Production stable de granulés pour le marché en pleine croissance de l'alimentation des ruminants au Kazakhstan : étude de cas d'une usine de granulés à matrice annulaire de Hongyang

Résumé exécutif

L'industrie kazakhe des aliments composés pour animaux est en pleine transformation structurelle. En 2025, le pays a produit environ 3,7 millions de tonnes d'aliments composés pour animaux d'élevage, soit une augmentation de 54 % par rapport à 2024, selon les statistiques officielles publiées par APK-Inform. La région de Kostanaï, l'une des trois principales régions productrices d'aliments pour animaux du pays, a doublé sa production, passant de 501 000 tonnes à plus de 1,05 million de tonnes au cours de la même période. Cette croissance est due à la fois à l'expansion de l'élevage local et à la forte demande à l'exportation en provenance de Chine, qui a absorbé 99,1 % des 1,7 million de tonnes d'aliments pour animaux exportées par le Kazakhstan au cours des huit premiers mois de 2025.

Dans ce contexte de forte croissance, une usine d'aliments pour animaux de taille moyenne située dans la région de Kostanay, qui produit environ 40 000 tonnes par an d'aliments composés pour ruminants destinés aux élevages bovins et ovins, était confrontée à un goulot d'étranglement dans sa production. Sa presse à granulés vieillissante ne permettait plus d'atteindre les objectifs de débit sans compromettre la qualité des granulés, et les intervalles de remplacement des matrices étaient devenus non rentables. Mi-2025, l'usine a installé une presse à granulés à matrice annulaire Hongyang série HYPM, spécialement conçue pour l'alimentation des ruminants. Au cours des huit mois suivants, l'usine a enregistré une augmentation de 31 % de son débit journalier, une amélioration notable de l'indice de durabilité des granulés et une prolongation de la durée de vie des matrices annulaires de plus de 40 %. Cet article décrit le contexte opérationnel, la solution technique mise en œuvre et les données de performance observées.

L'industrie de l'alimentation des ruminants au Kazakhstan : contexte et échelle

Le paysage agricole du Kazakhstan se caractérise par son immensité. Neuvième pays au monde par sa superficie, il possède environ 180 millions d'hectares de terres agricoles, dont près de 70 % sont des pâturages. Son cheptel bovin, estimé à 8,5 millions de têtes en 2024, et sa population ovine d'environ 20 millions de têtes constituent une demande importante et croissante d'aliments composés pour le bétail.

Historiquement, l'élevage au Kazakhstan reposait sur le pâturage extensif, le complément alimentaire étant limité aux mois d'hiver. Trois facteurs ont entraîné un changement notable au cours de la dernière décennie :

Premièrement, la politique gouvernementale. Le programme d'État du Kazakhstan pour le développement du complexe agro-industriel, qui s'étend jusqu'en 2026, comprend des subventions ciblées pour les exploitations d'engraissement et la construction d'usines d'aliments pour animaux, dans le but d'augmenter la part des bovins engraissés de manière intensive de moins de 15 % à plus de 30 %.

Deuxièmement, les exigences du marché à l'exportation. La quasi-totalité des exportations d'aliments composés du Kazakhstan est destinée à la Chine, où les normes de sécurité et de qualité des aliments pour animaux se sont progressivement durcies. Les importateurs chinois exigent de plus en plus de données documentées sur la qualité des granulés — indice de durabilité, uniformité d'humidité et absence de fines — des normes difficiles à respecter de manière constante avec des équipements de granulation vieillissants.

Troisièmement, une nécessité climatique. Le nord du Kazakhstan, notamment la région de Kostanaï, connaît un climat continental extrême avec des températures hivernales régulièrement inférieures à -30 °C. Pendant les six mois de la période d'alimentation hivernale, lorsque les animaux sont confinés et dépendent des aliments stockés, la qualité des granulés devient un facteur déterminant de leurs performances. Les granulés qui se désagrègent lors de la manipulation génèrent des fines que les bovins trient et rejettent, ce qui accroît le gaspillage d'aliments alors que les marges sont déjà réduites par les coûts de chauffage et d'entretien.

Le moulin et son défi

L'usine d'aliments pour animaux en question approvisionne un ensemble d'élevages bovins et ovins dans un rayon de 150 kilomètres autour de la ville de Kostanay. Sa gamme de produits comprend deux formulations : une ration pour l'engraissement des bovins à base d'orge, de son de blé, de tourteau de tournesol et d'un prémélange minéral, et une ration pour la croissance des ovins incorporant du tourteau de luzerne, de l'orge et du tourteau de coton.

La ligne de granulation existante de l'usine — une presse à granulés de fabrication locale installée en 2012 — avait atteint la fin de sa durée de vie économique. Le service de contrôle de la qualité a constaté les problèmes suivants au cours de l'exercice 2024 :

L'intervalle de remplacement des matrices annulaires a été réduit à environ 600 heures de fonctionnement, contre 1 200 heures prévues par le fabricant. L'usure des matrices s'est traduite par un élargissement progressif des orifices, ce qui a augmenté le taux de compression effectif de la surface de travail et l'énergie requise par tonne de granulés produits.

L'indice de durabilité des granulés, mesuré à l'aide du testeur Holmen (méthode pneumatique), a diminué, passant d'une valeur acceptable de 93-94 % à 88-90 %. Pour les clients de l'usine, exploitants de parcs d'engraissement de bovins qui recevaient les granulés en vrac et les transportaient dans des bennes basculantes sur des chemins non pavés, le pourcentage plus élevé de fines s'est traduit directement par un refus des animaux à l'auge et une augmentation correspondante du coût par kilogramme de gain de poids vif.

Le débit de production de la ration pour bétail a diminué, passant d'une capacité nominale de 8 tonnes métriques par heure à une moyenne de 6,2 tonnes par heure, créant ainsi un goulot d'étranglement dans la production pendant la période de commandes pré-hivernales de pointe, d'août à octobre, lorsque l'usine fonctionnait généralement 20 à 22 heures par jour.

Les temps d'arrêt attribués aux changements d'outillage et aux réglages mécaniques associés s'élevaient en moyenne à 12 heures par mois, soit environ 144 heures de production perdues par an.

Configuration du broyeur à granulés Hongyang

Suite à une évaluation technique comprenant une analyse de la métallurgie des matrices, une consultation sur le taux de compression et une vérification sur site de référence, l'usine a sélectionné un broyeur à granulés à matrice annulaire Hongyang série HYPM d'une capacité de 8 à 12 tonnes métriques par heure pour les formulations destinées aux ruminants. La machine a été mise en service en mai 2025. Plusieurs caractéristiques de conception et de fabrication ont contribué de manière significative à l'amélioration des performances :

Métallurgie et traitement thermique des matrices annulairesLa matrice annulaire fournie avec le broyeur est fabriquée à partir de pièces forgées en acier allié (nuance 4Cr13 ou équivalent, selon l'application), et subit un traitement de trempe sous vide qui lui confère une dureté superficielle de 58 à 60 HRC tout en préservant sa ténacité à cœur, lui permettant ainsi de résister à la rupture sous les charges cycliques caractéristiques des rations riches en fibres pour ruminants. Les alésages de la matrice sont percés au canon puis rodés pour obtenir un état de surface Ra 0,8 μm ou mieux sur la paroi interne, réduisant ainsi le frottement lors de l'extrusion des granulés et contribuant à l'amélioration du débit et de l'efficacité énergétique.

Sélection du taux de compression pour l'alimentation des ruminantsEn fonction des formulations spécifiques de l'usine – qui contiennent environ 18 à 22 % de fibres brutes provenant de balles d'orge, de tourteaux de tournesol et de luzerne – les ingénieurs d'application de Hongyang ont recommandé un taux de compression de 1:9 à 1:10 pour la ration bovine et de 1:7 à 1:8 pour la ration ovine à haute teneur en fibres. Ces taux reflètent le principe selon lequel les matières premières à haute teneur en fibres nécessitent une compression plus faible afin d'éviter une pression excessive dans la filière, un échauffement important et le glaçage de la surface de la filière – un phénomène où la matière première surchauffée forme une couche durcie qui obstrue les orifices de la filière et provoque des arrêts imprévus. Des filières annulaires distinctes ont été fournies pour chaque formulation, les taux de compression étant gravés au laser sur le corps de la filière à l'intention de l'opérateur.

Conception de l'assemblage des rouleauxLes enveloppes des rouleaux de la presse à granulés sont fabriquées dans le même acier allié que la matrice annulaire, avec une dureté identique, ce qui garantit une usure uniforme entre les deux composants. Une usure irrégulière – lorsque les rouleaux s'usent plus vite que la matrice ou inversement – ​​est une cause fréquente de baisse de la qualité des granulés entre les entretiens, car l'espace entre la surface du rouleau et celle de la matrice s'élargit et la pression d'extrusion devient instable. L'utilisation d'une paire de rouleaux appariés assure une géométrie de pincement constante pendant toute la durée de vie de la machine.

Groupe motopropulseur et rendement du moteurLe moulin utilise un réducteur robuste à engrenages hélicoïdaux cémentés, couplé directement à un moteur à haut rendement de classe IE3. La direction du moulin a calculé que le gain de rendement de 2 à 3 points de pourcentage du moteur IE3 par rapport au moteur IE1 sur la machine remplacée permettrait d'amortir le surcoût en 14 mois environ, au tarif de l'électricité industrielle du Kazakhstan, de 22 à 25 KZT par kWh (environ 0,045 à 0,052 USD).

Résultats opérationnels : Données de performance sur huit mois

Les données suivantes ont été compilées par le service de production de l'usine pour la période allant de juin 2025 à janvier 2026 (huit mois), et comparées à la période équivalente de 2024 :

Plusieurs observations méritent d'être soulignées :

L'amélioration du rendement de la ration bovine a dépassé celle de la ration ovine de 6,1 points de pourcentage, ce qui s'explique par la teneur plus élevée en fibres de la formulation ovine, limitant ainsi le taux de granulation, indépendamment des capacités de la machine. Il s'agit d'une propriété intrinsèque du matériau, et non d'une limitation de l'équipement.

La réduction de la consommation d'énergie d'environ 15 % pour les deux formulations correspond aux estimations du secteur concernant le gain d'efficacité réalisable lors du passage d'une presse à granulés vieille de dix ans à une machine de dernière génération équipée d'une filière annulaire adaptée. Pour un volume de production annuel de 40 000 tonnes, cela représente une économie d'environ 92 000 kWh par an, soit approximativement 4,2 millions de kWh aux tarifs industriels en vigueur.

L'allongement de la durée de vie des matrices annulaires de 600 à 880 heures représente une amélioration de 46,7 %. Le responsable de production de l'usine a souligné que le véritable avantage économique réside moins dans le coût des matrices que dans la réduction des temps d'arrêt : chaque changement de matrice consommait entre 6 et 8 heures, et la réduction de la fréquence des changements d'environ 14 par an à 9 a permis de libérer 30 à 40 heures de production supplémentaires annuellement.

Pourquoi la qualité des matrices annulaires est importante pour l'alimentation des ruminants

La granulation des aliments pour ruminants présente des défis d'ingénierie spécifiques par rapport à celle des aliments pour volailles ou aquaculture. La teneur plus élevée en fibres (généralement de 15 à 25 % de fibres brutes contre 3 à 5 % pour les aliments pour poulets de chair) implique que la filière doit résister à l'abrasion des matériaux fibreux et nécessiter une énergie spécifique d'extrusion plus importante.

L'interaction entre la fibre et la surface de la filière est mécanique et non chimique : contrairement à l'amidon, les fibres de cellulose et d'hémicellulose ne se plastifient pas lors du conditionnement. Elles traversent les orifices de la filière intactes, abrasant les parois et augmentant progressivement leur diamètre effectif. À mesure que le diamètre augmente, le taux de compression effectif diminue et la capacité de la filière à produire des granulés durables s'en trouve réduite. La dureté de la filière annulaire, et plus précisément son uniformité sur toute son épaisseur, est le principal facteur déterminant sa durée de vie dans les applications pour ruminants.

Le procédé de trempe sous vide de Hongyang, qui assure une dureté homogène dans le corps de la matrice et non seulement en surface, s'attaque directement à ce mode de défaillance. L'allongement de 46,7 % de la durée de vie observé à l'usine de Kostanay est conforme aux prévisions métallurgiques pour les matrices en acier allié utilisées dans l'alimentation des ruminants à teneur moyenne en fibres.

Un autre avantage est la réduction de la variabilité de la dureté des granulés d'un lot à l'autre. Avec l'ancienne machine, la durabilité des granulés pouvait varier de 3 à 4 points de pourcentage entre une matrice neuve et une matrice en fin de vie. La nouvelle matrice a réduit cet écart à environ 1,5 point de pourcentage, simplifiant ainsi l'assurance qualité et diminuant les réclamations clients.

Satisfaction client et commentaires sur les parcs d'engraissement

Les clients en aval de l'usine — les parcs d'engraissement de bovins et les exploitations d'engraissement d'ovins qui achètent ses granulés — valident de manière externe la modernisation des équipements. Une enquête menée par l'équipe commerciale de l'usine en décembre 2025 auprès de 12 de ses plus importants clients (parcs d'engraissement) a permis de recueillir les commentaires agrégés suivants :

Neuf des douze responsables d'élevages ont constaté une réduction visible des fines à la livraison des granulés. L'un d'eux, qui engraisse environ 3 000 têtes par an, a quantifié l'amélioration : « Auparavant, nous trouvions 8 à 10 centimètres de fines au fond de chaque chargement de 25 tonnes. Désormais, la quantité est systématiquement inférieure à 3 centimètres. »

Sept répondants ont constaté que les granulés conservaient mieux leur forme lors de la distribution par vis sans fin, réduisant ainsi les risques de formation de ponts et d'obstructions. Quatre parcs d'engraissement tenant des registres de conversion alimentaire ont rapporté une amélioration de l'indice de conversion alimentaire, bien que l'usine reste prudente quant à l'attribution de cette amélioration à la seule qualité des granulés, compte tenu des variables confondantes telles que la température, la génétique et la gestion des mangeoires.

Les clients de l'usine, fabricants d'aliments pour moutons (des exploitations de plus petite taille engraissant entre 500 et 2 000 têtes), ont fait des observations similaires, insistant sur la réduction du gaspillage dans les mangeoires. Les moutons, plus sélectifs que les bovins, trient et rejettent les particules fines plus efficacement, ce qui rend l'intégrité des granulés particulièrement cruciale pour ce segment de clientèle.

Conclusion

Le secteur kazakh des aliments composés pour animaux est en pleine expansion, ce qui continuera de mettre à rude épreuve les infrastructures de production existantes. L'expérience de l'usine de la région de Kostanaï avec la presse à granulés Hongyang HYPM illustre un principe plus général : sur un marché en forte croissance, la décision d'investissement concernant les équipements de granulation doit prendre en compte l'ensemble du cycle de vie économique – consommation d'énergie, durée de vie des matrices, coûts d'arrêt de production et satisfaction des clients en aval – et non pas uniquement le prix d'achat.

Les données de performance enregistrées à l'usine de Kostanay, sur une période de huit mois de production continue dans des conditions climatiques et opérationnelles exigeantes, constituent une référence vérifiable pour les fabricants d'aliments pour animaux confrontés à des défis similaires au Kazakhstan et sur l'ensemble du marché d'Asie centrale. Pour Hongyang, ce cas confirme la capacité de l'entreprise à fournir des solutions de broyage à matrice annulaire et de granulés adaptées aux applications spécifiques pour l'alimentation des ruminants – un segment qui requiert une attention particulière en matière de métallurgie, d'ingénierie du taux de compression et de durabilité dans des conditions d'utilisation abrasives.