Entretiens
George Heinzle et son fils Terry, devant les deux génératrices de 180 kWh qui produisent de l'électricité vendue 19 cents le kWh sur le réseau Hydro One, en Ontario.
Pour accroître leurs revenus et donner un coup de pouce à l'environnement tout en misant sur l'avenir de l'agriculture, des producteurs planchent sur la méthanisation, le compostage et la récupération d'eau. Rencontre avec trois passionnés débordant d'énergie et de savoir-faire.



Terryland Farms

Fumiers électrisants



En 2006, Linda et George Heinzle installent dans leur ferme de Saint-Eugène, dans l'est de l'Ontario, un biodigesteur d'une capacité de 1000 m3. Cinq ans plus tard, ils couvrent de panneaux solaires le toit de trois bâtiments. Leurs buts : produire de l'électricité pour alimenter le réseau électrique de la province, réduire la production de gaz à effet de serre de leur exploitation et tirer profit d'une diversification de ses activités. Chaque jour, les 16 tonnes de fumier produites par les 280 têtes Holstein de Terryland Farms sont traitées dans le biodigesteur pour produire du méthane (voir l'encadré). Ce gaz sert de combustible à deux puissantes génératrices de 180 kilowatts (kW) qui fournissent près de 800 kilowattheures (kWh) par jour.

L'exploitation reçoit également, chaque semaine – notamment de l'abattoir Olymel de Cornwall et de l'usine Kraft de Montréal –, 100 tonnes de boues issues de divers rejets de transformation alimentaire. De ces matières à haut potentiel énergétique, on peut tirer, une fois passées au biodigesteur, suffisamment de méthane pour produire 6000 kWh par jour.

Toute l'électricité ainsi produite par Terryland Farms, soit quelque 6800 kWh par jour, est vendue 19 ¢ le kilowattheure à Hydro One et alimente le réseau de distribution d'électricité de la province (voir l'encadré). Aucun kilowattheure produit à la ferme ne sert à sa propre consommation (elle paie son électricité à Hydro One 12 ¢ le kilowattheure). Le revenu qu'elle en tire se monte à 450 000 $ par année. « Le biodigesteur est un système très fiable, assure George. Il permet de fournir de l'électricité au réseau 365 jours sur 365, ce qui a un effet stabilisateur sur ce dernier. »

Le biodigesteur est doté d'un outil de gestion informatisée qui tient les propriétaires au courant d'une foule de paramètres. Au moyen de messages expédiés à un téléphone intelligent, le système les informe de toute interruption ou panne. Une base de données conserve l'historique de la production d'électricité. Le biodigesteur, les génératrices et le système informatique ont coûté 1,2 million $.

Efficacité énergétique
Puisque l'efficacité des génératrices est d'environ 40 %, des échangeurs thermiques récupèrent la chaleur du moteur et de l'échappement, soit environ un million de BTU par heure. Cela permet de chauffer la maison, l'atelier, le salon de traite, la piscine intérieure et de fournir l'eau chaude nécessaire à la maison et à l'étable.

La chaleur récupérée permet aussi de chauffer le biodigesteur (pour favoriser le développement des bactéries) et, avant qu'elles n'y soient introduites, les boues d'abattoir qui doivent d'abord être pasteurisées.

Coup de soleil et projets
Depuis 2011, des panneaux solaires sont installés sur trois des bâtiments de Terryland Farms. Un investissement de 750 000 $ qui, en retour, rapporte chaque année 100 000 $ à ses propriétaires. L'électricité produite est vendue 72 ¢ le kilowattheure à Hydro One.

George souhaiterait un jour, à l'aide d'un compresseur, stocker dans un réservoir une partie du méthane produit et l'utiliser pour faire fonctionner sa camionnette et le séchoir à grains.



La biodigestion, comment ça marche ?


« Le fumier est composé en bonne partie d'aliments non digérés auxquels sont ajoutées de la litière et de l'eau. Son contenu en énergie est donc élevé et peut être récupéré à l'aide d'un biodigesteur anaérobie. »

Une fois dans le biodigesteur, le fumier est chauffé à 40 °C. La chaleur stimule l'activité et le développement des bactéries qui y sont naturellement présentes. Sous l'effet de la chaleur et des conditions anaérobies (sans oxygène), les bactéries dégradent la matière organique du fumier pour produire du gaz méthane.

Une fois traité dans le biodigesteur, le fumier expédié à la lagune se retrouve à 90 % sans odeur (ce qu'apprécie le voisinage lors des épandages !) et à plus de 98 % sans bactéries pathogènes. Mentionnons qu'une partie de ce fumier est acheminée à un séparateur. La fibre extraite a l'allure d'un terreau et sert de litière dans les stalles des vaches en stabulation libre. La portion liquide sortie du séparateur retourne à la lagune.

« La portion liquide, chargée d'éléments nutritifs, est excellente pour les cultures, indique George, ce que confirment des études du collège d'Alfred, qui indiquent que les nutriments sous cette forme sont rapidement assimilables par les plantes, comme le sont les engrais minéraux. »

Le méthane a un potentiel de réchauffement climatique 25 fois plus élevé que le gaz carbonique. Sa combustion dans les génératrices, qui produit en retour du gaz carbonique, permet d'en réduire sensiblement l'impact sur l'environnement. Les crédits de carbone ainsi amassés sont cédés à l'Office de l'électricité de l'Ontario.

Selon Jennifer Green, de la Biogas Association (organisation dont le siège se trouve à Ottawa), « il y a actuellement 30 biodigesteurs en activité dans des fermes de la province. Plusieurs municipalités les utilisent aussi pour traiter les boues d'épuration. Une cinquantaine de projets d'installation de biodigesteurs, dans le cadre du programme de tarifs de rachat, sont actuellement à l'étude. » Le tarif offert pour l'électricité produite (19 ¢ le kilowattheure) est une mesure fort incitative. L'Association estime également qu'il y aurait en Ontario suffisamment de résidus agricoles, alimentaires et municipaux pour alimenter entre 400 et 500 biodigesteurs.




Se débarrasser du charbon

Pour se sortir de l'emprise de la production d'électricité à partir de centrales thermiques au charbon, un modèle hautement producteur de gaz à effet de serre, le gouvernement de l'Ontario, sous l'égide du ministère de l'Énergie, a mis en place plusieurs mesures incitatives de production d'électricité à l'aide d'énergies renouvelables. Son Plan énergétique à long terme vise à fournir aux Ontariens une électricité produite de façon de plus en plus durable, à accroître l'efficacité énergétique de la province, à éliminer progressivement l'utilisation du charbon et à augmenter l'usage des énergies renouvelables. Parmi celles-ci, on compte les énergies solaire photovoltaïque, éolienne, hydroélectrique et tirée de la biomasse. C'est entre autres en vertu du programme de tarifs de rachat, géré par l'Office de l'électricité de l'Ontario, que cette vision prendra forme. Particuliers et entreprises sont encouragés à présenter des projets de production d'électricité (payée à prix fixe et garantie par contrat) à partir d'énergies renouvelables.

Le secteur de l'énergie en Ontario

powerauthority.on.ca/ontarios-energy-sector

Le programme de tarifs de rachat

fit.powerauthority.on.ca




Terryland Farms Inc., finaliste au Prix de développement durable en production laitière

Ce prix, que décerne Les Producteurs laitiers du Canada (PLC), « rend hommage aux fermes ayant des pratiques de gestion innovatrices qui vont au delà des normes de l'industrie et répondent à plusieurs objectifs de développement durable comme améliorer l'impact social, environnemental et économique de la production laitière au Canada. »

http://www.producteurslaitiers.ca/que-faisons-nous/programmes/environnement/prix-du-developpement-durable-en-production-laitiere




Ferme Isabelle

Récupérer l'eau, ça coule de source



Le système de récupération d'eau qu'a imaginé Marc-André Isabelle, diplômé en génie des bioressources de l'Université McGill, permet d'économiser quelque 2700 m3 d'eau par année (2000 gallons par jour), l'équivalent d'une fosse de 30,5 m (100 pi) de diamètre et de 3,6 m (12 pi) de profond. La Ferme Isabelle évite ainsi la dépense liée à une fosse plus volumineuse et réduit les besoins d'épandage, auxquels sont associés coûts de carburant et compaction des sols.

Située à Coteau-du-Lac, la Ferme Isabelle est la propriété de Luc Isabelle, de Céline Delhas et de leurs fils Marc-André et Alexandre. Jusqu'à l'été 2010, l'exploitation compte 48 vaches en lactation et un engraissement porcin de 1200 places. La crise du secteur du porc contraint alors les membres de la famille à transformer la structure de la ferme. « Hors crise, l'entreprise aurait pu tous nous faire vivre adéquatement, explique Marc-André. Mais dans le contexte, elle ne le permettait plus. On avait alors deux choix : se serrer la ceinture et essayer de passer au travers, ou élaborer un projet. On a choisi la deuxième option. On s'est départis de la production porcine et on a augmenté le troupeau laitier. »

Le bâtiment d'élevage porcin de 1200 places est alors entièrement transformé. On y aménage la laiterie, un bureau, un atelier, le salon de traite double-8 (swing) et un système de récupération d'eau. Contiguë à ce bâtiment, une stabulation libre est construite. On y produit 75 kg de quota avec une moyenne annuelle de 60 vaches Holstein en lactation de préfixe Riverouge. Le but est un jour d'accroître le quota à 105 kg, en mettant à profit une génétique de production.

Le salon de traite double 8 (swing)
Dans la foulée des rénovations, on conserve la fosse, ce qui permet d'importantes économies. Mais sa capacité s'avère insuffisante pour les besoins de l'élevage laitier. « Les vaches sont entrées en septembre 2010, et la fosse était vide. En janvier 2011, elle était pleine aux deux tiers », dit Marc-André.

Pour résoudre ce problème, il met en place un système de récupération d'eau en trois points à la fois simple et ingénieux. « Les deux premiers sont assez communs », indique Marc-André, qui les a mis en place pendant la construction.

Le premier système récupère l'eau de lavage du pipeline et du réservoir à lait. Sur les quatre cycles de lavage, le premier (le rinçage), qui contient les résidus de lait, est expédié à la fosse. Les trois autres – l'équivalent de 200 gallons d'eau par jour sont accumulés dans un réservoir et servent au lavage quotidien du salon de traite pendant la traite. C'est autant d'eau qu'on évite d'être expédiée directement à la fosse.

Le deuxième système récupère dans un autre réservoir les quelque 800 gallons d'eau utilisés quotidiennement dans le refroidisseur à plaques. Cette eau tempérée permet d'abreuver, à l'aide de quatre grandes auges, les vaches dans la stabulation libre.

C'est le troisième système de récupération d'eau, sorti tout droit du cerveau de Marc-André, qui est l'élément réellement innovateur. Il permet de récupérer 1000 gallons d'eau par jour, utilisés pour le lavage de l'aire d'attente du salon de traite.

À l'aide d'un petit véhicule Bobcat, le fumier de la stabulation libre est gratté et poussé dans le dalot. Ces déjections et l'eau servant à nettoyer cette portion de l'étable se déversent dans la préfosse, qu'un piston évacue vers la fosse extérieure. Tout ce liquide accumulé dans la préfosse éveille une idée chez Marc-André : « Comment en récupérer une partie pour l'utiliser comme eau de lavage dans l'aire d'attente de la salle de traite ? »

Laver avec une eau chargée de fumier ? Dans son entourage, plusieurs se permettent d'en douter ! Le jeune ingénieur poursuit sa réflexion. En remplissant un seau avec le contenu de la préfosse, il constate que la portion solide du fumier se dépose assez rapidement au fond, et que la portion liquide, exempte d'une bonne partie des solides, demeure en surface. Il n'en fallait pas plus pour le convaincre qu'il avait vu juste.

À l'aide d'une pompe submersible, une partie du liquide de la préfosse est acheminée vers deux réservoirs, reliés entre eux, de 1000 gallons chacun. Après décantation de la partie solide du fumier, l'eau sert au lavage de l'aire d'attente du salon de traite. Les deux réservoirs sont vidangés et nettoyés tous les deux mois. Le contenu est expédié au dalot. Le filtre de l'entrée d'eau de la pompe à haute pression est nettoyé chaque jour.




Il reproduit le principe à grande échelle. À l'aide d'une pompe submersible, une partie du liquide de la préfosse est acheminée vers deux réservoirs, reliés entre eux, de 1000 gallons chacun. Le premier des deux réservoirs permet à la portion solide du fumier de se déposer. Lorsque le réservoir est rempli de liquide, le trop-plein, qui est constitué d'eau contenant une faible teneur de fumier, est déversé dans le deuxième réservoir. C'est cette eau qui, à l'aide d'un système à haute pression, permet de laver l'aire d'attente du salon de traite. Elle retourne ensuite au dalot, puis à la préfosse. « Le coût d'installation du troisième système de récupération est de 6000 $, pour les réservoirs, la pompe submersible, la pompe haute pression, la tuyauterie ainsi que le boyau et l'enrouleur pour le lavage », indique Marc-André.

Toute cette eau récupérée permet en outre d'éviter les chutes de pression qui pourraient survenir en raison d'une demande trop forte, et, lorsque nécessaire, d'effectuer des travaux de plomberie sans priver d'eau les animaux.

Il a tout de même fallu une bonne dose de réflexion à Marc-André pour que le concept prenne réellement forme. « On fonctionne comme ça, à la ferme, dit-il. On réfléchit à la manière d'intégrer un système. On fait des plans. On planifie pour l'avenir. Ça fait partie d'un processus d'amélioration continue. » Il en a été de même pour l'aménagement de la ferme et des bâtiments d'élevage. Tout a été pensé pour que l'entreprise puisse prendre de l'expansion. Déjà, on a accru la production de près de 2000 kg par vache (de 9500 à 11 500) en changeant de bâtiment et de façon de gérer le troupeau.


Ferme Aston

Compostage à haute vitesse



Le composteur rotatif à haute vitesse
Ils sont nombreux à ne pas le croire, mais la Ferme Aston utilise du fumier comme litière sous les vaches de son troupeau. L'astuce, c'est qu'elle le composte d'abord pour en faire une matière à peu près inodore et totalement exempte de bactéries pathogènes. À preuve, depuis que les propriétaires de la ferme l'utilisent, le comptage leucocytaire a baissé sensiblement.

C'est lors d'un voyage en Colombie-Britannique, en 2011, chez un producteur qui élève 3000 vaches laitières, que Gilles Gauthier, copropriétaire de la Ferme Aston, voit l'installation qui allait résoudre le problème qui le fatiguait depuis un bon moment : comment réduire les coûts de la litière de copeaux de bois, qui s'élèvent, dans son entreprise, à près de 70 000 $ par année. L'exploitation de Saint-Léonard-d'Aston, avec ses 1400 têtes, dont 600 vaches, possède le deuxième troupeau en importance au Québec.

À la sortie du composteur : du fumier exempt d'odeur et d'agents pathogènes que l'on peut utiliser comme litière.
L'installation « miracle » est un biocompos­teur cylindrique et rotatif de 9,75 m de long (32 pi), appelé Bedding Master, qu'a mis au point l'entreprise DaryTech, de l'État de Washington. Cet appareil fonctionne en continu et permet de composter le fumier en seulement 24 à 48 heures. Il en sort un compost de haute qualité, à 70 % de matière sèche, à peu près inodore et totalement exempt de bactéries pathogènes. « Le compostage est une excellente façon de valoriser le fumier produit à la ferme », assure Gilles Gauthier. Outre celui-ci, sa conjointe, Nicole, leurs enfants Nancy et Dany, ainsi que Marie-Claude, la partenaire de vie de Dany, sont également copropriétaires de la ferme, qui embauche près d'une quinzaine de personnes.


1. Le compost, qui a l'allure d'un terreau, est épandu directement sous les vaches à l'aide d'un petit véhicule motorisé.

2. La litière est une matière spongieuse et confortable. Les vaches l'apprécient et s'y étendent allègrement, sans que cela leur cause de problèmes aux genoux.

3. Un séparateur permet d'extraire du fumier la portion solide, expédiée au composteur, de la portion liquide, retournée à la fosse.

4. L'entreprise de Saint-Léonard-d'Aston est équipée d'un salon de traite double 18 et de deux réservoirs à lait de 6000 gallons chacun. Le salon de traite est l'outil qu'ont privilégié les propriétaires, Gilles et Dany Gauthier, car il offre, disent-ils, plus de flexibilité quand viendra le temps d'agrandir le troupeau.

Compost et confort
Environ 80 % du fumier produit à la ferme est composté, ce qui représente les déjections des 600 vaches du troupeau. On en tire la litière nécessaire pour ces mêmes 600 vaches et presque toute leur relève. C'est une matière spongieuse et confortable, qui a l'allure d'un terreau. Les vaches l'apprécient et s'y étendent allègrement, sans que cela leur cause de problèmes aux genoux.

Cela fait un peu plus d'un an que la Ferme Aston a installé ce système de compostage. Selon l'expérience des propriétaires, entièrement satisfaits du procédé, il faut compter environ trois mois pour bien régler le fonctionnement de l'appareil et obtenir une litière de texture et d'humidité adéquates. Une fois ce délai passé, tout baigne !

L'investissement total se monte à 325 000 $. Cela comprend le séparateur, le biocomposteur, le système informatique et le bâtiment, qui a d'ailleurs été conçu de façon à ce qu'on puisse y installer un deuxième biocomposteur.

Un autre projet est actuellement à l'étude : la récupération de l'eau. « Ça va réduire les besoins en épandage, la compaction et les coûts en carburant », dit Dany. On n'écarte pas non plus la possibilité de récupérer la chaleur dégagée par le composteur.

Marie-Claude voit son conjoint et son beau-père comme de véritables joueurs d'échecs professionnels. « Ils planifient toujours plusieurs coups d'avance. » « On a toujours construit, mais jamais déconstruit », ajoute Dany.



Le compostage à haute vitesse, comment ça marche ?


Tout le fumier de la vaste étable sur lattes où sont logées les vaches est expédié à la préfosse, où un agitateur en assure l'uniformité. Une pompe submersible le puise et l'achemine à un séparateur.

Le séparateur est une sorte de pressoir qui sépare la portion solide du fumier, acheminée au composteur, de la portion liquide, expédiée à la fosse. Il est doté de deux tuyaux : l'un sert à l'approvisionner, l'autre à récupérer le refoulement si l'apport de fumier en dépasse la capacité de traitement. « Bien entendu, le fumier composté se retrouvant sous les vaches finit par retourner dans les fosses. Il n'y a donc aucune perte de matière organique », précise Amélie Poliquin-Bouvette, agronome et experte-conseil à La Coop Covilac.

On ne composte que du fumier frais. « On ne peut pas le récupérer de la fosse, parce qu'après un certain temps, il n'y a plus assez de bactéries, explique Dany Gauthier. Plus le fumier est vieux, moins il contient de bactéries. »

Le système de compostage fonctionne à 66 °C (150 °F). La chaleur dans la cuve thermique du composteur favorise le développement et l'activation des bactéries naturellement présentes dans le fumier et détruit les bactéries pathogènes. De plus, la rotation de la cuve active le processus de digestion. La température est contrôlée par l'entrée d'air et de fumier.

Un système informatique règle l'ensemble du processus, de l'entrée du fumier dans le séparateur jusqu'à sa sortie du composteur. Un convoyeur l'achemine ensuite vers un entrepôt.

 
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