Construite en 2016 à Dartington, dans le comté du Devon (Angleterre), la serre bioclimatique de l'Agroforestry Research Trust applique des principes de gestion thermique pour optimiser les conditions de culture. D'une superficie de 400 m², elle est conçue pour limiter les variations de température et réduire la dépendance aux sources de chauffage externes.
Elle s'appuie sur les travaux de Jerome Osentowski, spécialiste en agroforesterie basé au Colorado (USA), et intègre un système de climate battery (batterie climatique). Ce dispositif repose sur un réseau de conduits enterrés permettant de capter la chaleur accumulée en été et de la restituer progressivement durant l'hiver. L'énergie thermique stockée dans le sol contribue ainsi à maintenir un climat intérieur plus stable, favorisant la culture de plantes sensibles aux écarts de température.
L’association de cette technologie avec des pratiques agricoles adaptées permet d’exploiter la serre toute l’année en réduisant les besoins énergétiques.
Caractéristiques techniques
Structure
- Serre de type commercial "Venlo" : 22,5m x 19,2m
- Hauteur exceptionnelle : 6,75m aux gouttières (6m au sommet des murs)
- Double paroi en polycarbonate
- Structure conçue pour supporter le développement d'arbres de grande taille
Système de batterie climatique
Le système repose sur deux niveaux de tubes d'échange thermique :
- Premier niveau à 1m de profondeur
- Second niveau à 0,5m de profondeur
- Ventilateurs basse consommation (100W) pour la circulation d'air
- Fonctionnement automatisé selon les conditions thermiques
Systèmes complémentaires
- "Mur d'eau" de 50 tonnes sur la face nord (réservoirs IBC noirs)
- Système de récupération des eaux de pluie
- Irrigation goutte-à-goutte
- Ventilateurs de destratification près du toit en fonctionnement continu
Performances énergétiques
Régulation thermique
- Température intérieure = température extérieure + 5-7°C en moyenne
- Climat équivalent au sud-ouest du Portugal
- Protection antigel naturelle : température minimale rarement sous 0°C
- Températures du sol stables entre 10-14°C toute l'année
Efficacité énergétique
- Consommation électrique minimale : environ 2,4 kWh/jour pour les ventilateurs
- Stockage thermique efficace dans le sol et le mur d'eau
- Régulation naturelle de l'humidité
- Retour sur investissement énergétique en 3-4 ans
Gestion du climat intérieur
Cycles saisonniers
- Été : stockage de chaleur dans le sol et le mur d'eau
- Hiver : restitution progressive de la chaleur
- Printemps/Automne : périodes transitoires avec régulation fine
Défis climatiques
- Impact significatif de l'ensoleillement sur les performances
- Importance de la gestion de l'humidité
- Nécessité d'une circulation d'air constante
Production alimentaire
Système cultural
La serre abrite une forêt comestible subtropicale stratifiée :
- Canopée : bananiers, agrumes, avocatiers
- Strate intermédiaire : papayers, poivriers arbustifs
- Strate basse : gingembre, plantes aromatiques
- Couvre-sol : nasturtium (adapté au cycle inversé)
Espèces cultivées avec succès
- Agrumes (citrons, limes thaï) : production commercialisable
- Bananiers (variétés Orinoco, Blue Java)
- Babaco (Vasconcellea × heilbornii)
- Poivriers vivaces (Capsicum pubescens)
- Avocatiers (variétés Hass et Fuerte)
- Diverses plantes aromatiques tropicales
Enseignements et adaptations
Points forts
- Système résilient et peu énergivore
- Production alimentaire diversifiée toute l'année
- Excellente durabilité des installations
Défis rencontrés
- Gestion complexe de certains ravageurs (aleurodes)
- Impact du manque de lumière hivernale sur certaines espèces
- Importance critique de la conception initiale
Recommandations
- Nécessité d'un sol bien drainé pour le système de tubes
- Importance de la ventilation permanente
- Gestion fine des associations de plantes
- Surveillance continue des paramètres climatiques
Conclusion
La serre bioclimatique de Martin Crawford illustre la possibilité de cultiver des espèces subtropicales en climat tempéré tout en limitant la consommation d’énergie. L'approche mise en œuvre repose sur des principes thermiques permettant de maintenir des conditions favorables aux plantes tout au long de l’année. Ce type de structure peut être adapté à d’autres contextes agricoles recherchant une meilleure régulation du climat intérieur sans recours excessif aux énergies externes.
Note : Les données de performance proviennent des relevés effectués sur site entre 2016 et 2022. Les graphiques de température et d'humidité indiquent une régulation efficace du climat intérieur, malgré des variations climatiques extérieures marquées.
SOURCES
- Crawford, M. (2020). Forest Garden Greenhouse Update 2020. Agroforestry Research Trust.
- Crawford, M. (2022). Forest Garden Greenhouse Update 2022. Agroforestry Research Trust.
- Agroforestry Research Trust. (n.d.). Forest Garden Greenhouse Project - Construction. Retrieved from https://www.agroforestry.co.uk/forest-garden-greenhouse-project/fgg-construction/