Évaluation des paramètres optimaux de lavage et développement d'un indicateur en temps réel afin d'assurer la biosécurité et réduire à la source le volume d'eaux usées en production prorcine
Rapport scientifique
Au Québec, l'industrie porcine est le deuxième secteur agroalimentaire en importance. Cependant, l'intensification de la production rend plus probables les problèmes sanitaires, qui peuvent causer des problèmes économiques aux producteurs et réduire le bien-être animal. Le lavage et la désinfection des bâtiments d'élevage jouent un rôle primordial pour maintenir un statut sanitaire élevé, qui permet de contrôler les maladies, d'éviter les épidémies et de ralentir la dégradation de la santé des bâtiments. De plus, les pressions environnementales exigent une production plus durable, ce qui rend la réduction de la quantité d'eau utilisée très importante.
Dans ce contexte, ce projet vise à optimiser les paramètres des opérations de lavage pour assurer de bonnes conditions sanitaires en minimisant la quantité d'eau utilisée dans les bâtiments porcins. L'hypothèse principale avancée est que l'optimisation des méthodes de lavage permettra non seulement d'améliorer l'hygiène du bâtiment, mais également de réduire de manière significative la consommation d'eau nécessaire pour les opérations de nettoyage.
Tout d'abord, ce projet a permis d’étudier des stratégies pour évaluer rapidement l'efficacité de lavage et les niveaux de propreté des matériaux. Deux méthodes ont été identifiées comme étant à la fois simples et prometteuses pour servir d'indicateurs de propreté : la méthode de bioluminescence de l'adénosine triphosphate (ATP) et la méthode de réaction enzymatique utilisant le Biofinder. La méthode ATP permet de détecter la contamination bactérienne et non bactérienne présents sur une surface, tandis que la méthode Biofinder utilise des enzymes pour détecter la présence de biofilms.
Ensuite, l’optimisation des paramètres des opérations de lavage a été étudié dans le but de garantir des conditions sanitaires optimales, c'est-à-dire réduire la présence de bactéries et de résidus organiques en minimisant la consommation d'eau. Pour ce faire, trois paramètres de lavage (température de l’eau, pression d’impact et vitesse), deux types de buse (buse rotative et buse à jet plat) et six types de matériaux (béton coulé sur place, béton vibré pressé, acier inoxydable, fonte, PVC et HDPE) ont été évalués en utilisant une station de lavage automatisée. Les résultats ont montré que l'augmentation de la température de l'eau et de la pression d’impact du jet d'eau sur la surface, ainsi que la réduction de la vitesse de passage, ont un impact significatif sur l'efficacité du nettoyage. Les paramètres optimaux pour la buse rotative correspondent à : une température de l'eau comprise entre 35 et 37 °C, une pression d’impact de 20 MPa et une vitesse de 0,5 à 0,55 m/s. En revanche, pour la buse à jet plat, les paramètres optimaux sont : une température de l'eau comprise entre 40 et 45 °C, une pression d’impact de 0,6 MPa et une vitesse de 0,3 m/s.
De plus, une étape d'évaluation à l'échelle commerciale a été réalisée pour évaluer les méthodes sélectionnées en termes de propreté en utilisant des indicateurs, de consommation d'eau et de temps de lavage. Les résultats ont montré que le lavage à l'eau chaude a significativement réduit la consommation d'eau et le temps nécessaire pour la phase de lavage de 31% et 24%, respectivement, par rapport au lavage à l'eau froide. Les indicateurs ont été adaptés pour l’utilisation en ferme. Pour la méthode Biofinder, le lavage était considéré satisfaisant lorsque l'échelle visuelle était notée 1, tandis que les échelles 2 et 3 étaient jugées inadéquates. Pour la méthode utilisant
l'ATP, un niveau de propreté inférieur à 1500 RLU (unités de lumière relatives) a été déterminé comme étant acceptable pour un bâtiment porcin. En outre, le lavage à l'eau chaude a montré un niveau plus faible de micro-organismes, avec des valeurs d'ATP et un niveau de réaction du Biofinder plus bas que celles obtenues avec le lavage à l'eau froide.
Comme l'usure peut altérer la rugosité de la surface et ainsi avoir un impact sur l'efficacité du processus de nettoyage, une étude a été menée pour évaluer l'effet de l'usure sur l'efficacité de nettoyage de matériaux neufs et usés. Les résultats ont montré une augmentation linéaire de la valeur d'ATP pour les matériaux usés par rapport aux matériaux neufs, en particulier pour ceux utilisés comme plancher tels que la fonte, le béton coulé sur place et le béton vibré pressé, surtout lorsqu'ils sont nettoyés à l'eau froide. De plus, ces résultats suggèrent que l'utilisation d'eau chaude pour le lavage peut offrir des avantages significatifs en termes d'efficacité de nettoyage concernant les matériaux âgés.
Donc, il est crucial de mettre en place des pratiques rigoureuses de nettoyage, afin de réduire ou éliminer les biofilms et les bactéries de la surface des bâtiment porcins. Pour obtenir un niveau de propreté adéquat pour l'ensemble des matériaux neufs et usés tout en réduisant la consommation d'eau. Le cadre de ce projet fournit de recommandations pour optimiser les procédures de lavage. Cela implique l'utilisation d'une buse rotative, d'une température supérieure à 35 °C et d'une pression d'impact supérieure à 20 MPa (par exemple, une pression de la laveuse de 2600 psi à une distance de 30 cm), ainsi que l'application de savon après le lavage à haute pression.
Enfin, en raison de la réduction des coûts en salaires, des économies annuelles de 824,90 $ ont été estimées pour une ferme naisseur-finisseur type (2000 places à l’engraissement, 278 truies et 2043 porcelets) lorsque le lavage est fait à l’eau chaude, ce qui est équivalent à une économie de 0,18 $/m2 de bâtiment lavé. Ces économies sont obtenues malgré l’achat de carburant nécessaire pour alimenter le chauffe-eau. D’autre part, l’utilisation de carburant fossile pour chauffer l’eau contribue à augmenter les émissions de gaz à effet de serre (GES) du scénario de lavage à l’eau chaude de 3 981 kg CO2e annuellement comparativement au scénario de lavage à l’eau froide, malgré la réduction du volume de lisier à épandre.
Au Québec, l'industrie porcine est le deuxième secteur agroalimentaire en importance. Cependant, l'intensification de la production rend plus probables les problèmes sanitaires, qui peuvent causer des problèmes économiques aux producteurs et réduire le bien-être animal. Le lavage et la désinfection des bâtiments d'élevage jouent un rôle primordial pour maintenir un statut sanitaire élevé, qui permet de contrôler les maladies, d'éviter les épidémies et de ralentir la dégradation de la santé des bâtiments. De plus, les pressions environnementales exigent une production plus durable, ce qui rend la réduction de la quantité d'eau utilisée très importante.
Dans ce contexte, ce projet vise à optimiser les paramètres des opérations de lavage pour assurer de bonnes conditions sanitaires en minimisant la quantité d'eau utilisée dans les bâtiments porcins. L'hypothèse principale avancée est que l'optimisation des méthodes de lavage permettra non seulement d'améliorer l'hygiène du bâtiment, mais également de réduire de manière significative la consommation d'eau nécessaire pour les opérations de nettoyage.
Tout d'abord, ce projet a permis d’étudier des stratégies pour évaluer rapidement l'efficacité de lavage et les niveaux de propreté des matériaux. Deux méthodes ont été identifiées comme étant à la fois simples et prometteuses pour servir d'indicateurs de propreté : la méthode de bioluminescence de l'adénosine triphosphate (ATP) et la méthode de réaction enzymatique utilisant le Biofinder. La méthode ATP permet de détecter la contamination bactérienne et non bactérienne présents sur une surface, tandis que la méthode Biofinder utilise des enzymes pour détecter la présence de biofilms.
Ensuite, l’optimisation des paramètres des opérations de lavage a été étudié dans le but de garantir des conditions sanitaires optimales, c'est-à-dire réduire la présence de bactéries et de résidus organiques en minimisant la consommation d'eau. Pour ce faire, trois paramètres de lavage (température de l’eau, pression d’impact et vitesse), deux types de buse (buse rotative et buse à jet plat) et six types de matériaux (béton coulé sur place, béton vibré pressé, acier inoxydable, fonte, PVC et HDPE) ont été évalués en utilisant une station de lavage automatisée. Les résultats ont montré que l'augmentation de la température de l'eau et de la pression d’impact du jet d'eau sur la surface, ainsi que la réduction de la vitesse de passage, ont un impact significatif sur l'efficacité du nettoyage. Les paramètres optimaux pour la buse rotative correspondent à : une température de l'eau comprise entre 35 et 37 °C, une pression d’impact de 20 MPa et une vitesse de 0,5 à 0,55 m/s. En revanche, pour la buse à jet plat, les paramètres optimaux sont : une température de l'eau comprise entre 40 et 45 °C, une pression d’impact de 0,6 MPa et une vitesse de 0,3 m/s.
De plus, une étape d'évaluation à l'échelle commerciale a été réalisée pour évaluer les méthodes sélectionnées en termes de propreté en utilisant des indicateurs, de consommation d'eau et de temps de lavage. Les résultats ont montré que le lavage à l'eau chaude a significativement réduit la consommation d'eau et le temps nécessaire pour la phase de lavage de 31% et 24%, respectivement, par rapport au lavage à l'eau froide. Les indicateurs ont été adaptés pour l’utilisation en ferme. Pour la méthode Biofinder, le lavage était considéré satisfaisant lorsque l'échelle visuelle était notée 1, tandis que les échelles 2 et 3 étaient jugées inadéquates. Pour la méthode utilisant
l'ATP, un niveau de propreté inférieur à 1500 RLU (unités de lumière relatives) a été déterminé comme étant acceptable pour un bâtiment porcin. En outre, le lavage à l'eau chaude a montré un niveau plus faible de micro-organismes, avec des valeurs d'ATP et un niveau de réaction du Biofinder plus bas que celles obtenues avec le lavage à l'eau froide.
Comme l'usure peut altérer la rugosité de la surface et ainsi avoir un impact sur l'efficacité du processus de nettoyage, une étude a été menée pour évaluer l'effet de l'usure sur l'efficacité de nettoyage de matériaux neufs et usés. Les résultats ont montré une augmentation linéaire de la valeur d'ATP pour les matériaux usés par rapport aux matériaux neufs, en particulier pour ceux utilisés comme plancher tels que la fonte, le béton coulé sur place et le béton vibré pressé, surtout lorsqu'ils sont nettoyés à l'eau froide. De plus, ces résultats suggèrent que l'utilisation d'eau chaude pour le lavage peut offrir des avantages significatifs en termes d'efficacité de nettoyage concernant les matériaux âgés.
Donc, il est crucial de mettre en place des pratiques rigoureuses de nettoyage, afin de réduire ou éliminer les biofilms et les bactéries de la surface des bâtiment porcins. Pour obtenir un niveau de propreté adéquat pour l'ensemble des matériaux neufs et usés tout en réduisant la consommation d'eau. Le cadre de ce projet fournit de recommandations pour optimiser les procédures de lavage. Cela implique l'utilisation d'une buse rotative, d'une température supérieure à 35 °C et d'une pression d'impact supérieure à 20 MPa (par exemple, une pression de la laveuse de 2600 psi à une distance de 30 cm), ainsi que l'application de savon après le lavage à haute pression.
Enfin, en raison de la réduction des coûts en salaires, des économies annuelles de 824,90 $ ont été estimées pour une ferme naisseur-finisseur type (2000 places à l’engraissement, 278 truies et 2043 porcelets) lorsque le lavage est fait à l’eau chaude, ce qui est équivalent à une économie de 0,18 $/m2 de bâtiment lavé. Ces économies sont obtenues malgré l’achat de carburant nécessaire pour alimenter le chauffe-eau. D’autre part, l’utilisation de carburant fossile pour chauffer l’eau contribue à augmenter les émissions de gaz à effet de serre (GES) du scénario de lavage à l’eau chaude de 3 981 kg CO2e annuellement comparativement au scénario de lavage à l’eau froide, malgré la réduction du volume de lisier à épandre.
