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WO 2020/225290 1
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Enceinte pour l'élevage d'animaux, par exemple pour des vaches laitières, et
système de
réduction du stress thermique pour une aire d'alimentation dans une telle
enceinte
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des enceintes pour
l'élevage des
animaux, mais aussi les systèmes pour réduire le stress thermique des animaux
dans de telles
enceintes.
Etat de la technique
Le confort des animaux constitue un paramètre déterminant dans le rendement
d'un
élevage.
Ce confort influence notamment la santé, la façon de s'alimenter, la prise
alimentaire, la
fertilité et la longévité des animaux.
Le confort comprend également une composante thermique .
En effet, en cas de forte chaleur, les animaux sont susceptibles de subir un
phénomène
néfaste dit de stress thermique .
Un tel stress thermique se traduit notamment par des manifestations
comportementales
de défense, une chute des performances zootechniques, une détérioration des
paramètres de
la reproduction et une augmentation des pathologies.
Pour lutter contre ce stress thermique, les bovins peuvent être aspergés d'eau
et refroidis
à l'aide d'un ventilateur, simultanément, pour stimuler l'évapotranspiration
et réduire la
température de leur corps.
L'aspersion peut être mise en uvre au moyen d'un système de brumisation ;
cette
méthode a pour avantage de générer une chute de la température dans le
bâtiment.
De telles solutions selon l'art antérieur sont décrites par exemple dans les
documents
US2010/170446 ou VVO 2018/167329.
Mais cette approche a aussi pour inconvénient d'augmenter l'humidité relative
dans le
bâtiment. La réduction réelle du stress thermique de l'animal est de ce fait
plus que discutable.
L'aspersion peut également être réalisée au moyen de sprays ou de douches qui
sont
destiné(e)s à humidifier l'ensemble de l'animal.
Cette approche conduit alors à pulvériser une quantité importante d'eau sur
les animaux,
et cela de manière non-ciblée.
Les bovins sont alors efficacement rafraichis, mais des quantités d'eau
importantes
viennent également se déversées dans les couloirs ; les animaux sont en outre
trempés jusqu'à
leurs mamelles, créant alors des problèmes sanitaires du type mammites.
Dans ce contexte, il existe un besoin de systèmes visant à favoriser le
confort thermique
des animaux présents dans l'enceinte d'élevage, tout en évitant la génération
de nouveaux
problèmes sanitaires.
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Présentation de l'invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la
présente
invention propose une nouvelle enceinte pour l'élevage d'animaux, par exemple
pour des
vaches laitières.
Cette enceinte comporte une aire d'alimentation qui est raccordée à une table
d'affouragement via une barrière (par exemple sous la forme d'un cornadis ou
une barre au
garrot).
L'aire d'alimentation comporte plusieurs emplacements juxtaposés qui sont
chacun
destinés à recevoir un animal (avantageusement sous forme de séparateurs).
Cette aire d'alimentation comporte encore un système pour réduire le stress
thermique
des animaux en présence.
Ce système de réduction du stress thermique comprend un système pour la
projection
d'eau sur les animaux présents au sein de ladite aire d'alimentation.
Plus particulièrement, l'invention propose que ce système de projection d'eau
comprenne :
- plusieurs buses qui sont chacune agencées pour diffuser un jet d'eau dans
un
emplacement, et
- des moyens de pilotage, pour piloter au moins le débit dudit jet d'eau
diffusé par lesdites
buses.
Et ledit système de projection d'eau est configuré pour diffuser, au sein de
chaque
emplacement, ledit jet d'eau de sorte à mouiller la ligne de dos, et
éventuellement les flancs, de
l'animal en présence.
Dans la présente invention, l'utilisation de l'eau est donc optimale pour le
rafraichissement
de l'animal, sans augmenter de manière significative l'humidité relative
ambiante.
On évite également une inondation des couloirs de circulation, qui pourrait
salir les
animaux par éclaboussure lors de leurs déplacements, avec tous les problèmes
sanitaires et de
nettoyage de la mamelle occasionnés, surtout en systèmes de traite robotisé.
D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'enceinte
conforme à
l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons
techniquement possibles,
sont les suivantes :
- lesdites buses sont choisies parmi les buses diffusant un jet plat
directionnel dont le plan
médian est orienté verticalement, et chacune desdites buses est orientée de
sorte que ledit plan
médian dudit jet plat directionnel soit localisé dans le plan vertical médian
d'un emplacement ;
- lesdites buses sont montées du côté de la barrière, à une hauteur allant de
1 400 à 1
800 mm par rapport au sol, et lesdites buses sont choisies pour diffuser un
jet plat directionnel
ayant un angle de pulvérisation allant de 50 à 100 ;
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- les moyens de pilotage comprennent un module de temporisation,
avantageusement
couplé à au moins une électrovanne, prévu pour commander le temps de diffusion
dudit jet
d'eau par les buses, par exemple pendant 2 à 5 min toutes les 15 à 45 min en
fonction du
stress thermique ;
- les moyens de pilotage comprennent encore des moyens pour détecter la
présence d'un
animal au sein de chaque emplacement, et un module pour autoriser la diffusion
dudit jet d'eau
par une buse associée à un emplacement, lorsque la présence d'un animal est
détectée dans
ledit emplacement ;
- le système de réduction du stress thermique comprend encore un système de
ventilation
(par exemple ventilation naturelle, ventilation longitudinale, ventilateurs à
panier, ventilateurs
basse vitesse) ; de préférence, les moyens de ventilation sont couplés à,
d'une part, des
moyens de collecte de la température ambiante et, d'autre part, des moyens de
pilotage, pour
activer lesdits moyens de ventilation lorsqu'une température ambiante seuil
est atteinte.
La présente invention concerne encore le système de réduction du stress
thermique, en
tant que tel, pour une aire d'alimentation dans une enceinte pour élevage
d'animaux.
Le système de réduction du stress thermique comprend un système pour la
projection
d'eau sur les animaux.
Et, selon l'invention, le système de projection d'eau comprend :
- plusieurs buses adaptées chacune à diffuser un jet d'eau dans un
emplacement, de
préférence des buses choisies parmi les buses diffusant un jet plat
directionnel, et
- des moyens de pilotage, pour piloter au moins le débit dudit jet d'eau
diffusé par lesdites
buses.
Le système de projection d'eau est apte à diffuser, au sein de chaque
emplacement, un
jet d'eau destiné à mouiller la ligne de dos, et éventuellement les flancs, de
l'animal en
présence.
La présente invention concerne aussi un procédé pour réduire le stress
thermique
d'animaux présents dans l'aire d'alimentation d'une enceinte pour élevage
d'animaux selon
l'invention.
Ce procédé consiste à diffuser, sur chaque animal présent dans un emplacement,
un jet
d'eau destiné à mouiller ledit animal au niveau de sa ligne de dos, et
éventuellement de ses
flancs, tout en évitant (ou au moins limitant) le ruissèlement jusqu'à ses
pis.
De préférence, ce procédé consiste à diffuser, sur chaque animal présent dans
un
emplacement, un jet d'eau consistant en un jet plat directionnel dont le plan
médian est orienté
verticalement ; et chacune des buses est orientée de sorte que ledit plan
médian dudit jet plat
directionnel soit localisé dans le plan vertical médian d'un emplacement.
De préférence encore :
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- le temps de diffusion du jet d'eau par les buses est de 2 à 5 min, toutes
les 15 à 45 min,
en fonction du stress thermique en présence ;
- le débit du jet d'eau est de 0,5 à 5 L / min ;
- la température du jet d'eau est de 10 à 20 C.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de
réalisation de
l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses
combinaisons dans
la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des
autres.
Description détaillée de l'invention
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la
description
annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non
limitatives, de
réalisation de l'invention et où :
[Fig. 1] est une vue partielle d'une enceinte d'élevage selon l'invention,
montrant en
perspective une aire d'alimentation équipée d'un système pour réduire le
stress thermique des
.. animaux ;
[Fig. 2] est une vue de côté de la figure 1, montrant l'aire d'alimentation
équipée du
système pour réduire le stress thermique des animaux ;
[Fig. 3] est une vue partielle et de face de la figure 1, montrant un cornadis
qui délimite
l'aire d'alimentation et qui est équipé du système pour réduire le stress
thermique des animaux ;
[Fig. 4] représente, vue de l'arrière, une vache laitière présente au sein
d'un emplacement
d'une aire d'alimentation, ladite vache laitière étant soumise à un jet d'eau
diffusé par le
système pour réduire le stress thermique des animaux.
Il est à noter que, sur ces figures, les éléments structurels et/ou
fonctionnels communs
aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
Enceinte et aire d'alimentation
L'enceinte 1 selon l'invention, représentée partiellement sur les figures 1 à
4, consiste en
une enceinte pour l'élevage d'animaux B.
Par animaux , on entend en particulier les bovins, en particulier les
vaches laitières,
voire les bovins à viande.
Tel que évoqué par la suite en relation avec la figure 4, un bovin B présente
différentes
parties morphologiques, notamment :
- une ligne de dos B1, le long de la colonne vertébrale, s'étendant des
épaules à la queue,
- deux flancs B2, s'étendant de part et d'autre de cette ligne de dos B1,
et
- un ventre B3 comportant le cas échéant les pis (désigné par le même repère
B3 dans un
souci de simplification).
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L'enceinte d'élevage 1 consiste en un bâtiment délimité par un bâti et adapté
à l'élevage
souhaité (par exemple une étable dans le cas de bovins).
Cette enceinte d'élevage 1 comprend différentes zones, notamment l'aire
d'alimentation A
qui est, d'un premier côté, longée par un couloir de circulation L et, d'un
second côté, raccordée
à une table d'affouragement T via une barrière C ici en forme de cornadis
(figures 1 et 2).
De manière alternative, non représentée, l'aire d'alimentation A peut être
raccordée à la
table d'affouragement T via une barre au garrot.
L'aire d'alimentation A correspond à la zone dans laquelle les animaux
s'installent
lorsqu'ils se nourrissent au niveau de la table d'affouragement T.
Cette aire d'alimentation A comporte plusieurs emplacements E juxtaposés qui
sont
chacun destinés à recevoir un animal B, avantageusement selon un agencement en
bataille.
Chaque emplacement E comporte en particulier un plan médian vertical E,
perpendiculaire à un plan longitudinal C' (dit encore plan général vertical
) de la barrière C.
La table d'affouragement T (dite encore table d'alimentation, auge ou
râtelier) est la zone
dans laquelle les aliments sont déposés / acheminés pour les animaux.
La barrière C, par exemple sous forme de cornadis / barre au garrot, est le
dispositif
installé entre l'aire d'alimentation A et la table d'affouragement T, pour
limiter les mouvements
des animaux lorsqu'ils se nourrissent.
Par exemple, tel que représenté plus en détails sur la figure 3, ce cornadis C
se présente
sous la forme d'une barrière qui est munie de fenêtres Cl pour le passage de
la tête d'un
animal. Chaque fenêtre Cl définit l'un des emplacements E de l'aire
d'alimentation A.
Chaque fenêtre Cl est délimitée par un cadre vertical rectangulaire,
définissant un plan
médian vertical Cl' qui est perpendiculaire au plan longitudinal C' du
cornadis C,
avantageusement coplanaire avec le plan médian vertical E.
Tel que représenté en particulier figure 3, chaque cadre vertical
rectangulaire est
composé ici de deux longerons horizontaux, l'un supérieur Cl 1 et l'autre
inférieur C12, reliés
par deux montants verticaux C13.
La fenêtre Cl est encore équipée d'un balancier C14, pour assurer notamment la
contention d'un animal.
Le balancier C14 consiste ici en un barreau, rectiligne et tubulaire, monté
pivotant sur une
chape porteuse, autour d'un axe horizontal et perpendiculaire au plan général
vertical C' du
cornadis C.
Ce balancier C14 peut être disposé suivant trois principales positions par
pivotement :
une position d'ouverture (à gauche), une position de fermeture (au milieu) ou
une position de
dégagement (à droite).
Le cornadis C comprend habituellement une pluralité de telles fenêtres Cl,
alignées les
unes à côté des autres dans un même plan vertical.
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Les emplacements E sont ici encore matérialisés latéralement par des
séparateurs
tubulaires S, optionnels.
Deux séparateurs tubulaires S peuvent englober un emplacement E ou plusieurs
emplacements E (par exemple au moins deux).
Le couloir de circulation L est quant à lui emprunté par les animaux B
cheminant entre les
différents espaces fonctionnels de l'enceinte d'élevage 1.
Système pour réduire le stress thermique des animaux en présence
Selon l'invention, l'aire d'alimentation A comporte encore un système 5 pour
réduire le
stress thermique des animaux en présence.
Ce système de réduction du stress thermique 5 comprend (voire consiste en) un
système
pour la projection d'eau sur les animaux B présents au sein de l'aire
d'alimentation A.
Selon l'invention, ce système de projection d'eau 5 comprend :
- un système hydrique 6 équipé de plusieurs buses 7 qui sont chacune
agencées pour
diffuser un jet d'eau J dans un emplacement E, et
- des moyens de pilotage 8, pour piloter au moins le débit du jet d'eau
diffusé par les
buses 7.
Le système hydrique 6 comprend avantageusement un ensemble de canalisation 61
qui
sont raccordées, d'une part, aux buses 7 (avantageusement montées en série)
et, d'autre part,
à une source d'eau 62 dont la température est avantageusement de 10 C à 20 C.
Le système hydrique 6 peut comporter encore des moyens pour additionner la
source
d'eau 62 avec un principe actif (non représentés), par exemple un doseur
proportionnel ou une
pompe doseuse hydraulique.
Le principe actif consiste avantageusement un principe actif prophylactique
(par exemple
une huile essentielle apte à lutter contre les maladies respiratoires, et en
particulier les
affections pulmonaires, des animaux).
En outre, ce système de projection d'eau 5 est configuré pour diffuser, au
sein de chaque
emplacement E, ledit jet d'eau J de sorte à mouiller de manière ciblée la
ligne de dos B1, et
éventuellement les flancs B2, de l'animal en présence (comme illustré
schématiquement, par la
ligne discontinue K, sur la figure 4).
Pour cela, de préférence, les buses 7 sont choisies parmi les buses 7
diffusant un jet plat
directionnel J, dit encore buses à jet plat .
Par jet plat directionnel J , on entend avantageusement un jet (en sortie
de buse) ayant
une forme générale triangulaire, avec une épaisseur maximale de 1 mm à 5 mm.
Par buse à jet plat , on englobe les buses à fente ou à jet pinceau ou à
jet plat.
Une telle buse à jet plat comporte avantageusement un orifice elliptique.
Un tel jet plat directionnel J est avantageusement défini par les paramètres
suivants :
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- un plan médian J1 (dans lequel s'étend le jet plat directionnel J en
sortie de buse 7) et
- un angle de pulvérisation J2.
De manière à réaliser le mouillage ciblé, chaque buse 7 est ainsi
avantageusement
orientée de sorte que le plan médian J1 de son jet plat directionnel J soit :
- orienté verticalement, et
- localisé dans le plan vertical médian E d'un emplacement E ou au moins
approximativement dans ce plan vertical médian E.
Le plan médian J1 du jet plat directionnel J et le plan vertical médian E de
l'emplacement
E sont ainsi coplanaires, ou au moins approximativement coplanaires.
Ce plan médian J1 du jet plat directionnel J est en outre avantageusement
perpendiculaire par rapport au plan longitudinal C' de la barrière C.
Encore pour réaliser un tel mouillage ciblé, les buses 7 sont avantageusement
montées
du côté de la barrière C, au sein une bande horizontale d'une largeur de 50 cm
de part et
d'autre du plan longitudinal C' de la barrière C.
Ces buses 7 se situent encore avantageusement à une hauteur, par rapport au
sol, allant
de 1 400 à 1 800 mm, pour venir au-dessus des animaux (en particulier au-
dessus de leurs
épaules). De manière générale, les buses 7 se situent encore avantageusement à
une distance
verticale, par rapport à l'animal, allant de 250 à 750 mm.
Dans cette position en hauteur, les buses 7 sont avantageusement choisies pour
diffuser
un jet plat directionnel J ayant un angle de pulvérisation J2 (dit encore
angle d'ouverture ) de
500 à 100 . Un tel agencement vise à mouiller au mieux la ligne de dos B1 de
l'animal B en
présence, depuis ses épaules jusqu'à sa queue.
De préférence encore, comme représenté sur la figure 2, les buses 7 sont
avantageusement choisies et positionnées pour diffuser un jet plat
directionnel J dont :
- une bordure supérieure J3 définit un angle J3 compris entre 45 et 90 par
rapport à un
plan vertical V, de sorte à atteindre l'extrémité postérieure de la ligne de
dos B1, et
- une bordure inférieure J4 définit un angle J4' compris entre 0 et 45
par rapport à un
plan verticale V, de sorte à atteindre l'extrémité antérieure de la ligne de
dos B1.
Les moyens de pilotage 8 comprennent avantageusement un dispositif
électronique
programmable associé à au moins un programme d'ordinateur (par exemple du type
automate
programmable industriel ou API), destiné à la commande du débit d'eau au
travers des buses 7.
Ce débit d'eau est avantageusement compris entre :
- un débit nul, lorsque le jet d'eau J est coupé, et
- un débit actif, lorsque le jet d'eau J est diffusé dans un emplacement E
de manière à
arroser la ligne de dos B1 d'un animal B.
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Les différents paramètres du système hydrique 6, notamment le débit d'eau et
les angles
de pulvérisation J2, dépendront avantageusement de la hauteur des buses 7 par
rapport au sol
et du type d'animaux (génétique / taille).
Pour contrôler la quantité d'eau diffusée sur les animaux B, les moyens de
pilotage 8
comprennent avantageusement un module de temporisation 81 (par exemple sous la
forme
d'un composant électronique et/ou un programme d'ordinateur) qui est
avantageusement
couplé à une électrovanne 9 du système hydrique 6.
Le module de temporisation 81 est prévu pour commander le temps de diffusion
du jet
d'eau J par les buses 7 (correspondant à la position ouverte de l'électrovanne
9).
Par exemple et sans être limitatif, le temps de diffusion du jet d'eau J par
les buses 7 est
de 2 à 5 min, toutes les 15 à 45 min, en fonction du stress thermique en
présence (qui tient
avantageusement compte de la température ambiante voire aussi du taux
d'humidité relative).
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de pilotage 8 comprennent
encore :
- des moyens 82 pour détecter la présence d'un animal au sein de chaque
emplacement
E (figure 3), et
- un module de traitement 83 pour autoriser la diffusion du jet d'eau J par
une buse 7
associée à un emplacement E lorsque la présence d'un animal est détectée dans
cet
emplacement E.
Les moyens de détection 82 comprennent par exemple un lecteur fixe (désigné
par le
même repère 82), apte à lire les boucles électroniques d'identification
portées par les animaux
(généralement sur une oreille).
Ce lecteur fixe 82 est avantageusement raccordé aux moyens de pilotage 8.
Les moyens de détection 82 reposent avantageusement sur une technologie
d'identification à distance et sans contact.
La boucle électronique, équipant l'animal, possède un transpondeur coulé dans
son
matériau constitutif.
Le transpondeur contenu dans la boucle est constitué d'une puce électronique
qui
contient l'information numérique (le numéro national de l'animal) et d'une
antenne qui permet
l'échange avec le lecteur fixe 82.
De manière alternative, ces moyens de détection 82 peuvent consister en un
détecteur de
présence, par exemple du genre infrarouge.
Le module de traitement 83 consiste quant à lui avantageusement en un module
de
traitement sous la forme d'un composant électronique et/ou un programme
d'ordinateur.
Ce module de traitement 83 est adapté notamment à collecter et à traiter les
données
provenant des moyens de détection 82, pour autoriser une pulvérisation
uniquement par une
buse 7 associée à un emplacement E occupé.
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Dans ce cas, l'alimentation en eau de chaque buse 7 est avantageusement
régulée par
une électrovanne 9 dédiée.
Encore de manière générale, les moyens de pilotage 8 peuvent être couplés à
des
moyens de collecte de la température ambiante 11, pour activer ce système de
projection d'eau
5 lorsqu'une température ambiante seuil (maximale / plafond) est atteinte.
Les moyens de pilotage 8 vont ainsi piloter le système de projection d'eau 5
entre deux
configurations :
- une configuration active, lorsque la température ambiante collectée par
les moyens de
collecte 11 dédiés atteint, voire dépasse, une température ambiante seuil, et
- une configuration inactive, lorsque la température ambiante collectée par
les moyens de
collecte 11 dédiés se situe en-dessous d'une température ambiante seuil.
Le système de réduction du stress thermique 5 peut comprendre encore un
système de
ventilation 10.
Par système de ventilation 10 , on englobe une ventilation naturelle, une
ventilation
longitudinale, les ventilateurs à panier ou les ventilateurs basse vitesse.
Ces moyens de ventilation 10 sont couplés à:
- des moyens 11 de collecte de la température ambiante, et
- des moyens de pilotage 12, pour activer ces moyens de ventilation 10
lorsqu'une
température ambiante seuil (maximale / plafond) est atteinte.
Les moyens de pilotage 12 vont ainsi piloter les moyens de ventilation 10
entre deux
configurations :
- une configuration active (ventilation), lorsque la température ambiante
collectée par les
moyens de collecte 11 dédiés atteint, voire dépasse, une température ambiante
seuil, et
- une configuration inactive (pas de ventilation), lorsque la température
ambiante collectée
par les moyens de collecte 11 dédiés se situe en-dessous d'une température
ambiante seuil.
Procédé pour réduire le stress thermique d'animaux
L'enceinte 1 et son système de réduction de stress thermique 5, selon
l'invention,
permettent ainsi la mise en uvre d'un procédé pour réduire le stress
thermique d'animaux
présents dans l'aire d'alimentation A.
Comme illustré schématiquement sur la figure 4, ce procédé va consister à
diffuser, sur
chaque animal B présent dans un emplacement E, un jet d'eau J destiné à
mouiller cet animal
B au niveau de sa ligne de dos B1, et éventuellement de ses flancs B2 (comme
illustré
schématiquement par la ligne discontinue K des figures 2 et 4)
Ce jet d'eau J est également ajusté, quantitativement et spatialement, de
sorte à éviter
(ou au moins limiter) le ruissèlement du liquide jusqu'à son ventre B3 et en
particulier ses pis.
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Par exemple et sans être limitatif, sous le contrôle des moyens de
temporisation 81, le
temps de diffusion du jet d'eau J par les buses 7 est de 2 à 5 min, toutes les
15 à 45 min, en
fonction du stress thermique (de préférence, la fréquence de la pulvérisation
étant adaptée
suivant le stress thermique en temps réel et la vitesse du flux de ventilation
; un algorithme
prenant en compte tous ces facteurs est avantageusement intégré dans les
moyens de pilotage
de ladite au moins une électrovanne).
En outre, le débit de ce jet d'eau J est avantageusement de 0,5 à 5 L / min,
pour éviter le
ruissèlement sur l'animal.
La température du jet d'eau J est avantageusement de 10 à 20 C.
La mise en marche de ce système de réduction de stress thermique 5 peut être
réalisée
manuellement, ou automatiquement, par exemple tenant compte de la température
ambiante
de l'enceinte 1.
L'utilisation de l'eau est donc optimale pour le rafraichissement de l'animal,
sans
augmenter de manière significative l'humidité relative ambiante.
On évite également une inondation des couloirs de circulation, qui pourrait
salir les
animaux par éclaboussure quand ils marchent, avec tous les problèmes
sanitaires et de
nettoyage de la mamelle, occasionnés surtout en système de traite robotisé.
Pour éviter de mouiller inutilement les emplacements E inoccupés, le module de
traitement 83 autorise la diffusion du jet d'eau J par les buses 7 associées
uniquement aux
emplacements E dans lesquels la présence d'un animal est détectée.
Pour renforcer l'efficacité dans la lutte contre le stress thermique, les
moyens de
ventilation 10 peuvent également être activés par les moyens de pilotage 12
associés et tenant
compte des températures provenant des moyens de collecte 11.
