GSBII Activité B.14
Optimisation d’une méthode de refroidissement par évaporation et d’assèchement non traditionnelle pour la production de tomates biologiques en serre semi-fermée
Résumé
La production en serre au Canada requiert une gestion climatique et un contrôle des systèmes rigoureux, tout particulièrement de la température et de l’humidité, en vue d’atteindre un rendement élevé. Dans les climats nordiques, l’utilisation de serres fermées hermétiquement dans le but de réduire les pertes d’énergie entraîne une augmentation de l’humidité dans l’environnement de serre. Pour réduire cette humidité, les agriculteurs doivent ventiler la serre pour la déshumidifier, ce qui peut consommer pas moins de 10 % de l’énergie de chauffage totale. Toutefois, la déshumidification par ventilation naturelle comporte un inconvénient important, du fait qu’elle augmente les coûts de chauffage. Néanmoins, lorsque la déshumidification est assurée en utilisant une pompe à chaleur, on peut réaliser des économies d’énergie de l’ordre d’environ 30 % (Aye, 2010).
L’objectif de cette activité est de mettre au point un système éconergétique et de mieux comprendre les stratégies de gestion climatique optimales pour les serres lorsqu’on utilise un ventilo-convecteur et une pompe à chaleur comme méthodes de refroidissement et de déshumidification dans une serre semi-fermée.
Le principal défi lié à l’optimisation de la régulation du climat dans les serres dans des environnements semi-fermés et fermés est d’équilibrer la capacité totale de refroidissement et de déshumidification pour qu’elle soit équivalente à la chaleur et à l’humidité excédentaire présentes à un moment donné dans la serre, afin d’éliminer cet excédent d’énergie et d’humidité.
Nous avons découvert que les systèmes de refroidissement et de déshumidification non traditionnels, c’est-à-dire ceux qui pompent de l’eau à partir d’une nappe phréatique élevée, étaient suffisants pour refroidir et déshumidifier la serre à des niveaux de rayonnement solaire élevés, et donc en mesure de maintenir des niveaux de dioxyde de carbone élevés dans la serre et de stimuler la photosynthèse. Les résultats de production précédents sont prometteurs; en effet, on a atteint une hausse du rendement d’environ 6 kg/m² lors de l’utilisation du système de refroidissement, comparativement aux années de récolte précédentes. Cela représente une augmentation de 15 % du rendement. Au cours de la deuxième grappe scientifique biologique, des recherches plus approfondies sont requises pour confirmer les gains agronomiques de la technologie. De même, la technologie doit être optimisée pour fonctionner efficacement de manière à réduire ses besoins en matière d’énergie.
Afin de pouvoir refroidir et déshumidifier une serre de plus grande envergure, il est nécessaire de trouver une méthode à plus faible consommation d’eau. L’utilisation d’une pompe géothermique doit être envisagée. La pompe géothermique peut être utilisée de différentes manières; les différentes options seront analysées, et le mode d’utilisation optimal sera choisi pour le projet.
Il s’agit de la première étude sur les serres semi-fermées au Canada destinées à la production agricole biologique dans le sol. Les résultats des recherches auront pour effet de stimuler la photosynthèse en améliorant l’injection de dioxyde de carbone, d’accroître le rendement et la qualité en améliorant le microclimat dans la serre, et d’offrir une meilleure compréhension des effets de ce genre de serre sur la production agricole. Il est extrêmement important de mieux comprendre les gains agronomiques précis que les serres semi-fermées peuvent engendrer dans un pays nordique, étant donné qu’il représente une grande valeur financière pour le marché des serres biologiques.
Résultats intéressants obtenus à ce jour
- Évaluation du potentiel de croissance et de rendement d'une culture de tomates biologiques cultivées dans une serre climatisée à l'aide d'un système géothermique
- Université Laval, Johane Méthot - Maître ès sciences (M. Sc.). 2016
Chercheurs
| Nom | Affiliation |
|---|---|
| Damien De Halleux, Leader de l’activité | Université Laval |
| Martine Dorais | Agriculture et Agroalimentaire Canada Centre de recherche et de développement d’Agassiz |