Qu’est-ce qu’une serre bioclimatique ?
Une serre classique non chauffée dite « serre froide » est très efficace pour capter l’énergie solaire en journée et chauffer les végétaux qui se trouvent à l’intérieur.
En revanche, la plupart des serres ne parviennent pas à retenir la chaleur captée. Lorsque le ciel est couvert ou qu’il fait froid la nuit, la température à l’intérieur de la serre chute pour être à peu près égale à la température extérieure le lendemain matin.
La serre bioclimatique répond donc à trois objectifs :
- Emmagasiner la chaleur créée en journée
- Restituer cette chaleur lorsque la température baisse
- Conserver au mieux la chaleur
Ce principe d’énergie solaire passive n’est pas nouveau, c’est le même que celui employé dans la construction d’habitats passifs depuis plusieurs décennies.
Avantages d’une serre bioclimatique
Une serre bioclimatique offre de nombreux avantages :
- Allongement de la période de culture (jusqu’à un mois de précocité gagné)
- Elimine le risque de gel sous serre, en particulier au printemps et jusqu’aux Saints de glace
- Contribue à limiter la chaleur à l’intérieur de la serre en été
- La culture en hiver de certains légumes est possible : laitue, épinard et autres légumes-feuilles
- Les serres bioclimatiques ne consomment aucune électricité ou autre source d’énergie externe
- Elle ne nécessite ni panneau solaire, ni chauffage externe
Une serre bioclimatique est donc une serre qui se maintient chaude plus qu’elle ne réchauffe. Et cela sans consommation d’énergie électrique ou fossile. La seule énergie utilisée est l’énergie renouvelable du soleil, d’où l’appellation commune de serre solaire passive.
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Comment fonctionne une serre bioclimatique ?
La rétention d’énergie est un domaine dans lequel les serres bioclimatiques excellent. La plupart des modèles disposent d’un mur isolé au nord tandis que la face sud laisse bien passer la lumière.
Pourquoi ? Parce que dans l’hémisphère nord, la plupart des rayons du soleil entrent par le vitrage orienté vers le sud.
En journée, l’énergie solaire est captée par la serre au moyen d’une « masse thermique ».
Pour bien capter la chaleur, cette masse thermique est généralement :
- Volumineuse
- Offre une grande surface d’exposition aux rayons du soleil ou une grande surface d’exposition à l’air ambiant de la serre
- De couleur sombre
- Constituée d’un matériau dense
La serre elle-même doit répondre à quelques conditions :
- Être bien orientée, généralement alignée dans le sens Est-Ouest, la face sud exposée au maximum aux rayons directs du soleil
- Être bien isolée pour minimiser la perte de chaleur (lire l’encart ci-dessous sur le « coefficient R » ou valeur « R »)
Isolation et valeur « R »
La valeur R mesure l’efficacité d’isolation d’une structure. Plus cette valeur R est élevée, plus le matériau est isolant. Par exemple, un mur de maison standard isolé par de la fibre de verre a une valeur approximative de 30.
Pour une serre de jardin, cette valeur R va dépendre de la nature du revêtement.
| Type de revêtement | Valeur « R » |
|---|---|
| Verre simple de 3 mm | 0,95 |
| Polycarbonate double paroi de 4 mm | 1,43 |
| Polycarbonate double paroi de 6 mm | 1,54 |
| Polycarbonate double paroi 8mm | 1,60 |
| Polycarbonate triple paroi 8mm | 2 |
| Polycarbonate triple paroi 16 mm | 2,50 |
| Polycarbonate cinq parois 16 mm | 3,2 |
Comparé au mur isolé de votre maison, une paroi de serre en polycarbonate à double paroi perd donc 20 à près de 30 fois plus de chaleur !
Les différents types de serre bioclimatique
1) Serres 3 murs en dur
Les serres 3 murs possèdent un mur en dur côté nord. Ce mur solide peut être constitué d’un mur en pierre ou en parpaings. Le mur peut également être le mur d’une maison (on parle alors de « serre adossée »). Pour être efficace, l’habitation en question doit posséder une orientation favorable.
Le saviez-vous ? Exemple des serres chinoises
En Chine, les serres 3 murs en dur exploitant l’énergie solaire sont très répandues, et ce depuis les années 80.
Assez rudimentaires, ces serres sont équipées d’un mur en terre crue ou en parpaings au nord et aux extrémités, parfois recouvert d’un film plastique noir pour capter davantage de chaleur. Leur face sud exposée a la forme d’un demi-tunnel recouvert d’une bâche plastique.
La particularité des serres chinoises est de posséder une couverture thermique qui peut être déployée la nuit de façon à limiter la perte de chaleur.
2) Serre tunnel avec masses thermiques
Ce type de serre bioclimatique est une simple serre tunnel dans laquelle sont installées des masses thermiques.
Les masses thermiques sont le plus souvent :
– Un mur constitué de bidons ou de fûts remplis d’eau. La chaleur emmagasinée provient de l’exposition directe des bidons aux rayons du soleil (d’où l’importance d’opter pour des fûts de couleur sombre).
– Des tables de culture constituées de bidons d’eau. La chaleur emmagasinée provient alors de l’air ambiant et sera restituée par convection. L’inconvénient d’utiliser les masses thermiques comme table de culture étant qu’elle empêche la culture au sol.
3) Serre enterrée « Walipini »
Les serres souterraines sont essentiellement utilisées en montagne. Elles sont utilisées depuis des décennies en Amérique du sud (Pérou, Chili, Argentine…) où elles portent le nom de Walipini (« lieu de chaleur » en aymara, une langue amérindienne).
D’autres types de serre bioclimatique pourraient être listés, telles que les serres géothermiques qui utilisent la température du sol à l’aide d’une pompe à chaleur. Utilisées par les professionnels, ces serres restent marginales et sont beaucoup trop chères pour des jardiniers amateurs.
Construction d’une serre bioclimatique
Préalables à la construction
L’emplacement de votre serre bioclimatique doit répondre à certains critères pour être véritablement efficace :
- L’emplacement choisi doit être suffisamment exposé au soleil. Comptez un minimum de 6 heures de soleil par jour au mois de janvier
- Vérifiez qu’aucun obstacle ne viendra occulter les rayons du soleil (arbre, maison voisine…)
- Privilégiez les zones bien protégées du vent
- Le terrain ne doit pas être trop humide
- L’orientation Est-Ouest doit être privilégiée, mais cette règle peut varier si vous habitez une région exposée à certains vents dominants (par exemple dans la vallée du Rhône ou le mistral impose une orientation de la serre sur un axe Nord-Sud)
Structure
Les serres en dur impliquent une structure faite de matériaux lourds. Vérifiez toujours la réglementation en vigueur pour savoir si vous avez bien l’autorisation de construire.
Structure avec mur porteur
Si le mur porteur servira également de masse thermique, optez pour des pierres, des parpaings. À l’inverse (cas plus simple), si la masse thermique est constituée de barils ou de fûts remplis d’eau et peints en noir, la structure peut être plus légère de type bois.
Les murs des extrémités et la face exposées au soleil seront de préférence en polycarbonate alvéolaire (voir notre catégorie plaques polycarbonate pour serre)
Structure légère
Le plus simple est d’utiliser une serre tunnel munie d’une bâche thermique diffusante. la transmission lumineuse est excellente et sera idéalement répartie à l’intérieur de votre serre bioclimatique.
Inconvénients :
- Une serre tunnel souffre d’une mauvaise isolation. Vous devrez ajouter un écran thermique pour limiter la perte de chaleur.
- Vous devrez veiller à l’aération de la serre. A trop vouloir isoler, vous risquez la condensation et les maladies qui l’accompagne.
- Vous perdrez beaucoup de surface de culture en mettant trop de fûts d’eau dans votre serre. Optez pour une serre tunnel suffisamment grande : une serre 18m2 sera plus appropriée qu’une serre 9m2.
Choix de la masse thermique
Masse thermique de type fûts
Les fûts plastiques conduisent moins efficacement la chaleur que les fûts métalliques.
Quelques précautions :
- Peignez-les en noir pour augmenter leur capacité d’absorbance.
- Isolez-les du sol pour éviter qu’ils ne rouillent.
- Evitez de trop les coller les uns des autres, et laissez suffisamment d’espace avec le mur de la serre. Ils capteront ainsi d’autant mieux la chaleur de l’air.
- Evitez de trop les remplir : si vous laissez la serre ouverte un jour de grand froid, ils risquent d’être endommagés par le gel.
Bonjour, je me demandais si les blocs de chanvre (30×30×60) utilisés comme mur nord d’une serre pouvaient constituer une masse thermique efficace ?
Bonjour Denis,
Des blocs de chanvre se montreront surtout performants en matière d’isolation, car leur porosité permet d’emmagasiner une grande quantité d’air.
En revanche, ils ne ne feront pas une masse thermique efficace puisque seuls des matériaux denses et lourds ont la capacité de stocker puis de libérer la chaleur en grande quantité.
L’équipe France Serres