Serre de production agricole bioclimatique

Après vous avoir compris l’importance d’assurer une stabilité de température pour notre système, nous allons aborder quelques stratégies efficaces  dans ce sens. Avant de m’intéresser à l’aquaponie, j’ai passé quelques années à m’intéresser de près à l’architecture bioclimatique. On verra comment certains de ces principes peuvent se transposer au jardin, en particulier dans une serre.

Les stratégies bioclimatiques et les outils associés

En climat tempéré, on va chercher à minimiser la chaleur d’été, et maintenir la chaleur l’hiver. Les saisons intermédiaires étant les périodes de plus forte croissance pour les végétaux. Les principes sont biens connus et utilisés dans le batiment en architecture bioclimatique.  Nous allons pour cela examiner le processus.

On va d’abord chercher à capter ou se protéger de la chaleur, la diffuser à travers notre système, et essayer de conserver la chaleur ou la fraîcheur à l’aide de l’inertie thermique.

Les variations journalières sont dues au forts écarts de température de l’air entre le jour et la nuit, par exemple 20°C le jour et 6°C la nuit certains jours de printemps.

La gestion des variations sur le moyen terme permettront par exemple d’assurer une belle semaine de croissance malgré un ou deux mauvais jours.

Enfin, les variations saisonnières peuvent aussi être ralenties via divers systèmes. J’ai une installation en cours de test, je vous en dirai plus lorsque j’aurai de vraies données.

L’arme fatale pour arriver à combiner ces stratégies et développer un micro-climat adapté est une serre. En incluant le système dans une serre, on aura beaucoup plus d’influence sur la gestion de la température, et ce dès la conception. Celle ci-peut être relativement rudimentaire et inclura différentes fonctions selon le site.

Capter/se protéger de la chaleur

L’effet de serre permet de chauffer l’air à l’intérieur de manière rapide et avec peu d’apport de soleil. Il fait régulièrement 22°C les journées d’hiver dans ma serre rudimentaire construite avec 100 euros de matériaux plus un peu de récupération.

Pour améliorer encore le captage de calories, il est important d’orienter correctement les parois captrices de la serre. Au sud, bien sûr. Mais également au bon angle…. En effet, la lumière est correctement transmise lorsqu’elle arrive perpendiculairement à la paroi. Quand le rayon lumineux arrive avec beaucoup d’angle, une partie du rayonnement est réfléchie par la paroi à la manière d’un miroir et ne pénètre pas dans la serre comme dans l’illustration ci-dessous. C’est pourquoi une serre bioclimatique a souvent une facade inclinée, pour profiter au maximum des rayons solaires d’hiver. Pour mieux comprendre, je vous présenterai en détail mon projet de serre bioclimatique dans une prochaine série d’article.

incidence reflexion

 

Au plus fort de l’été, le rayonnement solaire peut devenir très intense, et la structure de la serre, nous permettra de tendre un voile d’ombrage minimisant les excès de trempérature. La pluspart des légumes d’été poussent très bien dans une eau à 18-24°C, et moins bien au-delà.

Savez-vous par exemple qu’un plan de tomate poussera mieux à 24°C qu’à 30°C ? Au delà d’une certaine température, les plantes sont en stress et croissent moins vite. Le fait qu’elles aient un accès immédiat à l’eau minimise ce phénomène en aquaponie.

La serre peut prendre beaucoup de formes différentes : mini serre bâtie directement sur le bac de culture ou serre incluant tout le système avec une structure en bois, en tubes plastiques (PE) ou métalliques. Vous voyez ci-dessous ma première serre construite avec des sections de bois très fines et qui a résité cinq ans jusqu’ici.

Ma première serre pour installer mon système d'aquaponie, construite avec de très petites sections de bois.

Ma première serre pour installer mon système d’aquaponie, construite avec de tres petites sections de bois.

Diffuser/bloquer la chaleur

On peut diffuser la chaleur en ujtilisant des revetements de couleur : les couleurs sombres et tirant sur le bleu auront tendance à stocker la chaleur, les couleurs claires et tirant sur le rouge vont au contraire avoir tendance à renvoyer la lumière et minimiser le stockage de chaleur.

En hiver en journée, un bac de culture subissant des cyles d’inondation/drainage est un excellent échangeur thermique. Lors des cycles de drainage, la vidange rapide du bac de culture “tire” l’air chaud à l’intérieur du substrat. Doté d’une grande surface d’échange, le passage de calories est important vers le substrat, assurant par là un chauffage de l’eau.

Pour minimiser le refroidissement de nuit par contre on peut programmer l’arrêt du pompage de l’eau  On peut aussi isoler le bac à poissons (sauf la surface qui nécessite un échange avec l’air) pour éviter qu’il refroidisse trop les nuits d’hiver ou chauffe trop les jours d’été.

Le mur nord d’une serre gagnera à être opaque et bien isolé, pour éviter les déperditions de chaleur de cette paroi qui ne sera de toutes façon pas captrice de soleil.

Utiliser l’inertie thermique.

L’inertie est la résistance au changement de température. Elle est proportionelle à la masse et au matériau. Ainsi, plus d’inertie amène plus de stabilité en température.

Par chance, l’eau est un des meilleurs matériaux d’inertie, de capacité trois fois supérieure à celle de la terre crue compactée ou pisé, pourtant réputée dans l’habitat pour son inertie.  Notre système en lui-même, de par l’eau qu’il contient, a une forte inertie thermique. Il agira comme tampon de température dans la serre, limitant sont réchauffement l’été, et réduisant les risques de gel l’hiver. En fait, ma serre ne descend quasi jamais sous zéro en hiver, sans aucun chauffage. Certains légumes produisent encore au coeur de l’hiver.

On peut encore augmenter cet effet en stockant des barils d’eau le long du mur nord. Ceux ci peuvent être peints en noir afin d’assurer qu’ils se réchauffent au cours de la journée.

L’inertie de la terre peut aussi être utilisée, en enterrant les bassins à poissons, on assurera une stabilité de température importante. Cependant, celle-ci bien que stable peut être un peu basse pour certaines espèces de poissons. Personellement, j’ai renoncé pour l’instant à le faire, mais je n’exclut pas d’y revenir plus tard.

Enfin, on peut utiliser les structures existantes: une serre peut être adossée à un bâtiment ou un mur. Elle profitera alors de l’inertie dûe à la masse du batiment, et pourra même préchauffer l’air entrant dans ce batiment, assurant aussi une double fonction. Ce concept mérite un article à lui seul.

Un micro-climat favorable permet de jardiner à l’année

Ainsi, en ayant créé un micro climat favorable pour notre système d’aquaponie, on modifie largement la saison de culture par rapport à un potager en terre classique, avec une saison de culture typique de 5 mois environ. En serre, on peut passer à 8 mois. Avec l’aquaponie dans une serre bioclimatique, on peut espérer avoir des récoltes à l’année. C’est un défi que je me suis lancé personnellement, je vous tiendrai au courant de mes avancées au fur et à mesure des articles.

Partagez vos expériences ci dessous ! Quelle est la durée de la saison de culture dans votre portager ? En serre ?

Photo appromer.fr;   Diagramme : energieplus-lesite.be 

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