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Chauffage des serres et valorisation énergétique de la biomasse.

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1 Chauffage des serres et valorisation énergétique de la biomasse

2 n Biomasse n Types de biomasse valorisables n Les cultures énergétiques dédiées n Les combustibles bois: une source d énergie pour les serres n Les combustibles issus des céréales n Les biocarburants et leurs co-produits n La méthanisation n Serre fermée, semi fermée et capteur d énergie avec stockage d énergie en aquifère n Les écrans thermiques n Intégration de température n Serre basse énergie n Conclusion

3 La biomasse: n Combustibles bois n Cultures énergétiques dédiées n Déchets et co-produits

4 Les types de biomasse valorisables Combustibles biomasse Combustion Méthanisation Gazéification

5 Les cultures énergétiques dédiées n Évaluation approximative de la surface nécessaire pour chauffer un hectare de serres. Étude: Taillis à Très Courte Rotation de Saule Plantation plants/ha Taillis tous les 3 ans Broyage en plaquettes Pour chauffer 1ha de serres: - 51 ha de TTCR -32 ha TTCR irriguées

6 Les combustibles bois: une source d énergie pour les serres n Le pouvoir énergétique des combustibles bois est fortement lié à leur humidité. (de 5 kWh/kg pour un taux d humidité de 0% à 1 kWh/kg 70%) à 1 kWh/kg 70%) n Émissions lors de la combustion limités n L installation d une chaudière à bois Coûts d installation > au gaz. Coûts de maintenance et de surveillance > chaudière à fioul. Gestion des cendres et ramonage. n Approvisionnement en combustibles Volume stockage; qualité; énergie secondaire (fossile)

7 Les combustibles issus des céréales n Types: pailles et grains n Inconvénients: - production de mâchefer - corrosion de la chaudière - corrosion de la chaudière n Espèces: blé, triticale, riz, orge, maïs

8 Les biocarburants et leurs co-produits: Graines de colza/tournesol Nettoyage/séchage/ décorticage Pressage Tourteaux fermiers Huile Végétale non purifiée Filtration Huile Végétale Pure Rendement énergétique: environ 20 MWh/ha

9 La méthanisation: possibilités d utilisation du biogaz pour les serres chauffées Stockage Pré-traitement Tri/broyage Refus Mélange Méthanisation Utilisations biogaz Digestat Solide Liquide Compostage - Stations d épuration - Engrais liquides

10 Serre fermée, semi fermée, serre capteur d énergie avec stockage Principe: Stocker et utiliser l excédent d énergie solaire captée par la serre grâce à un stockage d énergie thermique en aquifère pour alimenter un système de climatisation réversible. Stockage de l énergie: en aquifère à 20-25°C Chauffage de la serre: besoin d un complément en hiver (pompe à chaleur) Intérêt agronomique: * gain de rendement de 15 à 20% * augmentation du taux de CO 2 * diminution des traitements phytosanitaires * meilleure maîtrise des températures Économie d énergie: de 30 à 80 %

11 Les écrans thermiques n Principe: réduire les pertes thermiques (surtout la nuit) limitation des échanges convectifs et radiatifs limitation des échanges convectifs et radiatifs n Les toiles d écran: - non métallisées: réduisent les pertes de 35 à 40 % - alluminisées: améliorent l isolation thermique de 10 à 50 %

12 Intégration de température n Principe: capacité des cultures à tolérer des déviations de températures instantanées profiter de l énergie solaire « gratuite » lors des journées ensoleillées et de compenser le surplus par des températures de nuit plus faibles. profiter de l énergie solaire « gratuite » lors des journées ensoleillées et de compenser le surplus par des températures de nuit plus faibles.

13 n Intégration et prévisions météorologiques n Économie d énergie n Objectifs et résultats

14 Stockage thermique en aquifère appliqué à la climatisation réversible de serres maraîchères Besoins et possibilités A voir au cas par cas, en fonction:. Besoins thermiques de la serre. Contexte hydrogéologique Pas de zone exclue d avance:. Présence ou non d aquifère. Aquifère favorable ou non peut être variable à quelques km Quels sont les résultats attendus? Fourchettes des: > besoins thermiques > débits et températures Comment savoir sur un site donné? Connaissance de la nappe > étude à dimensionner > contexte géologique > écoulement naturel de la nappe > paramètres hydrodynamiques

15 Simple dans le principe mais des questions! n Éléments à connaître pour implanter les forages? n Débit en pompage et réinjection? n État d équilibre dans les puits chaud et froid, et en combien de temps? n Risques d évolution des performances dans le temps? n Contraintes réglementaires?

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18 Des exemples où ça marche n Canada: serre expérimentale à Ontario, Sussex Hospital. n Hollande: (pays où cette technologie est la plus implantée en Europe) début 2005: 400 projets réalisés (bureaux, hôpitaux, centres commerciaux, serres (une douzaine d installations). n Suède: plusieurs dizaines d expériences à grande échelle (chauffage et climatisation de centres commerciaux). n Allemagne et Belgique: marché en développement, installation expérimentale n Turquie: supermarché et hôpital en fonctionnement serre expérimentale en cours d étude serre expérimentale en cours d étude

19 Quelques ordres de grandeur: Hollande: serre de plantes en pots à Huissen * 2650 m² équipés d échangeurs * 2 forages de 100m de profondeur * séparés de 100m * aquifère sableux de 30m d épaisseur * écoulement de la nappe de m/an * débit pompé et réinjecté de 100 m³/h * températures visées à terme: 9°C (puits froid) 23°C (puits chaud)

20 Pour une serre basse énergie n Capter l énergie: n Orientation solaire de la serre n Pente du matériau de couverture n Structure de la serre n Stocker l énergie: l eau; la masse; les produits caloporteurs n Limiter les perte d énergie: n Bien implanter la serre n Intensifier la conduite avec écran thermique n Préchauffer l air entrant n Gérer séparément la déshumidification et le climat n Optimiser l apport d énergie n Intégrer les contraintes climatiques d été n Optimiser l occupation de la serre

21 Conclusion


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