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Publication Annéetrier par ordre décroissant

Traitement de l’air en porcherie : mise au point d’un modèle de prédiction des flux azotés (projet TARA)

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Nadine Guingand, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 93

L’élevage porcin est responsable de 7% des émissions d’ammoniac en France (Citepa, 2015). La réduction des émissions d’ammoniac imposées par la réglementation (directive IED, directive NEC, PREPA) oblige les éleveurs à faire de nouveaux choix techniques pour la gestion de leurs effluents mais aussi celle de l’air extrait des bâtiments.
Le lavage d’air est une technique efficace pour la réduction des émissions d’ammoniac comme de celles des odeurs et des particules. Le mode d’action de ce procédé est double : physico-chimique (sédimentation des particules, solubilisation de l’ammoniac) et biologique (au sein du maillage, mise en place d’une flore dégradant ammoniac et composés odorants). En France, cette technique a été principalement développée pour répondre à la nuisance occasionnée par les odeurs émises par les élevages porcins. Sur le terrain, les taux d’efficacité de cette technique pour l’ammoniac varient selon les paramètres de conception initiaux des unités mais aussi selon leur gestion : vitesse d’air au sein du maillage, surface de maillage, température, débit d’eau, taux de renouvellement de l’eau, etc...
L’objectif du projet était de réaliser un bilan complet des flux azotés des dispositifs de traitement de l’air existant en France et de proposer aux acteurs de terrain un modèle permettant de prédire ces flux à partir des caractéristiques de l’équipement mis en place.
Une première étape analyse l’impact de différents paramètres sur l’efficacité d’abattement obtenue en conditions maîtrisées puis en conditions d’élevage ; la seconde étape permettra d’exploiter ces données pour établir un modèle de prédiction de l’efficacité du lavage.

PDF icon Nadine Guingand, bilan 2017, éditions IFIP, mai 2018, p. 93, fiche n° 53
2018

Traitement de l’air en porcherie : modèle de prédiction des flux azotés

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Nadine Guingand, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 78

L’élevage porcin est responsable de 7% des émissions d’ammoniac en France (Citepa, 2015). La réduction des émissions d’ammoniac imposées par la réglementation (directives IED et NEC, PREPA) contraint les éleveurs à de nouveaux choix techniques de gestion de leurs effluents mais aussi de l’air extrait de leurs bâtiments. Le lavage d’air est une technique efficace pour réduire les émissions d’ammoniac mais aussi d’odeurs et de particules. Le mode d’action de ce procédé est à la fois physico-chimique (sédimentation des particules, solubilisation de l’ammoniac) et biologique (mise en place au sein du maillage d’une micro-flore contribuant à la dégradation de l’ammoniac et des composés odorants). En France, cette technique a été principalement développée pour répondre à la question des odeurs émises par les élevages porcins. Sur le terrain, cette technique présente des taux  d’efficacité pour l’abattement d’ammoniac qui peuvent être variables selon la conception des outils mais aussi selon leur gestion. Les paramètres influençant l’efficacité du lavage sont multiples : vitesse d’air au sein du maillage, surface de contact du maillage, température, débit et taux de renouvellement de l’eau… L’objectif du projet TARA était de réaliser, sur les systèmes de traitement de l’air existant en France, un bilan complet des flux azotés pour proposer aux acteurs un modèle permettant de prédire ces flux à partir des caractéristiques du procédé de traitement installé. Le projet comprend plusieurs étapes : la première est d’acquérir, dans une diversité de situations, des données sur les principaux paramètres susceptibles d’impacter les flux azotés d’un dispositif de lavage d’air à l’eau et, pour cela, de définir, d’abord en conditions de laboratoire (IMT Altlantique et Ecole Nationale de Chimie de Rennes), une méthode pour la mesure d’un bilan azoté complet. La deuxième étape consiste à mesurer ces flux azotés en conditions d’élevage dans trois installations de terrain (lavage d’air à l’eau). La troisième étape consiste, à partir des données
acquises précédemment, à établir un outil de prédiction des flux azotés.

PDF icon Nadine Guingand, Bilan 2019, éditions IFIP, mai 2020, p. 78
2020

Mise au point de l’outil TARA pour dimensionner et optimiser le fonctionnement d’un laveur d’air

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Solène Lagadec (CRAB) et al., 53es Journée de la Recherche Porcine (FRA), 2021, 1er, 2, 3 et 4 février 2021, p. 347-352

L’efficacité du lavage d’air sur la réduction des émissions d’ammoniac peut varier de 17 à 70 %. Elle dépend de plusieurs éléments de conception (dimensionnement du laveur, type de maillage, système d’arrosage) et des conditions opératoires. Un outil (dénommé TARA) a été développé pour répondre à la demande croissante des éleveurs et techniciens concernant la mise en place et/ou le suivi de fonctionnement des laveurs d’air. Il s’agit d’un modèle de prédiction des flux azotés en amont et aval d’un module de lavage d’air à l’eau, permettant soit, de dimensionner un laveur dans le cadre d’un projet d’installation soit, d’optimiser l’efficacité d’une unité de lavage déjà en fonctionnement. Dans le cadre d’une installation d’un nouvel équipement, et selon le taux d’abattement d’ammoniac souhaité, l’outil permet de dimensionner les différentes composantes du laveur : surface et hauteur de maillage, volume de stockage des eaux de lavage et débit d’arrosage. Pour des unités de lavage déjà en place, l’outil permet de déterminer l’efficacité du laveur à partir de ses caractéristiques (débit d’air maximum à traiter, surface et volume de maillage, charge en NH3 dans l’air entrant…). Le modèle permet aussi de calculer sur une base annuelle la quantité d’eau chargée à évacuer et d’identifier les leviers d’action permettant d’améliorer l’efficacité de traitement de l’ammoniac. Dans les deux situations, cet outil permet de calculer les quantités annuelles d’ammoniac et de protoxyde d’azote émises ainsi que les quantités d’azote dans les eaux en sortie de laveur. Enfin, l’outil TARA est simple d’utilisation, développé sur le logiciel Excel®, et repose à la fois sur des lois de l’absorption physique entre un gaz et un liquide ainsi que sur de données acquises en élevage, notamment pour établir la fréquence de renouvellement des eaux de lavage.

Implementation of the TARA tool to size and optimize operation of an air scrubber

An air scrubber’s efficiency in reducing ammonia emissions, which can range from 17-70 %, depends on design parameters (size of the scrubber, the type of packing, sprinkler system) and operating conditions. To meet the growing demand from pig farmers and technicians regarding setting up and/or monitoring air scrubbers in operation, the TARA tool was developed. It predicts nitrogen flows upstream and downstream of an air scrubber that uses water, and allows one to size an air scrubber as part of an installation project or to optimize the efficiency of a scrubber already in operation. When setting up new equipment, based on the expected ammonia abatement rate, the tool helps to size the parts of the scrubber: packing surface and height, washing-water storage volumes and watering flow. For units already in operation, the tool estimates their efficiency based on their characteristics (maximum airflow to be treated, packing surface and volume, NH3 load in the incoming air, etc.). The tool also calculates the volume of NH3-loaded water that needs to be disposed of each year and helps identify ways to improve its efficiency in processing ammonia. In both situations, it calculates annual quantities of ammonia and nitrous oxide emitted and of nitrogen in the water that leaves the scrubber. Last, the TARA tool is easy to use, developed using Excel® software, and based on the laws of physical absorption between gas and liquid and on data acquired on pig farms, which enables it in particular to estimate how frequently the washing water needs to changed.

2021

Traitement de l'air en porcherie : prédiction des flux azoté (Tara)

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Nadine Guingand, Bilan 2020, éditions Ifip, mai 2021, p. 111

L’élevage porcin est responsable de 7% des émissions d’ammoniac en France (Citepa, 2015). La réduction des émissions d’ammoniac imposées par la réglementation (directive IED, directive NEC, PREPA) oblige les éleveurs à faire de nouveaux choix techniques quant à la gestion de leurs effluents mais aussi de l’air extrait de leurs bâtiments. Le lavage d’air est une une technique efficace tant sur le plan de la réduction des émissions d’ammoniac que celles des ’odeurs et des particules. Le principe d’action de cette technique est à la fois physico-chimique (sédimentation des particules, solubilisation de l’ammoniac) et biologique (mise en place d’une flore au sein du maillage pour la dégradation de l’ammoniac et des composés odorants). En France, cette technique a été principalement développée pour répondre à la problématique odeurs des élevages porcins. Sur le terrain, cette technique présente des taux d’efficacité sur l’ammoniac qui peuvent être variables selon les paramètres de conception initiaux mais aussi en fonction de la gestion des unités. La liste des paramètres influençant l’efficacité du lavage est assez conséquente : vitesse d’air au sein du maillage, surface de maillage, température, débit d’eau, taux de renouvellement des eaux…. L’objectif du projet est de réaliser un bilan complet des flux azotés sur les systèmes de traitement de l’air existant en France et de proposer aux éleveurs et aux techniciens un modèle permettant de prédire ces flux en fonction des caractéristiques du système de traitement mis en place. Après avoir acquis les données sur les principaux paramètres de variation des flux azotés d’un lavage d’air à l’eau et de mettre au point une méthode de mesure des bilans complets sur l’azote en conditions de laboratoire (IMT Altlantique et Ecole Nationale de Chimie de Rennes – étape 1 du projet), la deuxième étape a porté sur la mesure de flux azotés en conditions d’élevage sur trois installations de lavage d’air à l’eau. La troisième étape a été la mise au point d’un outil de prédiction des flux azotés à l’aide des données acquises au cours des étapes précédentes.

PDF icon Nadine Guingand, Bilan 2020, éditions Ifip, mai 2021, p. 111
2021