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Colloque
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Reyhaneh Nazmabadi : Université Laval
Les serres jouent un rôle essentiel dans la production alimentaire au Canada, où les hivers rigoureux rendent l’agriculture en plein air impraticable. Cependant, leur forte consommation d’énergie, notamment pour le chauffage, représente un défi majeur. Cette étude explore l’utilisation de la chaleur industrielle résiduelle comme une solution de chauffage économique et durable. Elle examine la disponibilité de cette chaleur dans divers secteurs industriels et évalue la surface de serre pouvant être chauffée grâce à cette ressource. Étant donné que l’offre de chaleur industrielle et la demande de chauffage des serres varient dans le temps, un réservoir de stockage thermique est mis en place afin d’assurer un chauffage stable. Un modèle numérique d’un réservoir de stockage de chaleur, équipé de deux échangeurs de chaleur serpentins, est développé et intégré à GreenLight, une plateforme avancée de simulation des serres. Grâce à ce modèle, la surface de serre pouvant être efficacement chauffée par différents niveaux de chaleur industrielle résiduelle dans plusieurs zones climatiques est déterminée. Cette étude apporte des informations précieuses pour optimiser le chauffage des serres grâce à la valorisation de la chaleur résiduelle, contribuant ainsi à des opérations plus énergétiquement efficaces et durables au Canada.
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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Date :
5 mai 2025
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