par le toit ou d'entrée par le toit refroidi par un panneau peuvent être utilisés. Dans les autres régions où les étés sont chauds, il est conseillé d'utiliser un mode combiné d'entrée par le toit et par un panneau longitudinal (ou d'entrée par le toit refroidi par un panneau). Ce mode nécessite des matériaux d'isolation thermique pour le toit et le plafond suspendu et doit garantir un volume de ventilation suffisant en fonction de la région.

Structure du bâtiment et disposition des stalles :

1. La conception de la ventilation des porcheries ne peut être dissociée de la structure du bâtiment et de la disposition des stalles. Celles-ci doivent tenir compte de la taille de l'exploitation, du terrain, du coût d'investissement, du rythme de production, du renouvellement des porcs et d'autres facteurs. Les exploitations modernes utilisent généralement des bâtiments reliés entre eux, avec un flux de travail de type « grand bâtiment, petites unités, tout dedans, tout dehors ». La portée des porcheries est généralement inférieure à 30 m. Pour les exploitations de truies plus importantes, afin de gagner de l'espace, deux porcheries d'une portée supérieure à 20 m peuvent être combinées en une seule porcherie de 50 m de portée, avec des unités de mise bas disposées symétriquement le long d'une allée centrale.
2. En ce qui concerne la disposition des stalles, lorsque l'on utilise une ventilation longitudinale (tunnel) par évaporation pendant les étés chauds, il est recommandé que chaque rangée ne dépasse pas 12 ou 13 stalles, car les différences de température entre les extrémités d'évacuation et d'admission affectent la lactation des truies à l'extrémité de la rangée et le prochain œstrus. Cette différence s'explique par le fait que le volume d'évacuation et la vitesse du vent de la porcherie ne doivent pas être trop importants, afin d'éviter le stress thermique aux porcelets allaités, tout en continuant à accueillir les truies allaitantes. Par conséquent, les portées pour la ventilation en tunnel sont relativement courtes. Lorsque chaque rangée dépasse 14 stalles, le mode d'entrée par le toit refroidi par panneau est recommandé, car dans ce mode, les ouvertures d'admission sont réparties uniformément sur le plafond suspendu entre les unités de mise bas, ce qui garantit l'absence de zones mortes et améliore le contact de l'air frais avec le troupeau.
3. Quelle que soit la structure du bâtiment ou la disposition des stalles, la porcherie doit être bien étanche et des matériaux de construction isolants offrant de bonnes performances thermiques doivent être utilisés lorsque les conditions le permettent.

Température climatique et qualité de l'air :

1. Après avoir sélectionné le mode de ventilation, la structure du bâtiment et la disposition des stalles en fonction des processus de production et des conditions d'investissement, la conception de la ventilation doit tenir compte du climat local et des exigences environnementales à l'intérieur de la porcherie. La latitude, l'altitude, les précipitations et d'autres facteurs déterminent les conditions climatiques locales, qui à leur tour influencent les conditions internes de la porcherie. Bien que la ventilation mécanique et l'intervention humaine puissent contrôler l'environnement interne, la capacité de la ventilation à répondre aux objectifs visés ou aux besoins environnementaux du troupeau est limitée par de multiples facteurs.
2. Lors de la conception de la ventilation de la porcherie, utilisez des paramètres appropriés de température, d'humidité et de qualité de l'air. Les températures cibles typiques sont les suivantes : truies allaitantes 16 °C à 18 °C, porcelets nouveau-nés 35 °C à 37 °C et porcelets allaités 30 °C à 34 °C. L'humidité relative est généralement comprise entre 60 °C et 80 %, ce qui convient à la plupart des porcheries. Lors des étés chauds, une humidité élevée réduit l'efficacité du refroidissement par évaporation et aggrave le stress thermique ; lors des hivers froids, une humidité élevée augmente la perte de chaleur des animaux, affectant la thermorégulation et aggravant le stress dû au froid. Une humidité élevée augmente également les concentrations de substances nocives en suspension dans l'air, favorise la croissance microbienne et accélère la détérioration des aliments, ce qui a un impact négatif sur la santé du troupeau. Une faible humidité est moins nocive qu'une humidité élevée, mais lorsque l'humidité relative tombe en dessous de 40 %, elle peut provoquer des gerçures cutanées et une augmentation des particules en suspension dans l'air, entraînant des problèmes cutanés ou respiratoires. Lorsque la température est appropriée, les extrêmes d'humidité sont moins critiques ; l'augmentation de la température ou de la ventilation peut atténuer une humidité élevée. Un contrôle excessif de l'humidité peut interférer avec le contrôle de la température et l'apport d'air frais et pourrait réduire la qualité globale de l'air. Les valeurs d'humidité relative doivent donc être utilisées comme référence.
3. En outre, les gaz nocifs, les composés volatils du fumier et de l'urine, les poussières alimentaires et organiques, ainsi que l'activité des animaux produisent des odeurs, des microbes et des particules qui affectent la santé du troupeau et les conditions dans la porcherie. Les limites généralement requises sont de 3 000 mg/m3 pour le CO2, 15 mg/m3 pour le NH3 et 5 mg/m3 pour le H2S. Ces limites sont légèrement plus strictes que pour les autres porcheries, car les porcelets sont plus vulnérables. En été, lorsque les températures sont élevées, la porcherie doit assurer au moins 80 renouvellements d'air par heure ; en hiver, lorsque les températures sont basses, la ventilation par truie avec porcelets doit être d'au moins 45 m3/h afin de garantir un apport d'air frais suffisant et une bonne qualité de l'air.

Équipement auxiliaire :

1. Évacuation : Afin de garantir que le volume d'air intérieur évacué dépasse l'apport d'air frais, de créer une pression négative à l'intérieur de la porcherie et d'assurer une ventilation importante avec une pression négative modérée pour de bonnes performances, il est recommandé d'utiliser des ventilateurs axiaux. Les boîtiers de ventilateurs disponibles sur le marché sont principalement en acier galvanisé ou en fibre de verre ; les boîtiers en fibre de verre sont plus résistants à la corrosion et plus durables, mais aussi plus coûteux. Les modèles typiques sont des ventilateurs à entraînement direct de 18, 24 et 36 pouces ; les unités de mise bas utilisent rarement des ventilateurs à entraînement par courroie de 50 à 54 pouces, car les ventilateurs de plus de 50 pouces ont des volumes d'extraction importants et le flux d'air soudain au démarrage peut provoquer un stress thermique chez les porcelets. Les unités de mise bas sont généralement petites, c'est pourquoi les ventilateurs de taille moyenne et petite sont préférables. Pour calculer le volume d'évacuation, utilisez les courbes des ventilateurs à des pressions statiques de 12,5 Pa ou 25 Pa ; une pression statique plus élevée entraîne un débit d'air plus faible et une consommation d'énergie plus élevée. Compte tenu de l'étanchéité de la porcherie, de la précision des données fournies par le fabricant du ventilateur et de la structure intérieure, il est plus sûr et plus précis d'utiliser le débit d'air correspondant à une pression statique de 25 Pa. De plus, pendant le fonctionnement à faible ventilation en hiver, l'utilisation d'une évacuation par gouttière (fosse à lisier) est efficace pour supprimer les vapeurs nocives de la fosse qui affectent les porcelets. En été, avec l'augmentation de la ventilation et de la fréquence d'échange, l'impact relatif de l'évacuation par gouttière est réduit.
2. Entrée : Après avoir évacué l'air vicié, l'air frais doit être fourni via deux modes d'admission : par le plafond suspendu ou par les murs d'extrémité. Dans le mode d'admission par le plafond, de petites fenêtres d'admission au plafond s'ouvrent vers le bas. À faible débit de ventilation, la persienne s'ouvre légèrement et le débit d'air épouse le plafond et se mélange lentement à l'air intérieur avant de descendre vers les enclos. À des taux de ventilation plus élevés, l'angle de la persienne augmente et le flux d'air pénètre dans la zone de l'enclos de manière oblique. Pour éviter les courants d'air verticaux directs qui peuvent nuire aux porcelets ou remuer les gaz nocifs provenant des fosses à lisier, limitez et contrôlez l'angle de la persienne. Les entrées de plafond doivent être réparties de manière uniforme afin d'augmenter la couverture d'air frais et d'éviter les zones mortes, et ne doivent pas entrer en conflit avec les mangeoires, les câbles électriques ou les lumières. Le mode d'entrée par le mur d'extrémité est utilisé pour la ventilation des tunnels en été. La vitesse du vent dans les porcheries ne dépasse généralement pas 1 m/s ; la surface d'entrée du tunnel est calculée en utilisant des vitesses de vent d'entrée de 3 m/s à 4 m/s. Les ouvertures d'entrée peuvent être réglées à l'aide de panneaux en PVC motorisés ou automatiquement en fonction du volume d'évacuation du ventilateur.
3. Refroidissement : Le refroidissement par évaporation basé sur le principe de l'évaporation est une méthode de refroidissement fiable et éprouvée. L'eau humidifie le média du panneau par le haut ; l'air chaud aspiré à travers le panneau sous pression négative entre en contact avec le panneau humide et est refroidi par évaporation tout en augmentant l'humidité intérieure. La vitesse du vent de la ventilation du tunnel ajoute un effet de refroidissement par le vent pour atteindre les températures souhaitées. Cependant, l'efficacité du refroidissement par panneau diminue à mesure que l'humidité relative ambiante augmente. On utilise généralement des panneaux de 15 cm d'épaisseur avec un angle d'ondulation (par exemple, 45/15 degrés) pour assurer une entrée d'air régulière et un temps de contact prolongé entre l'air et le panneau. Calculez la surface du tampon en utilisant une vitesse de traversée du tampon de 1,7 m/s à 1,9 m/s ; des vitesses de traversée plus élevées augmentent la perte de pression et réduisent le débit d'air du ventilateur. Comme les porcheries évitent les vitesses d'air excessives et ont souvent un nombre limité de ventilateurs, il est pratique d'augmenter la surface du tampon et de choisir une vitesse de traversée du tampon plus faible.
4. Chauffage : Outre le chauffage local des zones de repos des porcelets à l'aide de lampes chauffantes, les porcheries ont besoin de sources de chaleur supplémentaires pendant les saisons froides afin de compenser les pertes de chaleur dues à la ventilation et d'atteindre les températures cibles. Les options de chauffage sont généralement des systèmes à eau chaude et des appareils de chauffage au gaz. Le chauffage à eau chaude a un coût de fonctionnement moins élevé, mais une réponse plus lente ; le chauffage au gaz coûte plus cher, mais peut augmenter instantanément la température de la porcherie. Dans les grandes exploitations porcines, les appareils de chauffage au gaz peuvent raccourcir les temps de séchage après désinfection et améliorer le renouvellement des salles de mise bas.
5. Contrôle automatisé : L'objectif de la ventilation est de maintenir des températures adaptées à l'allaitement des truies et des porcelets. Le fonctionnement des équipements d'admission, d'évacuation, de refroidissement et de chauffage nécessite donc un contrôle automatisé de haute précision plutôt qu'une intervention manuelle. Choisissez des régulateurs environnementaux de précision pour éviter les fortes variations de ventilation qui provoquent des fluctuations de température néfastes pour les porcelets et pour obtenir un bon rendement énergétique. Dans les systèmes de contrôle de pression négative, les fonctions d'alarme sont indispensables, en particulier les alarmes de température anormale dans les salles de mise bas.