Comment refroidir les serres à fraises en été ? Comment les producteurs peuvent-ils réduire leurs coûts d’électricité ?

Des températures excessivement élevées dans la fraise serres pendant l’été peuvent affecter la différenciation des bourgeons floraux, la pollinisation, l’agrandissement des fruits et la qualité finale des fruits. Pour contrôler la température, de nombreuses serres utilisent des ventilateurs, des panneaux de refroidissement, des systèmes de brumisation ou des équipements de climatisation.

Bien que ces systèmes puissent réduire efficacement la température, des durées de fonctionnement plus longues augmentent également la consommation d’électricité et les coûts de production. En complément de l’utilisation d’équipements de refroidissement actifs, il est possible, lors de la phase de construction de la serre, de choisir des panneaux en polycarbonate ou des films pour serre dotés de propriétés optiques et d’isolation thermique adaptées. Ces matériaux permettent de réduire l’accumulation de chaleur due au rayonnement solaire, ralentissant ainsi la montée en température de la serre et diminuant la charge de fonctionnement des équipements.

1. Pourquoi la température dans une serre augmente-t-elle facilement de façon excessive ?

Premièrement, il faut savoir qu’après avoir pénétré dans la serre, une partie du rayonnement solaire est absorbée par les plantes, le sol, les godets de culture et les équipements, puis transformée en chaleur. Comme le mouvement de l’air et l’évacuation de la chaleur à l’intérieur de la serre sont limités, la chaleur continue de s’accumuler, ce qui finit par faire monter la température intérieure.

Ainsi, des températures élevées dans la serre ne résultent pas uniquement d’un temps chaud. Elles dépendent aussi de la quantité d’énergie solaire que la serre laisse entrer et de la capacité à évacuer la chaleur en temps utile. Bien que les matériaux de couverture soient situés à l’extérieur de la serre, ils déterminent la quantité et la manière dont le rayonnement solaire pénètre à l’intérieur, influençant donc également la charge thermique que les équipements de refroidissement ultérieurs doivent gérer.

2quelles propriétés liées au refroidissement devez-vous privilégier lors du choix des matériaux de couverture pour serre ?

Si votre objectif est de réduire la température dans la serre et de raccourcir le temps de fonctionnement d’équipements tels que les ventilateurs et les panneaux de refroidissement, vous ne devriez pas vous concentrer uniquement sur l’épaisseur, le prix ou le nom du produit lors du choix de panneaux en polycarbonate ou de films pour serres. Vous devriez plutôt accorder une attention particulière aux propriétés suivantes :

1. Transmittance de la lumière solaire ;

2. Performance de diffusion de la lumière ;

3. Réflectance solaire ;

4. Contrôle du rayonnement thermique proche infrarouge ;

5. Performance d’isolation thermique ;

6. Compatibilité avec les systèmes de ventilation et d’ombrage extérieur.

Une transmittance lumineuse excessivement élevée peut laisser pénétrer davantage de rayonnement solaire dans la serre, tandis qu’une transmittance lumineuse trop faible peut nuire à la photosynthèse des fraises. Le matériau doit donc assurer un équilibre optimal entre efficacité lumineuse et maîtrise de la température.

Les performances de diffusion de la lumière peuvent disperser une partie de la lumière solaire directe et réduire la concentration de forte lumière sur les surfaces des feuilles et des fruits. Les performances réfléchissantes permettent de renvoyer à l’extérieur de la serre une partie du rayonnement solaire. Le contrôle du proche infrarouge cible principalement le rayonnement solaire susceptible d’être converti en chaleur.

3. Comment les panneaux en polycarbonate peuvent-ils contribuer à réduire la charge thermique de la serre ?

Les panneaux en polycarbonate influencent principalement la température de la serre par leur structure, leur transmittance lumineuse, leurs performances de diffusion de la lumière et leur isolation thermique.

Si votre projet est situé dans une région aux étés chauds et soumise à un fort rayonnement solaire, vous devez accorder une attention particulière à :

1. Une transmittance lumineuse adaptée aux conditions locales d’éclairement ;

2. Des performances de diffusion de la lumière capables d’améliorer la répartition de la lumière solaire directe ;

3. Le contrôle du rayonnement thermique proche infrarouge ;

4. L’isolation thermique offerte par la structure creuse ;

5. Compatibilité avec les systèmes de ventilation de toiture et de brise-soleil externes.

Il est important de noter que les différences entre les panneaux en polycarbonate et les films de serre ne se manifestent pas nécessairement par des effets de rafraîchissement estivaux. Par exemple, un essai comparatif mené sur des serres recouvertes de panneaux en polycarbonate et de film polyéthylène double couche a montré que, dans des conditions de chauffage nocturne, la consommation totale d’énergie thermique de la serre en polycarbonate était environ 27,89 % inférieure à celle de la serre recouverte de film polyéthylène double couche. Cela indique que l’avantage d’isolation thermique des panneaux en polycarbonate se traduit davantage par une réduction des échanges thermiques et une amélioration de la rétention de chaleur en hiver. Il ne faut pas comprendre cela de façon directe comme signifiant que les panneaux en polycarbonate entraîneront systématiquement des températures estivales plus basses que celles obtenues avec les films de serre.

4. Comment le film de serre peut-il contribuer à abaisser les températures estivales ?

Les films de serre peuvent varier considérablement en fonction, il ne faut donc pas se concentrer uniquement sur l’épaisseur et le prix lors du choix d’un film. Si votre projet vise principalement le refroidissement estival et la réduction de la consommation électrique, vous devez accorder une attention particulière aux types de film suivants.

1. Film à lumière diffusée

Le film à lumière diffusée peut disperser une partie de la lumière solaire directe, permettant ainsi une pénétration plus uniforme de la lumière dans la canopée des fraises.

Dans un essai mené en serre, des films à lumière diffusée présentant des niveaux de brouillard (haze) d’environ 20 % et 29 % ont été utilisés. Les résultats ont montré que ces films amélioraient la répartition verticale et horizontale de la lumière au sein de la canopée culturale et réduisaient la température des feuilles. L’essai a enregistré, à certains points de mesure, une différence entre la température des feuilles et celle de l’air d’environ 2,64 ° C, contre environ 4,08 ° C sous une autre condition de couverture. Cela montre que la valeur du film à lumière diffusée ne se limite pas à la réduction de la température de l’air intérieur. Il peut également contribuer à atténuer le stress thermique localisé sur les surfaces des feuilles et des fruits.

2. Film réfléchissant ou ombrageant

Le film réfléchissant convient aux régions exposées à une forte luminosité et à des températures estivales nettement élevées.

Dans une comparaison menée en serre dans une région aride, le film réfléchissant a réduit la température de l’air intérieur d’environ 3 ° C à midi par rapport au film PE conventionnel.

3. Film bloquant les infrarouges proches

Le principal objectif du film bloquant les infrarouges proches n’est pas simplement de réduire la lumière visible, mais de limiter la quantité de rayonnement infrarouge proche — plus susceptible d’être converti en chaleur — pénétrant dans la serre.

Les résultats d’une étude en serre portant sur un film contrôlant les infrarouges proches ont montré que le film PE contrôlant les infrarouges proches réduisait la température de l’air en serre d’au maximum environ 2 ° C et offrait un meilleur contrôle de la charge thermique estivale par rapport au film de couverture conventionnel.

Dans une autre simulation de la consommation énergétique d’une serre, en supposant que le matériau de couverture pouvait réfléchir l’ensemble du rayonnement proche infrarouge, la température de l’air dans la serre à midi en été a diminué d’environ 2 ° C, tandis que la demande de refroidissement a baissé jusqu’à 50 %. Toutefois, ce résultat a été obtenu dans des conditions modélisées spécifiques. Les performances réelles restent toutefois influencées par la structure de la serre, la ventilation, les dispositifs d’ombrage et la canopée des cultures.

4. Film isolant thermique

Le film isolant thermique est principalement utilisé pour réduire les pertes de chaleur de la serre durant la nuit et peut également contribuer à atténuer les écarts de température entre le jour et la nuit.

Il convient davantage aux projets qui doivent concilier la rétention de chaleur en hiver et les coûts d’exploitation estivaux. Toutefois, si vos principales préoccupations portent sur les températures élevées estivales, vous ne devez pas vous concentrer uniquement sur les performances thermiques du film. Vous devez également tenir compte de sa transmittance à la lumière solaire, de ses propriétés de diffusion lumineuse et de son contrôle des infrarouges proches.

5. Comment les matériaux de couverture peuvent-ils réduire la consommation électrique des équipements ?

Les matériaux de couverture permettent de réduire partiellement la charge thermique à la source en limitant la quantité de chaleur pénétrant dans la serre.

Leur principe de fonctionnement est le suivant :

Réduire la quantité de rayonnement solaire entrant → réduire l’accumulation de chaleur à l’intérieur → ralentir la vitesse de montée en température de la serre → abaisser la température maximale → réduire la charge de fonctionnement des équipements de refroidissement.

Les données ci-dessus montrent que les matériaux de couverture peuvent effectivement influencer la charge de refroidissement. Toutefois, cela ne signifie pas que tous les projets obtiendront les mêmes résultats. La surface de la serre, l’efficacité de la ventilation, les dispositifs d’ombrage extérieurs, la température extérieure, le rayonnement solaire et la densité de plantation des fraises influencent tous les résultats finaux.

Pour évaluer avec précision l’effet d’économie d’électricité, il est recommandé de surveiller également :

• Les températures intérieure et extérieure de la serre ;
• La température maximale à midi ;
• L’intensité du rayonnement solaire ;
• Le temps de fonctionnement des ventilateurs et des panneaux de refroidissement ;
• La puissance des équipements de refroidissement ;

6. Comment choisir les matériaux de couverture en fonction du climat du projet ?

Dans les régions aux étés chauds et soumises à un fort rayonnement solaire, privilégiez les performances diffusantes de la lumière, réfléchissantes et de contrôle des infrarouges proches des matériaux de couverture, et associez-les à des systèmes d’ombrage extérieur et de ventilation de toiture.

Pour les régions où la luminosité est insuffisante mais où un refroidissement reste nécessaire en été, il convient d’éviter un ombrage excessif. Des matériaux présentant une transmittance lumineuse efficace relativement élevée et de bonnes propriétés de diffusion de la lumière peuvent être privilégiés.

Pour les serres de fraises fonctionnant toute l’année, il faut évaluer à la fois le refroidissement estival et la rétention de chaleur hivernale. Les panneaux en polycarbonate multicouche conviennent mieux aux projets axés sur la stabilité structurelle et le contrôle des échanges thermiques. Les films fonctionnels multicouches conviennent davantage aux projets nécessitant d’ajuster les performances de couverture selon la saison, de maîtriser l’investissement initial ou de faciliter le remplacement ultérieur.

Pour les exploitants de serres à fraises, les matériaux de couverture influencent non seulement les coûts de construction, mais aussi le contrôle ultérieur de la température, la durée de fonctionnement des équipements de refroidissement et les dépenses électriques à long terme. Des matériaux adaptés ne peuvent pas remplacer entièrement les équipements actifs de refroidissement, mais ils permettent de réduire la chaleur pénétrant dans la serre, de ralentir l’augmentation de la température à l’intérieur et de diminuer la charge de fonctionnement des équipements, vous aidant ainsi à construire une serre à fraises plus économe en énergie et plus stable.

En tenant compte des conditions climatiques propres à chaque région, des exigences liées à la culture des fraises et des méthodes d’exploitation des serres, FZY serre peut évaluer de façon globale l’interaction entre les matériaux de couverture, les systèmes de ventilation, les dispositifs d’ombrage extérieurs et les équipements de refroidissement, afin de proposer des solutions de serres mieux adaptées à un fonctionnement durable.