Stockage d`énergie dans les serres Université de Sherbrooke

Stockage d'énergie dans les serres
Université de Sherbrooke, Département de génie mécanique
Synthèse
On compte plus de 1 300 serres commerciales au Québec, ayant pour la plupart une masse
thermique relativement faible. Les excès de chaleur dans les serres en période d'ensoleillement
doivent être évacués alors que la nuit, on doit recourir au chauffage auxiliaire pour maintenir une
température suffisante. Ce recours au chauffage peut cependant être minimisé si la chaleur
évacuée est stockée pour être ensuite récupérée au moment opportun.
Ce projet a permis de développer un modèle de simulation du comportement thermique des
systèmes souterrains de stockage d'énergie dans des sols humides. Le principe est simple, il s'agit
d'installer des tuyaux transportant de l'air chaud de la serre dans le sol, où la chaleur est captée
par contact. Lorsque l'air de la serre se refroidit, le sol lui retransmet la chaleur emmagasinée. Le
modèle de simulation permettra de déterminer le nombre de tuyaux nécessaires, la profondeur à
laquelle il est nécessaire de les installer et l'espacement entre eux, en tenant compte de variables
telles que le type de sol, le type de culture et la dimension de la serre.
Du point de vue pécuniaire, cette technologie est avantageuse pour les serriculteurs qui peuvent
ainsi réduire considérablement leurs besoins en chauffage pendant la nuit. En cas de bris du
système de chauffage dans une serre traditionnelle, le temps de sauvegarde de la récolte, qui n'est
actuellement que de quelques heures, pourrait atteindre environ 24 heures puisque le sol
continuera à dégager de la chaleur.
Partenaires
Monsieur Marcel Lacroix, professeur
Département de génie mécanique
Faculté des sciences appliquées
Université de Sherbrooke
2500, boul. de l'Université
Sherbrooke (Québec) J1K 2R1
Téléphone : 819 821-7144
Télécopieur : 819 821-7163
Des chercheurs du Département de génie mécanique de l'Université de Sherbrooke se sont
spécialisés dans le domaine de la gestion thermique de l'énergie : stockage, échanges et
régulation. Ils travaillent actuellement à plusieurs projets sur le stockage et les échanges de
chaleur sensible. Des spécialistes de l'Institut de technologie agricole (ITA) de La Pocatière sont
également associés à leurs travaux. Ces derniers disposent d'un système de stockage souterrain
qui pourra être utilisé pour des essais.
Contexte
On compte plus de 1 300 serres commerciales au Québec, ayant pour la plupart une masse
thermique faible. Les excès de chaleur dans les serres en période d'ensoleillement sont évacués
pour éviter d'endommager les plantes, alors que la nuit, on doit recourir au chauffage auxiliaire
pour maintenir une température suffisante. Ce recours au chauffage pourrait cependant être
minimisé si la chaleur évacuée était stockée pour être ensuite récupérée au moment opportun.
Projet
Le projet de stockage de chaleur sensible dans les serres vise à développer un modèle de
simulation du comportement thermique des systèmes souterrains de stockage d'énergie dans des
sols humides. Le modèle fera l'objet d’une validation à l'aide des résultats expérimentaux
provenant des installations de l'ITA.
L'utilisation du sol des serres pour stocker la chaleur excédentaire est basée sur une technique
simple : il s'agit d'installer des tuyaux transportant de l'air chaud de la serre dans le sol, où la
chaleur est captée par contact. Lorsque l'air de la serre se refroidit, le sol lui retransmet la chaleur
emmagasinée. Le modèle de simulation permettra de déterminer le nombre de tuyaux
nécessaires, la profondeur à laquelle il est nécessaire de les installer et l'espacement entre eux, en
tenant compte de variables telles que le type de sol, le type de culture et la dimension de la serre.
Il sera ainsi plus facile d'optimiser, pour chaque bâtiment, le potentiel énergétique de ce type
d'installation.
Marchés visés : la production agricole.
Résultats
Du point de vue pécuniaire, cette technologie est avantageuse pour les serriculteurs qui peuvent
ainsi réduire considérablement leurs besoins en chauffage pendant la nuit. En cas de bris du
système de chauffage dans une serre traditionnelle, le temps de sauvegarde de la récolte n'est
actuellement que de quelques heures. Avec le système de stockage de la chaleur sensible, cette
période pourrait atteindre environ 24 heures puisque le sol continuera à dégager de la chaleur.
Ce nouveau procédé devrait aussi permettre de réduire la consommation d'énergie de chauffage
en la remplaçant par une source énergétique renouvelable, et à moindre coût, pour les
serriculteurs ainsi équipés. Il pourrait donc rendre les producteurs québécois, qui n'ont pas accès
à des ressources traditionnelles à faible prix, plus compétitifs face aux producteurs des autres
provinces canadiennes.
Coût et rentabilité du projet
Une contribution financière de 200 000 $, représentant 33,1 % du coût du projet, qui était de
604 800 $, a été versée.
Période de réalisation : juillet 1994 à décembre 1996.