Comment fonctionnent les serres semi-fermées : guide complet

     

      • Les concepteurs et fabricants de serres recherchent des solutions technologiques pour une production agricole plus durable, tant sur le plan économique qu’environnemental.

      • J. Huete Greenhouses, une entreprise espagnole, exporte son nouveau modèle de serres hydroponiques semi-fermées en plastique

    L’objectif fondamental de l’évolution du secteur agricole est d’augmenter la qualité et la quantité de la production, en se transformant, grâce à la technologie, en ce que l’on appelle l’agriculture de précision. L’agriculture hautement technique améliore non seulement l’efficacité et la productivité, mais contribue également à la durabilité en optimisant l’utilisation des ressources et en réduisant l’impact environnemental.

    L’agriculture protégée, en particulier, intègre de plus en plus la technologie, ce qui donne lieu à des produits de haute qualité qui ont également été produits de manière plus efficace et plus respectueuse de l’environnement. L’une de ces avancées concerne les serres semi-fermées recouvertes de plastique qui permettent, par rapport aux serres conventionnelles, d’obtenir un meilleur contrôle climatique, en maintenant des conditions de croissance optimales tout au long de l’année, permettant ainsi des rendements plus élevés et des cycles de culture plus courts.

    invernaderos semicerrados

    Serres semi-fermées : qu’est-ce que c’est et pourquoi elles représentent un progrès

    Les serres semi-fermées disposent d’un système de distribution d’air utilisant des manchons à travers lesquels l’air est poussé grâce à de puissants ventilateurs à régulation électronique.Ces manchons sont situés sous les lignes de culture et comportent des perforations stratégiquement conçues sur toute leur longueur pour garantir que l’air est réparti uniformément sur toute la surface de culture. Cet air entraîné est préalablement adapté dans une zone spécialement dédiée à cet effet. Dans cette zone, également appelée couloir climatique, vous pouvez régler la température de l’air (le refroidir ou le réchauffer), régler l’humidité (l’augmenter ou la diminuer) et augmenter la teneur en CO2 pour réaliser une fertilisation carbonée de la culture. Pour refroidir l’air, tout peut être incorporé, depuis les systèmes de réfrigération par évaporation jusqu’aux refroidisseurs, et de la même manière pour chauffer l’air, il est possible d’utiliser des systèmes à air chaud ou à eau chaude. Une fois que nous avons distribué l’air adéquat dans la zone de culture, il peut être recyclé et renvoyé vers la zone d’adaptation ou libéré par les fenêtres aériennes.

    Toute cette technologie est complétée par le reste des systèmes que l’on retrouve dans les serres conventionnelles tels que les écrans (ombrage, économie d’énergie, photopériode), système d’irrigation et de fertilisation localisé, climatisation ou éclairage d’assimilation. Grâce à toute cette technologie, les serres en plastique semi-fermées présentent une série d’avantages :

     

    Manchons en serres semi-fermées

    Serres semi-fermées de plus grande longueur et climat plus uniforme

    Les manchons de distribution permettent d’acheminer l’air jusqu’à des distances de lignes de culture supérieures à 100 m de long. C’est un grand avantage, surtout si on le compare aux systèmes d’évaporation traditionnels de type pad&fan qui doivent être réglés à une distance ne dépassant pas 40-50 m entre les extracteurs et les panneaux d’évaporation en cellulose. Ceci représente une limitation lors de la conception de l’installation car, même sans dépasser ces distances, ce système génère des gradients de température importants entre les zones opposées de la serre qui peuvent atteindre plus de 6 degrés avec les conséquences conséquentes sur la culture. Cette différence de température au sein de la serre complique non seulement la gestion du climat, mais influence également la stratégie de fertirrigation puisque les plantes soumises à des températures plus élevées ont besoin d’un plus grand apport d’eau. Cela peut donner lieu à des inégalités en termes de niveau de développement et d’état phénologique des plantes au sein d’une même zone productive. Dans les systèmes semi-fermés, une uniformité thermique élevée est obtenue, garantissant que ces différences de température ne dépassent pas 1,5ºC.

    Économiser de l’énergie et de l’eau

    Le système de recirculation de l’air des serres semi-fermées permet de réduire le nombre de renouvellements par heure et, associé aux ventilateurs à régulation électronique, on obtient des réductions de consommation d’énergie d’environ 30 %. Des économies de consommation d’eau sont également réalisées. Encore une fois, si on la compare à une serre conventionnelle avec système pan&fan, elle nécessite un plus grand nombre de renouvellements/heure, entre 30 et 60 fois, alors que dans les systèmes semi-fermés, elle peut être réduite à 10-12 renouvellements. Cela conduit à une réduction de la consommation d’eau qui traverse les panneaux évaporatifs.

    Une manière analogue se produit lorsque nous voulons chauffer la serre semi-fermée. La recirculation et les manchons permettent une stratégie d’augmentation et de maintien de la température plus uniforme qui se traduit par une consommation moindre des systèmes de chauffage utilisés.

    Pression positive dans les serres semi-fermées

    Les serres en plastique semi-fermées permettent de travailler sous pression positive, c’est-à-dire qu’elles permettent de maintenir une pression d’air légèrement supérieure à celle de l’extérieur. La génération d’une pression positive dans la zone de croissance des cultures empêche l’entrée d’insectes vecteurs et de ravageurs.

    Nous évitons ainsi les phytopathologies qui peuvent potentiellement réduire le rendement et/ou la qualité de la production. Par conséquent, en minimisant l’entrée des ravageurs, la nécessité d’appliquer des pesticides et autres produits chimiques est réduite. Il en résulte un produit plus propre à moindre coût.

    Systèmes de culture hydroponique

    Des méthodes de culture hors sol ou hydroponiques sont utilisées dans ce type d’installation de haute technologie. Les cultures sans sol ou dans un substrat comme la fibre de coco ou la laine de roche permettent une fertilisation précise avec des systèmes d’irrigation localisés qui optimisent au maximum l’utilisation des ressources. Ce type de technique de culture permet de collecter et de réutiliser les drains d’irrigation qui sont désinfectés et réincorporés dans le système d’irrigation, en profitant à la fois de l’eau et des nutriments qu’elle contient.

    Climatisation et capteurs
    Le contrôle de tous les paramètres climatiques au sein de la serre est un processus complexe qui nécessite une automatisation, des logiciels intelligents et des capteurs de mesure.

    Le climat extérieur influence grandement le climat intérieur de la serre et la stratégie de culture. Une station météorologique est donc essentielle pour la gestion climatique des serres, car elle constitue un élément essentiel pour prendre des mesures en temps opportun en fonction des conditions météorologiques externes. Les stations météorologiques disposent d’un capteur de température, d’un pyranomètre, d’un anémomètre, d’un capteur de direction du vent, d’un capteur de pluie et d’un capteur d’humidité relative extérieure.

    Une fois à l’intérieur de la serre, il est également nécessaire de surveiller les conditions en prenant des mesures afin d’obtenir des données qui nous renseignent sur la situation dans la zone de croissance des cultures. Des types de capteurs différents et variés peuvent être incorporés, tels que des capteurs d’humidité et de température, des capteurs de pression, des capteurs de rayonnement PAR, des capteurs de CO2, etc., qui fourniront des données au logiciel de climatisation.

    Avec toutes les données collectées par la station météo, les capteurs à l’intérieur de la serre, la configuration et la stratégie climatique programmée, l’équipement de climatisation effectuera automatiquement les actions nécessaires.

    Par exemple, le logiciel est configuré pour que si la température intérieure est supérieure à 35 °C, les fenêtres de toit doivent s’ouvrir automatiquement à 100 %. Ainsi, lorsque cette température sera atteinte ou dépassée, le logiciel donnera l’ordre aux moteurs des fenêtres de s’ouvrir au maximum sans intervention humaine. Cependant, l’influence du vent peut également être intégrée dans cette configuration, de sorte que s’il y a un vent extérieur supérieur à 30 km/heure, les fenêtres sont fermées pour sauvegarder l’intégrité de la structure, quelle que soit la température intérieure.

    Les logiciels de contrôle climatique actuels permettent une large configuration des différents paramètres et des influences entre eux afin que la gestion des conditions climatiques au sein de la serre soit optimale au niveau de la culture, mais aussi en termes de consommation d’énergie et de bon fonctionnement des équipements installés dans la serre. .

    Sans oublier que ces systèmes permettent le contrôle et la gestion à distance de l’installation, sans avoir besoin d’être physiquement dans la serre. Des algorithmes intelligents sont même intégrés pour analyser les données et fournir des recommandations personnalisées sur la gestion des cultures, l’utilisation des intrants et les stratégies d’irrigation. Des algorithmes qui prédisent la température tout au long de la journée, permettant aux techniciens de terrain d’effectuer des ajustements climatiques très précis toutes les quelques minutes, de manière simple et intuitive.

    En particulier, chez Serres J. Huete, nous travaillons depuis de nombreuses années sur des projets agricoles intégrant des serres de haute technologie dans le monde entier, nous savons donc à quel point il est important de disposer d’équipements de contrôle climatique. Notre expérience nous rend convaincus que l’avenir est celui d’une agriculture de précision hautement technique dans laquelle la prise de décision s’effectue sur la base du big data et dans laquelle des innovations comme le modèle plastique semi-fermé entrent en jeu pour développer une pratique agricole rentable et de plus en plus efficace.

    Auteurs:
    Juan Francisco Moreno et María Giménez. Département technique. J. Huete Greenhouses

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