RECHERCHE ET VEILLE TECHNOLOGIQUE Optimisation de la lumière et économie d’énergie en serre verre

Une nouveauté prometteuse est le verre isolant limitant l’émission de chaleur depuis l’intérieur de la serre. Une réduction de 20 % des coûts énergétiques serait envisageable avec ce verre à basse émissivité Low-E sans affecter la production. Comme souvent, l’expérimentation à WUR (travaux de Frank Kempkes) a démarré sur légumes, en l’occurrence des cultures non éclairées de tomates et d’aubergines.

Limiter la déperdition de chaleur

Le verre à basse émissivité est un verre transparent auquel on a ajouté, par pyrolyse, une couche métallique invisible laissant passer la lumière extérieure tout en bloquant la chaleur radiative intérieure. La couche Low-E agit comme un miroir en réfléchissant l’énergie infrarouge à l’intérieur de la serre. La chaleur est maintenue dans l’unité de production et la condensation sur la face intérieure du verre est réduite, améliorant de la sorte la transmission lumineuse

Le verre Geysir de AGC Agculture™ à Louvain-la-Neuve (Belgique) a été utilisé dans les essais de WUR. Ce verre transparent est recouvert d’une couche Low-E sur la face extérieure. Grâce à une couche antiréfléchissante AR appliquée sur les deux faces, les transmissions lumineuse PAR (photosynthetically active radiation) et hémisphérique ne sont pas compromises.

La modalité verre Low-E a été comparée à des témoins sous verre classique dans des compartiments sans éclairage de synthèse.

De manière consistante, les schémas de récolte et les rendements cumulatifs, tout comme la consommation d‘énergie, furent quasiment identiques dans les deux cas. Dans les compartiments avec du verre Low-E en toiture et sur le pignon extérieur, la réduction de consommation énergétique atteignit même 20 %.

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Des écrans Low-E aussi

Le prix élevé du verre Low-E le réserve aux constructions neuves. Dans les équipements existants, un écran avec des propriétés similaires pourrait limiter la perte de chaleur de rayonnement. Un nouvel essai a donc démarré à WUR en janvier 2025, cette fois sur poivrons.

De toute manière, le rayonnement de la chaleur depuis la culture vers l’écran, de l’écran vers la toiture, et ensuite de celle-ci vers le ciel (clair) est un poste déficitaire à ne jamais sous-estimer dans le bilan énergétique d’une serre.

Gain de lumière avec un revêtement hydrophile

Le Lightlab de WUR (travaux de Vida Mohammadkhani) a également considéré le potentiel d’un revêtement anti-con­den­sation sur la face intérieure du verre. En hiver, l’intérieur d’une toiture de serre est presque toujours humide à cause de la condensation et les gouttes d’eau provoquent une perte de luminosité.

Trois types de matériaux ont été testés sur verre clair : le revêtement TiO2 Multi-Cover de Uvatio (Pays-Bas), le revêtement hydrophile Anticondens de Lumiforte (Pays-Bas et Echyrolles, 38) et le film hydrophile autocollant de Fujifilm (Fujifilm Europe, Pays-Bas).

La transmission de lumière hémisphérique a été évaluée à la fois en conditions humides et sèches. Les mesures ont été réalisées en environnement propre en laboratoire ainsi qu’en serre de production avec des salissures organiques et inorganiques, des spécificités peu étudiées à ce jour.

L’analyse des données est très complexe. La transmission lumineuse a été améliorée en conditions humides avec des performances variables en fonction de la technologie de revêtement hydrophile. En conditions sèches, elles apparaissent encore plus variables. Relevons par ailleurs la faible accumulation de salissures ou d’algues tant sur le produit de Lumiforte que d’Uvatio, et contrairement au film Fuji. Cette caractéristique « autonettoyante » pourrait impacter positivement la transmission moyenne de lumière sur le long terme, une piste à étudier au long cours.