Vidange
des structures de stockage de fumier liquide
Table des matières
- Introduction
- Types de structures de stockage
- Matériel servant à la vidange
- Méthode de vidange
- Mise en garde
- Mise en garde concernant les réseaux circulatoires
- Systèmes avec litière de sable
- Systèmes d'épandage par écoulement direct
- Irrigation
- Vidange d'une structure par gravité
- Conclusion
La Loi de 2002 sur la gestion des éléments nutritifs (LGEN),
qui est entrée en vigueur le 30 septembre 2003, traite
des aspects importants de la manutention et du stockage à la ferme
d'éléments nutritifs, dont le fumier. En vertu des dispositions
d'inclusion progressive prévues par le Règlement sur la gestion
des éléments nutritifs (le Règl. de l'Ont. 267/03, tel qu'il
a été modifié, ci-après « le Règlement »), les fermes sont
soumises à ce Règlement en fonction des unités nutritives qu'elles
produisent ou si elles demandent un permis de construire visant un
bâtiment d'élevage ou une structure de stockage de fumier.
Introduction
La manutention du fumier liquide dans une exploitation d'élevage
comporte plusieurs opérations. Comme la vidange des structures de
stockage à long terme est habituellement celle qui peut être la plus
problématique, la présente fiche technique est entièrement consacrée
à ce sujet.
Selon la définition qu'en donne le Règlement, le terme « fumier
solide » s'entend des matières :
« Fumier liquide » s'entend par conséquent des matières
dont la teneur en matière sèche est de moins de 18 % ou dont
l'affaissement est de plus de 150 mm (6 po) lors du même essai
d'affaissement, et qui ne peuvent être manutentionnées à l'aide d'une
fourche.
Types de structures de stockage
Le fumier liquide est stocké dans différents types de structures,
tantôt à ciel ouvert, tantôt recouvertes d'un toit. Les structures
peuvent être situées sous un bâtiment, séparées de celui-ci par un
caillebottis (plancher à claire-voie) ou par un plancher plein. La
plupart des structures situées sous les bâtiments sont rectangulaires,
faites de béton et compartimentées. Elles peuvent être plus grandes
ou avoir les mêmes dimensions que les bâtiments.
Les structures situées hors des bâtiments peuvent être rectangulaires,
carrées ou rondes et avoir des parois droites ou inclinées. Elles
peuvent être faites de terre, de béton, d'acier ou d'une combinaison
de ces matériaux. Elles peuvent être construites au-dessus du niveau
du sol ou être enfouies complètement ou partiellement dans le sol.
De plus, leur profondeur peut varier.
Toutes les structures de stockage de fumier doivent être conformes
au Code du bâtiment de l'Ontario (sauf les structures en terre)
et au Règlement. Comme les structures en terre ne sont pas visées
par le Code du bâtiment de l'Ontario, elles ne sont pas soumises
à des inspections de la part des Services techniques des municipalités.
Les exigences relatives au transfert du fumier liquide vers des structures
de stockage sont décrites dans le Règlement et les documents techniques
préparés par le ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et des
Affaires rurales de l'Ontario (MAAARO). Le Règlement précise aussi
d'autres exigences relatives à la construction et à l'utilisation
des structures de stockage de fumier liquide.
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Matériel servant à la vidange
Le matériel utilisé pour vidanger les structures varie selon le type
d'installation.
Pompes verticales
Ces pompes sont conçues pour fonctionner à la verticale. On les utilise
pour retirer le fumier se trouvant dans des structures de stockage qui
sont situées sous les bâtiments d'élevage et dans de petites structures
de stockage temporaires (figure 1). Habituellement, ces pompes
sont mues par un moteur électrique, ce qui en limite le débit. On les
utilise aussi pour vidanger les structures situées à l'extérieur des
bâtiments dans le cas des structures sous le niveau du sol qui sont
hors d'atteinte du tracteur utilisé pour actionner la pompe (figure 2).
Voir le plan no 10706 du Service de plans du Canada,
Étang de stockage du fumier doublé d'argile, avec plate-forme de
pompage, et le plan no 10730 [en anglais seulement],
Below Ground Open Circular Manure Storage Tank and other storages,
qui montre des structures circulaires à ciel ouvert situées sous le
niveau du sol. Ces pompes sont montées sur des roues qui en facilitent
le transport vers les différentes structures de stockage. Des cylindres
hydrauliques font basculer la pompe en position couchée lors du transport
et permettent de soulever et d'abaisser la pompe dans la structure de
stockage.
Le débit des pompes mues par la prise de force du tracteur varie de
14 000 à 23 000 L/min (3 600 à 6 000 gal US/min).
La puissance nécessaire est de l'ordre de 49-135 kW (65-180 hp).
Figure 1. Pompe avec agitateur-broyeur électrique
utilisée dans les structures de stockage temporaires.
Pompes montées sur paroi
Les pompes montées sur paroi sont utilisées pour vidanger
les structures à parois verticales hors-sol ou partiellement enfouies.
Elles sont montées en permanence à l'extérieur des structures et sont
mues par la prise de force du tracteur. Le fumier est acheminé
vers la pompe par le fond de la structure à travers un tuyau de fort
diamètre. De là, le fumier est retourné à la structure pour une agitation
préalable à son évacuation dans la citerne d'épandage.
Figure 2. Pompe à fumier liquide verticale mue par la prise de force du tracteur,
inclinée ici pour le transport.
Figure 3. Pompe à fumier liquide montée sur
la paroi d'une structure hors-sol en acier.
Pompes pour structures de stockage en terre
Il existe des pompes servant à la vidange des structures de stockage
de fumier liquide qui sont conçues pour des structures ayant des parois
en terre et/ou pour des structures pourvues de rampes en béton inclinées.
Ces pompes sont également utilisées dans les grosses structures de stockage
enfouies dans le sol lorsque la pompe peut être insérée à angle dans
la structure. Ces pompes sont montées sur des roues qui en facilitent
le transport. Elles sont pourvues d'un arbre de travail qui est long,
ce qui permet d'enfoncer l'agitateur au fond de la structure. La longueur
de l'arbre de travail varie d'une pompe à l'autre en fonction des dimensions
de la structure. La plupart des pompes ont une portée de l'ordre de
6-12 m (20-40 pi).
Comme les structures en terre et certaines structures en béton peuvent
être passablement grosses, on trouve sur le marché des agitateurs spéciaux
à hélices (figure 4). Ces agitateurs servent strictement à mélanger
le fumier avant la vidange de la structure. Ils consistent en un bâti
avec attelage trois points, un arbre de travail long et une hélice.
L'opérateur peut les soulever ou les abaisser pour briser la croûte
durcie qui se forme en surface ou faire remonter à la surface les sédiments
accumulés au fond. Il est également possible d'utiliser à cette fin
des pompes pourvues de buses à commande hydraulique lorsque le niveau
de liquide dans la structure a été abaissé.
Il arrive qu'une hélice auxiliaire soit montée sur certaines pompes.
Cette configuration permet d'agiter le fumier, de le pomper, ou de l'agiter
et de le pomper simultanément.
Grâce à des vannes, toutes les pompes permettent de rediriger l'effluent
dans la structure aux fins d'agitation. Elles peuvent aussi acheminer
l'effluent dans la citerne d'épandage au moyen de tuyaux de 102-152 mm
(4-6 po). Au moment de réintroduire l'effluent dans la structure,
le jet peut être dirigé de manière à bien mélanger le fumier.
Figure 4. Si la structure est grosse ou que
les conditions sont mauvaises, on peut utiliser un agitateur à hélices
pour ameublir le fumier avant la vidange.
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Méthode de vidange
La facilité d'agitation et de pompage du fumier liquide est étroitement
liée à la teneur en eau du fumier. Moins la teneur en eau est grande,
plus le pompage et l'agitation deviennent difficiles, d'où l'importance
de mélanger le fumier à fond avant de retirer le gros du liquide. Cela
est particulièrement vrai dans le cas des grosses structures et/ou lorsque
le tracteur servant à l'agitation n'a pas tout à fait la puissance qu'il
faudrait. La durée d'agitation varie de 2-8 heures ou plus, selon
les conditions.
Dans le cas des grosses structures, la vidange doit parfois se faire
de plus d'un point. Vérifier auprès des fournisseurs de machinerie le
nombre de points à prévoir.
Mise en garde
L'agitation des structures de stockage de fumier liquide amène la libération
de gaz de fumier mortels. Il faut faire preuve d'une prudence extrême
lorsque les gaz risquent de s'accumuler dans des endroits clos, comme
lors de la vidange d'une structure située sous un plancher d'étable
latté. Voir la fiche technique no 04-088 du MAAARO,
Gaz dangereux.
Figure 5. Agitation du fumier dans une structure
de stockage en béton de 39 m (128 pi) de diamètre sur 5 m
(16 pi) de profondeur.
Après avoir agité le fumier à fond, en prélever des échantillons et
les faires analyser, afin d'en connaître la teneur en éléments nutritifs
et en matière sèche. Ces données seront utiles dans la préparation du
plan de gestion des éléments nutritifs. Vider la structure après avoir
terminé l'échantillonnage. De nombreux exploitants détachent le tracteur
de grande puissance de l'agitateur et l'utilisent pour tirer la citerne.
Un plus petit tracteur peut alors servir à pomper le fumier dans les
citernes et à garder en suspension le fumier préalablement agité.
Figure 6. Remplissage de citernes de 11 400 L
(3 000 gal) après l'agitation du fumier.
Le débit des pompes offertes sur le marché est élevé par rapport à
la capacité des citernes. Cela signifie que dans des conditions normales,
quelques minutes suffisent pour remplir une grosse citerne. Il est par
conséquent important de veiller à ce que la citerne puisse s'approcher
et s'éloigner rapidement du point de chargement (figure 6).
Comme pour le fumier solide, il est important de chercher à limiter
la circulation sur le champ en choisissant une citerne ayant la plus
grande capacité possible tout en demeurant pratique. Il s'ensuit un
usage plus efficient de la machinerie et de la main-d'œuvre. Dans certains
cas, le fumier est transporté vers des champs distants, à l'aide de
semi-remorques qui sont garées dans le champ. Les citernes sont alors
remplies depuis la semi-remorque et utilisées uniquement pour l'épandage
du fumier. Cette façon de procéder fait de plus en plus d'adeptes maintenant
que les citernes sont pourvues de dispositifs supplémentaires effectuant
l'injection ou l'enfouissement du fumier. Les épandeurs peuvent être
remplis sur les lieux de stockage à l'aide de pompes à lagune, qui aspirent
les matières de la fosse ou d'une grosse semi-remorque garée dans le
champ. La machinerie est conçue de manière à limiter l'exposition du
fumier à l'atmosphère et à minimiser ainsi les odeurs.
Il existe du matériel d'épandage adapté aux systèmes informatiques
géodésiques qui commandent le taux d'épandage. Ce type de matériel règle
le taux d'épandage en fonction des besoins révélés par l'analyse de
sol préalable et en fonction de la teneur en éléments nutritifs du fumier.
Mise en garde concernant les réseaux circulatoires
Les réseaux circulatoires, fréquents dans les structures sous planchers
lattés, sont composés d'une série de canaux étroits interreliés. Un
agitateur à hélice est introduit à un point de la structure de stockage
et agite le fumier en le faisant circuler dans les canaux (figure 7).
Figure 7. Schéma du trajet emprunté par le fumier
dans un réseau circulatoire.
Des problèmes sont à craindre si le fumier ne commence pas à circuler
dès la mise en marche de l'agitateur à hélices (figure 8). Un bouchon
de fumier solide risque alors de se former et de provoquer, derrière
lui, une accumulation suffisamment haute pour soulever le plancher latté.
Lorsque le poids du plancher latté ne retient plus le haut des cloisons,
celles-ci risquent de se déplacer et de céder aux contraintes latérales.
Les lattes et les animaux tombent alors dans la fosse, entraînant la
mort des bêtes et une défaillance structurale.
Pour éviter des problèmes, agiter le fumier quand la structure est
à moitié pleine afin de briser la croûte qui se forme en surface, et
l'agiter à nouveau avant la vidange. S'il est impossible d'agiter le
fumier deux fois, partir l'agitateur lentement jusqu'à ce que le fumier
ait commencé à circuler partout.
Veiller à limiter la turbulence au minimum, de manière à éviter la
libération excessive de gaz mortels. S'assurer de tenir humains et animaux
le plus loin possible du lieu soumis à l'agitation et d'ouvrir le bâtiment
pour en assurer la ventilation.
Figure 8. Agitateur à hélice servant à faire
circuler le fumier dans une structure pourvue d'un réseau circulatoire.
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Systèmes avec litière de sable
Dans la majorité des systèmes de gestion sur fumier liquide, la litière
utilisée est faite de matière organique telle que paille, copeaux ou
brandescie. Toutefois, dans l'industrie laitière, du sable est souvent
utilisé, entre autres pour améliorer la santé du pis. Du fait de ses
propriétés et du fait qu'il est particulièrement abrasif pour le matériel
servant à la manutention du fumier, le sable oblige à modifier la façon
de vidanger la structure.
Lors de l'agitation, il est difficile de garder le sable en suspension
et de le retirer de la structure en même temps que la fraction liquide
du fumier. Comme le sable se dépose, il faut, pour en favoriser la mise
en suspension, que l'agitation se fasse au fond de la structure. L'opération
est plus difficile à réaliser avec du sable grossier qu'avec des particules
plus fines. Compte tenu de ces difficultés, on enlève généralement en
premier la fraction liquide, puis on procède comme pour l'enlèvement
des matières solides quand vient le temps d'enlever le fumier restant
et le sable. Il faut faire analyser la teneur en éléments nutritifs
à la fois de la fraction liquide et de la fraction solide du fumier.
On utilise souvent des excavatrices hydrauliques qui réussissent à
se faufiler dans les petites structures, tandis que pour les structures
de plus grandes dimensions, qui sont pourvues de rampes d'accès, la
machinerie peut entrer carrément dans la structure pour charger les
solides. Dans les deux cas, il faut une base en béton pour qu'à long
terme, le travail puisse se faire efficacement.
Systèmes d'épandage par écoulement direct
Les systèmes d'épandage par écoulement direct comprennent les systèmes
d'irrigation fixes en couverture intégrale, les systèmes d'irrigation
mobiles (à boyaux rigides ou souples), les systèmes d'épandage de pleine
surface et d'injection tirés par un tracteur et les systèmes à tambour.
Veiller à ce que des dispositifs de sécurité permettent à l'opérateur
d'interrompre l'écoulement en moins d'une minute s'il constate une fuite
dans la canalisation. Ces dispositifs de sécurité sont obligatoires
dans le cas des fermes soumises au Règlement.
L'article 50 du Règlement précise les exigences de sécurité à
respecter lors de l'épandage de liquides à l'aide d'un système d'épandage
par écoulement direct. L'intervention d'un deuxième opérateur peut être
nécessaire pour garantir que le système puisse être arrêté en l'espace
d'une minute en cas de situation problématique.
Irrigation
Les articles 49 et 50 du Règlement imposent des conditions à
l'épandage d'éléments nutritifs par irrigation. Le Règlement interdit
l'utilisation de lances d'irrigation à trajectoire haute à même de disperser
un liquide sur plus de 10 m (30 pi) pour épandre du fumier
ou des matières de source non agricole sur un bien-fonds, sauf si la
matière en question renferme plus de 99 % d'eau par poids. Cette
restriction s'applique à l'épandage du fumier par des exploitations
tenues de se doter d'un plan de gestion des éléments nutritifs.
L'épandage par irrigation de matières de source non agricole renfermant
moins de 99 % d'eau est interdit depuis le 30 septembre 2003.
Pour plus d'information, voir la fiche technique no 01‑054
du MAAARO, Épandage du lisier de façon responsable pour l'environnement.
Vidange d'une structure par gravité
Selon l'emplacement, il peut arriver que les citernes puissent être
remplies par gravité. Le dénivelé doit être suffisant entre le fond
de la structure et l'emplacement de la citerne destinée à recevoir le
chargement. La différence de hauteur doit être d'au moins 3,6 m
(12 pi) (figure 9).
Un système de chargement par gravité est très simple et n'exige aucun
entretien. Il consiste en un tuyau de transfert pourvu de deux vannes.
La vanne enfouie sous le niveau du sol est prévue à des fins de sécurité
et doit rester fermée en tout temps, sauf au moment de la vidange de
la structure. Elle doit :
- être protégée du gel;
- pouvoir être refermée rapidement; et
- être maintenue fermée par un dispositif de verrouillage.
Une seconde vanne est installée à la sortie du tuyau de transfert.
Cette vanne commande l'écoulement au moment de remplir les épandeurs.
En cas de défectuosité de cette vanne, il suffit de fermer la vanne
de sécurité.
Figure 9.
Utilisation de la gravité pour vidanger une
structure de stockage de fumier liquide.
Il est important que l'extrémité du tuyau soit à la verticale à la
sortie, afin de faciliter l'écoulement dans l'épandeur. La nécessité
de cette caractéristique devient évidente lorsque la structure est
pleine et que le fumier est très liquide.
Une bonne agitation du fumier préalable à la vidange brise les mottes
de fumier et les masses de mauvaises herbes en plus d'ameublir les
sédiments. Si l'on fait défaut d'agiter le fumier avant de vidanger
la structure, on s'expose à des problèmes d'obstruction du tuyau de
transfert et à une réduction de la capacité de stockage due à l'accumulation
des solides dans le fond de la structure.
Dans la plupart des cas, un tuyau de 610 mm (24 po) est
suffisamment gros pour assurer un fonctionnement sans problème. Il
est possible d'utiliser un tuyau de plus petit diamètre si le fumier
est bien agité. Souvent, le choix de la grosseur du tuyau se fait
en fonction des diamètres offerts localement. Certains producteurs
situés à proximité d'une usine de fabrication de produits en béton
se procurent des ponceaux déclassés. Il s'agit souvent de canalisations
ébréchées aux extrémités, qui peuvent très bien faire l'affaire pour
peu qu'on les installe avec soin et qu'on répare les joints à l'aide
d'un bon mélange de béton.
Conclusion
Le fumier liquide peut être retiré rapidement et sans grande difficulté
d'une structure de stockage. Ce qui compte, c'est qu'il renferme une
teneur en eau adéquate et qu'on utilise le matériel permettant de
l'agiter complètement, sauf peut-être là où l'on utilise de la litière
de sable.
Une teneur en eau trop faible, trop de corps étrangers, l'utilisation
du mauvais matériel, la présence de sable et une puissance insuffisante
compliquent l'agitation du fumier. En général, il est préférable de
retirer la litière de sable comme un solide. Une structure de stockage
qui n'a pas les dimensions ou la forme qu'il faut peut obliger à agiter
le fumier à une distance de la pompe supérieure à 13 m (40 pi),
ce qui occasionne des difficultés. Une fois que le fumier a été bien
agité, il peut être retiré de la structure sans problème.
Pour plus de renseignements :
Sans frais : 1 877 424-1300
Local : 519 826-4047
Courriel : ag.info.omafra@ontario.ca
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