Conception des installations porcines. Points stratégiques pour l'avenir (3/3) : changement climatique

Ces dernières années, le changement climatique a contraint les gouvernements du monde entier à mettre en œuvre une législation visant à réduire l'empreinte carbone de tous les secteurs de la société, y compris la production porcine. En conséquence, de nombreuses nouvelles technologies ont été développées pour répondre à ces exigences.

Gaz à effet de serre

Les gaz à effet de serre (GES) sont devenus une préoccupation croissante au cours des dernières décennies en raison de leurs effets potentiellement néfastes sur le climat mondial. Les émissions de gaz provenant de l'élevage, notamment le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄) et l'oxyde nitreux (N₂O ou N₂X), sont l'un des principaux responsables des GES. En outre, les émissions d'ammoniac (NH3) sont également préoccupantes.

Dans la production porcine, la gestion du lisier est une source d'émissions de CH₄ et de N₂O. La gestion du lisier liquide est prédominante, tandis que les systèmes de lisier sec et de paille sont plus présents dans la production porcine extensive et biologique. La plupart des émissions de GES provenant de la gestion du lisier liquide sont sous forme de CH₄, tandis que le N₂O est moins présent et plus généré dans les systèmes de lisier sec. Cet article se concentre sur la production porcine à grande échelle et donc principalement sur la gestion du lisier liquide.

Tableau 1. Répartition des émissions d'équivalent CO₂ (CO₂-e) par porc de la naissance à l'engraissement à 115 kg (SEGES, 2021).

*Y compris la contribution de la truie.

Lorsque l'on cherche à réduire les GES, il est important de savoir comment il est possible d'obtenir la réduction la plus importante au coût le plus bas. Le tableau ci-dessus montre clairement que les aliments contribuent le plus aux GES, le méthane provenant des fèces arrivant en deuxième position. Il est évident que la contribution de l'alimentation ne peut être réduite que par une augmentation de l'efficacité alimentaire, qui est principalement attribuée à une meilleure génétique. C'est pourquoi nous nous concentrerons principalement sur la réduction du méthane, le N₂O et d'autres technologies de conservation de l'énergie. Les technologies les plus importantes sont présentées ci-dessous.

Refroidissement du lisier

La température du lisier se situe généralement autour de 20-24 ^oC, ce qui correspond à la température ambiante du bâtiment. À des températures plus basses, la croissance des micro-organismes est plus faible et la production de CH₄, de CO₂ et de NH₃ diminue de manière exponentielle avec la baisse de la température.

Tableau 2 : Avantages et inconvénients du refroidissement du lisier.

Le refroidissement du lisier est effectué en installant des tuyaux PEL de 25-30 mm dans la base en béton de la fosse à lisier. Les tuyaux sont installés à une distance de 30 à 40 cm et fixés à l'acier d'armature. Un circuit fermé de tuyaux reliés à une ou plusieurs pompes à chaleur transporte de l'eau froide à travers la base de la fosse à lisier, réduisant ainsi la température du lisier et réchauffant l'eau à l'intérieur du tuyau. La pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur et refroidit l'eau tout en transférant la chaleur récupérée vers un système de tuyauterie pour fournir de l'eau chaude qui est utilisée pour chauffer les zones où la chaleur est nécessaire, généralement les unités de mise bas et de sevrage. La pompe à chaleur fonctionne à l'électricité et la chaleur produite est généralement quatre fois supérieure à l'énergie consommée en kW. Si la chaleur récupérée est entièrement utilisée, l'effet GES est de 1,0, 0,8 et 3,4 kg CO₂-e par porc, y compris les truies reproductrices, les porcs de 7 à 30 kg et les porcs de 30 à 115 kg, respectivement, avec un effet de refroidissement de 10 W/m².

Tableau 3 : Refroidissement du lisier - effets et coûts d'investissement.

Enlèvement fréquent du lisier

Le lisier est un mélange d'urine, de fèces et d'eau. S'il n'est pas géré, il peut se décomposer et produire du CH₄. Le processus de décomposition peut être contrôlé en enlevant fréquemment le lisier et en le répandant sur les cultures en tant qu'engrais. La fréquence d'enlèvement du lisier est généralement d'une fois tous les 7 jours.

Tableau 4 : Avantages et inconvénients de l'enlèvement fréquent du lisier.

Dans les systèmes à lisier conventionnels, les bouchons sont retirés à l'aide d'une tige par l'ouverture de la fente. Il est important de commencer par le bouchon de la section la plus éloignée du réservoir de réception afin d'éliminer tous les résidus. Le lisier est transféré dans un tuyau depuis la section jusqu'au tuyau principal, qui mène au réservoir de réception. Le système peut être automatisé et comprendre des vannes placées stratégiquement dans la canalisation et ouvertes par un interrupteur électrique.

Tableau 5 : Élimination fréquente du lisier - effets sur les émissions.

Acidification

Un acide est ajouté et mélangé au lisier pour en abaisser le pH.

La technologie consiste en un système de lisier conventionnel à l'intérieur des cases, mais sans bouchons. Le lisier est vidé quotidiennement des cases et stocké dans un réservoir de traitement. Un acide, généralement de l'acide sulfurique (d'une concentration de 93 à 96 %), est ensuite ajouté avec précaution au lisier. L'acide est ajouté à partir d'un conteneur placé sur des cellules de pesage pour en contrôler l'utilisation. Environ 11 à 13 kg d'acide sont utilisés par tonne de lisier. Les capteurs mesurant le pH constituent la principale base de contrôle. Lorsque le pH du mélange de lisier et d'acide atteint 5,5, la majeure partie du mélange est pompée dans les fosses, tandis que le reste est pompé dans un réservoir de stockage. La surface des fosses est divisée en unités de 1 000 à 1 500 m² qui sont vidées et remplies de lisier traité.

Les émissions d'odeurs peuvent être réduites en ajoutant un filtre à tambour qui sépare les solides du liquide. Le système combiné est certifié MTD et pourrait réduire les odeurs de 61 %.

Une étude récente de l'université d'Aarhus indique qu'il serait possible de réduire la quantité d'acide à 2-3 kg/tonne de lisier, tout en obtenant un effet important sur la réduction du CH₄ et du NH₃. L'acidification à faible dose pourrait donc être une stratégie viable pour atténuer les GES. En outre, de nouvelles recherches utilisant l'acide acétique (CH₃COOH) au lieu de l'acide sulfurique indiquent que cela pourrait réduire le coût d'exploitation et rendre le système plus applicable dans les pays où l'acide sulfurique n'est pas facilement disponible. En outre, les risques liés à l'utilisation d'un composé plus faible tel que l'acide acétique sont moindres.

Tableau 6 : acidification du lisier - effets sur les émissions.

*Réduction si combinée avec un filtre à tambour.