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Pierre-Olivier Schwarz : Université Laval
La production de fruits et légumes en serre offre une piste de solution intéressante pour la poursuite des objectifs québécois en matière d’alimentation locale et d’autonomie alimentaire. Toutefois, le contexte climatique de la province contribue aux besoins énergétiques importants de l’industrie serricole. La modélisation énergétique des serres permet de prédire leur consommation énergétique et d’explorer des stratégies pour la réduire. Par exemple, le modèle libre d’accès GreenLight simule le climat intérieur, l’utilisation des équipements et la croissance des plants d’une serre. Ce modèle, développé aux Pays-Bas, n’a pas encore été validé pour le contexte serricole québécois. Ce projet s’intéresse donc à l’application de GreenLight à deux cas d’étude québécois. Il est calibré et validé à partir de données portant sur le climat intérieur pour chacune de ces serres, leur architecture, les équipements en place et les règles de contrôle utilisées. Il est ensuite utilisé pour comparer différents équipements, tels que des écrans thermiques, et évaluer leur potentiel en termes de réduction de la consommation énergétique, en vue d’optimiser l’utilisation de l’énergie dans les serres québécoises. Le modèle soutient le développement de systèmes énergétiques plus efficaces, et s'aligne sur les objectifs mondiaux de durabilité, favorisant l'adoption de meilleures pratiques agricoles.
Le dérèglement climatique amène des défis majeurs pour l’agriculture de demain, en particulier au regard de la volonté du Québec, et plus globalement du Canada, d’atteindre une certaine autonomie alimentaire. Des moyens de production innovants doivent être développés pour y faire face.
Parmi l’ensemble des solutions envisagées, les enceintes de production végétale intérieure (EPVI), soit les serres (S), les fermes verticales (FV) ou encore les fermes containers (FC) sont en plein essor. Elles permettent une production locale, abritée de l’environnement extérieur, soutenant ainsi la sécurité alimentaire, tout en atteignant des rendements plus élevés par surface cultivée que la culture en champs. Ce rendement plus élevé n’est cependant possible qu’en maintenant des conditions spécifiques en termes de température, d’humidité, de concentration de dioxyde de carbone et d’éclairage. Il en résulte une consommation d’énergie accrue. Cette énergie peut provenir de combustibles fossiles (tels que le propane, le gaz naturel et plus rarement le mazout) émettant de grandes quantités de gaz à effet de serre et accélérant le dérèglement climatique. L’énergie peut aussi être issue de barrages hydroélectriques, beaucoup plus neutre en carbone. Toutefois, de fortes demandes, ponctuelles et simultanées (sur plusieurs sites par exemple), peuvent perturber le réseau électrique. D’autres solutions permettant d’atteindre une neutralité carbone existent, comme la biomasse. Cependant, l’approvisionnement énergétique, quelle qu’en soit la source, apporte son lot de contraintes, et, afin de minimiser ses effets, il est nécessaire de réduire la consommation des EPVI en adoptant des principes d’efficacité énergétique. Pour cela, il est nécessaire de développer de nouvelles approches de conception, de mettre au point de nouveaux concepts de systèmes, en plus d’optimiser leur contrôle et leur opération. Ces aspects expérimentaux et énergétiques doivent être corrélés avec l’objectif premier de l’EPVI : la production végétale.
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