La maîtrise de l énergie en culture sous serre. Ariane GRISEY (Ctifl) Eric BRAJEUL (Ctifl)

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1 La maîtrise de l énergie en culture sous serre Ariane GRISEY (Ctifl) Eric BRAJEUL (Ctifl)

2 Etat des lieux 1265 ha de serres chauffées Production de tomate et concombre (10/12 mois) 594 ha Exclus : production de fraises et abris en hors-gel 90 % des abris sont des serres verre 80 % des surfaces = Tomate Superficie en ha Numéro du département 422 ha Etude Ademe Ctifl INH Astredhor 2007

3 Etat des lieux La consommation énergétique finale du secteur agricole représente 2,8 Mtep soit 1,7 % de la consommation totale L énergie dans les serres maraîchères = 350 ktep, soit 12 % de la consommation énergétique de l agriculture GES : 0,92 Mtonne équi CO2 ~ 1 % des GES du secteur agricole Source principale d'énergie 77,0% 0,3% Fioul Lourd 3,5 1,0% Biomasse 0,5% Butane 1,5% 1,1% Fioul dom Eau indus Charbon Propane 2,5 1,5 0,5 Gaz naturel tarif Tel Nuit (PCS) Fioul Lourd TBTS (PCI) Répartition par surface 19 % des surfaces sont en cogénération Gaz naturel : 1,7 en 4 ans Fioul Lourd : 2,5 en 4 ans Source : Gaz de France et MINEFI 4,4% 4,5 c /kwh HTT 8,6% Gaz naturel no v96 no v9 no 7 v98 no v99 no v0 no 0 v01 no v0 no 2 v03 no v0 no 4 v05 no v0 no 6 v07 10,0% Evolution du prix des énergies

4 Etat des lieux Le poste énergie représente 20 à 40 % des coûts de production 7 /m² à 17 /m² (dépend de la situation du serriste) Réaction de la profession : Décaler les semis déséquilibre du marché Moins chauffer risques de maladies et de problème de rendement/qualité de fruits Mieux isoler sa serre Etanchéifier la serre mais problème de gestion de la déshumidification : plusieurs travaux engagés au Ctifl et en stations expérimentales Optimiser la répartition de l énergie dans la serre : travaux au Ctifl de Carquefou (Nantes) Se tourner vers des énergies alternatives : -bois (se développe dans la filière) -autres pistes : plusieurs exemples d études et de réalisations dans les principaux bassins de production

5 Améliorer l efficacité énergétique des serres 1. Utiliser au maximum l énergie solaire 2. Réduire la consommation énergétique Réduire les déperditions thermiques 3. Remplacer les énergies fossiles par des énergies moins émettrices -Contexte environnemental de réduction des gaz à effet de serre -Grenelle de l environnement et COMOP 15 / plan de performance énergétique -Etiquetage des produits à partir du 1er janvier 2011

6 Bilan énergétique de la serre Pertes par chaleur latente et sensible = 55 Pertes par convection et radiation = 45 Apport solaire = Pertes par fuite et déshumidification = 15 Perte par le sol = 5 Energie apportée par la chaudière = 40 D après WUR

7 Améliorer l isolation Consommation d'énergie (kwh/m²/an) Estimation de la consommation d énergie en fonction des performances thermiques de la paroi Serre verre Serre polyéthylène Serre verre Serre verre+écran Serre polyéthylène Serre verre+écran Double paroi plastique Double paroi plastique Triple paroi Triple paroi Coefficient de transmission thermique (W/m².K) Nouvelle serre au Ctifl de Balandran (Nîmes) en double paroi F-Clean Conditions météorologiques de Nîmes, Tconsigne nuit =15 C, Tconsigne jour= 18 C

8 Améliorer l isolation Limiter les déperditions thermiques par les écrans thermiques -Plusieurs type de toile avec des performances énergétiques différentes -Envisager un double écran notamment sur des serres hautes Test au Ctifl de Balandran (Nîmes) en 2009/2010 -Principal facteur affectant le potentiel d économie Maîtrise de l hygrométrie, notamment pour une utilisation intensive de l écran 20 % d économie ~ 90 kwh/m² d économisés Bonne rentabilité du système

9 Conduite climatique Intégration de température -Diminution de la consigne de nuit de 1 C Economie d énergie potentielle par jour d intégration de % (sans écran) -Aller plus loin : Gérer les basses températures vis-à-vis du développement de maladies = la déshumidification et le chauffage BT Plusieurs années d essais au Ctifl et en stations expérimentales Optimisation sur plusieurs jours : Ctifl Carquefou (Nantes) Témoin Températures moyennes sur 24h constantes Temps ensoleillé I.T.

10 Gestion de l hygrométrie -L assainissement est évalué à environ % de la facture énergétique -Chauffer et aérer, mais ne correspond pas toujours à un besoin des plantes Mise en œuvre de systèmes alternatifs : déshumidificateurs Air entrant humide Air sortant sec et chaud Expérimentations menées : -Cate (Saint Pol de Léon) -Ctifl Carquefou (Nantes) -Ctifl Balandran (Nîmes)

11 Energie Renouvelable La Pompe à Chaleur -Permet le transfert de chaleur d une source froide qui va se refroidir vers une source chaude qui sera réchauffée par un système frigorifique -Intérêt COP Energie calorifique délivrée COP(Coefficient de performance) = Energie électrique consommée Température délivrée : 50 C maxi Utilisation : -Réseau basse température -Couplée avec une chaudière -Intérêt au niveau de la déshumidification Avenir des tarifs d électricité Sites pilotes : -Serristes : 2 PAC Air/Eau en Bretagne -Cate, SECL(Pleumeur Gautier) et au Ctifl Carquefou

12 Energie Renouvelable Les rejets thermiques Valorisation d énergie issue de process industriels Utilisation : -Planning de l entreprise -Quantifier l énergie disponible, s assurer d une température minimale de rejet -Les contraintes de température de retour après circuit dans la serre Coût de l installation Volonté politique Projets : - Pyrénées orientales à partir d un incinérateur d ordure ménagère - 5 ha de serres dans les Landes à partir d eau chaude issue de forages pétroliers en 2009, 17 ha en Zone de Berre avec les raffineries

13 La cogénération Principe Combustible 153 r = 37 % r = 90 % 30 Électricité 30 Combustible Chaleur Pertes 15 Pertes 35 % d économie d énergie primaire Energies utilisées Centrales au charbon Centrales au fioul lourd Cycles combinés au gaz Cogénération au gaz Energie nucléaire Energie renouvelable (biomasse, éolien, géothermie) Hydroélectricité Emissions en gco2 /kwh Source : ADEME, DGEMP-DIDEME

14 La cogénération Aux Pays Bas, vente de l électricité toute l année (20 % de l électricité cogénérée est produite par les serres). En France : à partir du gaz naturel, obligation de fournir à EDF de l électricité du 1er novembre au 31 mars. A partir du biogaz, le rachat est possible toute l année avec une tarification spécifique. plusieurs projets à l étude Evolution mensuelle de la consommation énergétique kwh/m² Ao Se ût pt em br e O ct ob re No ve m br e Ju ille t Ju in M ai Av ril Dé ce m br e Ja nv ie r Fé vr ie r M ar s 0 Habitation source CLIP N 13 Serre Habitation Valorisation de l énergie possible toute l année

15 Utiliser l énergie solaire La serre capteur d énergie La serre est un capteur solaire qui n est pas exploité en totalité Objectif : stocker cette énergie afin de la réutiliser lorsque l on a besoin de chauffer Stocker sur de longues périodes Principe réversible serre fermée et niveau de CO2 élevé

16 Utiliser l énergie solaire Etat des lieux aux Pays Bas Poursuite du développement de la serre comme source d énergie ~ 50 ha Soutien politique et financier Etude du sous sol -Aux Pays Bas: Géologie simple, aquifère sableux productif et isolé, et déplacement de la nappe très limité (10 à 60 m/ an) -En France nécessité d étudier au cas par cas : 1. Produire un débit suffisant : -de la nature géologique et des géométries des formations aquifères ; - des caractéristiques hydrauliques. 2. Permettre la réinjection de ce débit : - des caractéristiques hydrauliques ; -de la profondeur du niveau d eau. 3. Conserver l énergie thermique : - de l écoulement naturel de la nappe ; - des déperditions thermiques.

17 Utiliser l énergie solaire Projet Serre Capteur d énergie Projet de recherche financé par le Fond de Compétitivité des Entreprises (FCE), labellisé par le PEIFL (pôle de compétitivité d Avignon) un prototype sur site expérimental au Ctifl Balandran (Nîmes) financé par le FCE, l ADEME, Viniflhor et le conseil régional Languedoc Roussillon et deux sites pilotes chez des serristes. Partenaires : CMF, Hoogendoorn, FiWiHEx, BET Montagut, Brgm, INRA, Aprel. Démarrage 6 mars 2007 Durée du projet : 4 ans Phase 2 : Aménagement des sites Phase 1 : Etude préalable des sites Dimensionnement des besoins énergétiques Dimensionnement des caractéristiques du système d échange thermique Bilan thermique au niveau de l aquifère Evaluation de la faisabilité technique et prise de décision sur chaque site Elaboration des cahiers des charges Aménagement des 3 sites Phase 3 : Expérimentations sur les sites Expérimentation dans la serre expérimentale Expérimentation dans les sites pilotes

18 Merci de votre attention