Evaluation de différents procédés de séchage du foin Technique de séchage du foin – Consommation d‘énergie – Qualité du fourrage

Alfred Pöllinger et Reinhard Resch Institut für artgemäße Tierhaltung und Tiergesundheit Institut für Pflanzenbau und Kulturlandschaft

Formation continue en construction rurale Station de recherche Agroscope ART, 5 - 6 novembre, 2013

Sommaire

1. Séchage du foin au LFZ – contexte du projet 2. Installations (bâtiments, application technique) 3. Fonctionnements, pannes, particularités 4. Résultats – Consommation d‘énergie 5. Etudes autrichiennes - Resch 6. Résultats – Qualité du fourrage 7. Résumé

Contexte du projet Décennies de recherche dans le domaine de la conservation de l‘ensilage/de la qualité des fourrages au LFZ A partir 2000, prise en considération plus importante du séchage du foin et de la qualité des fourrages En 2009, un projet est planifié au LFZ avec affourragement de foin (entreprise SR-Reindl / ThermoDynamik) Installation d‘un déshumidificateur combiné avec un chauffage solaire sous la toiture au LFZ Installations déjà disponibles au LFZ: chauffage solaire sous la toiture et séchage à froid

Problématique du projet Comparaison de différents procédés de

conservation de fourrage grossier Séchage par déshumidification Séchage à froid Foin séché au sol Ensilage

Par rapport à la qualité du fourrage (composants, microbiologie), apport d‘énergie, consommation de fourrage, production laitière

Utilisation de l‘énergie solaire!?

Séchage à froid existant

Casier à foin Souffleuse

Installation de séchage du foin NOUVEAUTE!

Surface de base: 96 m2

Hauteur des grilles 60 cm (bord inférieur) Claies: 50x150 Bois ronds: intervalle 60 cm Armatures CQS 100 Couverture latérale 60 cm

Direction de la soufflerie

Ventilateur – SR 1000

Puissance nominale 22 kW

Type Année de construction Début PA

Puissance nominale PA Courant nominal V/Hz Cos Régime nominal

Moteur d‘entraînement

Ventilateur

Courant volumétrique – 1ère coupe 2011

Max. 0,13 m3/sec et m2 de surface du tas

Au moins encore 0,07 m3/sec.m2

Avec une consommation d‘énergie de 28 à 30 ampère seulement par le ventilateur !

Déshumidificateur Pompe à chaleur - Données

Type Année de construction Réfrigérant Quantité de réfrigérant Tensions Puissance connectée

Déshumidificateur – Pompe à chaleur

Capteur solaire au LFZ

Schéma du système Source: Sattler, 2012

760 (410) m2 surface nette– inclinaison du toit 20° Orientation Nord/Sud 4 fois la surface de toit par rapport à la surface des casiers. Avec 200 W/m2 (réduit côté nord.) – 130 (71) kW

Schéma d‘installation Gumpenstein

Ansaugbereich stirnseitig von Ost und/oder West zur Mitte

Süden NordenZubau-Dach

Klappe 1 Umluft

Tor 2 FrischluftWärmebildkamera - Oberflächentempertur möglich

Klappe 3 offen=reiner Solarbetrieb

offen Aufstieg u.Tür Abstieg

Bodenrost

1

2 2 2 2

Firstkappe

1/1Sammelkanal

1/5

1/6

4/2

4/1 4/3

3/1

5

4/4

4/5

2 2 2 2

3/2

6

78/1,2 8/3,4

2 2 2 2

Combinaison du réchauffement de l‘air par énergie solaire

et de la déshumidification

Commande – NOUVEAUTE!

Einstellungen

Fauche avec conditionneuse: - env. 10 kW de puissance en plus nécessaire (3 m LT) + 15 à 20 kWh/remplissage des casiers - env. 2-4 heures de séchage en moins dans le casier à foin – 60 – 120 kWh - Donne 45 à 100 kWh de potentiel d‘économie (12.000 kg MS = env. 5 ha de prairie

permanente)

Fanage avec un régime inférieur!?

Sec en surface – Risque de pertes par brisures – adapté le régime! Et encore humide en dessous – mauvaise répartition – Fourrage „entortillé“ – cf. photo régime trop faible!?

Que sont les pertes par brisure?

termination des pertes par brisure

Pertes par brisure et lors du ramassage Valeurs en kg MS/ha, prairie permanente 2012

Procédé de récolte 1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe

Ensilage 92 157 135

Foin séchage avec

déshumidificateur 251 175 193

Foin séchage à froid 274 243 209

Foin séchage au sol 312 281 439

Projet foin, LFZ Raumberg-Gumpenstein, 2010 – 2013 DA Schrammel, J. et Klug, M., 2012

Pertes par brisure- Procédés de récolte

0

2

4

6

8

10

12

Ensilage Foin séché en grange Foin séché au sol

Valeurs en pourcentage de 2.870 kg MS/ha

100 kg MS/ha 7,5 %

11 %

Correspondent à 300 l de lait/ha

Gleichmäßige Einlagerung

Avec casiers surélevés

Approvisionnement régulier des casiers!!! Augmentation du rendement de déshumidification de 20 % grâce aux mouvements pendulaires cycliques „Casiers surélevés“ nécessaires – Problème des grandes halles de stockage du foin!

Pourquoi des casiers surélevés?

Rendement de déshumidification/ Humidité rel. de l‘air

Hum

idité

rela

tive

en %

Com

pteu

r d‘e

au e

n lit

res/

min

Humidité de l‘air au-dessus du foin

Humidité de l‘air dans la chambre à foin

Humidité extérieure

Humidité avant le déshumidificateur

Compteur d‘eau

Schnitt

Ausgangsdaten: Einheit Entf. Kaltbel.Entf. Praxis Entf. Kaltbel. Entf. Kaltbel.

Einfuhr FM kg 13.230 4.145 38.830 18.805 9.850 14.120 6.080 TM % 56,6% 66,1% 60,2% 62,4% 75,9% 65,2% 72,8%

TM i.d.Box kg 7.491 2.739 23.358 11.727 7.475 9.208 4.427 Heugewicht i.d.Box kg 8.465 3.095 26.395 13.251 8.447 10.405 5.002

Wasser abzutrockenen kg 4.620 997 11.982 5.326 1.258 3.536 992 Energieverbrauch:

pro Tonne TM kWh 87 66 146 140 25 306 111 pro Tonne Heu kWh 77 57 129 124 22 271 97

spez.Energiebed. Wasser W/kg 141 180 285 309 149 796 497 Energiekosten (18Cent/kWh)

pro kg TM Cent 1,6 1,2 2,6 2,5 0,5 5,5 2,0 pro kg Heu Cent 1,4 1,0 2,3 2,2 0,4 4,9 1,7

2. Schnitt 3. Schnitt1. Schnitt

Consommation d‘énergie/Coûts 2012

Remarque: la 3ème coupe n‘a pas eu lieu en 2012 à cause des innondations

Coupe 1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe

Données initiales: Unité

Apport de MF MS

MS dans le casier Poids du foin dans le casier

Eau à extraire Consommation d‘énergie

Par tonne de MS Par tonne de foin

Besoin spéc. d‘énergie eau Coûts énergétiques

Par kg de MS Par kg de foin

19.04.2013 R. Resch

Cours de formation continue en construction rurale Station de recherche Agroscope ART

Gestion de la conservation et qualité du foin

Résultats des projets foin LK

Reinhard Resch

LFZ-Institut Pflanzenbau und Kulturlandschaft

19.04.2013 R. Resch

1ère coupe. 2ème c. 3ème c. Nombre d‘analyses de fourrage 460 381 157 Teneur - Moyenne 119,5 137,7 150,9 Teneur - Ecart-type 20,8 18,4 23,8 Teneur - Minimum 59 72 76 Teneur - Quartile inférieur (25 %) 95 120 134 Teneur - Quartile supérieur (75 %) 119 142 162 Teneur - Maximum 206 215 249 Facteur environnemental significatif Land 0,005 0,001 0,043 Pente 0,290 0,201 0,045 Altitude 0,000 0,957 0,389 Cendres brutes 0,002 0,057 0,639 Facteur de management significatif Mode économique 0,005 0,000 0,007 Faucheuse

0,047 0,809 0,971

Procédé de séchage 0,001 0,014 0,008 Date de récolte 0,000 Valeur de P à un niveau de confiance de 95 % < 0,01 très significatif, >0,05 significatif

Matière azotée

[g/kg TS] Composant

Valeur de P

Valeur de P

Teneur en matière azotée dans le fourrage grossier Rapport avec le procédé de séchage

Moyenne 1. 2. 3.+ Altitude [m] 898 856 689 Date de récolte 6.6. Cendres brutes [g] 89 108 118 R² 46,6 32,7 40,4 RSD 6,1 5,3 9,3

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

1. Aufwuchs 2. Aufwuchs 3. + Aufwuchs

Bodentrocknung

Kaltbelüftung

Warmbelüftung

Mat

ière

azo

tée

(g/k

g de

MS

)

1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe

Séchage au sol

Séchage à froid

Séchage à chaud

19.04.2013 R. Resch

1. Aufw. 2. Aufw. 3. Aufw. +Anzahl Futteranalysen 459 381 157Gehaltswert - Mittelwert 5,64 5,58 5,65Gehaltswert - Standardabweichung 0,47 0,3 0,31Gehaltswert - Minimum 4,31 4,62 4,73Gehaltswert - unteres Quartil (25 %) 5,37 5,33 5,49Gehaltswert - oberes Quartil (75 %) 6,02 5,72 5,87Gehaltswert - Maximum 7,23 6,28 6,84Signifikanter Umweltfaktor

Jahr 0,000 0,250 0,555Bundesland 0,003 0,000 0,000Hangneigung 0,058 0,048 0,036Seehöhe 0,005 0,000 0,000Signifikanter Managementfaktor

Wirtschaftsweise 0,000 0,161 0,166Siloverzicht (HKT) 0,016 0,008 0,035Mähzeitpunkt 0,652 0,720 0,030Zetthäufigkeit 0,768 0,537 0,019Dauer der Feldphase 0,001 0,792 0,333Trocknungsverfahren 0,000 0,013 0,374Erntedatum 0,000P-Wert bei 95 % Konfidenzniveau: < 0,01 hoch signifikant, < 0,05 signifikant

EnergieNettoenergie-Laktation

[MJ/kg TM]

P-Wert

P-Wert

Teneur en énergie nette dans le fourrage grossier Rapport avec le procédé de séchage

Moyenne 1. 2. 3.+ Altitude [m] 898 854 689 Date de récolte 6.6. Cendres brutes [g] 89 108 118 R² 51,9 45,6 64,9 RSD 0,13 0,07 0,12

5

5,1

5,2

5,3

5,4

5,5

5,6

5,7

5,8

5,9

6

1. Aufwuchs 2. Aufwuchs 3. + Aufwuchs

Bodentrocknung

Kaltbelüftung

Warmbelüftung

NE

L (M

J/kg

de

MS

)

Séchage au sol Séchage à froid Séchage à chaud

Energie nette lactation (MJ/kg MS)

1ère coupe 2ème c. 3ème c.

Valeur de P à un niveau de confiance de 95 % < 0,01 très significatif, >0,05 significatif

1ère coupe 2ème coupe 3ème coupe

Nombre d‘analyses de fourrage Teneur - Moyenne

Teneur - Ecart-type Teneur - Minimum

Teneur - Quartile inférieur (25 %) Teneur - Quartile supérieur (75 %)

Teneur - Maximum Facteur environnemental significatif

Année Land

Pente Altitude

Facteur de management significatif Mode économique

Renoncement à l‘ensilage Date de fauche

Fréquence de fanage Durée de la phase au champ

Procédé de séchage Date de récolte

Valeur de P

Valeur de P

19.04.2013 R. Resch

Teneur en énergie nette dans le fourrage grossier Rapport avec la durée de séchage effective

Ener

gie

nette

lact

atio

n (N

EL)

(MJ/

kg M

S)

Durée du séchage (heures de temps de séchage effectif)

1ère coupe 2ème coupe

3ème coupe + coupes suivantes

Résumé

Sur toute la chaîne, il est possible/nécessaire d‘économiser de l‘énergie (procédés de fanage,..) La teneur du fourrage en énergie peut être augmentée (comparaison foin séché au sol) ou maintenue (comparaison ensilage, opportunité de récolte– MJ/NEL) Les pertes par brisure sont des pertes d‘énergie et peuvent être réduites – réglage des machines/régime à la prise de force 200 à 300 l de lait/coupe.ha – comparaison foin séché au sol

Résumé

Effets significatifs du management sur la qualité du fourrage grossier (Resch) Le réchauffement solaire sous la toiture continue à être prioritaire – important également pour l‘apport de chaleur avant le séchage par déshumidification Prévoir des réserves pour la déshumidification (mauvais temps, humidité résiduelle trop élevée) – 72 h! Les techniques de réglage et de commande modernes permettent de réaliser des économies sur les coûts d‘énergie