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CULTURE SOUS SERRE Introduction L'objectif le plus général du producteur est de

CULTURE SOUS SERRE Introduction L'objectif le plus général du producteur est de mettre sur le marché des quantités de produits agricoles en rapport avec la demande économique. Pour cela, il doit déterminer les conditions favorables en fonction du stade de développement de la plante. Ces consignes sont d'une part d'ordre climatique, d'autre part de nature nutritive (eau, engrais). Une fois ces consignes sont fixées, il faut passer de l'action pour les réaliser. C’est ainsi qu’on a eu recours à la serre. Car Depuis une quarantaine d'années, grâce aux progrès réalisés dans la fabrication des matériaux (vitres, plastiques, structures métalliques, composant électroniques, capteurs) et grâce aux progrès de la recherche agronomique, les serres agricoles sont devenues des enceintes bioclimatiques pouvant créer un milieu semi artificiel, un microclimat permettant de cultiver des végétaux avec des rendements très supérieurs aux rendements des cultures en plein champs. Actuellement, grâce à la contribution de l'automatique dans la régulation du microclimat interne des serres et dans la régulation des solutions nutritives distribuées aux plantes, les serres agricoles permettent certes, d'obtenir de hauts rendement de production et une meilleure qualité, mais vont permettre aussi de gérer les dates de mise sur le marché des produits agricoles en accélérant ou en retardant la croissance des plantes. DEFINITIONS La serriculture : est la culture sous serre. La serre : une enceinte qui peut-être parfaitement close destinée en général à la production agricole. Elle vise à contrôler les éléments climatiques ; à une meilleure gestion des besoins des plantes et à accélérer la croissance pour les produire en quantité et en qualité indépendamment des saisons. I- La mise sur pied d’une serre agricole L'automaticien qui s'intéresse à des systèmes tels que les cultures sous serres agricoles est confronté à un problème complexe. En effet, il doit aborder des domaines aussi variés que la thermodynamique et l'énergétique, l'agronomie de l'environnement et l'économie. Le schéma ci-dessous fait apparaitre principes des cultures sous serres. Figure 1 : schéma de principe d’une serre Climat extérieur Micro- climat Plantes Actions Techniques de cultures Très schématiquement, cette analyse des cultures sous serres fait apparaître trois niveaux résumés sur le schéma ci-après : Commande état serre état plante Bénéfice niveau 1 niveau 2 niveau 3 Figure 2 : Niveau hiérarchiques de contrôle d'une serre agricole L'objectif poursuivi au premier niveau consiste à réguler le micro climat interne de la serre compte tenu des conditions météorologiques externes. Les constantes de temps d'évolution sont ici de l'ordre de quelques secondes quelques minutes. Au deuxième niveau, il s'agit de prendre en compte l'état de la plante. Des constantes de l'ordre d'une à plusieurs journée sont observé pour ce niveau. Le troisième niveau concerne la récolte et sa distribution. Il est conditionné notamment par des données économiques du marché. Il faut envisager à ce niveau des constantes de temps d’un à quelques mois. Le système considérer présente donc des fréquences d'échantillonnage multiples à chaque niveau et pour les trois niveaux. I.1.2- Revêtement de la serre La serre est une simple enceinte limitée par une paroi transparente, qui amplifie certaine caractéristiques du climat extérieur. Le revêtement de la serre constitue la partie la plus importante de l'ensemble. C'est le principal élément Serre Plantes Récoltes Conditions météorologiques Conditions économique responsable de la perte de chaleur et du niveau de lumière dans la serre. Plusieurs matériaux de recouvrement sont disponibles; chacun possède des avantages et des inconvénients.  Verre Du point de vue de la transmission lumineuse, le verre est sans doute le meilleur matériau. Sa capacité de rétention du rayonnement infrarouge lui permet de provoquer l'effet de serre véritable. Dû à leur poids élevé et à leur fragilité, les panneaux de verre ne sont produits qu'en dimensions réduites, ce qui a pour effet de nécessiter une structure important et forte qui crée de l'ombrage.  Fibre de verre ou polyester stratifié Le fibre de verre ou polyester stratifié est un plastique rigide parfois utilisé comme recouvrement. Il est habituellement vendu en panneaux rigides ondulés ou plats. Sa durée est très longue, 15 à 20 ans. Cependant, sa transparence à la lumière est faible; de ce fait, il ne peut être utilisé qu'en paroi simple. Les pertes de chaleur sont alors très élevées, environ 40% plus élevé qu'un double polyéthylène. De plus, le panneau de fibre de verre ondulé présente plus de surface par rapport au panneau plat, d'où une perte de chaleur plus importante d'environ 8%. Les panneaux plats nécessitent cependant une structure plus importante pour leur assurer une bonne rigidité. Après un certain temps d'exposition, la fibre de verre subit une dégradation de sa surface et un jaunissement dû à l'action du rayonnement ultraviolet. Ceci réduit de façon notable sa transmission lumineuse. Le matériau nécessite un nettoyage à tous les 6 mois et un traitement périodique (à tous les 4 ou 5 ans) de sa surface avec un enduit spécial à base de résine pour lui redonner une certaine transparence.  Polyéthylène Il est robuste, léger, flexible et permet une structure légère. Sa transmission de la lumière est bonne et son action diffusante élimine les ombrages directs au sol causés par la structure.  Polyéthylène vinyle acétate (EVA) Le pourcentage de transmittance du polyéthylène vinyle acétate est comparable à celui du polyéthylène. Il permet un meilleur effet de serre que le polyéthylène mais bien moindre que celui du verre. Comparé au film de polyéthylène recouvert d'un mince film d'eau de condensation, il n'amène pas d'économies importantes d'énergie…  Chlorure de polyvinyle Ce film plastique permet un très bon effet de serre mais sa largeur limitée et son élasticité trop élevée le rendent inadapté aux structures de grand tunnel. De plus, il est très coûteux.  Autres D'autres revêtements plastiques rigides sont maintenant disponibles sur le marché. À base de polycarbonate ou de polymétacrylate, ces matériaux sont disponibles en plus grandes pièces que le verre, les fuites au niveau des joints en sont diminuées et le rayonnement solaire est moins intercepté par la structure. Les coûts très élevés de ces matériaux limitent actuellement leur utilisation à de petites surfaces. Tous les revêtements plastiques sont hautement inflammables. Il faut donc prendre toutes les précautions nécessaires pour éliminer les risques d'incendie. Un dégagement adéquat autour des fournaises et des tuyaux est requis. I.1.3- Définition de l'effet serre: L'énergie solaire qui pénètre dans la serre est absorbées par les plantes, le sol, et les différentes structures. Il en résulte une augmentation de température de ceux-ci et une augmentation d'émission de chaleur par ces différents corps sous forme de rayonnement infrarouge longs, par conséquent, l'énergie solaire est piégée par la serre, c'est l'effet serre. Cet effet est favorable aux cultures, grâce au maintien ou à l'élévation des températures de l'air et du sol lorsque les températures extérieures sont basses. Pratiquement, la quantification de l'effet serre peut être estimée en l'absence de chauffage, par la différence entre la température diurne atteinte à l'intérieure de la serre et celle de l'extérieure, multipliée par le nombre d'heures pendant laquelle cette différence subsiste (somme de «degrés-heure») Dans les régions à fort ensoleillement, telles que les régions méditerranéennes et arides, et malgré l'aération naturelle ou forcée, l'effet serre génère en conditions estivales un accroissement considérables de la température intérieure pouvant atteindre 40°C. Parallèlement, on observe une diminution considérable de l'humidité relative de l'air. De telles conditions interdisent la production sous serre pendant plusieurs mois dans les pays méditerranéens. Ainsi le recours à des techniques qui permettent de diminuer artificiellement la température et accroître l'humidité de l'air est indispensable si on veut réduire cette période d'intersection culturale au minimum. I.1.4- Apport énergétique de la serre: Dans la serre, les apports d'énergie peuvent être soit de type naturel (rayonnement solaire), soit de type artificiel (Chauffage, éclairage artificiel). - Rayonnement solaire: Il est très irrégulier et fonction de la saison. - Rayonnement atmosphérique: Il est plus régulier que le rayonnement solaire, il est de l'ordre 200 à 300 w/m2 la nuit et 300 à 400 w/m2 le jour. - Chauffage: La serre, contrairement à un bâtiment en dur, se refroidit rapidement et atteint une température très proche de l'extérieur. - Refroidissement: Ventilation naturelle ou forcée. II- Avantages et inconvénient II-1- Avantages La serre a des multiples avantages, nous pouvons citez entre autres : - Le contrôle de la température : la serre maintient la température optimale de développement de la plante. - Le contrôle de l’humidité : la serre n’est pas ouverte à la pluie, l’eau est donc apportée à la plante manuellement en fonction de ses besoins. Deux techniques d’irrigation sont proposées, l’irrigation par aspersion (moins recommandée) et l’irrigation gouttes à gouttes (recommandée). Par ailleurs, il est à noté que parfois, les éléments nutritifs de la plantes sont apportés dans cette eau. - Le contrôle de la luminosité : la lumière est indispensable pour les plantes chlorophyllienne, la serre régule l’intensité de lumière nécessaire pour chaque types de plante. - La maitrise du climat est la raison d'être des serres ; on peut créer un environnement idéal pour la croissance des plantes. Sa gestion uploads/Ingenierie_Lourd/ culture-sous-serre-cm.pdf