idée pour isoler au maximum une serre à moindre coût

[thiceal]

Bonjour,
Imaginons une serre de 200m2 isolé au niveau du sol et des parois latérales, surtout nord, on veut laisser rentrer le maximum de lumière côté sud, paroi et plafond, car on veut faire pousser des plantes exotiques. La température ne devra pas descendre en dessous de 15°C si il fait 0°C à l'extérieur en hiver, le chauffage s'impose mais comment en diminuer le coût au maximum?
J'ai éliminé la solution de culture en intérieure car les lampes couvrant le spectre nécessaire pour les plantes coutent cher à l'achat et la consommation en électricité est énorme... surtout pour une surface de culture de 100m2.
Côté sud donc, si on veut au moins 60 000 Lux, les plantes étant à 1m sous le vitrage, le verre laisse passer 86% de la lumière mais est cher et à un K de 5,8; avec le double vitrage basse émissivité on passe à un K de 1,9 mais on ne laisse plus passer que 62% de lumière, je crains être loin des 60000 Lux et de toute façon le cout pour couvrir 100m2 serait élevé... le polycarbonate est beaucoup plus économique avec un coefficient de résistance thermique de 2,3 pour 10mm, ce qui est mieux qu'un simple vitrage mais laisse un peu moins passer la lumière (80%)...
Idée :
Admettons que l'on fasse le compromis sur le transfert de lumière et qu'on privilégie le faible coût du vitrage, au lieu de compenser la baisse de température avec un chauffage intérieur devant chauffer disons à la louche 300m3, ne serait-il pas plus économique de faire circuler de l'air chaud entre 2 vitrages de polycarbonate de faible épaisseur? Le volume a chauffer entre les 2 vitrages serait moins important et si le chauffage vient par exemple dans la journée de panneaux solaires à base de canettes de soda :
http://www.terraeco.net/Fabriquez-vo...ire,56410.html
La sortie d'air peut monter à 50°C par journée ensoleillée d'hiver, le cout de fabrication manuel est faible, on peut en faire plusieurs et certains peuvent réchauffer l'intérieur de la serre et les autres l'air entre les vitrages.
La consommation électrique des pompes ne serait pas excessive je pense.
Et si la nuit on recouvre les vitrages de tapis de laine de roche, laine de verre ou de pailles pour isoler totalement la serre? (reste à trouver un système automatique pour dérouler/enrouler ces tapis isolants tous les jours...)
Que pensez vous de mon idée, réalisable ou farfelue?
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[thiceal]

Bonjour, je reformule ma question :
Pour un double vitrage, le coefficient Ug (ou K) avec de l'air est de 1,9 à 1,7, mais quel pourrait être le le coefficient si l'air était chauffé, genre 30°C, et en circulation entre les 2 vitrages? Gagnerait-on beaucoup en isolation thermique?
Merci d'avance.

[JP43100]

Bonjour, je pense que le système d'occultation des vitrages à base de laine de verre roche etc n'est pas réalisable et fiable.

Sinon aux éditions Terre Vivante il me semble qu'il existe un ou des recueils sur des serres semi enterrées ou quelque chose comme cela peut être pas de 100m2 ou alors très longues, ces serres tiennent plus de l'orangerie classique ou la masse des murs enterrés accumulent les calories pour l'hiver et maintiennent une t° hors gel pour les végétaux sensibles aux froid bref c'est à voir.

[flaac]

 Cliquez pour afficher

Le pouvoir isolant est une caractéristique physique. Modifier la température de l'air n'y changera rien.

Les serres sont déjà des capteurs solaire thermique, inutile de chercher à leur ajouter un capteur externe.

Dans un tel système, l'inertie des parois et de l'air étant très faible, il est vain de vouloir conserver une température interne élevé dés lors que le soleil ne brille plus sans l'apport d'une source de chauffage. Pour passer les 16 heures d'une nuit de décembre hors gel, il faut soit un bon chauffage, soit un immense puits canadien.

Il vaut mieux viser 12° en minimale, c'est la température à laquelle commence le flétrissement chez la plupart des plantes craignant la fraicheur.

En gros, cette idée est réalisable, mais ça coute très cher en énergie. En France continentale (excepté peut-être Nice et Perpignan), il faut des productions à forte valeur ajoutée pour rentabiliser un tel investissement. Ou sinon il faut de la chaleur quasi gratuite comme en Islande.

Effectivement enterrer la serre peut-être un début de solution. Sinon cultiver à une période adaptée est encore le plus simple.

[A voir en vidéo sur Futura]

[JP43100]

Pour les serres enterrées voir les serres wallipini mais évidemment pour 100 ou 200m2 c'est pas évident quoique. Mais effectivement la difficulté majeure est le coût du chauffage .

[thiceal]

Merci pour vos réponses.
Pour le double vitrage avec circulation d'air chaud (venant d'un système solaire ou d'un poêle), je pensais que l'air refroidit sur la paroi externe serait réchauffe par l'air chaud circulant avant d'atteindre et de refroidir la paroi interne et donc de refroidir l'habitacle déjà chaud, mais n'étant pas un spécialiste de thermique... je me trompe où?

Pour ce qui est des serres walipini c'est très intéressant et pas cher à mettre en œuvre en plus, je vais étudier ça de plus près, merci pour l'info. Par contre, je sais que la terre au delà d'un mètre de profondeur à une température constante de 10-15°C toute l'année, donc ça isole le sol et les côtés de la serre, mais ce que je ne comprend pas, c'est comment la température peut rester à 15°C dans ces types de serre si il fait 0°C en extérieur, alors que le toit est toujours en vitrage et que le froid devrait rentrer et descendre dans la serre non?
Par contre avec ces types de serres il serait plus facile de recouvrir le vitrage d'une couche isolante la nuit, des bottes de pailles d'épaisseur 20cm par exemple?

[flaac]

Oublie le système solaire, c'est quand le soleil ne brille pas que les vrais problèmes vont se poser ici.

Le système que tu décrit avec l'air chaud circulant vise à empêcher le gel des plantes si j'ai bien compris, mais en envoyant de l'air chaud au contact d'une surface froide tu favorise les échanges thermiques (ici la perte de chaleur) qui sont d'autant plus important que les écarts de températures sont grands.

Le systéme walipini permet de garder une température stable car il bénéficie d'une masse énorme (sol) pour stocker la chaleur, et que les surfaces de déperditions sont limitées.

Pour couvrir les vitrages je partirais plutôt sur une simple bâche/rideau emprisonnant une couche d'air. Parce que de la paille, c'est lourd mouillé.

Mais sérieusement, que veux tu faire pousser pour te poser de telles questions? Parce qu'il serait plus simple de ne pas cultiver l'hiver, de toutes façon sans éclairage additionnel tu ne sortira pas grand chose.

[Larzacien]

bonjour, Il ne va pas te le dire ce qu'il veut faire pousser.

[flaac]

Je pense aussi, mais si c'est cela, c'est bête de s’embêter autant pour des plantes rustiques.

[wizz]

Cette serre est elle isolée ou est elle accolée à ta maison?

[thiceal]

Le système que tu décrit avec l'air chaud circulant vise à empêcher le gel des plantes si j'ai bien compris, mais en envoyant de l'air chaud au contact d'une surface froide tu favorise les échanges thermiques (ici la perte de chaleur) qui sont d'autant plus important que les écarts de températures sont grands.

La comparaison que je veux faire, c'est, quitte à chauffer la serre de disons 300m3 avec un simple vitrage et des échanges thermiques comme tu dis accélérés par la différence de température, ne serait t-il pas plus économique de chauffer une zone tampon ( de 10, 20 cm de large je ne sais pas...) qui ferait que 40m3 à chauffer. reste à faire les calculs ou du moins des mesures car je ne sais pas si l'expérience a déjà été faite pour savoir quel est le plus économique :
- chauffer 300m3 pour maintenir une différence de 0°C extérieure/ 15°C intérieure
- chauffer 40m3 pour maintenir une différence de 0°C extérieure/ 10°C (j'invente) dans la zone tampon et chauffer 300m3 pour maintenir une différence de 10°C/ 15°C intérieure
Si on y gagne en terme de coût de chauffage global je pense qu' à long terme ça peut valoir le coût d'investir dans la fabrication de cette zone tampon, vous voyez là où je veux en venir ou pas?

Parce qu'il serait plus simple de ne pas cultiver l'hiver, de toutes façon sans éclairage additionnel tu ne sortira pas grand chose.

Évidemment dans le Nord de la France je devrais plutôt faire le commerce des salades, mais ça ne me rapporterai pas beaucoup... avec des espèces exotiques comme le curcuma par exemple je pourrai gagner plus d'argent. Et l'idée ce serait d'avoir un rendement continue sur presque toute l'année, malgré notre climat, avec un investissement de départ qui pourrait être amorti en quelques années.
Maintenant, avec 2 vitrages je perdrais en lux, et si je ne me trompe, le fait que la serre soit enterrée, je perdrai beaucoup de lux aussi? Les systèmes walipini risque d'être insuffisant en terme de luminosité pour mes plantes exotiques...

[herakles]

Bonsoir ou bonjour ,

tu peux jeter un œil sur les travaux de Hollmuller (systèmes à air ) http://www.unige.ch/cyberdocuments/t...hese_body.html

L'ENSI de Valenciennes a étudié une serre horticole avec des tuyaux enterrés à 0.60m de profondeur

Voir aussi les tunnels à galets dont j'en parle par ailleurs sur ce forum : un ventilateur et des tranchées remplies de galets à 1.50m de profondeur : cela tempère la serre lors des chaleurs d'été tout en stockant les apports solaires pour les restituer par déphasage dans la terre au niveau des racines ..
http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1429033

[thiceal]

Bonjour Herakles, merci pour toutes ces infos super intéressantes, du coup j'ai de nouvelles idées

tu peux jeter un œil sur les travaux de Hollmuller (systèmes à air ) http://www.unige.ch/cyberdocuments/t...hese_body.html

Le projet 'Geoser' est intéressant, on voit par exemple que sur une journée de mi saison (températures moyenne et extrêmes de 14.3, 9.9 et 20.3 °C), la serre à eau permet de destocker une bonne partie de la nuit la chaleur solaire stockée de la journée, ils ne mettent en route la chaudière que de 5h à 9h du matin.
Par contre, c'est vrai qu'avec le solaire, pendant 5 mois de l'année on a pas assez d’ensoleillement et on doit allumer la chaudière...
Mais si ces études sont intéressantes en terme de mesures précises, ils n'ont pas essayé d'améliorer l'isolation (simple vitrage) et surtout d'améliorer les systèmes de chauffage et de stockage. Par exemple je pense qu'avec un système de stockage en galets dans la serre on pourrait destocker toute la nuit et tenir la consigne sans mettre en route la chaudière de la nuit:
http://orbi.ulg.ac.be//bitstream/226...nergetique.pdf
Qu'en penses tu?
Et pour ce qui est de l'isolation je garde l'option serre walipini avec des parois un peu évasées pour laisser rentrer plus de lumière avec l'idée sur le côté nord d'une surface réfléchissante (miroirs ou films) verticale incliné vers la serre afin de récupérer au maximum les rayons solaires horizontaux du matin et du soir.
Et recouvrir d'une bâche isolante la serre pour la nuit, est-ce ça vaudrait le coup?

Voir aussi les tunnels à galets dont j'en parle par ailleurs sur ce forum : un ventilateur et des tranchées remplies de galets à 1.50m de profondeur : cela tempère la serre lors des chaleurs d'été tout en stockant les apports solaires pour les restituer par déphasage dans la terre au niveau des racines ..
http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1429033

J'ai pas tout lu pour la discussion sur les tunnels à galets (3695 posts... impressionnant mais je pense que j'ai compris le principe.
Du coup j'ai de nouvelles idées (si vous en avez pas déjà discuté sur le forum...) :
On peut stocker que pendant 3-4 mois (juin à aout-sept) et donc chauffer oct-nov-dec par déphasage mais janvier-fev-mars il fait encore très froid, dès fois l'hiver se prolonge... et donc on met en route la chaudière ou le poêle... Ne pourrait-on pas combler cette saison en construisant des tunnels à 2,5m et d'autres 5-6m de profondeur? La première onde des premiers tunnels chaufferait oct-nov-dec et la deuxième onde des tunnels plus profonds arriverait en surface à partir de janvier et chaufferai jusqu'en mars?
Enfin, dernière idée (à conditions qu'il n'y ait pas de nappes phréatiques...) pourrait-on combiner serre walipini + tunnels à galets? on irait alors jusqu 'à 5m pour les premiers tunnels et 8-9m de profondeur pour les seconds... par contre faut beaucoup de temps et d'huile de coude pour creuser et remonter la terre...

Enfin petite question : Est-ce qu'il y a eu déjà des tunnels à galets de mis en place pour des serres? A t-on des mesures de températures? Sinon, la température au sol sortant à 20-24°C (une journée d'hiver par exemple que j'imagine proche de 0°C en extérieur) dans une habitation isolée, quelle pourrait être la température dans une serre avec un vitrage polycarbonate (résistance thermique de 2,3 pour 10mm), température au sol? A 1m? A 2m (sous le vitrage)? Est que la température, du fait de la conductivité thermique de l'air s'homogénéise rapidement dans la serre?

NB :Produire des produits exotiques dans un pays tempéré avec de l’énergie grise à moindre coût ce serait aussi réduire les importations et donc ça ferait du bien à la planète aussi tout en ne changeant pas trop les habitudes des consommateurs
Merci pour votre aide à tous.

[wizz]

yakafokon.
Parfois, c'est possible. Et parfois, c'est non. Tout dépend du contexte, de l'application, du milieu.
Parfois, il faut dépenser une fortune pour atteindre l'objectif. Et parfois, yaka s'en servir gratuitement, ou quasiment.

par exemple, on peut produire de l'énergie avec des barrages. Alors yaka barrage. Mais c'est possible pour la Norvège, la Suisse et pas le Sahel
Ou encore yaka biomasse avec la forêt. C'est possible pour la Suède, mais pas pour Monaco.

Alors, cette serre, c'est quoi son contexte?
Seule isolée sans rien autour?
Accolée à ta maison?
Construite dans une zone industrielle?
Proche d'une centrale électrique thermique?
Etc...

[thiceal]

yakafokon.
Alors, cette serre, c'est quoi son contexte?
Seule isolée sans rien autour?
Accolée à ta maison?
Construite dans une zone industrielle?
Proche d'une centrale électrique thermique?
Etc...

C'est un projet en cours d'étude, le lieu n'est pas choisi encore, si ça pose problème près d'une zone industrielle ou d'une centrale thermique, et bien on ne fera pas là, si ça pose problème près d'une habitation, et bien on ne fera pas là, ce sera sur un terrain isolé, avec étude du sous sol... par contre, le défi ça serait quand même plus dans le Nord de la France que dans le Sud.
Le choix des plantes/ légumes n'est pas défini encore, mais ça serait des produits exotiques plutôt à forte valeur ajoutée pour amortir les couts de production...
reste à définir aussi leur besoin en luminosité, car sinon la production en hiver risque d'être compromise, même si la température est correcte...

[JP43100]

Bonjour, je reviens dans cette discussion sur la production de plantes exotiques sous serres.

Pour de nombreuses plantes tropicales ou sub tropicales notamment le curcuma puisque tu l'évoques mais plus prosaïquement et couramment les tomates, poivrons, orchidées, aubergines etc il n'est pas nécessaire de maintenir une température élevée toute l'année.

La culture des tomates sous serres est réduite à 9 ou 10 mois notamment parce que la production pendant les mois les plus froids en région nantaise et la maintenance nécessaire le coût de l'énergie, le renouvellement et les rotations de cultures etc ne justifie pas de conduire cette culture sur davantage de temps Le cycle du curcuma, gingembre etc ne s'étale pas sur un an non plus.

Malheureusement le cout de la main d’œuvre dans les pays tropicaux, le coût de l'énergie solaire naturelle malgré les frais de port à mon avis rendront ces produits je pense beaucoup plus compétitifs que ceux produits en France.

Cependant évidemment cette idée n'est pas nouvelle et a été largement répandue avec les murs à pêches de Montreuil et autres fruits, figuiers d'Argenteuil, raisin de Thommery,raisins de table sous serres en Angleterre et Belgique. Orangeries diverses etc.

Mais le point commun entre toutes ces cultures et que la température hivernale est ou était réduite au minimum vital pour la culture. sINON ON REVIENT AMHA grosso modo à l'aberration économique et écologique de l'importation de fraises ou de haricots à Noël.

Une petite serre pour une production d'amateur ok, des surfaces relativement importantes chauffées en permanence c'est autre chose. Cela doit être possible mais avec des investissements énormes et des aléas potentiels énormes. Voir les problèmes de la production agricole française et européenne actuels.

Sinon la recherche de stockage de l'énergie solaire à moindre coût et à efficacité maximum est une très bonne initiative.



JP

[JP43100]

Pour revenir aux serres dites écologiques il y a toujours ces ouvrages dont j'ai vu la parution récemment.

Sinon dans le domaine des serres industrielles et des diverses technologies il existe une documentation certainement abondante et des recherches notamment les serres de Valenciennes que cite héraklès on doit trouver cela sur un moteur de recherche ou près des chambres d'agricultures syndicats groupements , constructeurs.

La région nantaise est assez bien placée dans ce domaine.
Toutes les zones maraichères aussi.

JP

[herakles]

Bonjour Thiceal,

Pas utile de creuser à plus de 2.00m , sinon les pertes latérales deviennent plus importantes , la serre étant en général plus étroite qu'une maison

Mieux vaut creuser entre 1.20 et 1.80m de profondeur suivant la nature du sol , la largeur de la serre , isoler en périphérie la serre et améliorer l'isolation du vitrage , un film ou deux tendus sous le vitrage principal crée des lames isolantes ou déployer chaque nuit un film réfléchissant pour limiter le re-rayonnement nocturne

Voir message ci contre avec croquis de principe :http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post3704336
Autre message concernant une idée de serre avec réserve eau morte (bidons 220L) http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post2901290
ici coupe sur stockage constitué de tubes enterrés pour hall des machines =même principe que pour serres http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1913496
tuyaux enterrés pour la serre : http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post1906180
(pas très concluant , manque de surface d'échange , les tuyaux chauffent trop vite , mieux vaut une tranchée remplie de galets )

Extrait du rapport d'études sur le stockage (1978)http://forums.futura-sciences.com/at...ges1-2-4-6.pdf
Si je retrouve les autres pages , je les reposterai

Bonne soirée !

[JP43100]

http://www.jejardine.org/reponses-au...les-sous-serre

En passant un petit article qui peut être utile.

JP

[thiceal]

Merci JP43100 pour tes conseils, effectivement pour rivaliser avec les bas couts de production de certains pays ce ne sera pas facile, j'étudierai tout ça, par exemple le bio et le naturel est en croissance, les produits locaux peuvent être vendus frais, sans conservateurs, ça peut faire une valeur ajoutée par rapport au produit importé.
J'ai bien noté que je ne pourrai pas produire toute l'année.

Erakles,

Bonjour Thiceal,

Pas utile de creuser à plus de 2.00m , sinon les pertes latérales deviennent plus importantes , la serre étant en général plus étroite qu'une maison

Mieux vaut creuser entre 1.20 et 1.80m de profondeur suivant la nature du sol , la largeur de la serre , isoler en périphérie la serre et améliorer l'isolation du vitrage , un film ou deux tendus sous le vitrage principal crée des lames isolantes ou déployer chaque nuit un film réfléchissant pour limiter le re-rayonnement nocturne

Je reviens sur mon idée du dephasage de 6 mois avec un tunnel à 5-6m, ma serre serait de environ 200m2, pourquoi ne pas isoler les soubassements pour éviter les pertes thermiques latérales? J'ai lu dans l'autre post que c'était inutile d'isoler dessous le tunnel mais sur tous les côtés, ça permettrait aux ondes thermique de remonter sans trop de pertes les 6m et de chauffer en fev- mars non? Il faudrait que le terrain s'y prête et ça serait du boulot mais en théorie c'est faisable non? Avec des tunnels à 2m et d'autres à 6m on pourrait chauffer pendant les 5 mois d'hiver...
Je retiens l'idée du film réfléchissant pour la nuit mais je réfléchi toujours à l'idée d'un tapis isolant pas trop lourd qui recouvrirait le toit la nuit et j'étudie aussi toujours l'idée d'une serre enterrée walipini. Je repose d'ailleurs ma question : walipini + tunnels à galets, faisable ou pas? ça éviterai l'isolation des parois périphériques de la serre (ou très peu) et on pourrait atteindre des températures encore plus élevés.

Autre message concernant une idée de serre avec réserve eau morte (bidons 220L) http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post2901290

Pour le chauffage la nuit par dephasage du solaire accumulé la journée, quel serait le plus efficace, un mur de galet ou des bidons d'eau chauffés?

Sinon, pour l'appoint du chauffage les journées sans soleil, je pensais à un poêle à granulés, c'est cher à l'achat mais le cout des granulés à l'année serait faible et on peut automatiser le déclenchement du poêle selon une plage de température.

Bonne soirée

[herakles]

Bonjour ,

Je reviens sur mon idée du dephasage de 6 mois avec un tunnel à 5-6m, ma serre serait de environ 200m2, pourquoi ne pas isoler les soubassements pour éviter les pertes thermiques latérales?

Au delà de 2m50 de profondeur, les pertes latérales sont trop importantes , et le coût de l'isolation des soubassements serait trop élevé = soubassements d'au moins 1.50 à 2m de profondeur !!!
On peut aussi adopter la technique des trottoirs isolés extérieurs à la serre , sur 2 à 3m de large , mais bonjour le prix !

walipini + tunnels à galets, faisable ou pas? ça éviterai l'isolation des parois périphériques de la serre

C'est fort possible , avec trottoirs isolants autour de la serre disposés sur les talus périphériques

Pour le chauffage la nuit par dephasage du solaire accumulé la journée, quel serait le plus efficace, un mur de galet ou des bidons d'eau chauffés?

Bidons d'eau = l'eau a une forte capacité thermique : 1163 Wh/m3/°C , les galets moitié moins .
Mais il serait judicieux de monter un mur de bidons le long des parois de la serre , avec un remplissage de galets entre ces bidons et le mur de soubassement : l'air repris en haut de la serre y serait insufflé , de façon à ce que l'air cède sa chaleur aux galets , lesquels réchauffent les bidons par l'arrière tandis que la face avant , expos&ée au SUD , est plus ou moins réchauffée par les rayons directs de la serre

C'est ce que j'ai fait avec ma propre serre en 1984 ..jusqu'à ce que les bidons finissent par rouiller au bout de 6 ou 7 ans...je n'ai pas pensé à mettre un produit anti-rouille .
je t'envoie un extrait de l'expérience menée sur des serres à Valenciennes : le problème vient des tuyaux qui n'ont pas une grande surface d'échange contrairement à des TAG

En plus de la serre , et si tu veux grappiller quelques °C supplémentaires , il te faudra poser au sol devant la serre et sur le talus incliné une rangée de capteurs à air destinés à booster le stockage dans les TAG à 2.50m de profondeur et éventuellement à 1m (2emes rangées de tunnels à galets ), ces derniers étant chargés courant Septembre , octobre et Novembre avec le peu de soleil qui passe

Petit rappel:
En Juillet , on collecte 5 à 6 kwh/m2/jour avec les capteurs ; en janvier , seulement 0.8 à 1 kwh/m2/jour dans la RP .


Note pour les modos = pas pu faire autrement que de convertir ces fichiers au format PDF : si vous pouvez les faire passer ? Bonne journée et merci