La Californie est le premier État producteur de lait du pays et abrite près de 1,8 million de vaches laitières. La Californie est aussi chaude, surtout pour les vaches, qui ont du mal à rester au frais lorsque le temps se réchauffe. Et quand les vaches ont trop chaud, leur production de lait diminue. Une surchauffe sévère peut menacer la santé des vaches et leur capacité à devenir enceintes et à mener les veaux à terme.

Les producteurs laitiers utilisent des ventilateurs et des pulvérisateurs pour refroidir les vaches dans leurs étables, mais il y a un besoin substantiel de meilleures options. Les systèmes existants consomment beaucoup d'énergie et d'eau, ce qui coûte cher aux agriculteurs. Et le changement climatique augmente les températures et met à rude épreuve les approvisionnements en eau de la Californie.

Grâce au financement de la California Energy Commission, nous faisons partie des zootechniciens et ingénieurs qui collaborent à l'UC Davis pour tester de nouvelles innovations et mesurer leur impact sur la consommation d'électricité et d'eau, ainsi que la santé et le comportement des vaches. Nous évaluons également le coût de ces technologies et leur potentiel d'adoption à grande échelle dans les laiteries commerciales en Californie.

La menace de la chaleur

Les températures diurnes sont régulièrement supérieures à 72 degrés Fahrenheit pendant plus de cinq mois de l'année dans la vallée centrale de la Californie, principale région laitière de l'État. Au-dessus de ce seuil, les vaches commencent à ressentir la chaleur. Les vaches sont particulièrement sensibles au temps chaud :leur température corporelle est de 101,5 degrés Fahrenheit, trois degrés de plus que les humains, et ils créent une grande quantité de chaleur lorsqu'ils décomposent les aliments dans leur estomac et produisent du lait.

Lorsque les températures extérieures augmentent, il devient de plus en plus difficile pour les vaches de dissiper la chaleur corporelle vers l'environnement extérieur. Alors qu'ils essaient de réguler leur température corporelle, leurs taux de respiration commencent à augmenter. Puis ils se mettent à baver et à respirer la bouche ouverte, un peu comme les chiens haletant. S'ils ne peuvent pas se refroidir, leur température corporelle augmentera. Ce sont tous considérés comme des signes de stress thermique. Une fois installé, les vaches produiront moins de lait. Elles peuvent avoir des difficultés à tomber enceintes et à rester enceintes, et dans les cas graves peut mourir.

Quand la chaleur estivale monte en flèche, les humains peuvent sauter dans une piscine ou se retirer à l'intérieur sous la climatisation et se sentir soulagés, au moins jusqu'à ce que nous voyions nos factures d'électricité. Les vaches laitières n'ont pas ce luxe. Pour refroidir les vaches, les producteurs laitiers utilisent une combinaison d'ombre, ventilateurs et eau, généralement lorsque les vaches sont dans leurs étables. Les vaches sont doucement aspergées pendant qu'elles mangent, généralement pendant quatre à cinq heures par jour, et pendant qu'ils attendent d'être traites.

Ces stratégies aident les vaches à réguler leur température corporelle, mais consomment de grandes quantités d'eau et d'électricité. La ferme laitière californienne moyenne dépense 140 $ US, 000 par an sur les services publics.

Par ailleurs, ces systèmes peuvent être insuffisants lors de canicules extrêmes. Pendant un tronçon en 2017, les températures dans la vallée centrale de Californie ont atteint des sommets supérieurs à 90 degrés Fahrenheit pendant 53 jours consécutifs. Des vagues de chaleur prolongées comme celle-ci augmentent les cas de stress thermique chez les bovins laitiers.

Autres façons de refroidir avec de l'eau

Notre étude compare quatre systèmes différents pour refroidir les vaches. Deux d'entre eux utilisent des procédés de refroidissement par évaporation, qui profitent du fait que lorsque l'eau passe d'un liquide à un gaz, il absorbe beaucoup de chaleur. Ce processus produit un refroidisseur, air plus humide, mais peut également être utilisé pour refroidir l'eau liquide.

Notre première technologie de refroidissement utilise des tapis enfouis à environ 4 pouces sous la litière de sable où les vaches se couchent. L'eau s'écoule à travers les tapis et absorbe la chaleur des vaches par conduction. L'eau chauffée s'écoule ensuite vers un appareil appelé refroidisseur évaporatif à bulbe sous-humide, où il est refroidi à l'aide d'un processus de refroidissement par évaporation à haute efficacité et renvoyé aux tapis pour absorber plus de chaleur des vaches. Parce que le refroidisseur produit de l'eau froide par évaporation, il convient parfaitement aux climats chauds et secs comme la Californie.

La deuxième technologie utilise un refroidissement par évaporation direct ciblé, parfois appelé « refroidisseur de marais, " et des conduits en tissu pour souffler de l'air frais sur les vaches dans les zones où les vaches mangent et se reposent. Les refroidisseurs de marais sont des systèmes simples qui fonctionnent par passage chaud, sécher l'air sur de l'eau pour le refroidir.

En comparaison, nous testons également deux systèmes de refroidissement qui utilisent de l'eau pulvérisée et des ventilateurs traditionnels, similaire à la technologie actuelle sur la plupart des fermes laitières de Californie. Cependant, avec un système, nous travaillons à réduire la consommation d'eau et à améliorer le refroidissement en rapprochant le ventilateur de l'eau pulvérisée pour favoriser l'évaporation du corps des vaches. Comme l'eau s'évapore des vaches, ça prend de la chaleur avec. Pour conserver l'eau, nous testons également la pulvérisation de l'eau pendant une période de temps plus courte.

Lors de notre première phase de test, nous avons testé les quatre traitements sur 32 vaches à UC Davis et collecté des données sur leurs taux de respiration, température corporelle, rendement et comportement du lait, ainsi que la météo, consommation d'eau et consommation d'énergie. L'analyse des données est en cours. Nous prévoyons d'identifier au moins une option qui refroidira les vaches aussi efficacement que les options actuelles, mais permettra également d'économiser de l'eau, énergie ou les deux. L'été prochain, nous testerons la technologie la plus efficace et la plus efficiente par rapport à l'approche traditionnelle par pulvérisation et ventilateur dans une ferme laitière de Central Valley.

Trouver de meilleures façons de garder les vaches laitières au frais est une priorité élevée pour cette industrie, ainsi que pour le bien-être des vaches. Nous espérons que nos découvertes pourront aider les laiteries californiennes à améliorer leur productivité et à garder les vaches en sécurité et au frais, tout en aidant la Californie à atteindre ses objectifs énergétiques et climatiques.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.