Ventilation de l'écurie

Agdex :	717/460
Date de publication :	02/96
Commande no.	96-032
Dernière révision :	02/96
Situation :
Rédacteur :	Harry Huffman - ingénieur agronome/MAAARO

Table des matières

1. Introduction
2. A. Écurie froide à ventilation naturelle
3. B. Écurie chaude à ventilation naturelle
4. C. Écurie chaude à ventilation artificielle (par ventilateurs)
5. Autres sujets à prendre en considération
6. Autres sources d'information

Introduction

Malgré leur épais pelage d'hiver, les chevaux sont particulièrement sensibles aux courants d'air et sont sujets à un certain nombre de troubles respiratoires lorsque l'air de leur écurie est vicié et surchargé d'humidité. Qui plus est, l'humidité qu'ils rejettent dans l'air par leur respiration se condense souvent sur les surfaces froides du bâtiment et en accélère la détérioration. Un bon système de ventilation procure aux chevaux un environnement sec et exempt de courants d'air et réduit au minimum les problèmes de détérioration par l'humidité.

Au cours des mois d'hiver, le système de ventilation sert à admettre de l'air frais et à évacuer l'humidité émise par la respiration de façon à maintenir un milieu ambiant raisonnablement sec (70 % d'humidité relative ou moins). Au printemps et en été, lorsque la température extérieure s'élève, il est nécessaire d'augmenter la ventilation afin d'éliminer la chaleur qui se dégage du corps des animaux. Les techniques de la ventilation mettent à profit deux propriétés physiques de l'air.

La première propriété a trait à la capacité de rétention de l'eau par l'air. En effet, l'air froid du dehors ne retient que très peu de vapeur d'eau, alors que l'air chaud peut en retenir considérablement plus. La capacité de rétention de l'air double environ chaque fois que sa température augmente de 10 ^oC. C'est la raison pour laquelle les installateurs de systèmes de ventilation font en sorte que l'air frais se réchauffe afin qu'il puisse « éponger » l'humidité produite par la respiration des chevaux. Si l'écurie n'est pas chauffée ou l'est peu, il est nécessaire de renouveler l'air beaucoup plus rapidement pour éliminer cette humidité. Par contre, lorsque l'écurie est bien chauffée, une petite quantité d'air frais suffit.

La deuxième propriété de l'air a trait à sa densité. L'air chaud, moins dense que l'air froid, est plus léger et tend donc à s'élever. Cette propriété est mise à contribution dans les systèmes de ventilation naturelle où l'air chaud de l'écurie peut s'échapper par une cheminée d'aspiration ou une ouverture située dans le faîte, entraînant avec lui l'humidité de la respiration. Plus grande est la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur, plus fort est le mouvement ascendant de l'air qui permet d'évacuer l'air vicié. Malheureusement, pendant la période automne-hiver-printemps, l'air frais peut se rabattre vers le sol et provoquer des courants d'air importants. En outre, par temps chaud, le mouvement ascendant de l'air devient négligeable à cause de la très faible différence de température entre l'intérieur et l'extérieur. Dans ce genre de conditions, la ventilation naturelle doit donc faire appel aux vents d'été.

La présente fiche technique décrit trois types d'écuries et leur système de ventilation.

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A. Écurie froide à ventilation naturelle

Ce type de logement dit « froid », entièrement clos, oblige à de nombreuses manoeuvres puisqu'il faut régler l'ouverture des prises d'air de façon à empêcher les courants d'air et la condensation. Dans la plupart des cas, ce sont des bâtiments dont l'isolation thermique est minime — destinée seulement à empêcher la condensation — voire nulle. Le rôle du système de ventilation est d'engendrer un mouvement d'air suffisant pour limiter l'humidité sans créer de courants d'air.

Figure 1. Coupe transversale de l'écurie montrant les ouvertures minimales recommandées dans le cas d'un système de ventilation naturelle.

Dimensions des ouvertures d'un système de ventilation naturelle

Largeur du bâtiment 10 m 20 m 30 m

Ouverture des murs latéraux (mm) 300 600 900

Ouverture sous l'avant-toit (mm) 75 100 150

Ouverture faîtière (mm) 150 200 300

En règle générale, l'écurie froide présente une ouverture faîtière continuellement ouverte par laquelle s'échappe l'air humide légèrement plus chaud. L'air frais est admis par une petite ouverture ménagée sous l'avant-toit, au haut du mur latéral, à bonne distance des animaux, pour réduire les risques de courant d'air. Dans les deux murs latéraux, de larges châssis de ventilation permettent de renouveler l'air à un rythme plus rapide. Ce sont des panneaux basculants ou coulissants ou des persiennes dont on règle manuellement ou automatiquement l'ouverture et la fermeture selon les conditions climatiques. La figure 1 montre une coupe transversale d'une écurie froide type et indique les dimensions recommandées des entrées et des sorties d'air.

Ce type de bâtiment et de système de ventilation caractérise de nombreux manèges couverts. Dans tous les locaux où un nombre élevé de chevaux et de cavaliers exécutent des exercices soutenus, l'air se charge d'une grande quantité d'humidité qui doit être évacuée par le système de ventilation.

De façon à prévenir les dommages liés à la condensation, il est impératif de poser sous le revêtement en acier du toit un faux plafond fait en matériau isolant d'au minimum RSI 0.7 (R-4). Dans bien des écuries, les murs latéraux sont eux aussi recouverts d'un matériau légèrement isolant qui réduit la condensation et permet de garder le milieu ambiant légèrement plus chaud. Un entrepreneur en construction peut vous aider dans le choix et l'installation des matériaux isolants.

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B. Écurie chaude à ventilation naturelle

De nombreuses écuries sont entièrement calorifugées de façon à accroître le confort des chevaux et du personnel. Même sans chauffage d'appoint, la température à l'intérieur d'une écurie entièrement calorifugée peut être de 5 à 10 ^oC plus élevée que la température extérieure, mais le risque de gel existe toujours. Si on veut l'éviter, il vaut mieux recourir à un chauffage d'appoint que de réduire ou d'éliminer la ventilation.

Les ouvertures du mur latéral sont semblables à celles des écuries froides à ventilation naturelle, sauf qu'elles sont munies de panneaux en matériau isolant ou à double vitrage. Au lieu d'une ouverture continue dans le faîte, ces écuries peuvent être équipées d'une ou de plusieurs cheminées d'évacuation. Si l'écurie est surmontée d'un grenier ou d'un fenil, il est essentiel que chacune de ces cheminées forme un conduit séparé débouchant dans le faîte et qu'elle soit construite en matériau isolant d'au moins RSI 1.8 (R-10). Les cheminées ainsi construites préviennent la condensation et les problèmes qui en résultent, c'est-à-dire la détérioration de la qualité du fourrage et la dégradation de la charpente.

Généralement, les cheminées mesurent 0,6 m de côté (2 pieds sur 2 pieds) dans le cas d'une écurie à un niveau et 1,2 m de côté (4 pieds sur 4 pieds) dans le cas d'une écurie située sous un grenier, pour des raisons pratiques (figure 2). Les cheminées doivent avoir en tout une section égale à 0,5-1,0 pour cent de la surface au sol de l'écurie. Un registre réglable installé dans le haut de la cheminée maintient celle-ci remplie d'air chaud et empêche par là même l'air froid de descendre; il bouche au maximum 90 % de la section de la cheminée et se manoeuvre d'ordinaire par un câble.

Figure 2. La ventilation naturelle est parfaitement adaptée à la plupart des écuries, à moins qu'un chauffage d'appoint n'y soit prévu.

Pendant l'été, les prises d'air du mur latéral doivent pouvoir s'ouvrir considérablement plus (5-10 % de la surface au sol de l'écurie) pour permettre à l'air frais d'entrer d'un côté ou d'une extrémité et de sortir de l'autre sous l'action des vents. On peut accroître la ventilation en ouvrant les portes et les fenêtres, mais il faut alors toujours être prêt à intervenir pour empêcher les courants d'air pendant la nuit ou les orages.

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C. Écurie chaude à ventilation artificielle (par ventilateurs)

Ce type d'écurie doit être entièrement calorifugée à RSI 3.5 (R-20) minimum et comporter un système de chauffage pour procurer aux chevaux un environnement sans courant d'air. Étant donné que les ventilateurs provoquent une légère dépression à l'intérieur de l'écurie, toutes les ouvertures (y compris les fissures dans les cadres des fenêtres et des portes) peuvent se transformer en autant de sources de courants d'air. Il est donc indispensable d'installer une entrée d'air bien conçue et de faire en sorte que l'air admis soit réchauffé aussi rapidement que possible : cela diminue le risque de courants d'air et augmente la capacité de rétention d'eau de l'air frais avant qu'il atteigne les chevaux et/ou les ventilateurs d'extraction.

i) Ventilateurs d'extraction

Le débit de ventilation nécessaire par cheval est au minimum de 20 PCM (pied cube par minute) en hiver et de 200 PCM en été. Sauf si l'écurie loge plus de 15 chevaux, vous pouvez choisir le ventilateur le plus petit vendu sur le marché (environ 300 PCM) pour assurer le débit de ventilation de base, et vous chaufferez suffisamment pour maintenir ce taux de renouvellement d'air continu. Ce débit plus élevé est nécessaire parce que la qualité de l'air est davantage fonction du taux de renouvellement de l'air que du nombre de chevaux.

Les techniciens en ventilation estiment que l'idéal est de renouveler l'air deux fois par heure pour garantir une bonne qualité d'air. Toutefois, dans de nombreuses écuries, on ne fait qu'un renouvellement d'air par heure pour économiser le chauffage. Dans une écurie type abritant un nombre normal d'animaux, un débit de ventilation de 40 PCM par cheval (double du débit minimum), en hiver, assure un seul renouvellement de l'air par heure.

Étant donné qu'il est important de pouvoir passer, par paliers successifs, du débit minimum de ventilation en hiver au débit maximum en été, l'emploi d'au moins deux ventilateurs d'extraction à deux vitesses ou à vitesse variable s'impose. Pour les écuries logeant moins de 15 chevaux, une bonne solution consiste à acheter deux ventilateurs à vitesse variable dont la puissance est de 300-1000 PCM et de 1000-3000 PCM respectivement. Le maintien des conditions voulues à l'intérieur de l'écurie implique la commande automatique de ces ventilateurs par un lecteur de température. Un fournisseur de matériel de ventilation peut vous aider dans le choix des ventilateurs d'extraction dont vous avez besoin et dans leur installation.

ii) Prises d'air

Les prises d'air peuvent être des fentes situées dans le haut du mur latéral, communiquant avec l'extérieur, ou situées dans le plafond, communiquant avec un grenier ou un conduit. Plusieurs fabricants de matériaux de construction vendent ce type de prises d'air intégrées à des unités préfabriquées. Il est possible d'utiliser des fenêtres comme prises d'air si on a le temps ou la main-d'oeuvre nécessaire pour les ouvrir et les fermer chaque fois que la température ou le vent change, à cause du risque élevé de courants d'air. Il faut prévoir 0,2 mètre carré (2 pieds carrés) de surface de prise d'air par 1000 PCM (pieds cubes à la minute) d'air à renouveler.

Certaines des écuries à deux niveaux qui existent sont peu étanches et l'air qui s'y infiltre suffit à assurer la ventilation pendant la période automne-hiver-printemps sans que l'on installe de prises d'air comme telles. Mais cela oblige par contre à combattre les courants d'air. Souvent, un réseau interne de gaines permet de mélanger suffisamment l'air d'infiltration avec l'air ambiant et d'éliminer ainsi le problème des courants d'air.

Certaines écuries de construction plus récente sont pourvues d'un système de ventilation à gaines qui contribue à distribuer uniformément l'air frais dans toute l'écurie. Si celle-ci est d'étanchéité normale, l'air frais est admis par une extrémité du bâtiment à l'aide de persiennes ou autres volets actionnés mécaniquement, puis il est mélangé avec de l'air ambiant et envoyé dans une gaine dont un des côtés, ou les deux, est percé d'orifices qui diffusent l'air sur toute la longueur de l'écurie.

Ces gaines sont généralement fabriquées avec des panneaux de contreplaqué ou de plastique. Certaines sont calorifugées de façon à réduire encore plus la condensation, précaution cependant superflue si le mélange d'air est suffisamment réchauffé. Il est conseillé de monter le fond de ces gaines sur charnières de façon à pouvoir les ouvrir facilement pour enlever périodiquement la poussière et la saleté. Certains fabricants ont essayé de poser des filtres à poussière sur les gaines, mais le nettoyage quotidien de ces filtres représente une sérieuse contrainte. Ce type de système est représenté à la figure 3. À noter qu'il peut aussi servir à répartir uniformément la chaleur produite par un chauffage d'appoint.

Figure 3. Une gaine qui répartit l'air uniformément à l'intérieur de l'écurie est un bon moyen de mélanger l'air frais avec l'air ambiant et, dans le cas où il y a un chauffage d'appoint, de diffuser la chaleur.

iii) Calcul des paramètres du système de circulation d'air

Étape 1. Calcul du volume d'air à faire circuler :

Prendre 10 PCM (pieds cubes à la minute) par mètre carré de surface au sol (1 PCM/pied carré de surface au sol)

Étape 2. Calcul de la section de la gaine : Prévoir 0,1 mètre carré par 1000 PCM (1 pied carré/1000 PCM).

Étape 3. Calcul des dimensions des orifices de la gaine : Dépend de la distance entre la gaine et le mur. En effet, l'air émis par chaque orifice doit être projeté vers le mur de l'autre côté de l'écurie au lieu de descendre directement vers les animaux. Comme le montre le tableau, à pression égale, un gros orifice projette l'air plus loin qu'un petit orifice.

Distance jusqu'au mur Dimension des orifices Débit/orifice

2 m 20 mm 3 PCM

3 m 30 mm 8 PCM

4 m 40 mm 14 PCM

Étape 4. Calcul du nombre d'orifices : Diviser le volume d'air à faire circuler (étape 1) par le débit par orifice (étape 3).

Étape 5. Espacement des orifices : Répartir les orifices uniformément le long de la gaine.

iv) Chauffage d'appoint

Si l'on veut empêcher le gel à l'intérieur de l'écurie, un chauffage d'appoint est indispensable. L'écurie doit être bien calorifugée et ne pas laisser pénétrer l'air du dehors (sauf par les prises conçues à cet effet). On doit choisir la température de l'air ambiant recherchée pour déterminer la quantité de chauffage nécessaire à la maintenir. Il va de soi que plus la température choisie est élevée, plus les frais de chauffage augmentent. Les établissements où les chevaux sont mis en exposition ou en vente sont souvent chauffés de manière à limiter la croissance du pelage d'hiver ou d'en accélérer la chute. Pour une écurie normale, une température de 10 ^oC (50 ^oF) est tout à fait courante et réduit au minimum les coûts de chauffage. Les besoins de chauffage se calculent en fonction des caractéristiques propres à chaque écurie. On peut cependant utiliser comme base de calcul la fourchette de 500-1000 watts par cheval (1700-3400 BTU/heure/cheval) pour une écurie normalement calorifugée et ventilée. Le chauffage est souvent assuré par un système électrique à air pulsé, mais des appareils plus économiques brûlant du propane ou du gaz naturel ont de plus en plus la faveur. D'autres possibilités incluent le système traditionnel à air pulsé ou à eau chaude installé dans une pièce à part. Demander conseil à un chauffagiste ou à un fournisseur d'appareils de climatisation.

v) Commandes

La plupart des fournisseurs proposent un boîtier de commande électronique qui jumelle le réglage du système de chauffage et des ventilateurs de façon que la ventilation soit minimale quand le chauffage est en marche et que ce dernier s'arrête dès que le débit de ventilation augmente. Ce type de commande est essentiel pour limiter les frais de chauffage. Il est conseillé de placer le boîtier dans un endroit peu facile d'accès afin d'éviter les modifications trop fréquentes et intempestives des réglages.

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Autres sujets à prendre en considération

Poussière

La poussière peut irriter fortement l'appareil respiratoire du cheval et de l'humain dans les écuries et les manèges couverts. Il est important de confectionner les litières avec des matériaux propres. La façon courante de limiter la poussière dans les manèges consiste à mouiller périodiquement le sol.

Matériel de surveillance

On doit avoir sous la main certains outils élémentaires pour vérifier la qualité du milieu ambiant. Un thermomètre à minimum et maximum montre les fluctuations de température à l'intérieur de l'écurie. Le niveau d'humidité peut être surveillé à l'aide d'un psychromètre fronde ou d'un hygromètre électronique. On peut vérifier le déplacement de l'air et détecter les infiltrations d'air non désirées à l'aide d'une poire à fumée. La concentration de divers gaz, comme l'ammoniac et le gaz carbonique, se mesure avec des tubes de détection de gaz. Tous ces appareils s'achètent chez des fournisseurs de matériel de laboratoire.

Autres sources d'information

Le bureau du MAAARO de votre région peut vous fournir la série de feuillets techniques sur la ventilation produits par le Service de plans du Canada. Les entrepreneurs en construction, les fournisseurs de matériel de ventilation et les consultants en génie rural peuvent vous aider à concevoir et à installer votre système de ventilation. La ventilation est un aspect à ne pas négliger lorsqu'on planifie l'aménagement d'une écurie.

Nous remercions le Secrétariat d'État pour sa contribution financière à la réalisation de la présente fiche technique.

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