L’invention d’un système thermique solaire et passif pour chauffer les serres et les maisons

La serre agricole permet aux agriculteurs de cultiver des légumes, des fruits et des plantes dans des conditions plus favorables qu’à l’extérieur. En contrôlant le climat intérieur, il est possible de faire des cultures de contre-saison. L’inconvénient de cette méthode d’agriculture est qu’il est nécessaire de maintenir les températures intérieures stables. En effet, les pics de température (surchauffe ou refroidissement) pourraient avoir des impacts sur la production agricole. Jusqu’à ce jour, les agriculteurs utilisent la combustion des combustibles fossiles coûteux et polluants pour chauffer leur serre. Fort de ce constat, des chercheurs de l’Université nationale de La Plata, en Argentine, ont cherché un moyen de résoudre ce problème. Ils auraient ainsi trouvé une alternative efficace et durable. Il s’agit d’un système solaire thermique passif, composé de blocs de béton et de gaines en PVC remplies d’eau. Décryptage.

Comment a commencé ce projet ?

Graciela Viegas, architecte à l’Université nationale de La Plata, et ses collègues ont travaillé sur un système de régulation de températures pour les serres, mais également pour les maisons. Cette équipe de recherche vise à atteindre deux objectifs majeurs. Le premier est de trouver une solution plus efficace et plus écologique que les appareils fonctionnant aux combustibles fossiles. Le deuxième consiste à minimiser le coût en privilégiant les matériaux abordables. Cela permettrait d’utiliser le nouveau système dans les petites serres familiales et les maisons rurales qui n’ont pas les moyens d’accéder à des outils de pointe.

Au début, Viegas a eu l’idée de mettre au point un système de stockage solaire polyvalent et modulaire. Ce dernier devrait ainsi avoir la capacité de configurer diverses conditions de charge thermique et de stabiliser la température à l’intérieur d’une serre. Mais comme il fallait aussi penser au coût, l’architecte s’est tourné vers une solution passive courante qui n’exploite que l’énergie thermique générée par le soleil. Son équipe s’est donc concentrée sur les mécanismes basiques de transfert de chaleur, notamment la conduction et le rayonnement thermique.

Comment a été conçu ce système thermique hybride ?

Ces chercheurs ont testé séparément un processus de transfert thermique avec du béton et un autre avec de l’eau dans un laboratoire à ciel ouvert de la faculté d’architecture et d’urbanisme de l’Université nationale de La Plata. Ensuite, ces systèmes ont été installés dans une serre fabriquée en polyéthylène de 9 m² et d’une épaisseur de 200 μ. Selon eux, ni l’un ni l’autre n’avaient présenté des résultats intéressants. C’est pourquoi ils ont décidé de combiner ces deux méthodes dans un seul système solaire thermique. En pratique, ils ont construit des modules mixtes composés de blocs de béton pré-moulés et de tuyaux en PVC remplies d’eau.

Par rapport aux systèmes à eau ou à béton, le système solaire thermique hybride serait la plus viable et la plus performante. Trois modules ont été testés dans une serre de plantes indigènes de l’université. Les mesures prises ont montré que la technologie mixte avait permis d’obtenir une température intérieure homogène sur une durée plus longue. En effet, elle serait en mesure d’absorber la chaleur produite par la lumière solaire le jour et de la restituer la nuit.

Quel est le coût de cette technologie solaire thermique mixte ?

D’après Viegas, ce système utilise seulement du béton et des gaines en PVC, qui sont des matériaux moins chers et faciles à trouver. Cet architecte pense qu’il faut prévoir un budget entre environ 290 et 700 $ pour construire un module. Par ailleurs, ce système affiche une efficacité énergétique élevée et aucun risque d’incendie, contrairement aux solutions alimentées par des carburants. Plus d’informations : ResearchGate