Daylight Greenhouse avec des plantes

© Technokas

Rayons du soleil concentrés

Consommation en énergie plus faible, meilleure croissance des plantes : à l’aide de systèmes optiques à lentilles en masses pour moulage PLEXIGLAS®, une entreprise néerlandaise construit une nouvelle génération de serres.

Pour se développer correctement en serres, les plantes ont besoin de températures et de conditions d’éclairage aussi régulières que possible. Par conséquent, les exploitants de serres commerciales doivent, en règle générale, dépenser beaucoup d’argent pour le chauffage, la climatisation et la protection solaire. L’entreprise néerlandaise Technokas a développé une alternative : la serre Daylight Greenhouse consomme moins d’énergie qu’une serre traditionnelle, mais elle va plus loin : elle en produit même. Elle ne nécessite pas non plus de système de protection solaire supplémentaire.

La question que nous nous sommes posée au départ était donc la suivante : comment pouvons-nous rendre utile l’excès d’énergie solaire qu’une serre reçoit mais n’utilise pas ?

Hans van Tilborgh
un des trois dirigeants de Technokas

« Normalement, une partie de l’énergie du rayonnement solaire n’est pas utilisée dans les serres et elle est perdue », indique l’un des trois dirigeants de Technokas, Hans van Tilborgh. Cela fait déjà 26 ans que Technokas planifie et réalise des projets de serres, des systèmes de climatisation et des locaux commerciaux aux Pays-Bas. Les experts le savent : les plantes sont loin d’avoir besoin, pour leur croissance, de tous les rayons du soleil qui pénètrent dans la serre. « La question que nous nous sommes posée au départ était donc la suivante : comment pouvons-nous rendre utile l’excès d’énergie solaire qu’une serre reçoit mais n’utilise pas ? », se demande Hans van Tilborgh. La solution : une couverture qui focalise la lumière du soleil arrivant directement, la transforme en énergie, mais laisse encore passer suffisamment de lumière diffuse pour permettre une bonne croissance des plantes. L’idée de la Daylight Greenhouse était née.

Produire de l’énergie

Pendant plus de dix ans, les ingénieurs de Technokas ont travaillé à cette première idée jusqu’à la mener au stade de la production en série. La pièce maîtresse de la nouvelle génération de serres est une construction spéciale du toit : celui-ci est constitué de panneaux à double vitrage présentant de bonnes propriétés d’isolation et intégrant des lentilles de Fresnel. Celles-ci concentrent la lumière incidente du soleil sur un collecteur qui suit la course du soleil sur deux axes et transforme à son tour la lumière en énergie thermique. « Le concept ne fonctionne que grâce à la synergie entre les différents composants », explique Hans van Tilborgh. « L’énergie obtenue peut alors être stockée soit pour le chauffage pendant la nuitsoit pour l’hiver ». 

Nous avons opté pour le PLEXIGLAS® parce que ce matériau présente une grande perméabilité à la lumière et que, surtout lorsqu’on le compare avec d’autres plastiques, il reste stable à long terme .

Hans van Tilborgh
un des trois dirigeants de Technokas

Défi technique

Outre le développement du capteur solaire mobile, qui suit la course du soleil, c’est avant tout la construction des systèmes optiques à lentilles qui s’est avérée être un défi technique, se souvient Hans van Tilborgh : « Le matériau des lentilles doit être capable de focaliser la lumière, tout en laissant passer le plus possible de lumière diffuse pour la croissance des plantes. » Après quelques tests réalisés avec différents matériaux, notre choix s’est porté sur des lentilles fabriquées en PLEXIGLAS® Solar selon le procédé de moulage par injection, par les spécialistes des matières plastiques de la Société Pekago Covering Technology. « Nous avons opté pour le PLEXIGLAS® parce que ce matériau présente une grande perméabilité à la lumière et que, surtout lorsqu’on le compare avec d’autres plastiques, il reste stable à long terme », explique Hans van Tilborgh.

La masse pour moulage spéciale PLEXIGLAS® Solar est par ailleurs modifiée de sorte que le matériau laisse passer certaines longueurs d’onde de la lumière dont les plantes ont besoin pour leur croissance, mais qu’il soit en même temps plus résistant encore aux rayons UV. « Les valeurs de transmission de la lumière demeurent, par conséquent, pendant des décennies », indique Peter Battenhausen, Senior Business Manager chez Röhm. « En outre, le PLEXIGLAS® offre une grande précision de reproduction visuelle qui rend possible la production de la structure de prisme de grande précision, d’une taille de 1,25 millimètre seulement. »

Ainsi, nous économisons maintenant 40 pour cent de nos coûts de chauffage et c’est la serre elle-même qui produit environ la moitié de l’énergie dont nous avons encore besoin.

Richard ter Laak
le dirigeant de Ter Laak Orchids

Un matériau qui fait ses preuves dans la pratique

En 2014, la première Daylight Greenhouse a été achevée aux Pays-Bas. Elle mesure 4 000 mètres carrés. Et elle a tellement convaincu l’exploitant de Ter Laak Orchids que celui-ci en a mis en service une autre, plus de dix fois plus grande, au cours de l’été 2018. « Ainsi, nous économisons maintenant 40 pour cent de nos coûts de chauffage et c’est la serre elle-même qui produit environ la moitié de l’énergie dont nous avons encore besoin », indique le dirigeant de Ter Laak Orchids, Richard ter Laak. « Nous avons par ailleurs un climat plus régulier dans la serre, ce qui fait que nous perdons moins de plantes à la suite de maladies et de champignons. » En outre, les plantes reçoivent jusqu’à 40 pour cent de lumière du soleil en plus pendant les mois d’hiver, car aucune protection solaire supplémentaire n’est nécessaire. Au lieu de cela, le toit assure une lumière diffuse continue. « Ce sont là des conditions idéales pour nos orchidées », précise Richard ter Laak.

Les serres Daylight Greenhouses conviennent pour les orchidées, mais également pour toutes les autres plantes qui se plaisent à l’ombre. « Ceci est vrai, par exemple, pour de nombreuses plantes en pots. » En revanche, des légumes tels que les tomates et les concombres ont généralement besoin d’autant de lumière du soleil que possible », précise le constructeur de serres, Hans van Tilborgh. Les Daylight Greenhouses pourraient être utilisées partout dans le monde, « mais c’est surtout dans les régions où les nuits sont relativement froides qu’elles manifestent leurs avantages ». Dans les régions chaudes, l’énergie obtenue peut toutefois être également utilisée pour le refroidissement par absorption. Une nouvelle génération de serres pour de nombreux domaines d’application, rendue possible par les masses pour moulage PLEXIGLAS®.