Bienenbiologie & Hiver
Grappe d’hiver comme une sphère – vraiment optimal?
Pourquoi un espace de couvain resserré avec des partitions thermiques peut offrir des avantages thermiques.
En hiver, les abeilles maintiennent leur température en formant une grappe d’hiver. Cette grappe est presque sphérique. La forme sphérique présente un avantage connu : pour un volume donné, elle a une surface relativement petite. C’est pourquoi elle est souvent utilisée dans la nature lorsque la chaleur doit être conservée.
Cependant, en apiculture, une autre approche est souvent utilisée : la colonie est resserrée entre des partitions isolantes en hiver. Cela crée un espace limité entre quelques rayons. Plusieurs côtés de cet espace sont isolés, ce qui modifie la perte de chaleur possible.
Pour comparer ces deux situations, on peut faire une simple considération géométrique.
L’espace pour les abeilles entre deux cadres Zander
Considérons d’abord l’espace où les abeilles se tiennent entre deux cadres.
Les dimensions typiques d’un cadre Zander sont environ :
- Hauteur du cadre : 22 cm
- Largeur du cadre : 42 cm
- Ruchette : 3,5 cm
Lorsque les abeilles se tiennent entre deux ruchettes, on obtient une profondeur d’environ 7 cm. L’espace pour les abeilles a ainsi approximativement la forme d’un prisme rectangulaire plat.
Le volume de cet espace
Volume = Largeur × Hauteur × Profondeur
0,42 m × 0,22 m × 0,07 m ≈ 0,0065 m³
Cela correspond à environ 6,5 litres d’espace dans lequel se trouvent les abeilles. Ce volume est utilisé pour la comparaison avec la grappe d’hiver.
Une sphère avec le même volume
En calculant une sphère d’un volume d’environ 6,5 litres, on obtient une sphère avec un diamètre d’environ 23 cm.
Cela correspond étonnamment bien à la taille d’une grappe d’hiver typique ou à peu près à la taille d’un ballon de football.
La surface d’une sphère se calcule avec la formule connue :
Surface = 4 · π · r²
Pour cette sphère, la surface est d’environ :
0,166 m²
Cette surface est totalement en contact avec l’environnement froid. Ainsi, la surface entière de la grappe peut perdre de la chaleur.
Perte de chaleur dans une colonie resserrée
Dans la colonie entre partitions thermiques, la situation est différente.
L’espace des abeilles a également plusieurs surfaces, mais toutes ne contribuent pas à la perte de chaleur :
- À gauche et à droite, il y a des partitions thermiques → isolé
- En haut, il y a généralement une isolation de couvercle → également isolé
Ces surfaces perdent donc peu de chaleur.
Les principales surfaces de perte de chaleur sont :
- la face avant
- la face arrière
- la face inférieure
En additionnant seulement ces surfaces, on obtient une surface d’environ :
0,060 m²
Comparaison des deux systèmes
Grappe d’hiver (sphère) : env. 0,166 m²
Colonie entre partitions thermiques : env. 0,060 m²
Ainsi, la sphère a environ 2,5 à 3 fois plus de surface de perte de chaleur pour un volume égal.
Importance pour le début et le soin du couvain
La situation géométrique influence non seulement la consommation d’énergie de la colonie, mais aussi les conditions de travail dans la zone de couvain.
Lorsqu’une colonie est entre des partitions thermiques, un espace de couvain compact et homogène se forme sur des grandes surfaces de cadres contiguës. Cette structure apporte plusieurs avantages pratiques pour les abeilles :
- Préparation des surfaces de couvain : Les ouvrières ont moins de surface à chauffer et à préparer. Les rayons peuvent ainsi atteindre plus rapidement la température de couvain, permettant à la reine de commencer la ponte plus tôt et de manière plus uniforme.
- Nids de couvain compacts : La limitation de l’espace crée un noyau de couvain dense. Le couvain est plus rapproché et peut être plus facilement chauffé ensemble. Les pertes de chaleur à l’intérieur du nid de couvain sont réduites.
- Soin du couvain plus efficace : Lorsque le couvain, les abeilles nourrices et la nourriture sont proches, l’approvisionnement est également facilité : trajets plus courts pour nourrir les larves, température plus stable autour du couvain et moins d’énergie dépensée par les abeilles chauffantes.
- Température de couvain plus stable : Le couvain nécessite une température relativement constante de 34–35 °C. Moins il y a de perte de chaleur vers l’extérieur, plus il est facile pour les abeilles de maintenir cette température stable.
Impact sur la qualité des abeilles
Une température de couvain stable et une bonne alimentation des larves influencent directement la qualité des abeilles émergentes.
Les abeilles bien développées naissent principalement lorsque :
- le couvain est maintenu uniformément chaud
- les larves sont nourries en continu
- il n’y a pas de fortes fluctuations de température
Dans de telles conditions, des abeilles robustes et plus durables peuvent se développer. Celles-ci sont particulièrement importantes pour le développement printanier de la colonie.
Remarque importante sur l’effet des partitions
L’effet décrit se manifeste principalement avec de véritables partitions thermiques, donc des partitions avec une isolation thermique notable, par exemple grâce à un matériau isolant, un film réfléchissant ou une construction multicouche.
Si des partitions en bois fin sont utilisées à la place, la situation change considérablement :
- Le bois conduit relativement bien la chaleur.
- Les surfaces latérales continuent de perdre de la chaleur vers l’extérieur.
- L’effet isolant est donc considérablement réduit.
Dans ce cas, l’espace pour les abeilles se comporte thermiquement plutôt comme un espace de couvain classique avec des murs supplémentaires. L’avantage des surfaces de perte de chaleur réduites est donc fortement atténué.
L’effet géométrique et thermique décrit ici résulte donc de la combinaison d’un espace restreint et d’une isolation efficace des partitions.
Conclusion
La comparaison montre que la limitation spatiale par des partitions thermiques ne réduit pas seulement la perte de chaleur, mais améliore également l’organisation du nid de couvain.
La forme sphérique de la grappe d’hiver est certes fondamentalement avantageuse, mais elle perd de la chaleur sur toute sa surface. Un espace de couvain restreint avec des partitions isolantes réduit en revanche considérablement la surface effective de perte de chaleur.
En même temps, des surfaces de couvain compactes et bien contrôlables sont créées, que les ouvrières peuvent plus facilement chauffer, entretenir, et approvisionner. Cela permet de maintenir des températures de couvain stables – une condition importante pour des abeilles en bonne santé et durables.
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