Chauffage des serres et valorisation nergtique de la biomasse

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Chauffage des serres et valorisation énergétique
de la biomasse
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• Biomasse
• Types de biomasse valorisables
• Les cultures énergétiques dédiées
• Les combustibles bois une source d énergie pour
  les serres
• Les combustibles issus des céréales
• Les biocarburants et leurs co-produits
• La méthanisation
• Serre fermée, semi fermée et capteur d énergie
  avec stockage d énergie en aquifère
• Les écrans thermiques
• Intégration de température
• Serre basse énergie
• Conclusion

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La biomasse

• Combustibles bois
• Cultures énergétiques dédiées
• Déchets et co-produits

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Les types de biomasse valorisables
Combustibles biomasse
Combustion
Méthanisation
Gazéification
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Les cultures énergétiques dédiées

• Évaluation approximative de la surface nécessaire
  pour chauffer un hectare de serres.

Étude Taillis à Très Courte Rotation de Saule
Pour chauffer 1ha de serres - 51 ha de TTCR -32
ha TTCR irriguées
Plantation 18 000 plants/ha
Taillis tous les 3 ans
Broyage en plaquettes
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Les combustibles bois une source d énergie pour
les serres

• Le pouvoir énergétique des combustibles bois est
  fortement lié à leur humidité.
• (de 5 kWh/kg pour un taux d humidité de
  0
• à 1 kWh/kg 70)
• Émissions lors de la combustion limités
• L installation d une chaudière à bois
• Coûts d installation gt au gaz.
• Coûts de maintenance et de surveillance gt
  chaudière à fioul.
• Gestion des cendres et ramonage.
• Approvisionnement en combustibles
• Volume stockage qualité énergie secondaire
  (fossile)

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Les combustibles issus des céréales

• Types pailles et grains
• Inconvénients - production de mâchefer
• - corrosion de la chaudière
• Espèces blé, triticale, riz, orge, maïs

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Les biocarburants et leurs co-produits
Graines de colza/tournesol
Nettoyage/séchage/décorticage
Pressage
Tourteaux fermiers
Huile Végétale non purifiée
Filtration
Rendement énergétique environ 20 MWh/ha
Huile Végétale Pure
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La méthanisation possibilités d utilisation du
biogaz pour les serres chauffées
Stockage
Pré-traitement Tri/broyage
Refus
Mélange
Méthanisation
Utilisations biogaz
Digestat
Solide
Liquide
- Stations d épuration - Engrais liquides
Compostage
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Serre fermée, semi fermée, serre capteur
d énergie avec stockage
Principe Stocker et utiliser l excédent
d énergie solaire captée par la serre grâce à un
stockage d énergie thermique en aquifère pour
alimenter un système de climatisation
réversible. Stockage de l énergie en aquifère à
20-25C Chauffage de la serre besoin d un
complément en hiver (pompe à chaleur) Intérêt
agronomique gain de rendement de 15 à 20
augmentation du taux de CO2 diminution
des traitements phytosanitaires meilleure
maîtrise des températures Économie d énergie de
30 à 80
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Les écrans thermiques

• Principe réduire les pertes thermiques (surtout
  la nuit)
• limitation des échanges convectifs et radiatifs

• Les toiles d écran
• - non métallisées réduisent les pertes de 35 à
  40
• - alluminisées améliorent l isolation thermique
  de 10 à 50

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Intégration de température

• Principe capacité des cultures à tolérer des
  déviations de températures instantanées
• profiter de l énergie solaire  gratuite  lors
  des journées ensoleillées et de compenser le
  surplus par des températures de nuit plus faibles.

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• Intégration et prévisions météorologiques
• Économie d énergie
• Objectifs et résultats

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Stockage thermique en aquifère appliqué à la
climatisation réversible de serres maraîchères
Quels sont les résultats attendus? Fourchettes
des gt besoins thermiques gt débits et
températures
Besoins et possibilités A voir au cas par cas, en
fonction . Besoins thermiques de la serre
. Contexte hydrogéologique Pas de zone exclue
d avance . Présence ou non d aquifère
. Aquifère favorable ou non peut être
variable à quelques km
Comment savoir sur un site donné? Connaissance de
la nappe gt étude à dimensionner gt
contexte géologique gt écoulement naturel de
la nappe gt paramètres hydrodynamiques
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Simple dans le principe mais des questions!

• Éléments à connaître pour implanter les forages?
• Débit en pompage et réinjection?
• État d équilibre dans les puits chaud et froid,
  et en combien de temps?
• Risques d évolution des performances dans le
  temps?
• Contraintes réglementaires?

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Des exemples où ça marche

• Canada serre expérimentale à Ontario, Sussex
  Hospital.
• Hollande (pays où cette technologie est la plus
  implantée en Europe)
• début 2005 400 projets réalisés (bureaux,
  hôpitaux, centres commerciaux, serres (une
  douzaine d installations).
• Suède plusieurs dizaines d expériences à grande
  échelle
• (chauffage et climatisation de centres
  commerciaux).
• Allemagne et Belgique marché en développement,
  installation expérimentale
• Turquie supermarché et hôpital en fonctionnement
• serre expérimentale en cours d étude

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Quelques ordres de grandeur

• Hollande serre de plantes en pots à Huissen
• 2650 m² équipés d échangeurs
• 2 forages de 100m de profondeur
• séparés de 100m
• aquifère sableux de 30m d épaisseur
• écoulement de la nappe de 10-20 m/an
• débit pompé et réinjecté de 100 m³/h
• températures visées à terme
• 9C (puits froid)
• 23C (puits chaud)

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Pour une serre basse énergie

• Capter l énergie
• Orientation solaire de la serre
• Pente du matériau de couverture
• Structure de la serre

• Stocker l énergie
• l eau la masse les produits caloporteurs

• Limiter les perte d énergie
• Bien implanter la serre
• Intensifier la conduite avec écran thermique
• Préchauffer l air entrant
• Gérer séparément la déshumidification et le climat

• Optimiser l apport d énergie
• Intégrer les contraintes climatiques d été
• Optimiser l occupation de la serre

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Conclusion