Catégorie : Hyperthermie

L’année passée nous a permis de comprendre ce qu’est l’hyperthermie, comment ça fonctionne, comment gérer cet apport de chaleur,… Il reste encore beaucoup de points à éclaircir comme la température optimale de traitement, la durée du traitement, l’impact sur les abeilles (mortalité, effet sur la spermathèque, désertion) et à vérifier l’efficacité de ce traitement sur le varroa.

La saison à venir doit, je l’espère, nous permettre de réaliser beaucoup de test, de vérifier si nous arrivons à garder une pression faible du varroa et de nous assurer qu’il n’y a pas d’impact négatif à court terme sur nos colonies.

L’analyse de cette première année m’a permis de définir les critères principaux que je souhaite considérer pour le prototype que je vais utiliser cette année :

• avoir une température la plus homogène possible dans la ruche, autour de la température 42°C supposée idéale d’après la bibliographie ;
• limiter au maximum la température de chauffe (température en sortie du système de chauffe);
• permettre de traiter les abeilles loin du réseau électrique;
• ne pas être trop compliqué pour l’apiculteur;
• traiter plusieurs ruches en même temps;
• éviter au maximum les risques électriques;

En tenant compte de ces paramètres, mon prototype sera un système de chauffe à puissance minimale, avec recyclage d’air, en 12V de type hausse dans l’idéal, mais pour l’instant ce sera en mode cadre qui répond au mieux à mes critères par ordre d’importance. Je l’ai nommé l’HyperCadre.

Dans tous mes modèles envisagés, c’est le seul ou je n’ai pas réussi à trouver un modèle déjà existant, si vous en trouvez un ailleurs basé sur le même principe, cela m’intéresse.

Les sujets a venir :

Pourquoi une puissance minimaliste ?

Pourquoi du recyclage d’air ?

Pourquoi le 12V ?

Pourquoi la version cadre ?

Avantages et inconvénients

Le matériel

Il existe des dispositifs dans le commerce ou des prototypes, qui ne chauffent que le couvain, que les abeilles, ou les deux avec les abeilles libres de rentrer/sortir ou enfermées. Notre souhait est que cela reste simple, de limiter la perturbation pour les abeilles et surtout de ne pas utiliser de produit chimique. Nous avons donc décidé que la méthode devait traiter le couvain et les abeilles et laisser les abeilles libre de rentrer/sortir. Ce choix suppose que toutes les abeilles ne seront pas traitées durant tout le cycle d’hyperthermie, nous l’assumons et considérons que l’objectif est de faire descendre la pression du varroa de façon suffisante pour la colonie ce qui, nous l’espérons, devrait être le cas. En complément, pour les quelques phorétiques en voyage, nous testerons cette année la porte d’entrée Zerovarroa qui par brossage mécanique fait tomber une partie des phorétiques. Nous ferons une page de présentation et de test de cette porte un peu plus tard.

D’un point de vue technique, après presque 1 an de biblio, de prototypages et de tests, nous en avons conclu que le meilleur moyen de chauffer était un élément chauffant avec un ventilateur, piloté par un petit microprocesseur (un petit Arduino par exemple) et 2 capteurs de température. Certains dispositif gère également l’humidité mais nos biblios et nos tests nous montrent que c’est un paramètre qui semble du second ordre. Nous avons donc décidé de ne pas gérer ce paramètre.

Maintenant que les moyens techniques principaux sont choisis, reste a définir l’alimentation, la façon de chauffer (plancher, hausse ou autres) et les conditions de traitement (temps, température principalement)

Avec Guillaume, nous avons une base commune pour chauffer la ruche mais nous avons décidé de travailler sur deux approches légèrement différentes, ce qui nous permettra de comparer les résultats, et peut être définir une méthode optimale et/ou de répondre a des besoins différents.

Guillaume est parti sur une base d’un plancher chauffant, en 220v et sans limite de puissance, avec un apport d’air renouvelé en permanence qu’il a nommer le BBV qu’il présente ici https://www.warre.fr/dokuwiki .

Pour ma part, je privilégie un traitement avec une puissance minimaliste, avec peu d’air renouvelé (juste par le va et vient des abeilles) en mode cadre chauffant ou hausse. Je vous laisse découvrir ma démarche.

Thierry, un copain du rucher de Canéjan, embarqué lui-aussi dans l’aventure nous a fait un compte rendu que nous vous livrons tel-quel

Bonjour à tous,

J’ai fait quelques recherches concernant les divers appareils qui pourraient nous donner des idées de base sur la lutte thermique contre le varroa.

1ere information, ce n’est pas du tout nouveau (au vu de la qualité antédiluvienne de certaines vidéos) et semble presque répandu dans les pays de l’Est.

Je n’ai pas approfondi énormément et je suis sûr que d’autres systèmes existent encore.

Je vous les classe ici pour pouvoir en reparler facilement ensuite.

1)     Le varroa killer https://www.youtube.com/watch?v=zF8SqfY1xdc&ab_channel=MarekGlos

Sorte d’outil oblong que l’on insère dans la ruche par un trou de 25 mm de diametre. Celui-ci chauffe la ruche et est raccordé à un thermomètre de ruche (cout : 290 + 90)

2)     Une boite de type hausse chauffante https://www.youtube.com/watch?v=EGCxBOXWiaE

Cout de fabrication estimé à 190 $

3)     Le mighty mite killer : https://www.youtube.com/watch?v=D3I4G2Ws91o&ab_channel=BeeHiveThermalIndustries

Plancher chauffant que l’on insère dans la ruche, couplé à un thermomètre qui arrête automatiquement la chauffe pour réguler la température. Le toit de la ruche est remplacé par un panneau isolant avec un trou au centre permettant un flux d’air pour éviter la surchauffe. Les abeilles sont libres de faire la barbe.

4)     Le varroa controller : https://www.youtube.com/watch?v=zfFTM6YKJs8&ab_channel=ApisHortus

Caisson dans lequel on déplace les cadres de couvain (en laissant les abeilles dans la ruche). Ceci ne traite que le couvain operculé. Inconvénient : beaucoup de manipulations avec des abeilles partout ! La video suivante donne une bonne idée : le faire de nuit !

5)     Le beesauna : https://www.youtube.com/watch?v=0tljtR0BkMs

Caisson dans lequel on place un cylindre contenant les abeilles et qui tourne doucement à une température proche de 40 degrés. A faire de nuit, on voit bien l’effet du traitement sur le fond de caisson blanc à la fin de la video. Ne traite pas le couvain. A faire de nuit pour ne pas avoir d’abeilles partout. Il me semble que ce traitement est réalisé hors couvain car la personne parle de réaliser l’hivernage en suivant. Le traitement ne prend que 12 min à 40 degrés pour toutes les abeilles d’ 1 ruche !

6)     Le varroa 3 : https://www.youtube.com/watch?v=8YvdW17Gqlo

Un de mes préférés : 1 caisson dans lequel on dispose la ruche complète (sans la hausse bien sur) en retirant le fond et le toit. Le fond et le toit sont remplacés par des fonds grillagés, laissant tomber le varroa. Les abeilles ne peuvent faire la barbe, toute la ruche (couvain + abeille) est traité

7)     Une autre hausse chauffante issue du même auteur que la video précédente : https://www.youtube.com/watch?v=Qc-MWgHdvdI

8)     Enfin, une autre hausse chauffante : https://www.youtube.com/watch?v=P5NSm7CEHCA

Rapidement lors de nos discussions il a été évident que nous réaliserions la gestion du système avec des microcontroleurs. Cela nous permettrait de gérer les sondes de températures mais aussi la température elle même.

Notre choix s’est porté vers le système arduino pour commencer et faire nos tests. Nous avions des composants dans les fonds de tiroir et nous pouvions déjà jouer sur cette partie. Bien entendu nous devions en parallèle avancer sur la partie biologie de l’abeille, conditions de chauffement (lent ou rapide?) l’hydrométrie … il reste du travail…

Nous avons donc décidé de monter dans un premier temps un banc de mesure avec une arduino, 2 i2C 1wire, un LM35 et un BME280 pour analyser la température dans les différents endroits de la ruche.

Les sondes 1wire sont basées sur des DS18B qui sont relativement fiables et précises à 0,5°c.

Le LM35 quand à lui n’est pas connectable en I2C mais s’interface très bien avec l’arduino.

Et pour finir le très connu BME280 qui va nous permettre de mesurer la température mais aussi l’hydrométrie…

Ce qui nous donne cela :

De façon à exploiter cela, nous envoyons les données collectées sur le port série qui grace à l’outil putty nous permet d’enregistrer les données en format csv utilisable sous libreoffice.

Le LCD nous permet de suivre l’évolution des 4 capteurs de température pendant la mesure pour s’assurer que tout fonctionne et aussi, avouons le, nous sommes curieux 😉

Avec comme code source:

                                //Compatible with the Arduino IDE 1.0
//Library version:1.1
// #############################
//librairie ecran lcd
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

//Libraries temperature
#include <OneWire.h> 
#include <DallasTemperature.h>

//###############################
//Configuration
//ecran
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display

//sondes temperature
// Data wire is plugged into pin 2 on the Arduino 
#define ONE_WIRE_BUS 2 
// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices  
// (not just Maxim/Dallas temperature ICs) 
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); 
/********************************************************************/
// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature. 
DallasTemperature sensors(&oneWire);
float Capteur1;
float Capteur2;
float BME280temperature;
float difference;
float differenceLM35;

/* LM35 analog temperature sensor with Arduino example code. More info: https://www.makerguides.com */
// Define to which pin of the Arduino the output of the LM35 is connected:
#define sensorPin A0


//BME280
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>


#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme; // I2C


unsigned long delayTime;


void setup()
{
  Serial.begin(9600);           //  setup serial
  lcd.init();                      // initialize the lcd 
 sensors.begin();                // initialize the sensor

  // Print a message to the LCD.
  lcd.backlight();
   lcd.setCursor(1,0);
  lcd.print("Banc de mesure");
  lcd.setCursor(1,1);
  lcd.print("Version 1.3");
  delay (1000);



  //bme280
  bool status;
  
  // default settings
  // (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)
  status = bme.begin(0x76); 


//########### CALIBRATION ###########"
 // Send command to all the sensors for temperature conversion
  sensors.requestTemperatures(); 
  /// get temperatures from I2C DS18B
    //tempC = sensors.getTempCByIndex(i);
    Capteur1 = sensors.getTempCByIndex(0);
    Capteur2 = sensors.getTempCByIndex(1);
    BME280temperature = bme.readTemperature();

    // Get a reading from the temperature sensor LM35:
  int LM35reading = analogRead(sensorPin);
  // Convert the reading into voltage:
  float LM35voltage = LM35reading * (5000 / 1024.0);
  // Convert the voltage into the temperature in degree Celsius:
  float LM35temperature = LM35voltage / 10;

  //harmonize temperature
float Tempmoyenne = (Capteur1 + Capteur2)/2;
difference = BME280temperature - Tempmoyenne;
differenceLM35 = LM35temperature - Tempmoyenne;
  

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Calibration...");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("calcul moyenne");
   delay (1000);
   
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("1:");
  lcd.print(Capteur1);
  lcd.print(" 2:");
  lcd.print(Capteur2);
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("==> moy:");
  lcd.print(Tempmoyenne);
  delay (6000);
  
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Calibration BME");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("bme280-moy=");
  lcd.print(difference);
  delay (2000);

  lcd.clear();
  lcd.print("Calibration LM");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("LM35");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("LM35-moy=");
   lcd.print(differenceLM35);

  delay (2000);
 

  

}


void loop()
{

  
 // Send command to all the sensors for temperature conversion
  sensors.requestTemperatures(); 
  
  /// get temperatures from I2C DS18B
    //tempC = sensors.getTempCByIndex(i);
    Capteur1 = sensors.getTempCByIndex(0);
    Capteur2 = sensors.getTempCByIndex(1);

// Get a reading from the temperature sensor LM35:
  int LM35reading = analogRead(sensorPin);
  // Convert the reading into voltage:
  float LM35voltage = LM35reading * (5000 / 1024.0);
  // Convert the voltage into the temperature in degree Celsius:
  float LM35temperature = LM35voltage / 10;
  LM35temperature = LM35temperature - differenceLM35;



  //BME280
  float BME280temperature = bme.readTemperature();
  float BME280humidity = bme.readHumidity();

  //harmonize temperature
BME280temperature = BME280temperature - difference;

// ################### DISPLAY SERIAL   ###################

    //I2C+LM35
      Serial.print(Capteur1);
      Serial.print(";");
Serial.print(Capteur2);
Serial.print(";");
Serial.print(LM35temperature);
Serial.print(";");
Serial.print(BME280temperature);
Serial.print(";");
Serial.print(BME280humidity);
Serial.print(";");
  Serial.println(); 
     
// ###### DISPLAY LCD ###############

     
 lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("1:");
  lcd.print(Capteur1);
  lcd.print(" 3:");
  lcd.print(LM35temperature);

  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("2:");
  lcd.print(Capteur2);
  lcd.print(" 4:");
  lcd.print(BME280temperature);



  delay(1000);

} 

Evidement, en tant que bricoleurs geeks, nous étions impatients de tester des trucs et voir comment cela fonctionne. Le premier à se jeter dans la bataille fût Frédéric qui à réalisé quelques tests avec ce qu’il avait sous le coude.

Tout d’abord, avant de commencer et d’aller plus loin, quelques tests basiques ont été réalisés. D’abord chauffer une caisse et imaginer la puissance nécessaire.

Les conditions de test :

• 1 ventilateur pc
• Fil inox de cadre (longueur donnant environ 5 ohms)
• Avec batterie 12V ca donne environ 20W
• Le tout dans une boite plastique de 40x40x25

Les résultats

La boite est passée de 22 a 28°C
Température extérieur lors du test dans la maison était de 20°C
La boite n’est absolument pas isolante.
Pour gagner 12°C il va falloir un peu plus de puissance et mieux isoler !!

Nous avons étudié un peu plus le cas et quelques réflexions sont sorties de nos échanges:

Si je ne dis pas de bétise, sans isoler la ruche, en considérant une ruche Dadant avec des parois de 24mm de pin sur les cotes, dessus et dessous, il y aura un perte d’environ 5,74W par écart de temperature avec l’extérieur.
C’est donc la puissance nécessaire pour maintenir la temperature a 40°C
Si on fait un traitement a 10°, soit 30C d’écart, on a une perte de 172W. C’est donc la puissance de notre chauffage. La resistance pour serpent n’est pas adaptée je pense.
En revanche, en isolant la ruche ca peut changer la donne
Avec 4cm de polystyrène expansé tout autour de la ruche, la perte n’est plus que de 0.85W par degré soit 25W pour 30°d’ecart. Un chauffage de 30W pourrait convenir en isolant la ruche. Un etuve de laboratoire de 30l consomme 50w pour chauffer a 50°C. Ca doit donc etre le bon ordre de grandeur.

Si on isole la ruche, sous 12V il faudrait une resistance de 5ohm pour avoir 27W, donc une alimentation 12V 3A pour etre tranquille.
Plus la surface de la resistance est petite, plus elle va monter haut en temperature et plus il faudra ventiller fort pour pour limiter les gradients de temperatures.
Plus la surface de la resistance sera grande et plus les gradients dans la ruche seront faible avec moins de risque pour les abeilles.
Je preconiserai d’enlever les cadres de rive pour les remplacer par des cadres chauffants.
L’ideal a mon avis serait d’avoir :

– un plancher regule a 40°C
– un toit regule a 40°C
– 2 cadres de rive regule a 40°C
– Un petit ventilateur pour aider la chaleur a aller entre les cadres
– une cuvette d’eau pour l’humidité
– une bonne isolation de la ruche.

A ce stade, j’ai vite compris que nous allions avoir à définir des critères.

L’un des premiers que nous avions en tête était d’alimenter en 12V pour pouvoir rendre le système portatif. Nous parlons de 3A/h sous 12v sur un test à vide… et l’humidité?

Après quelques réflexions, il est vite apparu que le premier critère pour mon étude perso serait : simplicité d’utilisation. Si je dois mettre une usine à gaz en route pour traiter ça me saoule d’avance. Je veux un truc simple, efficace et « full proof »…

L’une des premières actions que nous avons entrepris fût de comprendre ce qui avait déjà été fait et de monter en compétences. Nous nous sommes donc mis à crawler le net (ça claque hein? bon ça veut juste dire fouiller l’internet..). En paralèlle de cette recherche, nous avons contacté différents organismes français de recherches en France mais aussi l’ITSAP. Celle-ci nous à mis dans la direction d’une publication scientifique : « The effectiveness of thermotherapy in the elimination of Varroa destructor  » parue en 2016. Pas neuf donc mais c’est bien la preuve que ce sujet de traitement de l’hyperthermie parait être un vrai sujet.

Ce premier document à été un premier contact très instructif. Nous apprenons plusieurs choses qui vont guider la suite. Thierry s’est penché sur un résumé que je vous livre ici:

Tout d’abord il y a une différence de comportement entre le type d’abeilles. (Nous ne parlerons dans le future des arcticles que de l’espèce Mellifera).

Apis Cerana

• semble moins touché par le varroa et se défend en conservant le couvain femelle à une température supérieure à 35,5°
• A cette temperature, la reproduction du varroa est stoppée, ceux-ci devenant stérile à près de 100% à environ 36.5°
• Le couvain mâle d’Apis Cerana est lui conservé à 33.5°, autorisant le développement du varroa

Apis Mellifera

• conserve le couvain à une température comprise entre 33.6 et 34.4°, conditions idéales pour le varroa.

Bon Avec notre Mellifera Mellifera, nous sommes dans de beaux draps… conditions idéales au varroa, rien que cela…

Mais certains points qui commencent à devenir intéressants:

• Au delà de 38°, le varroa commence à mourir, sans pouvoir se reproduire.
• Le point de fusion de la cire est de 60 à 62°
• La cire perd ses capacités mécaniques à partir de 49° (effondrement des cires)

Et si l’on continue la lecture nous pouvons tirer quelques conclusions qui vont rester à prouver (même si ce sont quand même des scientifiques qui écrivent, nous aurions tendance à la croire, nous petits bricoleurs du dimanche… mais on aime bien voir de nos yeux..)

• L’expérience du traitement par thermothérapie
  o a été faite en utilisant la ruche thermo solaire « ThermoSolarHive » sur 50 colonies pendant 3ans, sans aucun traitement chimique.
  o à l’issue des 3 ans la production de miel s’est avérée très bonne et les colonies très vigoureuses
  o les tests ont été menés sur des ruches ou la température intérieure s’est située entre 40 et 47 ° pendant 150 min

Thierry n’étant pas avare du partage de ses lectures, il nous a partagé également des résultats issus cette fois de vendeurs (et la nous voulons carrément voir ce qui se passe). Mais les infos communiquées :

• Une autre étude de 2015, utilisant le varroa controller et publiée par Wolfgang Sommer (Austria) and Olga Cadosch (Switzerland) a aussi montré :
  o Que le traitement thermique est aussi efficace que le traitement chimique
  o Il est possible de chauffer le couvain sans dommages
  o Le varroa ne survie pas à une température de 45°, contrairement aux abeilles
  o La température de développement idéal du varroa est en dessous de 35°
  o Les colonies complètement nettoyées de varroa en début d’été peuvent être réinfestées en fin d’été !!!

Donc, que retenons-nous à ce stade? L’hyperthermie sans prouver quoique ce soit, semble avoir un effet sur le Varroa. Traiter contre le varroa nécessite un processus itteratif pour lutter contre la ré-infection…

A ce stade nous étions convaincus de pouvoir aller plus loin… à suivre pour la suite.