Economie d'énergie avec le pré-refroidisseur

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Dans les élevages laitiers, l’électricité représente environ 20 % de l’énergie totale consommée sur l’exploitation. Le bloc traite mobilise 85 % de cette consommation : le tank à lait et le chauffe-eau sont les deux principaux postes avec respectivement la moitié et le quart de la consommation.

En premier lieu, nettoyer son installation !

Trois années de mesures réalisées dans 32 élevages haut-normands ont montré que la consommation du tank variait de 6 à 36 kWh/1000 L. Le refroidissement du lait pèse d’autant plus sur la facture d’électricité que le litrage est important et que l’aération de la laiterie est insuffisante.
Des économies peuvent donc déjà être réalisées sans investir, en nettoyant régulièrement le condenseur ou en permettant l’arrivée d’air frais sur le système de réfrigération. Une bonne aération de la laiterie peut permettre une économie de 5 à 25 %.

Le pré-refroidisseur : une économie d’énergie d’au moins 40 %

En complément, l’installation d’un pré-refroidisseur de lait offre une opportunité plus importante de diminuer la consommation. Il s’agit d’un système d’échange de chaleur entre le lait et l’eau froide qui permet d’envoyer un lait pré-refroidi dans le tank. Le lait chaud, initialement à 37°C, est refroidi au contact du tuyau d’eau froide à une température moyenne de 20°C. L’eau tiédie à environ 17°C est envoyée dans un bac de sortie de salle de traite pour l’abreuvement des animaux ou pour le nettoyage des quais.

La mise en place d’un pré-refroidisseur permet également de réduire le temps de fonctionnement du tank. En plus d’une économie d’électricité, cela entraîne une réduction des nuisances sonores dues à son fonctionnement ainsi qu’une usure moindre des groupes frigorifiques. Le pré-refroidissement du lait permet de réduire la lipolyse induite grâce à une diminution des chocs thermiques lorsque le lait arrive dans le tank. En cas de panne du tank, le lait, ainsi pré-refroidi, subira moins de risques de dégradation de la qualité.

Le GIE Elevages de Bretagne a publié en 2013 les résultats de ses bancs d’essais sur 14 pré-refroidisseurs. Avec 1,5 à 2 L d’eau utilisés pour refroidir 1 litre de lait, sur des systèmes classiques à deux traites par jour, l’économie attendue se situe entre 40 et 45 % des besoins de refroidissement, et donc de l’électricité au tank. Par contre, sur des systèmes robots, le pré-refroidissement semble plus efficace avec toujours plus de 50 % de performance.
L’économie est plus importante lorsque l’eau froide a une température plus basse : de l’eau entre 8 et 14°C permet une économie supplémentaire de 7 à 10 %.

Que faire de l’eau tiède ?

Pour une exploitation produisant 350 000 L/an, ce type d’équipement génère un volume d’eau tiède important (compris entre 525 000 et 700 000 L) qui peut assurer une bonne partie des besoins en eau pour l’abreuvement des vaches laitières. Pour ce système, l’eau tiède est amenée directement dans un bassin d’abreuvement ou stockée dans une cuve en hauteur pour alimenter des abreuvoirs à niveau constant. En période de pâturage, l’eau peut être utilisée pour le lavage des sols (quais et aire d’attente) ou le premier rinçage de la machine à traire.

Témoignage de Thierry Vatelier – GAEC DE LA FERME SIMON – Yquebeuf (76)

Le GAEC DE LA FERME SIMON a investi en 2009 dans une salle de traite rotative extérieure de 28 postes.
Etant donné la forte consommation du tank, la mise en place d’un pré-refroidisseur leur a été conseillée. Ils souhaitaient un pré-refroidisseur tubulaire en raison du peu d’entretien nécessaire. Mais étant donné la taille de l’installation, il était préférable d’en installer un à plaques. « Dans un premier temps, un système avec 35 plaques a été installé mais le lait arrivait toujours à plus de 20°C dans le tank. Nous voulions que la température soit inférieure, nous avons donc fait modifier le système qui comporte désormais 53 plaques. Le lait arrive à 18°C dans le tank en hiver et à 22 en été en fonction de la température d’eau du forage. » témoigne Thierry Vatelier.
Il explique que ce système demande au moins 2,5 L d’eau par litre de lait. L’eau est récupérée dans une cuve de 12 m3 : elle est renvoyée vers les 4 abreuvoirs du bâtiment ainsi que vers le système de nettoyage et le chauffe-eau. Même si la consommation diminue en été parce que les vaches vont au pâturage, l’eau est totalement consommée avec ce système. Pour que le pré-refroidissement soit optimal, le débit du lait doit être régulé tout au long de la traite. « Nous avions peur des contraintes d’entretien de ce système. Mais depuis que nous l’avons, rien n’a été changé à part la membrane de l’électrovanne. Par contre, l’élément essentiel est l’entretien du filtre à lait qui est nettoyé 4 fois par jour pour éviter l’encrassement. », souligne T. Vatelier.

Quel coût ?

Le coût du matériel installé varie de 3 500 à 6 500 € selon les modèles. Le retour sur investissement est donc variable et dépend du coût, de la subvention éventuelle, du volume de lait produit et du tarif de l’électricité.

Exemple de temps de retour sur investissement
Consommation d’un tank à lait pour refroidir 1L de lait de 35 à 4 °C20 Wh/L
Economie si réduction de la consommation d’énergie du tank de 40 %8 Wh/L
Economie pour 400 000 litres de lait/an3 200 kWh
Investissement prix installé3 500 € HT
Gain sur électricité : 3 200 kWh x 0,1 €/kWh320 €
Retour sur investissement11 ans


En Normandie, le Plan de Compétitivité et d’Adaptation des Exploitations Agricoles permet de subventionner ce type d’équipement à hauteur de 30 %.

D’autres économies possibles au niveau du bloc traite ?

Récupérateur de chaleur, pompe à vide à débit variable, tank à eau glacée, … Les équipements pour réaliser des économies d’énergie peuvent être multiples mais l’intérêt des uns et des autres, seuls ou cumulés, dépend de la connaissance que vous avez de votre bloc traite et de ses aspects thermiques. Chaque situation est unique. Le conseiller de votre Chambre d’agriculture peut vous aider à prendre votre décision, n’hésitez pas à le contacter.

Exemple pour une exploitation de 100 vaches laitières en fumier lisier (Source CA27 - Dia’terre® hors pratiques de fertilisation, optimisation des transports, fonctionnement et épandage, et prise en compte des compensations éventuelles liées à l’achat d’engrais et au traitement des déchets organiques)

Bâtir un projet cohérent avec les enjeux du territoire

Les pouvoirs publics sont dubitatifs sur la pertinence de certains débouchés proposés pour la chaleur : ainsi le séchage de digestat ou de matières végétales devra-t-il se justifier agronomiquement et économiquement pour être retenu dans un dossier de soutien aux investissements. Par ailleurs, la collecte de déchets extérieurs permet de limiter les émissions liées à leur traitement. Il s'agira toutefois de collecter et d'épandre localement le digestat pour ne pas pénaliser le bilan CO2 par du transport. Enfin, la couverture des fosses et les bonnes pratiques de fertilisation permettent de limiter la volatilisation de l’ammoniac, polluant de l'air et précurseur de GES, et le lessivage.
En contribuant à une meilleure résilience des exploitations d’élevage par la consolidation et la répartition des revenus, en permettant de revisiter l’équilibre agronomique de l’exploitation, de valoriser des menues pailles ou encore créer des emplois en milieu rural, la mise en place de l’atelier de méthanisation joue aussi sur d’autres piliers de la durabilité !

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