Principes thermodynamiques et fonctionnement des serres solaires

Les serres solaires fonctionnent grâce à une gestion thermique précise du rayonnement solaire. Lorsque la température augmente à l'intérieur de la serre, les surfaces émettent un rayonnement infrarouge à ondes longues. Les vitrages (verre ou film plastique) contiennent ce rayonnement en bloquant sa dissipation vers l'extérieur.

Mécanique du transfert de chaleur :

La perte de chaleur primaire se produit par convection à travers :

• Échange d'air entre intérieur/extérieur

• Conduction thermique à travers les interstices structurels

Les contre-mesures comprennent une étanchéité et une isolation renforcées pour minimiser ces pertes.

Cycle thermique diurne :

1. Fonctionnement de jour

▫ Le rayonnement solaire incident dépasse la perte de chaleur → Accumulation de température

▫ L'excès de chaleur peut nécessiter une ventilation active pour des conditions optimales de la plante

▫ Les systèmes de stockage thermique peuvent capter l'énergie excédentaire

2. Fonctionnement de nuit

▫ Émission de chaleur continue sans apport solaire → Phase de refroidissement

▫ Couches isolantes (« couettes thermiques ») déployées pour réduire les pertes de chaleur

▫ Chauffage d'appoint (systèmes charbon/gaz) en complément pendant les périodes de faible ensoleillement

Évolution matérielle :

Alors que les structures en verre traditionnelles restent courantes, les serres modernes utilisent de plus en plus :

• Polymères transparents

• Composites en fibre de verre

Permettant des conceptions diversifiées allant de simples vérandas à des usines agricoles avancées.

Applications agricoles :

Déployé à l'échelle mondiale dans :

• Production maraîchère (serres tunnel en plastique)

• Installations de culture avancées

• Systèmes d'aquaculture intégrés

Tous ces éléments exploitent l’effet de serre solaire fondamental pour une production tout au long de l’année.