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"Technologies durables agricoles et horticoles qui sont disponibles, réalisations de référence, avantages, limites et avis partagés concernant les diverses serres bioclimatiques ou solaires : exemples en France et en Chine" par Jacques Hallard

samedi 4 octobre 2025, par Hallard Jacques

ISIAS Agriculture Serres bioclimatiques

Technologies durables agricoles et horticoles qui sont disponibles, réalisations de référence, avantages, limites et avis partagés concernant les diverses serres bioclimatiques ou solaires : exemples en France et en Chine

Jacques Hallard , Ingénieur CNAM, site ISIAS – 03/10/2025

Plan du document : Préambule Introduction Sommaire Auteur

In La plus haute serre bioclimatique de France est située à Péone dans les Alpes-Maritimes, à 1300 mètres d’altitude - Durée de la vidéo : 00h02mn03s - Il en existe un peu partout en France : des serres bioclimatiques. La plus haute se trouve à Péone à 1.300 mètres d’altitude. Elle permet à son exploitant de prolonger la saison culturale. • ©NATHALIE JOURDAN, CELINE MARCHAND ET ALINA CHARDON - Écrit par Catherine Lioult- Publié le30/05/2023 à 11h41 - Provence-Alpes-Côte d’Azur– Source : https://france3-regions.franceinfo.fr/provence-alpes-cote-d-azur/alpes-maritimes/la-plus-haute-serre-bioclimatique-de-france-est-situee-a-peone-dans-les-alpes-maritimes-a-1300-metres-d-altitude-2783386.html

Autre exemple - Mur en terre au nord (à gauche) - Pente arrière et isolation de celle-ci (au sommet) - Film transparent et rayonnement solaire (au haut à droite)

In Soil Marginal Effect and LSTM Model in Chinese Solar Greenhouse (Effet marginal du sol et modèle LSTM dans les serres solaires chinoises) - Weiwei Cheng 1, Changchao Wang 2, Yu Wang 2,*, Lirong Hao 2, Zhonghua Liu 1,*, Qingliang Cui 2 - Editor : Somsubhra Chakraborty – Traité à la fin de ce dossier


Préambule{{}}

Définition préalable pour ce dossier réalisé à des fins didctiques

Qu’est-ce qu’une serre bioclimatique ? – C’est une structure qui permet de cultiver des plantes, des fruits et des légumes en utilisant uniquement le soleil et l’énergie naturelle. Elles sont conçues pour capturer la lumière du soleil et la transformer en chaleur, ce qui réchauffe l’air à l’intérieur des serres.

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Introduction

Ce dossier est consacré aux serres bioclimatiques pour une agriculture durable - Les articles sélectionnés sont mentionnés avec leurs accès dans le sommaire ci-après

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Sommaire

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  • Comment fonctionne une serre bioclimatique ? – Documentation ‘atoutloisir.com’ en forme de communiqué{{}}
    Une serre bioclimatique utilise la lumière du soleil, l’eau et l’air pour créer un environnement contrôlé qui permet une croissance optimale des cultures.

Sommaire :

•Qu’est-ce-qu’une serre bioclimatique ?

•Comment s’effectue le stockage thermique ?

•Les avantages d’une serre bio climatique

•Bien installer ma serre bioclimatique

oL’emplacement de la serre

•Les différents types de serres

oLa serre « 3 murs en dur »

oLa serre tunnel avec masses thermiques

oLa serre bioclimatique enterrée

•Construire sa serre bioclimatique

oQuelle(s) réglementation(s) ?

oQuelles sont les structures possibles

oLes vitrages

Qu’est-ce-qu’une serre bioclimatique ?

Une serre bioclimatique est une structure qui permet de cultiver des plantes, des fruits et des légumes en utilisant uniquement le soleil et l’énergie naturelle. Elles sont conçues pour capturer la lumière du soleil et la transformer en chaleur, ce qui réchauffe l’air à l’intérieur des serres. La chaleur accumulée est alors utilisée pour créer un environnement favorable à la croissance des plantes. Les serres bioclimatiques sont également conçues pour minimiser les pertes d’énergie, ce qui en fait un moyen très efficace de produire des cultures saines sans recourir aux moteurs électriques ou aux systèmes de chauffage traditionnelles.

La serre bioclimatique stocke l’énergie solaire durant la journée puis la restitue la nuit ou lors de séquences nuageuses. C’est une structure dite « isolée » car son mécanisme réduit les pertes thermiques. Elle ne nécessite par ailleurs aucun chauffage externe.

Comment s’effectue le stockage thermique ?

Le stockage thermique est l’un des principaux avantages des serres bioclimatiques. Cette technologie permet aux agriculteurs d’exploiter les ressources naturelles pour le chauffage et le refroidissement de leurs cultures. Le stockage thermique consiste à utiliser des matériaux à haute densité pour accumuler et restituer la chaleur dans la serre. C’est un procédé qui permet de conserver de l’énergie calorifique. Ces matériaux peuvent être des systèmes d’eau ou des masses inertes comme les briques ou les cailloux, du béton mais aussi du sable ou de la terre. Ces matériaux peuvent être plongés dans un réservoir d’eau chaude pour absorber la chaleur durant la journée et la restituer durant la nuit. Ce stockage thermique permet de réguler la température intérieure et de conserver l’humidité à un niveau optimal.

Pour comprendre un peu mieux ce qu’il se passe sous serre bioclimatique & son fonctionnement, c’est par ici :

https://i.ytimg.com/vi/o7IYf8kaLAE/hqdefault.jpg

Les avantages d’une serre bio climatique ?

  • Moyen pratique et rentable de cultiver des plantes, des fruits et des légumes. C’est un moyen plus efficace d’améliorer les rendements en termes de qualité et de quantité. Elle allonge également la période de culture.
  • Permet de cultiver certains légumes en hiver comme les légumes à feuilles.
  • Protection contre les intempéries et les températures extrêmes. Plantes aromatiques, légumes et fleurs sont protégées du gel.
  • Meilleur contrôle du climat à l’intérieur, ce qui permet aux cultures de pousser plus vite.
  • Ne consomme aucune électricité ou autre énergie externe et ne nécessite ni panneau solaire ni chauffage externe.

    serre bioclimatique avec des plants de légumes

 

Bien installer ma serre bioclimatique

Serre bio climatique maison

La plupart de ces modèles disposent d’un mur isolé au nord et ont un mur au sud qui laisse bien passer la lumière. Être bien orienté c’est essentiel afin d’avoir au maximum les rayons du soleil. Ces serres sont préconisées dans l’hémisphère nord afin de conserver le plus possible de la chaleur sous la serre. Dans cette zone géographique, la plupart des rayons du soleil entrent par le vitrage orienté vers le sud, c’est pourquoi nous retrouvons une face nord isolée.

Afin de conserver au maximum tous les bienfaits de cette serre, la masse thermique qui capte la chaleur, doit respecter quelques critères :

  • Tout d’abord, elle doit être volumineuse afin de conserver une quantité de chaleur suffisante.
  • Avoir une belle surface d’exposition afin de maximiser les capteurs UV mais aussi son exposition à l’air ambiant dans la serre.
  • Privilégier une couleur sombre pour mieux attirer les rayons du soleil.
  • Le mieux est qu’il s’agisse d’un matériau dense pour bien absorber la chaleur.
    L’emplacement de la serre

Globalement, voici les quelques points à ne pas oublier pour une bonne orientation.

  • Orientée au sud car en hiver les vitrages verticaux permettent la captation du soleil et en été la réflexion des vitrages assure une bonne protection contre le soleil.
    Conseil : éviter d’incliner ou de mettre en toiture les vitrages qui reçoivent fortement les capteurs UV.
  • Pour un meilleur stockage et transmission de chaleur, encastrez la serre bioclimatique dans un bâtiment.
  • Créer une serre avec deux niveaux pour privilégier sur le rez-de-chaussée un air plus frais pour des cultures plus craintives.

    fonctionnement d’une serre bioclimatique la nuit

* la serre bioclimatique de jour : la surface vitrée au sud favorise l’entrée des rayons du soleil qui se réfléchissent sur le mur de pierre (masse thermique qui stocke la chaleur). Le (3) sur le schéma représente une ouverture afin de créer une ventilation pour que les cultures ne s’étouffent pas.

Les effets de la serre bioclimatique de jour

* la serre bioclimatique de nuit : grâce au mur de pierre qui a bien réchauffé et stocké la chaleur de jour, la chaleur est restituée de nuit. Laisser une ouverture la nuit si les températures sont fortes.

Les différents types de serres

La serre appelée « 3 murs en dur »

La serre bioclimatique « 3 murs en dur » est une solution durable pour les jardiniers et les agriculteurs. Elle fournit à la fois un abri thermique et une protection contre les intempéries, sans avoir à recourir à des matériaux coûteux. Il s’agit d’une serre en dur qui est construite à l’aide de matériaux durables afin de retenir la chaleur et de réduire le niveau de bruit.

Ces serres sont équipées d’un mur en béton, en terre ou en parpaings généralement au nord, et parfois recouverte en plus d’un film noir pour attiser la chaleur. Leur face sud est exposée sous la forme d’un tunnel avec une couverture thermique qui se déploie la nuit pour limiter la perte de chaleur.

La serre tunnel avec masses thermiques

Il s’agit de la serre bioclimatique la plus « naturelle ». Effectivement, de part sa forme de serre tunnel, elle ne nécessite pas de grands changements. C’est les masses thermiques disposées dans la serre qui jouent le rôle de chauffage naturel.

Nous retrouvons par exemple l’utilisation de bidons ou de fûts, de couleur foncé pour mieux emmagasiner la chaleur et rendre l’eau chaude.

Conseil : les fûts en plastique conduisent moins la chaleur que les fûts métalliques.{{}}

La serre bioclimatique enterrée

Nous les appelons les serres « Walipini », ces serres sont souterraines. Plus on descend sous terre et plus la température est constante. Cette température comprise entre 10 et 12 degrés ne nécessite donc pas beaucoup de chaleur ambiante pour réchauffer les cultures sous serre, ce qui n’est pas le cas d’une serre hors sol.

Conseil : pour une meilleure efficacité, la serre bioclimatique doit mesurer une certaine hauteur qui est d’au moins 2 m.

Construire sa serre bioclimatique

Construire sa propre serre bioclimatique est possible mais il faut s’armer d’un peu de patience. C’est une excellente façon de profiter des avantages de la culture tout en réduisant considérablement sa facture d’énergie. Elle peut être construite avec des matériaux locaux et à moindre coût et tirer le meilleur parti des conditions météorologiques, des sources d’énergies renouvelables et de l’ensoleillement.

Pour commencer, se poser les bonnes questions :

  • L’emplacement doit être suffisamment exposé au soleil, on parle de 6 heures de soleil par jour au moins en hiver.
  • Privilégier une zone protégée du vent.
  • Le terrain ne doit pas être trop humide.
  • Il faut respecter une certaine orientation est-ouest (à faire varier si vous vivez dans une région pas mal exposée aux vents dominants).
    Quelle(s) réglementation(s) ?

Vu qu’il s’agit d’une structure volumineuse, dans un premier temps vérifiez bien que vous avez l’autorisation de construire. La réglementation en vigueur doit être consultable depuis le service urbanisme de votre mairie.

Quelles sont les structures possibles ?{{}}

Plusieurs types de structures pour former sa serre :

  • Une structure avec une masse thermique comme mur porteur. Dans ce cas, optez pour des matériaux lourds tels que des pierres ou des parpaings.
  • Une structure plus légère faite en bois si vous souhaitez que la masse thermique soit constituée de barils ou de fûts remplis d’eau. Pour ces deux éventualités, les murs des extrémités et la face la plus exposée au soleil devront être en polycarbonate alvéolaire pour un pouvoir isolant.
  • Pour finir, la serre bioclimatique plus classique avec une bâche de couverture diffusante permettant de réguler la chaleur sous serre. Ne pas oublier d’ajouter des éléments de transmissions lumineuses pour attirer encore plus les rayons UV (pierre, bidons, fûts, poterie…).
    Les vitrages{{}}

Étant donné que la transmission lumineuse passe essentiellement par le vitrage celui-ci doit être de la plus grande taille possible. Ensuite, nous retrouvons plusieurs vitrages :

  • Le simple vitrage : favorise les déperditions de chaleur, ce qui n’est pas optimal pour une serre bien chauffée ;
  • Le double vitrage : meilleure isolation et conservation de la chaleur. Le mieux est d’opter pour des vitres à isolation thermique renforcée (garde la chaleur tout en protégeant du froid) ;
  • Le triple vitrage : coût bien plus élevé mais importante isolation de la chaleur ;
  • Le vitrage à contrôle solaire : technique la plus efficace puisqu’elle limite l’élévation de la température en été tout en conservant la chaleur intérieure en hiver.
    Sur le même sujet :

Installer une serre tunnel petit budget

Protéger une serre tunnel du vent

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Source : https://www.atoutloisir.com/blog/comment-fonctionne-une-serre-bioclimatique/

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  • Serres bioclimatiques pour une agriculture durable – Documentation ‘geres.eu’{{}}
    FRANCE Serres bioclimatiques pour une agriculture durable

Les serres bioclimatiques représentent un outil productif économe en énergie et pertinent pour les exploitations agricoles dans le sud de la France. Au Geres, nous accompagnons la dissémination de serres bioclimatiques en région Provence-Alpes-Côte d’Azur pour soutenir les agriculteurs et agricultrices locaux et préserver l’environnement.

Contexte et enjeux{{}}

Les changements climatiques contraignent fortement le secteur agricole : les producteur·rice·s doivent tout à la fois sécuriser leurs cultures, maîtriser leurs consommations d’énergie et intégrer de nouvelles contraintes environnementales comme la réduction des émissions de gaz à effet de serre. La production sous serres chauffées est particulièrement énergivore. Elle génère une dépendance forte aux énergies fossiles, coûteuse pour les maraîcher·e·s. {{}}

En région Provence-Alpes-Côte d’Azur, l’agriculture souffre de conditions difficiles : climat rude, réduction des surfaces disponibles, urbanisation, dépendance aux circuits commerciaux de masse qui menacent la pérennité des exploitations locales.

De nombreux exploitant·e·s engagé·e·s dans une démarche responsable sont à la recherche de solutions durables pour viabiliser leur activité, l’adapter aux changements climatiques et s’affranchir de la dépendance à la grande distribution.

Depuis 1986, le Geres accompagne des agriculteurs et agricultrices d’Asie Centrale par le développement et la diffusion de serres bioclimatiques pour pallier aux climats froids de ces régions sans accès à l’énergie. Depuis 2015, nous nous appuyons sur notre expérience, nos compétences et celles de nos partenaires locaux — le Grab (Groupe de recherche en Agriculture biologique) et le bureau d’études Agrithermic spécialisé dans les solutions bioclimatiques — pour développer et disséminer des modèles adaptés à la région Provence-Alpes-Côte d’Azur.

Construites selon des techniques simples, en privilégiant les matériaux locaux disponibles et en utilisant uniquement l’énergie du soleil sans besoin d’équipement photovoltaïque, les serres bioclimatiques montrent de très bonnes performances thermiques permettant de bons rendements même en conditions climatiques difficiles. Elles représentent un outil productif économe en énergie et pertinent pour les exploitations agricoles.

Une question ? Besoin de conseils ? Contactez notre hotline ! {{}}

Pour tout renseignement contactez : Marc Glass au Geres au 04 42 18 61 14 ou par mail : m.glass@geres.eu - Vincent Stauffer chez Agrithermic au 04 79 72 40 59 ou par mail : v.stauffer@agrithermic.com

https://www.geres.eu/wp-content/uploads/2019/10/geres.nos-actions-.nos-projets.energie-solaire-agriculture-durable-paca-article.jpg

Découvrir tous les dispositifs de financements possibles{{}}

De nombreuses structures pourront vous accompagner dans votre projet de serre bioclimatique, telles que : data:image/svg+xml,%3Csvg%20xmlns=’http://www.w3.org/2000/svg’%20viewBox=’0%200%20300%20300’%3E%3C/svg%3E

Région Sud Provence Alpes Côte d’Azur ADEME France AgriMer Ministère de l’économie et des finances Groupement d’Intéret Public Agence Bio +B10:F10 Certificats d’Economie d’Energie - Voir le document de suivi des dispositifs de financements 

Objectifs et solutions proposées{{}}

En favorisant l’implantation de serres bioclimatiques chez les agriculteur·rice·s locaux, le projet vise à apporter des solutions concrètes pour :

  • diversifier et sécuriser la production en adaptant les systèmes de production aux changements climatiques ;{{}}
  • améliorer les revenus de l’agriculteur·rice en allongeant la saison culturale et de par les économies d’énergie ;{{}}
  • favoriser l’implantation ou le maintien d’activité en territoire isolé (ex : en altitude) et mettre en place des circuits courts.{{}}
    Bénéficiaires : {{}}
  • 8 exploitant·e·s agricoles et 1 association équipé·e·s
  • 2 collectivités accompagnées
  • 3 collectivités équipées
  • 100 agriculteur·rices et conseiller·es agricoles sensibilisé·es
  • 10 structures institutionnelles mobilisées
  • 1000 consommateur·rice·s apprivionné·e·s en circuits courts (vente directe sur les marchés, à la ferme ou via des paniers)
    Les partenaires techniques :

Bureau d’études Agrithermic

Groupe de Recherche en Agriculture Biologique (GRAB)

Les partenaires financiers ADEME Provence-Alpes-Côte d’Azur

Région Sud – Provence-Alpes-Côte d’Azur

Contacter Marc Glass (Geres) au 04 42 18 61 14 ou par mail : m.glass@geres.eu

Contacter Vincent Stauffer (Agrithermic) au 04 79 72 40 59 ou par mail : v.stauffer@agrithermic.com

Découvrez les vidéos du projet

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Source : https://www.geres.eu/nos-actions/nos-projets/serres-bioclimatiques-pour-une-agriculture-durable/

A consulter > Serres bioclimatiques : le guide Grab - Groupe de Recherche en Agriculture Biologique https://www.grab.fr › des-serres-bioclimatiques – « La structure de la serre bioclimatique capte, accumule et restitue elle-même la chaleur emmagasinée la journée dans la masse thermique… »

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  • Principe d’une serre bioclimatique – Document technique de ‘serre-bioclimatique.fr’ en forme de communication{{}}
    Pourquoi opter pour une serre bioclimatique ?{{}}

Une serre bioclimatique accumule l’énergie solaire pendant la journée et la redistribue la nuit. Contrairement aux serres traditionnelles, elle maintient des températures nocturnes plus élevées, garantissant ainsi une production sécurisée de novembre à avril, même en période de gel, et ce, sans ou avec très peu d’énergie additionnelle. Cette technique est particulièrement bénéfique pour les cultures exigeantes en chaleur, telles que les solanacées (tomates, aubergines, poivrons) et les cucurbitacées (concombres, melons, courgettes).

Le retour sur investissement varie en fonction du modèle choisi et des ressources disponibles. Les études montrent un retour sur investissement entre 1 et 5 ans.

Fonctionnement d’une serre bioclimatique{{}}

La serre bioclimatique, ou serre solaire passive, emmagasine l’énergie solaire pendant la journée et la libère la nuit ou lors de périodes nuageuses. Grâce à une isolation efficace, les pertes thermiques sont minimisées. Cette technologie ne nécessite ni panneaux solaires ni chauffage externe.

Schéma serre bioclimatiques

Plantes dans une serre bioclimatique

Stockage thermique dans une serre bioclimatique{{}}

Le stockage thermique se fait dans des matériaux lourds :

  • L’eau : excellente capacité thermique volumique, elle répartit la chaleur dans l’ensemble du volume par convection.
  • Matériaux lourds de construction : pisé, pierre, adobe, parpaings, qui emmagasinent la chaleur plus lentement et la libèrent par radiation la nuit.
  • Matériaux à changement de phase : offrent la meilleure capacité de stockage thermique, libérant la chaleur à la température de cristallisation, bien que l’investissement soit plus élevé.
    Adéquation climat/technologie{{}}

Principe d’une serre bioclimatique

Lors des nuits claires et froides, les serres bioclimatiques, ayant accumulé beaucoup d’énergie pendant la journée, répondent efficacement aux besoins de chauffage élevés.

Principe d’une serre bioclimatiqueSimulation climat

En revanche, les nuits nuageuses, moins sujettes au gel, nécessitent moins de chauffage, ce qui correspond bien à la moindre accumulation d’énergie durant les journées nuageuses précédentes.

La difficulté est lorsque la journée a été nuageuse et que le ciel se dégage en début de nuit. Dans ce cas, le stockage aura été dimensionné lors de la conception.

Dans la moitié sud de la France, le rayonnement solaire hivernal est principalement direct et vient du sud. La forme asymétrique avec une paroi nord opaque permet alors de maximiser la pénétration de rayonnement solaire pour la photosynthèse et le stockage thermique.

Dans la moitié nord de la France, le rayonnement solaire hivernal est principalement diffus : une partie du rayonnement solaire entre dans la serre par la paroi nord. Cette paroi ne doit pas être totalement opaque pour éviter le tropisme des plantes.

Les constructions de serres bioclimatiques peuvent bénéficier de Certificat d’Economies d’Energie (CEE).

Les avantages des serres solaires/bioclimatique{{}}

  • Allongement de la période de production (précocité augmentée d’un mois).
  • Possibilité de produire des légumes à feuilles en hiver.
  • Conformité avec les normes de l’agriculture biologique concernant le chauffage des serres.
  • Protection contre le gel pour les plantes aromatiques, légumes et fleurs.
  • Absence de besoin en panneaux solaires ou chauffage externe.
    Processus de construction d’une serre bioclimatique{{}}

Les étapes clés pour concevoir et créer une serre bioclimatique{{}}

1. Etude de la faisabilité{{}}

Dépend des spécificités du projet agricole. Une fois le projet défini, choisir parmi divers modèles de serres (serres en dur ou serres légères).

Serre polycarbonate vue de l’exterieur

Une serre en dur type « 3 murs »

Serre tunnel

Une serre légère type tunnel ou multi-chapelle

Désormais, il ne vous restera plus qu’à valider le site du projet en prenant notamment en compte les critères suivants : le terrain ne doit pas être trop humide, et de façon plus générale être propice à la culture. Il doit satisfaire les besoins d’orientation du modèle de serre. Et il doit recevoir au moins 6 heures de soleil par jour en janvier, et ne doit pas comporter de masque solaire.

Vous trouverez les différents systèmes de serres bioclimatiques sur cette page !

2. Conception de la serre bioclimatique{{}}

La conception de serre se scinde en 4 étapes fondamentales

2.1 Réglementation{{}}

En fonction de la superficie, une serre peut nécessiter une déclaration, un permis de construire, ou aucun des deux.

2.2 Orientation{{}}

Cruciale pour l’efficacité thermique. Par exemple, les serres avec une masse thermique doivent être orientées est-ouest ± 20°, avec le mur accumulateur côté nord. Dans la vallée du Rhône, les serres doivent être orientées nord-sud pour éviter les effets du mistral.

Serre chinoise avec mur lourd

Parpaing rempli de terre crue, brique, pisé, béton et pierre de couleur foncée

Serre tunnel

Eau dans des bidons ou dans des fûts peints en noir (pour une meilleure absorbance)

Tubutube serre bioclimatique

Thermitube

Cette masse thermique devra être disposée ainsi pour de meilleurs résultats :

  • Soit en un mur au nord dans la serre
  • Sois sous les tablettes de culture
    2.3 Couverture{{}}

Doit être transparente pour maximiser la lumière et isolante pour réduire les pertes thermiques. Options possibles : polycarbonate alvéolaire, verre, films en plastique transparents.

2.4 Ecran thermique{{}}

Réduit les pertes thermiques. Peut être thermique transparent ou combiné avec un écran d’ombrage pour éviter les surchauffes diurnes et conserver la chaleur nocturne.

Il existe deux types d’écrans, avec différentes utilisations :

  • Thermique transparent : il laisse passer une grande partie des rayons. Il peut être laissé fixe l’hiver mais doit être enlevé l’été pour éviter les surchauffes.
  • Thermique + ombrage : il restreint le rayonnement évitant ainsi les surchauffes en journée, mais il devra être ouvert en
    hiver durant la journée pour éviter les pertes de lumière.
    3. Construction d’une serre bioclimatique{{}}

Cette partie présente des conseils pour la construction d’une serre bioclimatique.

Pour la couverture d’une serre en polycarbonate et afin d’éviter les moisissures Pour éviter les moisissures, il faut que les plaques soient orientées de façon à ce que les alvéoles fassent circuler l’air de bas en haut.

Ensuite il existe deux solutions :

  • Un scotch spécial en bas (le haut est fermé). Le scotch est micro-perforé et laisse passer l’air mais pas les insectes et les algues.
  • Le haut et le bas sont ouverts. Le haut doit être protégé afin que la pluie ne ruisselle pas à l’intérieur.
    Pour une serre couverte avec un film plastique, ce film doit être thermique, c’est-à-dire bloquer les infrarouges lointains, et diffusant (attention aux faces du film ! Le côté intérieur est en général celui où il y a des inscriptions.). Il doit être fixé au sol et non pas à la structure pour éviter l’envol en cas de vent.

Pour les serres ayant des écrans thermiques, ceux-ci peuvent être
horizontaux ou verticaux.

  • Les écrans horizontaux sont soutenus tous les 80 cm par des
    supports de culture et/ou du fil nylon.
  • Les écrans verticaux sont installés comme des rideaux.
    En ce qui concerne la masse thermique :
  • Pour les fûts : ils peuvent être métalliques ou bien en plastique, mais ils seront moins efficaces !
  • Il va de même pour les bidons sous tablettes.
  • Brique, pierre et parpaing : la masse thermique fait partie intégrante de la structure porteuse (mur en brique, pierre, parpaing rempli de terre…). L’épaisseur de la paroi doit être suffisante pour contenir une masse thermique adéquate : environ 20 à 30 cm suffisent et la surface intérieure doit être peinte en noir.
    Cliquez ici pour télécharger le guide complet pour concevoir une serre bioclimatique

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Source : https://serre-bioclimatique.fr/principe-des-serres-bioclimatiques/

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  • Serres bioclimatiques - Une synthèse objective et référencée sur l’état des connaissances récentes et fiables concernant les serres bioclimatiques : technologies disponibles, réalisations de référence, avantages, limites et avis partagés. « J’ai priorisé guides techniques et revues scientifiques publiées ces dernières années », avec l’aide de ‘ChatGPT’
    Qu’est-ce qu’une serre bioclimatique ?{{}}

Une serre bioclimatique (ou serre solaire passive) cherche à maximiser l’usage gratuit de l’énergie solaire et des systèmes passifs (masse thermique, isolation, ventilation naturelle, protections mobiles) pour maintenir des températures hors gel et limiter la consommation énergétique active (chauffage/climatisation). L’objectif typique : gagner précocité et prolonger la saison culturale sans ou avec peu d’apports énergétiques externes. Geres+1

Technologies utilisables (panorama pratique){{}}

Je liste les solutions couramment mises en œuvre, de la plus simple à la plus élaborée — avec notes d’efficacité/précautions.

  • Orientation + conception passive{{}}
    • Orientation plein sud optimisée, pénétration solaire contrôlée par débords et vitrage. Nécessaire pour stocker l’énergie solaire durant la journée. Geres
  • Isolation et vitrages performants{{}}
    • Double ou triple vitrage horticole, rideaux thermiques la nuit pour réduire les pertes. Permet de conserver la chaleur stockée. Grab
  • Masse thermique sensible (eau, murs, lits rocheux){{}}
    • Barrils / eaux, murets, lits de pierres / galets ou réservoirs d’eau chauffent le jour et restituent la nuit. Bien documenté comme solution robuste. nottingham-repository.worktribe.com+1
  • Matériaux à changement de phase (PCM){{}}
    • PCMs stockent/redistribuent la chaleur à température quasi-constante ; utiles quand l’espace pour masses sensibles est limité. Études récentes montrent une amélioration de la stabilité thermique mais le coût et la durabilité restent à valider in situ. ScienceDirect+1
  • Échangeurs enterrés / tubes géothermiques (earth-tubes){{}}
    • Rafraîchissement en été et régulation hivernale via un transfert de chaleur avec le sol ; efficace mais attention à condensation, à la qualité d’air et la conception hygiénique. ResearchGate
  • Ventilation naturelle / cheminées thermiques / ouvrants automatisés{{}}
    • Gestion passive des surchauffes estivales et renouvellement d’air. L’automatisation locale (capteurs) améliore le fonctionnement. ScienceDirect
  • Protections solaires et écrans thermiques mobiles{{}}
    • Écrans d’ombrage et toiles isolantes pour éviter la surchauffe estivale et limiter les pertes nocturnes.
  • Systèmes hybrides / couplages{{}}
    • Serres bioclimatiques + panneaux photovoltaïques, ou + pompe à chaleur pour des périodes extrêmes : attention au bilan économique et à la cohérence système. Harvard Business School
      Réalisations de référence (France & Europe) — Retours d’expérience récents{{}}
  • Projets pilotes PACA (France) — Un ensemble de 7 serres bioclimatiques construites en 2016–2020 avec capitalisation d’expérience ; guides de conception et fiches retours publiés par GERES / GRAB : bonnes pratiques détaillées et résultats opérationnels locaux. Ces retours sont la base technique la plus utile pour porteurs de projets en climat tempéré français. Geres+1
  • Initiatives en Espagne (ex. Garaia / Mungía) — Démonstrateurs européens intégrant des approches durables et des essais de cultures (tomate, etc…) pour tester les couplages techniques et les modèles économiques. life-acclimate.eu+1
  • Pays-Bas / Serres haute-technologie — Plutôt orientées vers l’optimisation énergétique via automatisation et couplages (chauffage résiduel, récupération) ; utiles comme références pour intégration numérique mais souvent très capitalistiques. Harvard Business School
  • Projets associatifs / fermes locales (France) — Serres « walipini » et modèles mobiles / bas-coûts expérimentés par des collectifs (Ferme d’Avenir, associations), bonnes pistes pour une petite échelle et des circuits courts mais avec des risques d’erreurs de construction si pas d’accompagnement technique. 2017 Fermes d’Avenir+1
    Avantages et bénéfices observés{{}}
  • Réduction sensible des besoins en énergie active (chauffage) : dans les projets suivis, maintien hors gel et gain de précocité, permettant des récoltes plus tôt au printemps. Grab
  • Simplicité d’exploitation pour des modèles bien conçus (moins d’équipements mécaniques).
  • Résilience : apport gratuit solaire utile en période de volatilité énergétique.
  • Cohérence agroécologique : pertinent pour maraîchers bio / circuits courts souhaitant limiter les intrants énergétiques. Geres
    Limites, risques et critiques souvent rapportés{{}}
  • Performance très dépendante du climat local et de la conception — Une mauvaise orientation, une isolation insuffisante ou une masse thermique mal dimensionnée annulent l’intérêt. Les retours montrent que le succès est technique (conception) plus que idéologique. Grab
  • Risque de surchauffe estivale — Nécessité d’écrans, ventilation et stratégies de refroidissement ; si mal géré, la serre devient impropre à certaines cultures en été. ScienceDirect
  • Capacité limitée pour des cultures exigeantes — Pour des légumes-fruits très consommateurs (ex. tomates de serre industrielle), les serres bioclimatiques pures ont du mal à assurer des rendements comparables aux serres chauffées, sauf en formes hybrides très capitalistiques. Harvard Business School
  • Coûts cachés / besoin d’expertise — L’auto-construction sans accompagnement conduit souvent à des erreurs (étanchéité, condensation, choix de matériaux). Les solutions comme les PCMs ajoutent coût et complexité ; des études en labo montrent du potentiel, mais peu de retours à long terme opérationnels. ScienceDirect+1
  • Bilan économique variable — Selon zone climatique, prix du foncier, circuits de vente ; plusieurs études préconisent une évaluation projet par projet (modélisation thermique + business case).
    Ce que disent les revues scientifiques récentes (tendances 2020–2024){{}}
  • Revue et articles récents synthétisent que les technologies passives (mass-stockage, PCMs, earth-tubes, isolation dynamique) améliorent la stabilité thermique ; les synergies (p. ex. masse sensible + PCM) peuvent optimiser volume/efficacité. Toutefois, les auteurs notent que les validations in situ sur plusieurs saisons sont encore limitées et que l’évaluation économique complète reste nécessaire. ScienceDirect+1
    Recommandations opérationnelles (si vous envisagez un projet)
  • Faire une étude thermique + modèle saisonnier (simulation sur 12 mois) : dimensionner masse thermique, vitrage, ouvrants. Les guides GERES/GRAB sont de bonnes références pratiques. Geres+1
  • Commencer par un démonstrateur à petite échelle pour valider le choix (orientation, écrans, ventilations) avant un investissement plus large.
  • Privilégier la modularité / options hybrides : possibilité d’ajouter chauffage d’appoint, PCMs ou PV selon retour d’expérience.
  • Accompagnement technique : recourir à bureaux d’études ou à des retours d’expérience locaux (collectifs, projets PACA) pour éviter les erreurs de construction. Geres+1
    Avis partagés (synthèse des positions){{}}
  • Position favorable (praticiens agroécologiques, collectivités) : solution pertinente pour réduire consommation d’énergie, gagner en précocité, renforcer la résilience locale. Ils insistent sur l’importance d’un bon design et d’une échelle adaptée. Geres+1
  • Position prudente / critique (secteur high-tech, certains chercheurs) : pour certaines cultures intensives ou des climats non optimaux, les serres purement passives ne remplacent pas les serres chauffées ; l’option hybride ou l’automatisation reste parfois nécessaire pour atteindre les rendements commerciaux. Harvard Business School+1
    Sources clefs consultées (sélection — pour approfondir)
  • Guide « Passive solar greenhouse construction guide » — GERES (pilotage projets PACA). Geres
  • Guide de conception d’une serre bioclimatique — GRAB (retours d’expérience). Grab
  • Revue 2024 « Design strategies of passive solar greenhouses » (revue scientifique). ScienceDirect
  • Études récentes sur PCMs et batteries thermiques appliquées aux serres (MDPI, 2023–2024). ScienceDirect+1
  • Articles terrain / presse technique sur projets en France et Espagne (retours et projets pilotes). Réussir+1
    Source - synthèse réalisée avec l’assistance de ChatGPT (GPT-5, OpenAI), septembre 2025 sur la base de publications scientifiques et techniques récentes (2020–2024), et de guides professionnels (GERES, GRAB, etc…

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4.
Serre bioclimatique – Requête auprès de ‘ChatGPT’ : 主题：生物气候温室----您能否提供一份客观、有参考意义的摘要，概述中国生物气候温室的最新可靠知识：可用技术、参考项目、优势、局限性和共同意见？- Sujet : Serres bioclimatiques – Pourriez-vous fournir un résumé objectif et informatif présentant les dernières connaissances fiables sur les serres bioclimatiques en Chine : technologies disponibles, projets de référence, avantages, limites et opinions communes ?

Ce qui suit est la traduction – à l’aide de ‘DeepL’ - d’un résumé en chinois, objectif et hautement référencé, pour les praticiens, les politiques de la recherche et de l’ingénierie, décrivant les technologies disponibles, les projets représentatifs, les principaux avantages, les limites et le consensus de l’industrie de la “serre bioclimatique” en Chine (hybride bioclimatique/solaire-passif et serre haute performance), à partir de la littérature et des rapports publics disponibles.

Les principales sources de référence sont données à la fin de l’article pour un examen approfondi.

Aperçu rapide des points clés (1 paragraphe) {{}}

Points clés en bref (1 paragraphe){{}}

Deux pratiques distinctes coexistent en Chine : premièrement, des solutions d’extension saisonnière à faible coût et hautement efficaces, illustrées par la « serre solaire de style chinois / serre bioclimatique passive » (qui repose principalement sur l’éclairage naturel passif et le stockage thermique dans les régions nordiques) ; ensuite, des serres haut de gamme en verre/à travées multiples soutenues par des investissements urbains/privés, intégrées à des systèmes de contrôle intelligents (éclairage d’appoint, pompes à chaleur, stockage thermique, IoT et jumeaux numériques). Ces deux approches présentent des différences marquées en termes d’objectif, de coût, de moyens d’économie d’énergie et d’évolutivité. Vous trouverez plus de détails ci-dessous. ScienceDirect

Technologies disponibles (par catégorie fonctionnelle){{}}

• Gestion passive/structurelle et thermique{{}}

o Serres solaires de style chinois (toits en pente orientés vers le sud, murs au nord épais, couvertures thermiques internes/externes, stockage thermique souterrain/dans le sol). Convient pour prolonger la production hivernale dans les régions nordiques, en s’appuyant sur le rayonnement solaire et la rétention de chaleur nocturne.

o Mesures passives/semi-passives, notamment film double couche, rideaux isolants/couvertures thermiques (internes/externes), accumulateurs de chaleur sur la paroi arrière, tuyaux géothermiques ou d’échange thermique avec le sol.

• Chauffage/refroidissement actif et couplage énergétique{{}}

o Chaudières à biomasse, pompes à chaleur, échangeurs de chaleur air/eau, utilisation de l’énergie solaire thermique et systèmes de stockage de chaleur. Les cas existants sur le terrain intègrent la chaleur résiduelle de la biomasse ou les pompes à chaleur à la gestion thermique des serres. MDPI

• Matériaux de couverture et types de structures

o Film plastique à faible coût (serres solaires traditionnelles), polycarbonate, serres à grande portée en acier et en verre (de qualité commerciale, compatibles avec les systèmes d’éclairage et d’ombrage supplémentaires). Ces dernières entraînent des coûts d’investissement et d’exploitation plus élevés, mais conviennent aux cultures à forte valeur ajoutée et à la gestion à grande échelle.

• Technologie agricole et gestion de précision

o Gestion intégrée de l’eau et des engrais, culture sur substrat/hors sol (plantation en auge, NFT), éclairage d’appoint LED, zonage microclimatique dans les serres, lutte biologique contre les parasites.

• Numérisation et contrôle intelligent

o Réseaux de capteurs, ventilation/ombrage automatisés, contrôle automatisé de l’eau et des engrais, plateformes cloud ; des recherches récentes et des études pilotes proposent des jumeaux numériques/modèles couplés fonction-structure pour optimiser le rendement et la consommation d’énergie (études de cas à Pékin et ailleurs). ScienceDirect

Projets représentatifs / Cas de recherche (vérifiables via des rapports ou des articles publics){{}}

• Plusieurs études expérimentales et simulations sur les serres solaires de style chinois (recherche sur l’environnement thermique/lumineux du sol à Shanxi, Jinzhong, etc.), utilisées pour optimiser la courbure du toit, la configuration des couvertures isolantes et les stratégies de stockage de la chaleur.

• Essai de serre chauffée à la biomasse à Xiangtan : exploration de la faisabilité et évaluation de l’efficacité de l’utilisation de sources de chaleur issues de la biomasse locale pour le chauffage d’appoint en hiver. MDPI

• Projets à grande échelle de serres en verre haut de gamme/parcs d’entreprises (par exemple, projet de serre en verre de 26 hectares à Dezhou, installations de démonstration par Kaisheng Haofeng/CNBM en collaboration avec des entrepreneurs internationaux), démontrant l’automatisation à l’échelle commerciale et l’intégration de la chaîne d’approvisionnement tout en suscitant des discussions sur la rentabilité.

• Projets pilotes de jumeaux numériques/serres intelligentes (articles récents et études de cas à Pékin et ailleurs), utilisant la modélisation des cultures associée à des données climatiques en temps réel pour optimiser la consommation d’énergie et la production. ScienceDirect

Principaux avantages (résumé){{}}

1. Prolongation de la saison et augmentation du rendement : les serres solaires passives augmentent considérablement les températures hivernales et prolongent les saisons de croissance dans les régions nordiques, ce qui se traduit par une augmentation de la production et une plus grande stabilité de l’approvisionnement.

2. Potentiel d’efficacité énergétique : grâce à une conception structurelle passive (toits orientés vers le soleil, couvertures thermiques, stockage de la chaleur dans le sol), la dépendance vis-à-vis des combustibles externes est considérablement réduite, ce qui permet d’obtenir une consommation d’énergie inférieure à celle des champs ouverts conventionnels (en particulier lorsque la conception est optimale).

3. Sécurité alimentaire et approvisionnement localisé : les serres high-tech situées à proximité des centres urbains offrent des environnements de production contrôlés, réduisant les résidus de pesticides et les risques liés à la longueur de la chaîne d’approvisionnement (souvent cités comme facteurs déterminants dans les médias et les rapports industriels).

4. Intégration avec les énergies renouvelables et la numérisation : les technologies telles que les pompes à chaleur, l’énergie solaire, les commandes numériques et les jumeaux numériques améliorent encore l’efficacité opérationnelle et le potentiel de réduction des émissions de carbone. ScienceDirect

Principales limites et risques (résumé){{}}

Projet pilote de jumeau numérique/serre intelligente (articles récents et études de cas à Pékin et ailleurs) Couplage de modèles de cultures avec des données climatiques en temps réel pour optimiser la consommation d’énergie et la production. ScienceDirect

1. Variations importantes des coûts d’investissement et d’exploitation : des serres solaires en terre et en film plastique à faible coût aux serres intelligentes en verre coûtant des millions de yuans par hectare, les investissements et les délais de rentabilité varient considérablement ; la viabilité commerciale est influencée par le prix du terrain, de la main-d’œuvre, de l’énergie et les prix du marché.

2. La consommation d’énergie et les émissions tout au long du cycle de vie ne sont pas automatiquement résolues : les serres de haute technologie peuvent présenter une empreinte carbone importante si elles dépendent des combustibles fossiles (chauffage/éclairage supplémentaire) ; les sources d’énergie opérationnelles (biomasse, pompes à chaleur, électricité décarbonée) doivent être prises en compte dans les évaluations. MDPI

3. Déchets plastiques et durabilité des matériaux : l’utilisation intensive de revêtements plastiques dans les serres en film nécessite des remplacements et des éliminations fréquents, ce qui engendre des coûts environnementaux à long terme. ResearchGate

4. Complexité de la gestion et pénurie de talents techniques : les serres intelligentes nécessitent une gestion sophistiquée (lutte contre les parasites, régulation de la croissance, maintenance des systèmes), ce qui impose des exigences élevées aux capacités des équipes opérationnelles.

5. Variations régionales en matière d’adaptabilité : les serres solaires passives fonctionnent bien dans les régions nordiques, mais offrent des avantages limités dans les régions méridionales à température et humidité élevées (nécessitant un refroidissement/ombrage) ; des conceptions « bioclimatiques » distinctes sont nécessaires pour les différentes zones climatiques.

Consensus et tendances de l’industrie/du monde universitaire (synthèse){{}}

• Solutions différenciées en fonction de la géographie et des objectifs : le monde universitaire et les ingénieurs s’accordent largement à dire qu’« il n’existe pas de serre unique adaptée à toutes les régions » : les serres solaires passives avec stockage thermique optimisé conviennent aux régions nordiques ; les environnements urbains et les cultures à forte valeur ajoutée justifient un investissement dans des serres haut de gamme dotées de systèmes de gestion intelligents.

• L’intégration des énergies renouvelables et de la numérisation représente le consensus futur : pour atteindre la viabilité économique et la réduction des émissions de carbone, il faut combiner une conception passive, un approvisionnement en énergies renouvelables (photovoltaïque/thermique, géothermique, biomasse durable) et un contrôle intelligent/des jumeaux numériques. ScienceDirect+1

• Passer des structures individuelles à l’évaluation de la chaîne d’approvisionnement/du système : de plus en plus de recherches préconisent d’aller au-delà des mesures de performance individuelles des serres (température/rendement) pour mener des analyses complètes englobant l’évaluation du cycle de vie (matériaux, consommation d’énergie, déchets), la viabilité économique et les impacts sur la chaîne d’approvisionnement alimentaire. ResearchGate

Recommandations pratiques pour les décideurs politiques/les parties prenantes du projet (concises){{}}

1. Donner la priorité aux serres solaires à faible coût dans les zones rurales du nord/les petites exploitations, parallèlement à l’amélioration de la gestion des sols/thermique et des systèmes de recyclage des films plastiques.

2. Pour les scénarios périurbains et d’exportation/de cultures à forte valeur ajoutée, adopter des structures en verre/polycarbonate associées à l’automatisation et à l’intégration des énergies renouvelables afin de garantir la sécurité alimentaire et un approvisionnement évolutif. Il est essentiel de procéder à des évaluations ex ante rigoureuses de la viabilité commerciale et de la consommation d’énergie.

3. Pour tous les nouveaux projets, réaliser des évaluations du bilan énergétique, des évaluations du cycle de vie et des simulations de jumeaux numériques pendant la phase de conception afin de quantifier la consommation d’énergie et les émissions de carbone à long terme. ScienceDirect

Références clés (directement consultables et lisibles){{}}

Résumé{{}}

L’énergie est une ressource, un fondement important de l’économie nationale, une ressource matérielle dans la nature qui peut fournir une certaine forme d’énergie pour les êtres humains. De l’ère du bois de chauffage à l’accent mis sur le charbon, le pétrole et le gaz naturel, les formes d’utilisation de l’énergie sont en constante évolution. Avec le progrès continu de la révolution industrielle dans la société humaine, le développement des êtres humains à constamment progressé sous l’impulsion de la transformation énergétique.

L’exploitation excessive et l’utilisation des combustibles fossiles, l’énorme pollution causée par les gaz à effet de serre à l’environnement naturel et le nombre croissant de catastrophes géologiques naturelles telles que e réchauffement climatique et les conditions météorologiques extrêmes entraînent non seulement un épuisement énergétique mondial, mais aussi déclenchent un changement climatique extrême, menaçant à terme la survie de l’humanité.

Pour répondre à la crise climatique, il est urgent de passer aux énergies propres, de réduire les émissions de gaz à effet de serre, et se libérer du système de consommation d’énergie dominé par les combustibles fossiles.

Les Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques, signée aux États-Unis, la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le Développement à Rio de Janeiro en juin 1992, ont jeté les bases juridiques de la coopération internationale sur le changement climatique.

Par la suite, le Protocole de Kyoto, la Feuille de route de Bali et l’Accord de Paris ont tous avancé au niveau de la gouvernance mondiale, marquant une nouvelle ère de coopération sur les questions climatiques auxquelles l’humanité est confrontée.

Les pays du monde entier ont également successivement formulé leur propre pic de carbone objectifs de neutralité carbone (appelés objectifs’ double carbone’) pour reconstruire un modèle de consommation dominé par les nouvelles énergies.

L’Asie du Nord-Est a une importance stratégique importante en géopolitique et est également un région importante pour le développement économique mondial. Le développement de l’Asie du Nord-Est a non seulement un impact significatif sur la grande région asiatique, mais elle joue également un rôle crucial dans le développement mondial. En réponse à la crise climatique, les pays d’Asie du Nord-Est ont également formulé successivement des objectifs de transformation énergétique et fait certains progrès dans la transformation de l’énergie.

La transformation énergétique en Asie du Nord-Est a connu de nouvelles des opportunités, mais cela a aussi apporté de nouveaux défis. Alors que l’Asie du Nord-Est se déplace vers l’objectif ’double carbone’, de nombreux facteurs entravent la transformation en douceur de l’énergie de l’Asie du Nord-Est.

Par conséquent, comment répondre activement à l’objectif ’double carbone’, saisissez les nouvelles opportunités de l’objectif’ double carbone ’ dans le nord-est Asie, et répondre avec précision aux défis auxquels sont confrontés les pays d’Asie du Nord-Est pour la transformation de l’énergie, la tâche principale pour la transformation en douceur de l’énergie dans L’Asie du Nord - Est doit résoudre ces difficultés par des voies appropriées de transformation.

Cet article discutera et analysera à partir des sections suivantes. Tout d’abord, analyser les nouvelles opportunités auxquelles est confrontée la transformation énergétique de la perspective de la structure de la consommation d’énergie, des émissions de gaz à effet de serre et de l’énergie technologie sous l’objectif ’double carbone’, et analyser les nouvelles directions et objectifs de transformation de l’énergie en Asie du Nord-Est sur la base de la situation actuelle du développement de l’énergie en Asie du Nord-Est.

Deuxièmement, en organisant et en résumant la transformation de l’énergie et le développement des grands pays d’Asie du Nord-Est, les différents auxquels est confrontée la transformation énergétique en Asie du Nord-Est sont analysés, notamment la dépendance aux combustibles fossiles, les limites de la technologie énergétique, les politiques et les réglementations pour la transformation de l’énergie et la construction de mécanismes de coopération énergétique.

Encore une fois, sur la base des difficultés rencontrées par la région de l’Asie du Nord-Est en matière de transformation d’énergie combinée aux caractéristiques régionales, des suggestions sont proposées pour aborder la structure de l’approvisionnement énergétique, la technologie de transformation de l’énergie et les mécanismes de coopération. Enfin, prédire la tendance de développement de la transformation en Asie du Nord-Est en termes de structure énergétique, de coopération énergétique et construire une société bas carbone »


Addenda - Effet marginal du sol et modèle LSTM en serre solaire chinoise - Weiwei Cheng (États-Unis d’Amérique) 1, Changchao Wang 2, Yu Wang 2,-, Lirong Hao 2, Liuhonghua Liu 1,-, Qingliang Cui 2 - Rédacteur en chef : Somsubhra Chakraborty - PMCID : PMC11280564 PMID : 39066129

Résumé{{}}

La crise alimentaire a accru la demande de ressources agricoles en raison de divers facteurs tels que les conditions météorologiques extrêmes, les crises énergétiques et les conflits. Une serre solaire permet la culture hivernale contre-saisonnière en raison de son isolation thermique, atténuant ainsi la crise alimentaire. La température des racines est d’une importance critique, bien que le mécanisme de changement de l’environnement thermique du sol reste incertain. Cet article présente une étude complète de l’environnement thermique du sol d’une serre solaire dans la ville de Jinzhong, dans la province du Shanxi, en utilisant diverses techniques d’analyse, y compris la simulation théorique, expérimentale et numérique, et la modélisation de l’apprentissage profond.

[Addenda - Jinzhong , anciennement Yuci , est une ville-préfecture située dans le centre-est de la province du Shanxi enRépublique populaire de Chine , limitrophe de la province du Hebei à l’est. Lors du recensement de 2020, sa population totale était de 3 379 498 habitants, dont 1 226 617 vivaient dans les districts urbains de Yuci et de Taigu . Cependant, 5 433 659 vivaient dans la zone bâtie (ou métropolitaine) de Taiyuan-Jinzhong, composée du district de Yuci et des six districts urbains de Taiyuan , en grande partie conurbés. [ 2 ]… - Jinzhong a un climat semi-aride continental influencé par la mousson ( KöppenBSk ), [ 4 ] avec des hivers froids et très secs et des étés chauds et humides. La température moyenne mensuelle sur 24 heures varie de −5,5 °C (22,1 °F) en janvier à 24,2 °C (75,6 °F) en juillet, et la moyenne annuelle est de 10,39 °C (50,7 °F). Typique de l’influence de la mousson d’Asie de l’Est , plus des deux tiers des 388 millimètres (15,3 pouces) de précipitations annuelles se produisent de juin à septembre…

Localisation de la juridiction de la ville de Jinzhong dans le Shanxi

Localisation de la juridiction de la ville de Jinzhong dans le ShanxiSource : https://en-m-wikipedia-org.translate.goog/wiki/Jinzhong?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=fr&_x_tr_hl=fr&_x_tr_pto=sc

Les résultats de cette étude démontrent ce qui suit - Pendant la période d’hivernage, l’environnement thermique du plancher de serre solaire a été divisé en une zone à basse température, une zone à température constante et une zone à haute température ; la distance entre la limite basse température et le pied sud était de 2,6 m. La température la plus basse dans la zone à basse température était de 11,06 oC et la plus élevée était de 19,05 oC. Le plancher dans la zone à basse température a dû être chauffé ; la valeur la plus basse de la zone à température constante était de 18,29 oC, sans chauffage. La distance minimale entre la zone de haute température et le pied sud de la serre solaire était de 8 m et la température la plus basse était de 19,29 oC. La température du sol intérieur tendait à se stabiliser à une profondeur de 45 cm, et la température la plus basse à une distance horizontale de 1 400 mm du pied sud était de 19,5 oC. Les modèles fluents et LSTM sont bien montés et les modèles peuvent être utilisés pour aider à contrôler la température du sol pendant l’hivernage dans des climats extrêmes. La recherche peut fournir un soutien théorique et de données pour les zones cultivées et le chauffage des canalisations dans la serre solaire.

Mots clefs : serre solaire, environnement thermique du sol, limites à haute et basse température, étude expérimentale, simulation numérique

1. Introduction{{}}

Selon le Rapport sur la crise alimentaire mondiale 2023, il existe une grave crise alimentaire mondiale, avec près de 600 millions de personnes dans le monde encore exposées au risque d’insécurité alimentaire, de vulnérabilité et de malnutrition d’ici 2030. La crise alimentaire a considérablement accru la pression sur les ressources agricoles. Les serres solaires sont efficaces pour promouvoir une agriculture durable, répondre à la demande de croissance alimentaire et assurer l’approvisionnement en fruits et légumes dans les zones où les hivers sont rudes2. Compte tenu de sa faible consommation d’énergie et de son rendement élevé, la serre solaire est largement utilisée par les agriculteurs du nord de la Chine [3 Dans les serres solaires, un microclimat inapproprié peut entraîner des maladies des plantes et même la mort [4-. Il est essentiel de connaître le microclimat à effet de serre et ses caractéristiques pour maintenir de bonnes conditions pour les cultures [5. Il existe des facteurs environnementaux qui influent sur le microclimat des serres solaires, y compris la température et l’humidité [66,77,8, le CO 2 9(910, 10), la lumière [11,12, etc. Parmi celles-ci, la température du sol est un facteur environnemental important pour assurer la croissance des racines des plantes. Des températures du sol plus élevées et basses affectent la croissance des racines des plantes [13, cependant, il y a moins d’études sur la température du sol [14. La température du sol est retardée temporellement et complexe [15. Même une différence de 1 oC peut avoir un impact significatif sur la croissance et le développement des cultures [16. Par conséquent, pour assurer un bon environnement de culture, il est nécessaire d’analyser la température du sol.

Ces dernières années, certains chercheurs ont étudié le champ de température du sol dans les serres solaires, et des études pertinentes ont montré que les changements de température du sol étaient principalement influencés par la température de l’air à l’intérieur des bâtiments, la teneur en eau du sol et l’énergie rayonnante reçue à la surface du sol [17. Fu et al. [18- ont utilisé l’analyse de corrélation grise pour comparer la température du sol, la température de l’air et le rayonnement total à différentes profondeurs afin de déterminer la corrélation et ont noté que cette corrélation diminue avec l’augmentation de la profondeur du sol [18. Les caractéristiques de l’arcade de la serre solaire ont un effet significatif sur la température de l’air et l’intensité du rayonnement solaire, ce qui affecte indirectement la température du sol.19 Il y avait une relation verticale importante entre la température du sol et la température de l’air [20. La teneur en eau du sol a influé sur la variation de la température du sol [21,22 La température du sol était plus élevée sur les sites où la teneur en eau du sol était plus faible ; la température des sols peu profonds était en particulier corrélée négativement à la teneur en eau du sol.23

L’effet de marge orienté vers le sud dans les serres solaires a entraîné une baisse de la température du sol, ce qui a eu un impact direct sur la croissance des cultures du côté sud [24. La mise au point et l’application de modèles sont également essentielles pour comprendre le contrôle interne de l’environnement dans les serres. En ce qui concerne le stockage de la chaleur du sol et les modèles exothermiques, Barbara a 25établi un modèle mathématique de bilan thermique de surface, qui a révélé une corrélation négative entre le flux de chaleur du sol et la température intérieure en testant et en analysant le flux de chaleur du sol et les conditions de température du sol dans les serres solaires dans différentes régions. Les chercheurs canadiens ont proposé un modèle simplifié de prévision de la température initiale géologique qui simplifie encore le processus en analysant la corrélation entre les températures initiales géologiques, les températures annuelles de l’air et les données météorologiques26. Une équipe de chercheurs a réussi à prévoir la distribution annuelle de la température du sol sur une zone simulée en utilisant un modèle de transfert de chaleur avec une méthodologie de solution numérique à élément fini via le logiciel FlexPDE 27. Des études connexes ont également introduit des modèles de prédiction numérique qui prennent en compte l’influence de variables telles que le rayonnement solaire à ondes courtes, améliorant ainsi la précision des prévisions28. En outre, la modélisation basée sur la série chronologique, en conjonction avec les réseaux neuronaux de rétropropagation feed-forfor-ward et la programmation de l’expression génique, présente une nouvelle voie pour le calcul de la température du sol.29

En conclusion, les recherches existantes sur l’environnement thermique du sol à effet de serre englobent une multitude d’aspects, tels que les facteurs d’influence, la modélisation de la prévision et la recherche sur les caractéristiques de stockage de la chaleur et de la libération. Malgré cela, le mécanisme du zonage stratifié de l’environnement thermique du sol reste incertain [30, et les limites de zonage stratifiées sont d’une grande importance en ce qui concerne l’aire de chauffage des serres et la superficie cultivée. Dans cette étude, des points de mesure de la température et de l’humidité ont été disposés à l’intérieur et à l’extérieur de la serre et combinés à la simulation numérique CFD et à un algorithme de clustering basé sur Python pour numériser et visualiser les données afin d’explorer le mécanisme des changements dans l’environnement thermique du sol de la serre solaire et, ainsi, de définir l’agencement optimal des points de mesure aux fins du cloisonnement et de la stratification des champs de température du sol.

Suite et fin de la contribution de ‘ChatGPT’ <

Références bibliographiques :{{}}

Français{{}}

• Fan Z. et al., 2024, Revue/article sur l’application et l’état actuel des serres solaires dans le nord de la Chine. ScienceDirect

• Étude de cas sur les serres avancées et les jumeaux numériques : ScienceDirect — « Faire progresser la gestion durable des serres solaires grâce aux jumeaux numériques... : étude de cas à Pékin, en Chine. » (Jumeaux numériques et modèle fonctionnel et structurel des cultures) ScienceDirect

• MDPI / Articles sur la durabilité et revues : Revue de l’état actuel et des perspectives de développement de la technologie des serres en Chine (y compris des citations tirées d’essais sur le terrain tels que le chauffage à la biomasse). MDPI+1

• Couverture par l’industrie/les médias : Reuters, rapports industriels et projets d’entreprise (par exemple, discussion sur le projet de serre en verre de 26 hectares et les défis opérationnels au Texas).

• Études sur le terrain et expérimentales : simulations numériques et mesures sur le terrain de l’environnement thermique du sol et des serres solaires à Jinzhong/Shanxi et dans d’autres endroits (publiées dans Agronomy, Frontiers, etc.). PMC

Traduit avec DeepL.com (version gratuite)

« Je suis ravi de vous aider, Jacques Hallard. Je vous souhaite beaucoup de succès pour votre conférence ! Si vous avez besoin d’une bibliographie plus complète ou d’une analyse comparative technique/régionale sur mesure à l’avenir, n’hésitez pas à me consulter à nouveau ». Source : Requête en chinois auprès de ‘ChatGPT’ pour ISIAS.info

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Collecte de documents et agencement, traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant

C :\Users\Jacques\Downloads\jh.jpg

– 03/10/2025

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

Site : https://isias.info/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

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Mis en ligne bénévolement par le co-rédacteur par Pascal Paquin https://fr.linkedin.com/in/pascal-paquin-a85690296 - comme toutes les autres contributions publiées sur ISIAS !

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[Pascal Paquin – Ses travaux sur https://yonnelautre.fr/ ]

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