Chauffage des serres et valorisation énergétique de la biomasse

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

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

Les types de biomasse valorisables Combustibles biomasse Combustion Méthanisation Gazéification

Les cultures énergétiques dédiées Évaluation approximative de la surface nécessaire pour chauffer un hectare de serres. Étude: Taillis à Très Courte Rotation de Saule Pour chauffer 1ha de serres: - 51 ha de TTCR -32 ha TTCR irriguées Plantation 18 000 plants/ha Taillis tous les 3 ans Broyage en plaquettes

Les combustibles bois: une source d ’énergie pour les serres 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%) Émissions lors de la combustion limités 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. Approvisionnement en combustibles Volume stockage; qualité; énergie secondaire (fossile)

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

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

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

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 CO2 * diminution des traitements phytosanitaires * meilleure maîtrise des températures Économie d ’énergie: de 30 à 80 %

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

Intégration de température 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.

Intégration et prévisions météorologiques Économie d ’énergie Objectifs et résultats

Stockage thermique en aquifère appliqué à la climatisation réversible de serres maraîchères Quels sont les résultats attendus? Fourchettes des: > besoins thermiques > débits et températures 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 Comment savoir sur un site donné? Connaissance de la nappe > étude à dimensionner > contexte géologique > écoulement naturel de la nappe > paramètres hydrodynamiques

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

Des exemples où ça marche Canada: serre expérimentale à Ontario, Sussex Hospital. 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). Suède: plusieurs dizaines d ’expériences à grande échelle (chauffage et climatisation de centres commerciaux). Allemagne et Belgique: marché en développement, installation expérimentale Turquie: supermarché et hôpital en fonctionnement serre expérimentale en cours d ’étude

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 10-20 m/an * débit pompé et réinjecté de 100 m³/h * températures visées à terme: 9°C (puits froid) 23°C (puits chaud)

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

Conclusion