Une serre performante sur le plan énergétique (consommation basse) implique l'optimisation de divers éléments tels que la conception de la structure, les matériaux de recouvrement et la technologie choisie pour les équipements. Dans cet article, nous verrons quelques éléments clés qui vous aideront à voir une serre individuelle efficace énergétiquement.
Comment construire une serre individuelle économe en énergie ?
1/ Sélection du site :
- Choisissez un emplacement bénéficiant d'un ensoleillement optimal. Une orientation du longpan (coté long) au sud est souvent préférable.
- Tenir compte de la direction des vents et des brise-vent potentiels pour réduire les pertes de chaleur notamment sur le coté Nord.
- Isoler le plus possible le côté nord pour réduire les pertes de chaleur.
2/ Conception de la serre :
- Optez pour une serre de conception gothique (design) qui maximise la pénétration de la lumière naturelle grâce à l'angle de sa structure.
- Tenez compte de l'orientation de la serre pour capter efficacement la lumière du soleil.
3/ Choix des matériaux de couverture :
- Utilisez des recouvrement avec de bonnes propriétés d'isolation pour les bouts et le toit, comme le polyéthylène gonflé à double couche (7,2 mil ou 180 microns épaisseur) ou le polycarbonate à double paroi aussi appelé PCSS.
- Des panneaux isolés peuvent être utilisés pour les jupettes de la serre afin de réduire la perte de chaleur autour du périmètre de la serre et de protéger les plantes.
| Bon à savoir : La serre gothique a une conception optimisée qui laisse passer un maximum de lumière pour les plantes et aussi du rayonnement IR qui va créer de la chaleur (effet de serre). De plus, l'utilisation d'un polyéthylène 7,2 mil (ou 180 microns) avec des propriétés de haute pénétration de la lumière (90-91%) et un traitement anti-goutte (interne) "changera la donne" en terme d'économies en énergie. En effet, avec un polyéthylène traditionnel sans traitement anti-goutte vous allez avoir plus de risque de condensation et de brume ce qui réduit considérablement l'effet de serre en détournant une partie du rayonnement dans la serre. |
4/ Ventilation :
- Installer des systèmes de ventilation HAF ou VAF (selon les cultures) pour réguler la température et l'humidité à l'intérieur de la zone de culture. En effet, la circulation de l'air (brassage) permet d'uniformiser l'air et surtout de redistribuer l'air chaud moins dense plus bas vers les plantes.
- Utilisez des techniques de ventilation passive telles que les ouvrants roll-up latéraux et les ouvrants (motorisés) au faitage pour renouveler l'air à l'intérieur de la zone de culture et évacuer l'excès d'humidité.
- L'utilisation de la ventilation par pression positive permet de ventiler correctement une serre pendant les mois froids. En effet, l'air froid ne peut pas être poussé directement vers la plante car cela créé un choc thermique. Vous pouvez donc utiliser un tube pré-percé pour une diffusion plus lente et ciblée au pied des plantes (voir ci-dessous) :
5/ Chauffage de la serre :
- Choisissez un système de chauffage économe en énergie, tel qu'un chauffage au gaz naturel (si possible) ou propane à haut rendement ou envisagez des sources d'énergies alternatives telles que le chauffage solaire ou géothermique.
- En fait, le gaz naturel (lorsqu'il est disponible sur place) est souvent la source de chauffage la plus efficace pour une serre de petite ou moyenne taille.
- Installez un thermostat relié à un ordinateur climatique pour contrôler le système de chauffage et éviter toute consommation d'énergie inutile.
| Bon à savoir : un système bi-énergie combinant le propane et l'électricité devient de plus en plus populaire surtout dans les régions où l'électricité est moins chère comme au Québec, Canada. Cependant, ce type de technologie peut demander un investissement plus important à l'acquisition. |
6/ Rétention de la chaleur dans la serre :
Dans une serre tunnel, votre meilleur ami est souvent la nature. En effet, le rayonnement solaire traversant le toit va créer ce que l'on appelle l'"effet de serre". A la fin d'une journée ensoleillée, vous pouvez conserver la chaleur émise à l'intérieur de la serre en utilisant un système d'écran thermique.
De plus, il est possible d'ajouter une structure supplémentaire (interne) à votre serre afin d'amplifier le phénomène de l'effet de serre, en gardant la chaleur plus proche de la plante. L'un des défis sera d'utiliser la bonne couverture thermique (toile) laissant passer la lumière tout en ayant la capacité de contrôler l'humidité. En outre, plus le système est horizontal, moins la chaleur est perdue par conduction.
Ci-dessous, deux exemples de systèmes installés (couverture rétractable) dans une serre Ovaltech :
7/ Système de refroidissement :
- Mettre en place des techniques d'ombrage pour éviter la surchauffe, comme des toiles ou des peintures ombrageantes.
- Utilisez autant que possible la ventilation naturelle pour refroidir la serre. La ventilation naturelle à l'aide du toit motorisé et d'enrouleurs latéraux est le système le plus efficace qui consomme le moins d'énergie.
- Afin de maintenir une température plus fraîche et constante au niveau des cultures, il est également préférable d'utiliser une grande structure de serre (30' à 42' de large) afin d'obtenir un volume suffisant pour que l'air chaud et l'excès d'humidité soient évacués passivement. On parle "d'effet tampon".
- Un système de refroidissement adiabatique ou un refroidisseur (groupe froid) peuvent également être utilisés, mais ces systèmes sont moins efficaces sur le plan énergétique que la ventilation naturelle passive.
8/ Gestion de l'eau :
- Installer un système de récupération des eaux de pluie pour collecter et stocker l'eau d'irrigation.
- Utiliser un système d'irrigation au goutte-à-goutte pour minimiser le gaspillage d'eau et maintenir une humidité optimale du sol.
- L'utilisation d'un système de culture hydroponique en circuit fermé permet de réduire la consommation d'eau jusqu'à 90 %. Les besoins en engrais seront également beaucoup plus faibles.
- Investissez dans un système de contrôle climatique avec des capteurs pour surveiller et réguler la température, l'humidité et d'autres facteurs environnementaux.
- Mettre en place un système d'irrigation avec des capteurs d'humidité pour optimiser l'utilisation de l'eau.
- Inspecter et entretenir régulièrement la serre afin d'identifier et de corriger rapidement toute inefficacité énergétique.
- Former le personnel aux pratiques d'efficacité énergétique et encourager une culture de la conservation de l'énergie.
N'oubliez pas de vérifier les codes de construction et les règlements locaux lors de la planification et de la construction de votre serre individuelle ou jumelée, car ils peuvent varier d'un endroit à l'autre.
La consultation d'experts ou de professionnels dans la conception de serres sera obligatoire. En effet, les spécialistes pourront vous fournir des informations précieuses adaptées à vos besoins et conditions spécifiques.
Article complet sur le blog Horti-Generation :
Références :
Boulard, Thierry, C. Kittas, G. Papadakis, and M. Mermier. “Pressure field and airflow at the opening of a naturally ventilated greenhouse.” Journal of agricultural engineering research 71, no. 1 (1998): 93-102.
Soriano, T., J. I. Montero, M. C. Sánchez-Guerrero, E. Medrano, A. Antón, J. Hernández, M. I. Morales, and N. Castilla. “A study of direct solar radiation transmission in asymmetrical multi-span greenhouses using scale models and simulation models.” Biosystems Engineering 88, no. 2 (2004): 243-253.
CETAB+ (2023), Construction d’une enrouleuse à couvertures flottantes
https://cetab.bio/publication/
Anne Weill, Jean Duval, Équiterre (2010), Structure de serre et tunnels
https://www.agrireseau.net/documents/77893/chapitre-5-structures-de-serre-et-tunnels
Les serres peuvent-elles résister pendant l’hiver ?
https://horti-generation.com/
Geothermal Heat for Greenhouses (University of Massachusetts Amherst):
https://ag.umass.edu/