Séchage du foin en grange

Agdex :	120/736
Date de publication :	12/96
Commande no.	96-214
Dernière révision :	12/96
Situation :
Rédacteur :	Harold House - ingénieur/MAAARO; Robert Stone - ingénieur/MAAARO

Table des matières

1. Introduction
2. Le plancher de la grange
3. Débits d'air
4. Le ventilateur du séchoir
5. Systèmes de distribution d'air
6. Paramètres techniques de l'installation
7. Récolte et mise en grange
8. Fonctionnement du séchoir
9. Coût
10. Autres sources d'information

Introduction

De nos jours, bien des producteurs installent un système de séchage du foin en grange ,qui est un outil essentiel à la production de fourrage de qualité. Un système de séchage de foin bien conduit réduit la durée du préfanage au champ et donc le risque de détérioration par la pluie; il limite aussi la chute des feuilles et élimine le danger d'incendie déclenché par la combustion spontanée.

Figure 1. Le séchoir à foin aide à produire un fourrage de qualité.

Un séchoir à foin est constitué d'un ventilateur et d'une gaine de distribution qui envoient de l'air tiré du dehors à travers le foin préfané qui a été rentré dans la grange. En traversant la masse du foin, l'air élimine la chaleur et l'excès d'humidité et finit le processus de fanage qui a débuté au champ.
On doit faire entrer en ligne de compte les facteurs ci-dessous lorsqu'on envisage d'installer un système de séchage du foin en grange.

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1. Le plancher de la grange

1. Le foin à sécher pèse en général de 10 à 30 % plus lourd que le foin complètement fané. Il est conseillé de vérifier la solidité de tous les éléments de charpente qui portent le plancher et de les renforcer ou les remplacer si nécessaire.
2. Le plancher de la grange doit être étanche pour que l'air pulsé par le ventilateur ne puisse s'échapper qu'en traversant la masse de foin. On peut rendre le plancher étanche en posant une feuille de polyéthylène de 6 mil (0,15 mm) ou des panneaux de contreplaqué de 5/16 po (8 mm) d'épaisseur.

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Débits d'air

Les séchoirs à foin doivent être conçus pour finir de sécher du foin coriace ou semi-humide, mais en aucun cas du foin humide. Le débit d'air nécessaire au séchage dépend du degré d'humidité initial et de la proportion des graminées et des légumineuses dans le foin. Les débits suivants (figure 2) peuvent servir de guides.

Le degré d'humidité moyen d'un foin à sécher en grange doit être au maximum de 25 %. Le séchage artificiel d'un foin qui contient plus de 30 % d'eau devient très risqué.

Pour calculer les besoins en séchage, nous estimerons qu'une tonne courte (0,9 tonne métrique) de foin sec en balles occupe un volume approximatif de 250 pieds cubes (7,0 m³) ou représente approximativement 50 balles standard pesant 40 livres (18 kg) chacune.

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Le ventilateur du séchoir

On choisit un ventilateur capable de débiter la quantité d'air voulue à la pression statique de 1 po (0,25 kPa). Deux types de ventilateurs sont possibles : le ventilateur axial (à pales) et le ventilateur centrifuge. Les ventilateurs centrifuges sont d'un fonctionnement beaucoup plus silencieux que les ventilateurs axiaux mais ils sont également plus coûteux.

En général, on peut se procurer facilement des ventilateurs axiaux ou centrifuges de 5 chevaux-vapeur (3,7 kW) ou de 7,5 chevaux-vapeur (5,6 kW). Au besoin, on peut aussi installer plus d'un ventilateur dans un local de stockage nécessitant un grand débit d'air.

Dans le cas d'un séchoir utilisant des ventilateurs centrifuges, on doit surveiller constamment la tension de la courroie d'entraînement. Toute diminution du nombre de tours par minute causée par un patinage excessif de la courroie a pour effet de réduire considérablement le rendement du ventilateur.

Figure 3. Un séchoir à foin axial à commandes électriques.

Les besoins du ventilateur en électricité peuvent être importants et il faut en tenir compte à l'étape de la planification. Le ventilateur doit être placé dans un endroit où il sera facile d'accès pour l'entretien et la réparation. Il est bon aussi de le protéger contre les intempéries. Au moment de choisir un ventilateur, on doit se rappeler que c'est un appareil qui va fonctionner continuellement pendant une longue période et qu'il émettra un bruit considérable.

Exemple d'installation - choix du ventilateur

Exemple : Calculer la capacité de ventilation requise pour sécher une pile de foin de 30 pi (9,1 m) sur 70 pi (21,3 m) et 12 pi (3,65 m) de hauteur, dont la teneur en eau initiale est de 25 %

Solution:

1. Volume du foin
   = longueur x largeur x hauteur
   = 30 pi (9,1 m) x 70 pi (21,3 m) x 12 pi (3,65 m)
   = 25 200 pieds cubes (707 mètres cubes)
   
   
2. 1 tonne courte (0,9 tonne métrique) de foin sec en balles occupe un volume de 250 pieds cubes (7 m³); le foin occupe donc un volume de :
   25 200 pi³ (707 m³) ~ 100 tonnes courtes (90 tonnes métriques) 250 pi³ (7,0 m³)
   
   
3. D'après les chiffres de la figure 2, le séchage d'un foin contenant 25 % d'eau exige un débit d'air de 150 pi³/min/tonne courte (80 L/s/tonne métrique). On doit donc choisir un ventilateur qui peut délivrer :
   100 tonnes courtes (90 tonnes métriques) x 150 pi³/min/tonne courte (80 L/s/tonne métrique) = 150 000 pi³/min/tonne courte, soit 7 200 L/s d'air à une pression statique de 1 po (0,25 kPa).
   
   
4. Consultez votre fournisseur pour choisir le ventilateur approprié. Les notices des fabricants conseillent parfois un ventilateur axial de 36 po (914 mm) de diamètre avec un moteur électrique de 5 chevaux-vapeur (3,7 kW)

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Systèmes de distribution d'air

Le système de distribution d'air comprend une gaine principale comportant ou non une section dont le plancher est à claire-voie, selon les dimensions de la grange (figure 4). Le ventilateur envoie un courant d'air dans la gaine de distribution, laquelle le répartit à travers la masse de foin.

La gaine de distribution est un conduit étanche à double paroi en contreplaqué, de section rectangulaire, dont l'intérieur est lisse pour ne pas freiner l'écoulement de l'air. L'air est dirigé dans le foin par des volets de réglage qui s'ouvrent à la base des côtés de la gaine et sur le dessus. Les volets permettent aussi de régler le débit d'air et de ventiler au choix des sections différentes de la grange.

Figure 4. Gaine à section rectangulaire, à paroi intérieure, sans plancher à claire-voie

1. Lattes de 2 po 4 po (38 89 mm) espacées de 3 po (75 mm)
2. Lattes de 2 po 6 po (38 140 mm) espacées de 24 po (600 mm) centre à centre
3. Plaque de 2 po 6 po (38 140 mm)
4. Paroi intérieure
5. Plancher de la grange
6. Cale de 1 po 6 po (19 140 mm)
7. Volet de réglage de 12 po (300 mm)
8. Lattes de 1 po 4 po (19 89 mm) espacées de 12 po (300 mm) centre à centre
9. Bande de clouage continue de 1 po 4 po (19 89 mm)

La gaine de distribution traverse le centre du local de stockage ou court le long d'un des murs latéraux. On opte pour cette dernière disposition dans les granges étroites dont la largeur est inférieure à 24 pieds (7,3 m). Les gaines de distribution latérales présentent l'avantage de faciliter la manipulation du foin dans la grange. Par contre, il est plus difficile d'en assurer l'étanchéité.

On peut construire une gaine de section triangulaire au lieu d'une gaine de section rectangulaire ou carrée. Mais dans ce cas la gaine devient souvent trop haute, ce qui complique le transbordement des balles d'un côté à l'autre de la grange. Il est également plus difficile d'empiler les balles en les serrant contre la gaine quand celle-ci est triangulaire. Ce type de gaine convient surtout aux granges où on entasse en vrac des balles de foin, de longueur inférieure à 30 po (0,76 m), sans méthode particulière d'empilage.

On peut aussi construire une gaine sans paroi intérieure dans les cas où le trajet de l'air jusqu'au pourtour de la pile de foin est le même dans tous les sens. Mais ce genre de gaine n'offre pas la possibilité de ventiler séparément des sections différentes de la grange. On peut aussi aménager une sorte de gaine en laissant un couloir entre deux rangées de balles recouvertes d'une planche, mais on aura les mêmes limitations qu'avec la gaine sans paroi intérieure.

On dispose la gaine et le fond à claire-voie de manière que le trajet de l'air soit de même longueur partout jusqu'au périmètre extérieur de la pile de foin (figure 5).

Figure 5. Trajet équidistant de l'air à travers une pile de foin.

Par conséquent, si la distance entre la bouche de la gaine principale et le périmètre extérieur et entre la bouche et le haut de la pile de foin est égale, on peut construire une gaine sans fond à claire-voie. Il faut prévoir au minimum une rangée de balles posées sur chant, dans le sens de la largeur par rapport à la gaine, en laissant entre elles des espaces de 4 à 6 pouces (100-150 mm). L'air s'échappe par ces passages, ce qui diminue la pression autour de la gaine. En plus des espaces entre les balles de la première rangée, on peut ménager des passages entre les rangées de balles pour faire en sorte que le trajet de l'air ait la même longueur partout jusqu'aux balles empilées de façon serrée sur le pourtour de la pile de foin (figure 6).

Figure 6. Vue en perspective d'un séchoir à foin, montrant la première couche de balles espacées de manière à laisser passer l'air. Gracieuseté d'Atlantic Provinces Pub. No. 8

Il ne faut jamais construire une gaine à plancher à claire-voie lorsque la distance entre la gaine et le périmètre extérieur de la pile de foin est inférieure à la distance entre la gaine et le haut de la pile, car dans ce cas l'air s'écoulera uniquement sur les côtés.

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Paramètres techniques de l'installation

On calcule les dimensions à donner aux éléments du séchoir en tenant compte des facteurs suivants :

1. La section minimale de la gaine de distribution est de 1 pied carré (0,9 mètre carré) par 1 000 pieds cubes à la minute (470 L/s) de capacité de ventilation.
2. Les volets de réglage du débit d'air doivent être d'une dimension qui permet à l'air de passer à la vitesse maximale de 500 pi/min (2,5 m/s) au niveau des ouvertures; il faut donc prévoir 2 pieds carrés (0,18 m²) d'ouverture par 1 000 pi³/min (470 L/s) de capacité de ventilation.
3. On n'ouvre pas de bouches à moins de 8 pieds (2,4 m) du bout de la gaine de distribution. Quant aux 8 premiers pieds (2,4 m) de gaine, du côté du ventilateur, ils doivent toujours être totalement étanches.
4. Pour évacuer l'air à l'extérieur, prévoir 2 pieds carrés (0,18 m²) d'ouverture dans la pile de foin par 1000 pi³/min (470 L/s) de capacité de ventilation.

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Récolte et mise en grange

Le séchoir à foin est conçu pour sécher du foin coriace ou semi-humide mais non du foin humide. Il faut laisser faner le foin sur le champ pour qu'il ne contienne plus en moyenne que 25 % d'humidité au moment du pressage en balles. Un foin contenant beaucoup de graminées peut être légèrement plus humide au moment du pressage. On confectionne des balles de densité normale en ajustant légèrement la tension, si nécessaire, dans le cas d'un foin légèrement plus humide que la normale. Il faut se rappeler que les balles perdront un peu de volume au cours du séchage.

Le foin doit être réparti uniformément sur toute la section de la grange qui sera séchée. On serre les balles les unes contre les autres, en posant les balles de la première couche sur le chant (sur leur plus petit côté, dans le sens de la longueur). Les couches suivantes peuvent être rangées à plat, les bottes de chaque couche étant disposées perpendiculairement aux bottes de la couche précédente.

On met en marche le ventilateur dès que l'on commence à rentrer le foin dans la grange. Il faut placer assez de foin sur le séchoir dès le premier jour pour recouvrir suffisamment le plancher de la grange et la section de la gaine. On est ainsi certain qu'un séchage efficace peut commencer

Fonctionnement du séchoir

1. Une fois que le ventilateur est en marche, on le laisse fonctionner continuellement jusqu'à ce que le foin soit sec.
2. Quand le foin du haut de la pile semble parfaitement sec (au minimum 7 jours après que l'on a rentré les dernières bottes), on arrête le ventilateur pendant la nuit. On le remet en marche le lendemain et l'on observe la pile pour vérifier s'il s'en échappe de l'air chaud ou de la vapeur.
3. Si on constate un échauffement, on fait marcher le ventilateur pendant encore un jour ou deux et on vérifie à nouveau
4. Si on ne constate plus d'échauffement après trois vérifications, le foin peut être considéré sec.

Coût

Le coût en capital d'un système de séchage du foin varie en fonction du type et de la taille du système, des matériaux dont on dispose et de la main-d'oeuvre. En 1986, le coût minimal d'un système comprenant un ventilateur axial et une gaine de distribution (sans fond à claire-voie) construite sans main-d'oeuvre rémunérée était de 2 500 $. Ce coût peut facilement doubler si on installe un ventilateur centrifuge et si l'on fait construire la gaine par une main-d'oeuvre rémunérée.

Les coûts d'exploitation varient en fonction de l'humidité du foin que l'on rentre et des conditions métérologiques qu'il fait pendant la période du séchage. On peut s'attendre à consommer en moyenne de 50-75 kWh/tonne courte (55-83 kWh/tonne métrique) d'énergie. En 1986, lorsque le kWh coûtait 0,045 $, le coût du séchage s'élevait à 2,25-3,38 $ la tonne courte (2,48-3,73 $ la tonne métrique) de foin sec.

Autres sources d'information

Les producteurs peuvent obtenir un complément d'aide en s'adressant aux ingénieurs du génie rural employés des bureaux de comté du Ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'Ontario.

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