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LIAISON'RECHERCHE AGRONOMIQUE - INDQSTRIES PLASTIQUES ClS<^ M cO 2 ^ ' ^ 3 1 ^

COMMISSIONS : . Physique des serres F. SEVILA (CEMAGREF)

. Techniques culturales R. BRUN (CPA)

ANGERS - 4 au 5 MAI 1988

RESUME DES INTERVENTIONS

Le ComitS des Plastiques en Agriculture tient a remercier :

. la station du Val de Loire du CNIH qui sur place a coordone avec autant de gencillesse que d'efficacite I'organisation des rencontres et des visites,

• I'ENITHP pour son accueil et son apport logistique,

• nos collegues beiges qui ont fait le deplacement jusqu'a Angers,

. le CEMAGREF pour I'edition de ce document,

. et tous les techniciens et ingenieurs du secteur industriel de I'agriculture pour leur active collaboration et leur esprit de cooperation.

COMITE DES PLASTIQUES EN AGRICULTURE 65 rue de Prony - 75854 PARIS CEDEX 17

Tel. 47.63.12.59 - T€lex : 641636 F

LIAISON RECHERCHE AGRONOMIQUE - INDUSTRIES PLASTIQUES C O M Q^-n -2 M

COMMISSIONS : . Physique des serres F. SEVILA (CEMAGREF)

. Techniques culturales R. BRUN (CPA)

ANGERS - 4 au 5 MAI 1988

RESUME DES INTERVENTIONS

Le Comite des Plastiques en Agriculture tient a remercier :

. la station du Val de Loire du CNIH qui sur place a coordone avec autant de gentillesse que d'efficacite I'organisation des rencontres et des visites,

• I'ENITHP pour son accueil et son apport logistique,

. nos collegues beiges qui ont fait le d€placement jusqu'a Angers,

• le CEMAGREF pour I'edition de ce document,

. et tous les techniciens et ingenieurs du secteur industriel de I'agriculture pour leur active collaboration et leur esprit de cooperation.

COMITE DES PLASTIQUES EN AGRICULTURE 65 rue de Prony - 75854 PARIS CEDEX 17

Tel. 47.63.12.59 - Telex : 641636 F

SOMMAIRE

PAGE

Bilan statistique de I'utilisation des plastiques en techniques culturale (M. DAUPLE - INRA) 4

RScents diveloppements sur les mat€riaux et produits plastiques utilises "

en agriculture (P. MACCA - CPA) 9

Les agents antigouttes internes (G. VERCRUYSSE - AKSO) 12 ^

Films coextrudes pour couverture de serres (P. TONEATTI - EXXON) 17 I

Comparaison de divers films plastiques en couverture d'abris froids

(J. LAGIER - INRA) 22 Coextrusior-, films pour serre (V. BESSON - FAYARD et RAVEL) 26

Evolutions des techniques de semi-forgage - La maitrise des facteurs climaciques en region mediterraneenne (Ch. YARD et M. MERMIER - CEHM/INRA). 31

Le paillage en pgpiniere (D. LEBRUN - BHR) 37

Le paillage plastique - Bilan des applications en grande culture (L. SYSTMA - UNCAA) 41

Le paillage en viticulture - Developpements rficents (R. AGULHON, P. DUMARTIN - ITV) 52

Le paillage matiere plastique en verger (M. RAHN - ENSAR) 56

f

Effets de hauts niveaux d'humidite sur la croissance des plantes (S. COUTISSE - CEEECP ) 57

Techniques modernes d'enregistrement du climat dans les serres (J. DELTOUR - CEEECP ) 62

Etude des PAC a deshumidification en culture sous serre a couverture plastique (G. CHASSERIAUX - ENITAH) 75

Le contr51e de I'humidite excessive des serres par PAC (P. FEUILLOLEY -

CEMAGREF ) 83

Les appareils de d€shumidification (Y. PERRIN - EDF) 98

Controle de I'humidite des serres (S. MAKHLOUF - CNRS) 101

Semi-forgage en tunnel aire (JJ. GERST - CTIFL) 105

Solarisation d'un sol par un film antigoutte (S. MAKHLOUF - CNRS) 109

La biodegradabilite du polyethylene (T. DAPONTE - LEJAPLAST) 113

Le developpement de la gamme des non tisses en horticulture (Th. GREGOIRE -

SODOCA) 117 Serre regulsat, un logiciel de formation aux mSthodes de regulation (C. MONTEIL - ENSAT ) 122

Le semi-forgage, Evolution des techniques (M. DAUPLE - INRA) 127

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- 3 -

RECENTS DEVELOPPEMENTS SUR LES MATERIAUX

ET PRODUITS PLASTIQUES UTILISES EN AGRICULTURE

Pascal MACCA Comite des Plastiques en Agriculture 65, rue de Prony 75854 Paris Cedex 17

La plasticulture n'echappe pas aux contraintes de competitivite, done de productivite, qui pesent sur I'activite agricole dans son ensemble.

La reduction du cout des intrants agricoles est bien evidemment une des composantes de ce challenge.

Pour la plasticulture, cela va se traduire par une tendance a la diminution des quantites de produits consommables utilises par unite de surface et par un'e amelioration constante des performances permettant une optimisation du revenu net (qualite des productions, augmentation des rendements et/ou precocite, reduction des couts de main d'oeuvre et autres intrants agricoles, etc.) .

L'evolution actuelle de la plasticulture tend done vers une amelioration des performances des produits plastiques pour un cout surfacique equivalent ou vers une reduction de ce cout a niveau de performances equivalent.

II n'y a pas a proprement parler de revolution spectaculaire aujourd'hui dans les techniques et produits plasticoles, mais plutot un perfectionnement continu des materiaux et produits finis ou semi-finis existants, et ceci a deux niveaux.

Au niveau des matieres premieres plastiques

Au cours des toutes dernieres annees, il n'est pas apparu de nouvelles matieres plastiques dont la conjugaison des performances et du cout aurait permis d'envisager de larges developpements dans les applications agricoles.

II serait plus realiste d'evoquer, d'une part, les ameliorations et perfec-tionnements de materiaux maintenant bien connus (PE lineaire par exemple) et d'autre part I'utilisation de. proprietes physico-chimiques particulieres de certains polymeres "speciaux" jusqu'a ce jour peu repandus en plasticulture (polymeres acryliques par exemple).

Au niveau des machines et equipements de transformation

A cote des importants progres apportes a la performance generale des equipements traditionnels (debits, regularite des fabrications, autocontrole, etc.),

- y\0-

la technique de ia coextrusion va conduire a I'apparition d'une nouvelle generation de produits plastiques, en particulier pour les films de grandes largeurs. Ces produits multicouches vont realiser une association cumulative optimum des proprietes particulieres des differents polymeres constitutifs de leurs structures.

Une presentation des recents developpements plastiques les plus significatifs peut etre resumee dans les tableaux suivants pour deux techniques culturales majeures :

S E R R E S

Produit Objectif Caracteristique

recherchee Polymere utilise .

Technique de transformation

FILM ^ cout (durabilite)

Face anti-poussiere acrylique enduction

FILM X rendements

*54 maladies cryptogamiques

Effet anti-buee durable

acrylique coextrusion (hydrophile)

FILM ^ c o u t ( d u r a b i l i t e )

Amel io ra t ion des p r o p r . mecaniques a e = c o n s t .

PE lineaire coextrusxon

FILM V| cout Maintien des proprietes mecaniques a epaisseur reduite

PE lineaire coextrusion

PLAQUE ^ cout (mono paroi) (durabilite)

Amelioration des propr. mecaniques

PVC extrusion / biorientation

PLAQUE ^ cout (mono paroi) (durabilite)

Amelioration des propr. PMMA "choc" extrusion mecaniques

./.

. . A A .

P A I L L A G E

Produit Objectif Caracteristique

recherchee Poljonere u t i l i s e

FILM ^ cout

FILM ^ cout main d'oeuvre

FILM ^ cout du traitement herbic.

^ rend et precocite

FILM ^cout main d'oeuvre

liaintien des propr. mecaniques a epaiss. reduite

Technique de transformation

PE lineaire mono extrusion (comonomere lourd) '

Degagement herbicide acrylique controle

Photo selectif (opaque thermique)

Auto destruction (biodegradable -hydrosoluble)

PE lineaire

acrylique vinylique

Dans le domaine du semi-forgage, il faut souligner I'apparition recente de baches tissees en PP ou PE hd utilisees tant en couverture de petits tunnels qu'en baches a plat.

- \SC

AKZO Chemicals

GUIDO VERCRUYSSE 13, AVENUE MARNIX

1050 BRUXELLES

LES AGENTS ANTIGOUTTES INTERNES

LA PRODUCTION D'UN FILM ANTI-GOUTTE

ADDITIF POLYMEBE

^ ^ Y 5 EXTRUDEUR (FILM)

AKZO Chemicola

± i Ob

ADDITIFS "ANTI-GOUTTE"

NOMENCLATURE CHIMIQUE

ESTERS D'ACIDE GRAS DE SORBITOL

ESTERS D'ACIDE GRAS OE H H H 0 0 0 H , 0

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i 1 0

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AKZO 0)ealC8l9

H H

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H H H

R = C17H33 - MONO R = C11H23 - MONO

GLYCEROL

R

OLEATE LAURATE

1 6 . -

MECANISME DES AGEf

APRES LA PRODUCTION

APRES 24 HEURES

APRES 12 MOIS

ADDITIF ANI AKZO C h e a l c s l s

vlTS ANTIGOUTTES INTERNES

> ••

FILM

PARTIE HYDROPHOBE IGOUTTE L PARTIE HYDROPHILE

MECANISME DES AGENTS ANTIGOUTTES INTERNES

SURFACE OU FILM

K\\\\\\\\\^ k<S\^\<K\\^ SANS AODITIF ANTIGOUTTE AVEC ADDITIF ANTIGOUTTE

AKZO Chemicals

l U O

EFFETS DES AOOITIFS ANTI-GOUTTES

- TRANSMISSION LUMINEUSE AMELiOHEE

- PAS OE OECiTS AUX CULTunES

DES G0U7TES OEAU

- PAS 0-EFFETS DE -LOUPE*

Crtaalca)*

PAft SUITE OE LA CHUTE

- 1 ^ -

TEST "ANTI-GOUHE"

-EMISSION CONTINUE OE VAPEUfI CMAUDE

-EMISSION OISCONTINUE (CYCLE) OE VAPEUR CHAUDE

-EMISSION OE VAPEun FnoIDE

-MESUnE OE L'ANGLE 0£ CONTACT

UIZO Ou . t ca la

TEST "ANTI-GOunES"

VAPEUn CHAUOE

r jLM

OAiM O ' E A U A SO C .

EMISSION CONIINUE DE VAPEUn aiAUOE O A I N O'EAU A 50 C EN PERMANANCE

EMISSION DISCONTINUE (CYCLE) B A I N O ' E A U OunANT U H A 50 c

ENSUITE nEFRUIUISSEHENI OURANT 16 H OU UAIN JUSUU'A UNE TEMPEHAIunE HlN DE 20 C.

NOTE: LES EPflOUVETIES SUNT UISPOSEES utlO C l u a l c i l i jvEC UNE ANULE OE 15 UEiaiES

TEST "ANTI-GOUnES"

VAPEUR FROIOE

FILM

2 H A TEMPERATURE OE LA PIECE

n FRIGO

UUO OMalc.l.

TEST "ANTI-GOUnE"

MESURE OE L'ANGLE OE CONTACT

METHODE OE LA PLAQUE DE HILlCLMY

i RECEDING ANGLES:

ANGLES 0'ECOULEMENT:

F I L M LOPE: 78 - 85

FILM LOPE TRAIIE ANTI-GOUTTE: 66 - 70

AAiO Q M . I C . 1 .

CLASSES

NOURYMIX AF

NOURYMIX GA

- MELANGE-MAITRE

(DE 20 A 80 % D

- POSSIBILITE OE

AKZO Chemicals

- 400

- 300

4 TRES

- 15-DES "ANTI

SERIES

SERIES

ADVANTAGES

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ESTERS DE

ESTERS OE

HAUTE CONCENTRATION

•AGENTS ACTIFS)

FORMULATION A LA DEMANDE

SORBITOL

GLYCEROL

EN AODITIF

CONTROLE DE QUALITE

-QUALITATIF - TESTS EN LABORATOIRE

- TESTS SUR LE CHAMP

-QUANTITATIF " CONCENTRATION DE L'ADDITIF

AKZO Chemicals

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76

TRANSMISSION LUMINEUSE FILM LOPE 50 MICRON

• • I • ' ' • I • • • • I • • • • I • • - • - • - ! - •

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• SANS AOOfTIF -t iJt ANTI-GOUTTE AKZO

700 750 800

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PROGRAW)Ut "NOURYUIX"

AGEWTS AKTISTATIQUES

AGENTS ANTI-GOUTTc

AGENTS D'AOHEBENK

AGENTS DE GLISSEHEKT

LUSRIFIANTS

AGENTS IGNIFUGES

AGENTS PHOTOSTAEILISANTS

ANHYDRIDE MALEIOUE

.CO-AGENTS

FORMIJLATIONS EXPERIMENTALES

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NOURYMIX SF

NOURYMIX GA

NOURYMIX AF

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NOURYMIX SI

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NOUSYMIX UV

NOURYMIX UV

NOURYMIX MA .

NOURYMIX XL •

NOURYHIX XP ;

000 SERIES

100 SERIES

300 SERIES

400 SERIES

MOO SERIES

iOOO SERIES

700 SERIES

1400 SERIES

1500 SERIES

1600 SERIES

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AKZO Chemicals

- l ^ -

FILMS COEXTRUDES

POUR COUVERTURE DE SERRES

P. TONEATTI

Exxon Chemical International Marketing Inc.

Commission "Physique des Serres" CPA, Angers, A mai 1988

- \ ^ -

INTRODUCTION

Depuis longtemps, des films coextrudes sont utilises pour des applications particulieres. C'est le cas par exemple dans le secteur de I'emballage,

Dans le domaine horticole, la coextrusion est un sujet brulant depuis a peine plus d'un an. Ceci est du au nombre important de nouvelles lignes permettant 1'extrusion de films tri-couches en grandes largeurs : en Europe, le nombre d'installations de ce type aura pratiquement quadruple entre debut 86 et fin 88.

Apres une breve description du procede de coextrusion, les avantages potentiels pour les films pour serres et tiinnels seront discutes et illustres par quelques exemples.

LE PROCEDE

a) Description

L'extrusion en gaine soufflee consiste d'abord a faire fondre et a homogeneiser un polymere thermoplastique dans une extrudeuse. Puis la masse en fusion est forcee a travers la filiere annulaire de la ligne. La gaine ainsi formee est ensuite gonflee aux dimensions requises et simultanemen.t etiree par enroulement du film refroidi.

Pour la coextrusion, le principe est le meme, si ce n'est que plusieurs extrudeuses debitent des polymeres dans une meme tete. Cette tete a pour role de canaliser les differents polymeres en des couches paralleles. Les resines s'ecoulent ainsi en plusieurs couches concentriques, sans etre melangees.

Les films multi-couches ainsi realises comprennent en general deux a cinq couches, faisant intervenir dexix a cinq matieres differentes. Pour les applications horticoles, le nombre de couches est actuellement limite a deux, ou trois. Sur film transparent, le nombre de couches n'est decelable qu'au microscope, sur coupe microtomique. De meme, la determination du nombre de matieres differentes necessite une analyse tres delicate.

b) Avantages

Les avantages que la coextrusion peut apporter sont de differentes natures :

* Mise en oeuvre : 11 est possible d'utiliser des polymeres difficilement extrudables en monocouche. Par exemple des EVA a forte teneur en acetate de vinyle. Ceux-ci sont plus facilement coextrudables entre deux couches de PEbd qu'en monocouche etant donne qu'ils sont tres collants.

^ 1 3 -

* Optimisation des proprietes : la combinaison de polymeres differents peut permettre d'obtenir des proprietes interessantes. II s'agit en fait de combiner les points forts complementaires de certaines resines et d'en limiter les faiblesses.

* Optimisation des couts : des polymeres interessants sont parfois exclus pour des raisons de cout. Grace a la coextrusion, 11 est possible de tirer parti de leurs performances en les incluant dans une couche seulement. Le cout est ainsi reduit par diminution de la quantite necessaire de la resine en question. C'est le cas dans certains films "barriere" aux gaz.

LES AVANTAGES POUR LA COUVERTURE DE SERRES

a) Materiaux et performances

Les proprietes importantes pour films de serres relevent de plusieurs domaines :

optique : transparence, couleur physique : transmission dans 1'infra-rouge long (effet de serre) mecanique : solidite, fluage chimique : resistance a la degradation due aux UV

Les materiaux entrant dans la composition de ces films sont en general des polyolefines, et plus particulierement des PEbd et des copolymeres EVA. Ces abreviations generiques designent toute une gamme de polymeres de nature semblable. Entre eux, ils se distinguent notamment par des taux d'acetate de vinyle (VA) differents. Ce taux est tres important, car determinant pour certainas proprietes.

POLYMERE

TAUX DE VA

Transmission lumineuse

Thermicite (barriere aux IR)

Proprietes mecaniques

Resistance a basse temperature

Fluage

Resistance aux UV

LDPE

0-5 %

+/-

+/-

+/-

-

-H-

+/-

EVA

12 %

+

+

+

+

+/-

+

IS %

++

-H-

-H- i

++

1 +

. , X 0 -

Le tableau ment ils important. est de 12

ci-dessus illustre les avantages des EVA. 11

Malheureuse-un fluage

C'est pourquoi en monocouche, le maximum de VA employe a 15 % pour les films de serre : ces taux correspondent

presentent 1'inconvenient majeur d'avoir

au meilleur compromis entre toutes les proprietes.

b) Les films coextrudes

Grace au procede de coextrusion, 11 est possible de combiner les proprietes de copolymeres de taux d'acetate de vinyle differents, dans le but d'ameiiorer I'effet de serre et de diminuer le fluage. Le tableau suivant compare plusieurs films mono- ou tri-couches au vu de leurs performances :

FILM

STRUCTURE

Taux global de VA (%)

Transmission IR (%) (7-14 micron)

Taux de fluage (%) (120 h - AMPa - MD)

1 2

MONOCOUCHE

12

19

31

15

16.5

40

3 4

TRICOUCHE 1

12

17.5

20

14

17.0

27

Les films 1 et 2 permettent de comparer deux copolymeres, I'un a 12 %,I'autre a 15 % de VA. Le premier est plus interessant pour la resistance au fluage, le second pour la thermicite. Le film 3 montre qu'a tavix de VA global identique, il est possible d'obtenir des proprietes plus avantageuses par coextrusion : compare au film 1, le taiix de VA est identique, mais la thermicite semble legerement meilleure, et le fluage est reduit. L'exemple du film 4 est similaire: a ta\jx de VA comparable au film 1, la thermicite est sensiblement identique, et le fluage reduit.

Comment ces resultats sont-ils obtenus ? La "recette" varie en fonction de I'equipement. Mais le principe reste le meme : il s'agit de combiner un EVA a forte teneur avec un ou plusieurs autres a teneur beaucoup plus faible. Et le succes technique resulte de la combinaison optimale de deux a trois resines sur une ligne de coextrusion donnee : les performances d'vm film coextrude ne lui sont donnees ni par I'equipement a lui seul, ni exclusivement par les polymeres utilises.

. 3 . ] . .

CONCLUSION

En rendant possible 1'extrusion combinee de plusieurs polymeres, la coextrusion peut permettre certaines ameliorations des films de couverture de serres.

Meme si certains transformateurs ont deja acquis une solide experience de cette technique, elle devrait conduire pour le futur a de nombreux developpements, dont 11 est souhaitable qu'ils profitent a I'horticulture grace a une qualite sans cesse ameiioree.

_ ^ ^ ^

J Lagier INRA SAD ALENYA

COMPARAISON DE DIVERS FILMS PLASTIQUES EN COUVERTURE

D'ABRIS FROIDS

II s'agit de tester des films sur des tunnels de 33 in de longueur sur 7 m de largeur exposes NW-SE.

Les laizes utilisSes ont 4,50 m de large et I'aeration statique est assur^e par des Scarteurs de belches en faitage.

Tous les filras thermiques ont 4t6 plac§s en septembre 1987

FILMS UTILISES

COMPOSITION

POLYETHYLENE AI 4 F PE

COEXTRUDE PB.EVA.PE

COEXTRUDB AGRILENE EVA.PE-IR.PE

PE-IR type PITT PE Modifi4

COEXTRUDB MULTISOLAR EVA.PE-IR.PE

ORIGINE EPAISSEUR

AGRIPOLYANE 200 ji

DELTACOM 180 u

FAYARD-RAVEL 200 )j

SILVALLAC 200 y

EIFFEL 200 u

MESURES MICROCLIMATIQUES

Les temperatures Les relev^s sont effectu4s ^ I'aide de thermocouples places en "indices actinotheriniques" h 20 cm de hauteur et relics h une centrale de mesure portable Campbell 21 X.

Temperatures moyennes d'air de 19 h ci 8 h (nocturnes)

COEX COEX COEX PE.IR Deltac Fayard Eiffel Silval

7''8

5''0

5°0

7''8

6"'4

•1°6

PE EXTERI Polyane

16 au 22 F6v

23 au 29 F§v

01 au 07 Mars

08 au 14 Mars

MOYENNE

Minima absolu

7»8

4"'8

409

702

6»2

-1»5

7»5

405

4«>6

7°1

509

-2^0

7»6

4°7

4°7

702

6°0

-2°0

3<'7

S'l

4'»8

- 2 ° 1

4''3

4"'2

7'5

5 " !

-4°2

-23-

...T..?.,!B..El.£§.ky..?,§,.§...j.o,,y.§.D.iO.§.s.....A.l..§..4..£.<?[..§..._.§..h.^.. i...?.....l? (...4..i..y.?rp.^.s).

COEX COEX COEX PE IR PE EXTERI Deltat Fayard Eiffel Silvall Polyane

16 au 22 F6v 18''6

23 au 29 Fev 12»0

01 au 07 Mars 13''8

08 au 14 Mars 17''3

MOYENNE 15»4

Maxima Absolu 29*7

Les resultats obtenus avec les films therraiques les annees precedentes sont confirmes.

On enregistre des temperatures moyennes nocturnes et des temperatures minimales plus elevees sous les films thermiques que sous le polyethylene longue duree. Les temperatures sous les films tri-couches sont legerement inferieures ^ celles obtenues sous le mono-couche thermique.

Peu d'ecarts sont observes de jour, la transparence plus ou moins marquee des materiaux a une repercussion directe sur les temperatures maximales .

1 5 » 1

12»2

1 3 M

1 7 ' 2

1 4 » 5

2 4 » 5

18'»1

12 ' ' 6

1 3 » 5

1 8 » 1

1 5 ° 6

2 7 » 4

17»2

1 1 ° 5

12'»9

18»4

1 5 » 0

2 4 ' ' 1

16 ' ' 5

12'»7

13»9

18<'l

1 5 » 3

27»6

1 3 » 0

7<»8

8 » 7

1 3 » 5

10<'8

1 8 » 9

ir.J3KE1^2irfia,*=i:-:jtii£il;;^irX.

-ili-

RESULTATS AGRONOMIQUES

Deux rotations de laitues ont ete pratiquees ^ plat sur un sol paille (PE noir perfore).

1 ere Culture Varietes : AMBIANCE et JUDY Serais en raottes le 06 Octobre 1987 Plantation le 26 Octobre ^ la densite de 16 plantes/ra2

La recolte s'est effectuee le 05 Janvier

A M B I A N C E J U D Y % N C grammes % N C grammes

COEX Deltacom

COEX Fayard

COEX Eiffel

PE-IR Silvallac

PE Polyane

2%

6%

8%

7%

9%

350

381

393

362

364

3%

4%

4%

2%

2%

387

390

425

390

395

Analyse des rendements; pourcentage de laitues non commercialisables (NC) et poids moyen des pomraes recoltees.

2 eme culture Varietes : MELINA et JUDY Semis en raottes le 8 Janvier Plantation le 9 Fevrier ^ la densite de 16 plantes /m2

La recolte s'est effectuee le 06 Avril.

M E L I N A J U D Y % t

COEX Del tacom

COEX Fayard

COEX Eiffel

PE-IR Silvallac

PE Polyane

Analyse des rendements: pourcentage de laitues non comraercialisables (NC) et poids moyen des poraraes recoltees

% N C 10%

15%

8%

28%

5%

grammes 391

387

355

374

363

% N C . 1%

3%

3%

4%

2%

gramm 436

471

421

435

420

-.£b-

Pour les deux dates de plantation, la variete JUDY donne les meilleurs resultats, aussi bien qualitatifs (moins de dechets) que quantitatifs (poids raoyens des laitues).

La maladie des taches orangees (virose) a entrainee des pertes de rendement et rend plus difficile I'analyse des resultats. Cependant la relative ciemence de I'hiver n'a pas permis de materialiser agronomiquement les gains en temperature apportes par les films thermiques.

Les temperatures elevees de nuit mais surtout au cours de la journee sont prejudiciables au bon developpement des laitues.

II est done preferable d'utiliser, dans le sud de la France, des baches de 4,50 metres et d'aerer" au maximum les cultures .

Ces essais de materiaux plastiques se poursuivront ^ Alenya afin, notamment, de mieux apprehender le comportement des films coextrudes tri-couches.

REMARQUES: Deux autres films coextrudes tri-couches (hors essais) couvrent des tunnels 7 metres a Aienya : -"Thermofillo" de plastika Kritis (Grece). -"AF 887 Visqueen" (Grande-Bretagne).

idô.£i.iiîSî^j,^ta.'m.

(C © K S T T B R U S I O l S r .

FILMS POUR SERRES

- P R O D U I T S H A B I T U E L S

1 / FILM P F 2 •

- dit "33 mois ou 3 s a i s o n s " en ISO nnicrons

- dit "45 mois ou 4 s a i s o n s " en 200 mic rons

P . E . s tab i l i se " NICKEL " - jaune

Quali te : F iab i l i t e

T r a n s p a r e n c e ( s ' e n c r a s s e peu)

Defaut : non thermique

2 / FILM P F 2 * THERMIQUE

- dit " 3 sa i sons thermique " en 180 mic rons

P . E. -I- Charges m i n e r a l e s - s tab i l i se " NICKEL " - jaune

Quali te : Haut pouvoir the rmique

Defaut : opalescent - a spec t ruguevix - s ' e n c r a s s e

...,..-.•• . • -'r^r-~,*.ii.ud:s..'-.--i'...-

-r\^

3 / FILM COPOLYMERE P E - EVA

- dit " EVA 3 " en 180 mic rons

- dit " EVA 4 " en 200 m i c r o n s

P . E . + 12 a 16 % EVA (acetate de vinyl)

; Stabil ise " NICKEL " jaune ou " H . A . L . S . " incolore

Qualite : t r e s bonne t r a n s p a r e n c e

pouvoir thermique c o r r e c t

Defaut : F luage = sens ib le aux hautes t e m p e r a t u r e s

" s 'a l longe et bat au vent "

- S ^ S -

P R O D U I T S N O U V E A U X

? . 9 - ? . ? . T . ^ U D E S " T R I C O U C H E

aa2ecggQp7.'v / /;og/v!wtaaWy E X T R U S I O N

,. (22j2j£/2JlilQrC?CCC0(lQ2Cj2J^eM.t\

En gene ra l film 200 m i c r o n s

POSSIBILITES

Exemples

® P6

r P6

^ ^ j ^ ^ ^ ^ ^ ^ i ^ ^ ^ 3 PRODUITS

on peut inc lure des cha rges the rmiques

P £ PE TH

Ev/A +• ou

RJRT

on peut avoi r un peu d' E. V. A

LE BUT EST D 'ETRE

LE ^ THERMIQUE POSSIBLE

LE j ^ TRANSPARENT POSSIBLE

LE Q FLUANT POSSIBLE

•ir—•^•iiBniT'i->i in - , — ^ r

- ^ ^ -

C O M P A R A I S O N E N T R E D I F F E R E N T S F I L M S

TRANSMISSION LUMINEUSE GLOBALE

TRANSMISSION I. R. LONG. ( 7 - 1 2 mm)

FLUAGE A 23° C

(4 MPa - 100 h)

THERMIQUE 3 SAISONS

AGRILENE

83 - 84 %

11 - 12 %

8 - 9 %

EVA 200 mic rons EVA - GRILENE

90 - 91 %

16 - 17 %

27 - 28 %

TRICOUCHE 200 mic rons

AGRILENE

89 - 90 %

12 - 13 %

14 - 15 %

( Valeurs nnoyennes i ne su r^es sans engagement de no t re par t ) .

i . j ;^ i£. ,^: t - ' :»j- . ,

- B O

LE TRAITEMENT "ANTI - BUEE"

II s'agit d'eviter le phenomene de gouttes

pour le remplacer par un film d'eau • •

AVANTAGES : Clarte exceptionnelle

Pas de chute de gouttes

INCONVENIENTS :

- effet thermique un peu reduit

- ecoulement de I'eau sur les fils de fer

- duree limitee a 1 - 2 ans suivant les cas

- risque de br-Qlures (les gouttes diffractent)

- formation de brouillard dans la serre necessite de ventiler ( a suivre ).

-duree du film reduite - extraction des agents anti UV

Des essais dans le sud seraient les bienvenus.

O o <^ <b C o ^

•* ..-J'V^^'—Ujj^J ^ i H ^ ^ y ; i . \ j . . . i ' • " } . . r ^ ' ••• -"•'-'' -""' •=g~'^*^^3a

- ? ) \ -

COMITE DES PLASTIQUES EN AGRICULTURE Angers - Les A st 5 Mai 1988

EVOLUTION DES TECHNIQUES DE SEMI-FORCAGE

LA MAITRISE DES FACTEURS CLIMATIQUES EN REGION HEDITERRANEENNE

Rapport presente par Christian YARD Centre Experimental Horticole de Marsillargues

34590 MARSILLARGUES Tel : 67 71 55 00

Resultats d'sssais menes en collaboration avec Marie MERMIER I.N.R.A Station de Bioclimatologie

84140 MONTFAVET

INTRODUCTION : Les donnees du probleme

Le semi-forgage comme son nom I'indique est une technique intermediaire entre la culture sous abri et la culture en plein air.

Elle presente de nombreux avantages (creation de micro clLmat, gain de precocite ...) ; mais sa situation intermediaire ne permet pas d'aller tres loin dans la sophistication (chauifage, aeration).

En region mediterraneenne, le principal probleme pose par cette technique est celui de la maitrise des facteurs climatiques en depart de culture. Ceci est du ;

1) au climat

Il se caracterise au debut du printemps par de nombreuses nuits claires et ventees qui succedent a des journees bien ensol&illees. Nous avons alors :

- des temperatures nocturnes basses avec risque d''inversion de temperature sous la chenille,

- des temperatures de jour tres elevees en I'absence d'aeration,

- des ecarts entre le jour et la nuit importants

•n*'b1i«,T"i -Vir"-j - - • ^ ^ J ' i i L:^Zi^iii.^-ii.-HiAimt:*i:i-i:^£h.sii:t J , ^ ^ L ^ ^

-32-

2) aux pratiques culturales des producteurs

Pour des raisons techniques et economiques on assiste en particulier :

- a I'utilisation de films thermiques ayec un effet serre important - au passage a I'aeration irreversible par perforation qui remplace I'ouverture et la fermeture journaliere des chenilles

- a la reduction de la largeur des films et done du volume d'air dans la chenille.

L'objet des travaux depuis 2 ans au C.E.H.M. avec I'aide de I'l.N.R.A. portait sur I'optimisation des conditions climatiques sous la chenille. Ceci conditiorine un bon demarrage de la culture.

Trois pistes de recherche ont ete etudiees :

- I'utilisation de films pre-perfores,

- la double protection temporaire,

- le stockage passif.

LES FILMS PRE-PERFORES

Pour pallier aux problemes de temperatures trop elevees sous une chenille non aeree, I'utilisation de films pre-perfores des la mise en place de la culture peut-etre envisagee.

Dans ce but, nous avons teste en 1987 et 1988 differents films de couverture avec un pourcentage de perforation variant de 1 a 9 % compares a un temoin non ouvert.

En 1987 : PITT 3 bandes 50u (3 % aeration). SMS. Temoin INFRANE 30u

En 1988 : PITT 2 bandes 50u (2 % aeration). SMS. Temoin PITT 50u PITT 1 Bande 50u <1 % aeration). " Microperfore 42u (9 % aeration). SODOCA. Temoin PITT 50u

D'un point de vue thermique, les resultats suivants ont ete obtenus :

Tableau n°1 : Effets thermiques de films pre-perfores Campagne de mesure C.E.H.M.-I.N.R.A. du 24/03 au 5/04 1988 Moyenne d'indices actinometriques a + 10 cm.

Temperature de jour

Temperature de nuit

PITT 2 Bandes

20,9

7,7

PITT 1 Bande

21,6

7,5

Micro Perfore

20,1

7,0

PITT Temoin

25,7

8,2

Exterieur

16,1

8,2

- 3 3 ^ Courbe n° ' :

415

-sia

?>!!]££ U K E S C E K M - I M f i A

T « 2 © - -

• - F I T T T E M O I H

B f t M j J E S

-I- F I T T 1 BA^8I>E

a- M I C K O F E R F O

E X T E J R I E L J K •

H E U K E

On note que d'une maniere generale, les pre-perforations ecretent efficacement les temperatures elevees mais, par ailleurs, les temperatures nocturnes sous ces films sont inferieures a celles enregistrees sous le film temoin.

L'emploi de films pre-perfores a la mise en place de la culture permet d'eviter les erreurs d'aeration au depart. Mais compte tenu des temperatures nocturnes plus basses, I'utilisation de ces materiaux ne doit s'envisager qu'en dehors des periodes a risques ; cultures semi-precoces.

LA DOUBLE PROTECTION TEMPORAIRE

L'utilisation d'une bache temporaire posee sur la culture sous la chenille devrait permettre d'ameiiorer les conditions climatiques nocturnes au niveau de la plante.

En 1988, nous comparons

Temoin PITT 50u, aeration par soulevage du film et Temoin pose apres la plantation.

bache P 17 (SODOCA)

Les resultats thermiques sont les suivants :

Tableau n° 2

-31,-Effet d'une protection temporaire par bachage en debut de culture. Mesures C.E.H.M.-I.N.R.A. du 24/03 au 5/04 1988 Moyenne d'indices actinometriques a •<- 10 cm.

Temperature de jou r

Temperature de n u i t minimum

Temoin

21,1

Temoin + Bache

24,7

7,1 " 8,5 - 2,2 + 0,6

E x t e r i e u r

14,6

7,4 - 2,6

Courbe n°2

M E S L 8 R E S CEHIMh-IMBA

4 5

. -

• c -

::K-

T E M O I i N

TE3"30IINI F X V

-»-

E X T E R I E J J R

H E U W E

On note 1'influence positive sur la temperature nocturne d'une bache temporaire en debut de culture ; le gain est relativement important (+ 1,4 C en moyeiine).

Comme le montre la courbe n° 2, ce gain est du a une temperature de jour nettement plus elevee sous la bache. II convient de surveiiler I'aeration pour eviter les exces de temperature qui peuvent etre aussi nefastes pour la culture que les basses temperatures.

- ^ 6 -LE STQCXAGE PASSIF

Le principe de cette technique utiiisee en Grece est simple. Une gaine d'eau placee dans ia chenille joue ie role de tampon thermique, elle se rechauffe le jour et rechauffe I'air ambiant la nuit.

En 1988, nous avons place sous une chenille, une gaine en polyethylene transparent contenant 6 litres d'eau au metre lineaire.

Les resultats sont les suivants :

Tableau n°3 : Comportement thermique d'une gaine de stockage sous chenille Mesures C.E.H.M.-I.N.R.A. du 24/03 au 5/04 1988 Moyenne d'indices actinometriques a + 10 cm.

Temperature de j o u r

Temperature de n u i t Minimum

Temoin,

25,7

8,2 - 1,7

Temoin + Bache

24,3

9,0 0 ,3

E x t e r i e u r

16,1

8,2 -2 ,6

Courbe n* 3

M E S U S E S C E H M - I M H A

4 5 -T-

...

• : D -

;+::-

P I T T T E M O I N

F I T T + • G A I ^ 3 E

A I R E X T E R I E U R

J . X J . i l i 2 2 2 a 2 i 2 4 5 6 V 8 S a .1 2 -3 i

M E U R E

•^irAi^,:.'f^vi^Ta^jziVlj3i^-J''.:i^-W..

-3fe-Ceite technique parait interessante sous notre climat mediterraneen ; I'eau placee sous la chenille permet d'ecreter les temperatures le jour et contribue ameiiorer Iss performances nocturnes.Il reste a determiner ie rapport optimum entrs le volume d'eau de stockage et le volume d'air de la chenille.

CONCLUSION

Face aux problemes de maitrise du climat sous la chenille, les differentes techniques exposees plus haut apportent une reponse sur certains points :

- L'utilisation de films pre-perfores apporte une une bonne aeration des la plantation, mais les performances nocturnes de ces materiaux ne permettent pas leur emploi en culture tres precoce.

- L'emploi d'une bache temporaire en debut de culture est une "assurance" contre les faibles gelees, mais une bonne maitrise de I'aeration est necessaire pour eviter les temperatures trop elevees.

- La technique de la gaine de stockage passif combine en principe les avantages de la bache temporaire sans en presenter les inconvenients. Il reste a affiner cette methode et a apprecier sa faisabilite sur le terrain.

Au travers de ces nouvelles techniques se dessinent des perspectives de simplification et de securisation de la culture semi-forcee. La gestion optimale du climat sous la chenille devient essentielle. Elle doit permettrs de s'adapter a un grand nombre de situations. C'est la un facteur important de reussite de la culture : precocite, productivite st qualite.

^ ? > ^ -

C.P.A. ANGERS

Le 5 Mai 1988

LE PAILLAGE en PEPINIERE

L ' inventa i re rapide des teohniquee u t i l i s e e e a 'etendra d I 'emploi de I'ensembte des films p la s t iques en pepiniere omementale.

L ' u t i l i s a t i o n des films p las t iques e s t dans oe sea teur hor t ioole regional une prat ique aourante dans I 'ensemble des techniques de production d ' au tan t que de nombreuses en t r ep r i se s sont speoia l i sSes dans le jeune p lan t e t d ' au t r e s developpent les productions en conteneur hors - so l .

Quelques ch i f f res pour presenter le sec teur pepiniere au niveau de la region des Pays de la Loire :

Sn 1987 :

- iere region frangaise de production avec une superf ic ie proche de 1 900 hat s o i t 12 % des surfaces nationales^

- avec ZO % de la production des Jeunes p lan ts dont 14 mil l ions de jeunes p lants hors -so l ,

- 20 % de la production des Ros iers , s o i t 8,5 mi l l ions ,

- 50 % de la production de p lantes de t e r r e de bruyere,

- 9 mi l l ions de p lantes vivaces ,

- 20 % de la production de conteneurs : 7 mi l l ions .

Passons en revue quelques u t i l i s a t i o n s des films p las t iques selon les types d ' e n t r e p r i s e s .

EN PEPISIERE de MULTIPLICATION

On trouve I ' u t i l i s a t i o n des films de couverture sur tunnel simple ou mult ichapel les avec simple epaisseur ou double paroi e t quelquefois double paroi gonflable.

Dans I'ensemble des equipements recen t s , i l y a genera l i sa t ion des films thermiques type polyethylene charge ou EVA.

En equipements complementaires de tunnel ou de ser re e t selon les especes mul t ip l i ees , leurs exigences en luminosite au les periodes de mul t ip l i ca t ion , un doublage e s t r e a l i s e directement sur les plantes ou sur arceaux avec :

- film polyethylene fa ib le epaisseur , t r ans luc ide ou blanc opaque,

- film polypropylene ou polyes ter non t i s s e ,

- film polyethylene microperfore.

- Z % -

L ' ob j ec t i f e t a n t de maintenir une for te hygrometrie au niveau des boutures associee en automne-hiver a un leger gain de temperature.

L 'evolut ion du bouturage de nombreuses especes en plaques a lveolees sur le so l en remplacement du bouturage en bSahes de ple ine t e r r e ou des c a i s s e t t e s en t ra ine la necess i te de couvr i r le so l des s e r r e s en incluant quelquefois un chauffage de sol avec c i r c u l a t i o n d'eau a basse temperature.

Enfin, sur semis f o r e s t i e r s , des exemples d ' u t i l i s a t i o n de couverture temporaire du sol avec polyethylene 500 t rous , non t i s s e ou tunnel bas, mettent en avant un gain (4 a 5 jours) de precoci te a la levee e t une augmentation des pourcentages de germination.

EN PLEINE TERRE

Excepte pour la couverture du sol sur la l igne de p lan ta t ion des pieds-meres, le pa i l l age p las t ique s ' e s t peu developpe en ple ine t e r r e . Ceci en ra ison de c e r t a i n s facteurs l imi tants en t ra ines par c e t t e technique :

- I 'augmentation des temps de preparation des so l s e t de la p l an t a t i on (X 2 ) ,

- I 'absence de mater ie l de p lanta t ion adapte dans le cas des jeunes p l an t s repiques,

- la non d i s p o n i b i l i t e sur le marche de film no i r rapidement degradable (des e s s a i s enoourageants ayant e te f a i t s avec

du photodegradable),

- des r e s u l t a t s agronomiques var iables selon les especes, les types de s o l , la periode de p lan ta t ion e t les condit ions cl imatiques de I 'annee.

A remarquer q u ' i l manque un protocole experimental permettant de ch i f f r e r I 'ensemble des fac teurs p o s i t i f s du pa i l l age p las t ique e t de juger de sa r e n t a b i l i t e .

Ce protocole mis au point permet t ra i t de r e a l i s e r des e s sa i s comparatifs e t de progresser dans c e t t e technique.

EN CULTURE HORS SOL : de jeimes p lan t s e t p lantes en elevage

Un fac teur de r e u s s i t e de ce type de cu l tu re en pot mis sur le so l e t auquel on apporte le subs t r a t , la f e r t i l i s a t i o n e t I ' eau necessaire a la croissance e s t I ' a i r e de cu l tu re .

3 9 -

Le t e r r a i n e s t prepare af in :

- d ' e v i t e r la s tagnat ion d'eau au niveau des racines grdce a un bon ecoulement des eaux de p lu ies e t d 'a r rosage ,

- d ' e v i t e r I ' e ros ion ,

- d'empecher le developpement des rac ines dans le sol en place e t I ' appa r i t i on de mauvaises herbes,

- de conserver les conteneurs propres e t d ' e v i t e r les pro jec t ions de t e r r e sur p l an te s .

Aussi, p lus ieurs techniques sont poss ib les :

- la couverture du sol avec du grav ie r ,

- le pa i l l age avec film polyethylene n o i r f a ib le epaisseur change chaque annee ou plus epais change tous les Z/4 ans,

- le pa i l l age avec t o i l e polypropylene t i s s e e .

En Pays de la Loire , les amenagements pour les jeunes p lan t s hors-sol couvrent 25 a 50 ha dont 1/3 pa i l l age noi r e t les conteneurs, 250 a 300 ha dont 40 a 50 % en pa i l l age no i r .

L'HIVERNAGE de ces CULTURES

Les cu l tu re s en conteneurs sont par t icul ierement sens ibles au gel notantment aux niveaux des racines e t les hivers 1984/85 e t 1986/87 ont en t ra ine de t r e s nombreuses p e r t e s . La pro tec t ion h ivemale do i t e t r e in tegree dans I'ensemble des processus cul turaux en pepiniere hors -so l .

systemes E l le f a i t appel , selon les s e n s i b i l i t e s des p lan tes , d d i f f e ren t s

- le resser rage avec couverture d i r e c t e ou sur arceau par un non t i s s e , double ou non d'un film polyethylene blanc opaque,

- I ' u t i l i s a t i o n de tunnels avec polyethylene thermique e t double non t i s s e ou film polyes te r t rans luc ide e t aluminise type ecrcai theivrvque.

Sous grands tunnels , un chauffage complementaire peut e t r e egalement a jou te .

_qo_

CONCLUSION

Les e v o l u t i o n s remarquables dans I ' u t i l i s a t i o n des c o u v e r t u r e s p l a s t i q u e s en p e p i n i e r e s o n t :

- I ' u t i l i s a t i o n des films de semi-forgage pour une mei l leure homogeneite de r e p r i s e des jeunes plants au printemps e t a I'automne, e t une p recoc i te d'enracinement,

- le doublement ces 3/4 demieresannees des surfaces de cu l t u r e hors-sol couvertes en tunnels type 4, 6 ou 8 metres , avec pour ce r t a ines e n t r e p r i s e s , I ' ob jec t i f de couvr i r 30 a 50 % des productions e t de pouvoir passer , apres rempotage, sous ces ab r i s pendant quelques semaines I'ensemble de leurs jeunes p l an t s .

Ces nouvelles operat ions cu l t u r a l e s t r e s exigeantes en main d 'oeuvre pour la manutention des p lan tes conduisent a repenser l e s d i f f e r e n t s systemes de cu l tu re ho r s - so l .

M. Dominique LEBRUN - Consei l ler Hortioole

Bureau Hort icole Regional 81 , True des Pants de Ce BP 140 49001 ANGERS CEDEX

Tel. : 41.66.44.7?

^ u \ ^

LE PAILLAGE PLASTIQUE

BILAN DES APPLICATIONS EN

GRANDE CULTURE

L. SYTSMA

UNION NATIONALE DES COOPERATIVES AGR. D'APPRO.

COMMISSION PHYSIQUES DES SERRES

-Lfl-

1' ' LE PAILLAGE DU MAIS AVEC UN FILM PHOTODEGRADABLE :

UNE TECHNIQUE CONTROVERSEE

Quelques ares au debut des annees 70 dans les parcelles experimentales de

1'INRA a CHALGNS/MARNE.

800 ha en 1978.

Plus de 30 000 ha en 1986 et 1987. i

• ^ *

Le paillage photodegradable-du maTs a connu un developpement important,

tumultueux et parfois controverse.

Aujourd'hui, la progression des surfaces sembie stoppee. La technique est

a la croisee des chemins. Va t-elle irremediablement decliner ? ou au contraire,

apres ce pallier.va t-elle repartir d'un nouvel elan dans differentes regions,

et aussi avec des applications ncuvelles ?

2' - EVOLUTION DES SURFACES

L

2.1 - EVOLUTION DES SURFACES TOTALES DE 1978 A AUJOURD'HUI,

Courbes.

2.2 - EVOLUTION DE LA REPARTITION DES SURFACES

- Par regions, j stVcr.xt^-

- Par applications. j,

V

3' - L E S ATOUTS DE LA TECHNIQUE

3.1 - LES EFFETS DU PAILLAGE SUR LA CULTURE

Le paillage a une influence favorable sur tous les facteurs du

rendement du maTs :

- Amelioration du % de levee : + 5 a 10 % en moyenne

- Rapidite de levee : gain moyen de 5 a 6 jours

- Vitesse de croissance : phase de croissance (active atteinte) 10 jours plus tot

- Precocite a la floraison : Gain de 5 a 10 jours

- Precocite a la recolte : gain de 15 a 20 jours.

- Meilleure resistance a la verse.

Tout ceci contribue a la rentabilite de la technique.

3.2 - UNE TECHNIQUE RENTABLE

Sur maTs-ensilage, les gains de rendement sont generalement de 1'ordre

de 4T/ha de matiere seche (M.S) lorsque la technique est employee a bon

escient.

Le cout de la technique, de I'ordre de 2400 F/ha equivault a un peu

plus de 3T/ha de M.S.

3.3 - UNE PRODUCTION MINIMALE PLUS IMPORTANTE

Le paillage securise I'eleveur qui consomme sa recolte : il minimise

I'incidence d'une climatologie defavorable a la culture.

i 2 l Z i i £ » > i m ^ f L M ^ .iT, 'n l n - i - r - \ i - 'irj-ftfa-

' U ^ -

3.4 - UNE RECOLTE PLUS FACILE

Plus precoce, la recolte s'effectue dans de bien meilleures

conditions :

- Terrain moins humide dont la structure ne sera pas endommage,

- MaTs peu verse qui permet une recolte plus rapide d'un ensilage

peu souille par la terre. Cet element contribuera a une meilleure

conservation.

3.5 - IMPLANTATION PLUS PRECOCE DE LA CULTURE SUIVANTE

Le maTs precede generalement soit un ble^ soit un Ray Grass - en

zone d'elevage bovin intensif. La bien meilleure implantation de ces

cultures leur procurera une sensible augmentation de rendement.

3.6 - UN ELEVAGE PLUS PERFORMANT

La possibilite de recolter I'ensilage a un meilleur taux de matiere

seche en permet une meilleure ingestion. En elevage laitier, cela reduit

la consommation d'aliment.s concentres plus onereux. En production de viande,

cela permet une croissance plus rapide.

Quelques chiffres significatifs :

Taux de matiere seche de I'ensilage Production laitiere permise

(sans complementation)

25 %

35 %

14 Kg de Lait a 4 % M-G

22 Kg de Lait a 4 2 M G

-Lf6 -

^* - CONDUITE DE LA CULTURE

(Idem P. 8 et 9 - 10 (lere version)

-^t-

5' - LES LIMITES DE LA TECHNIQUE ET SES INCONVENIENTS

5.1 - LES LIMITES SUR LE GAIN DE RENDEMENT - • • III • - I I • • • • I • — • — I •• - ^ M l ^

Cette technique coute environ 2400 F/ha. Pour la valoriser, il faut etre

en situation ou la seule levee du facteur limitant temperature permet de gagner

au minimum 3 T de MS/ha.

5.2 - LES LIMITES DUES AU COUT DE LA TECHNIQUE

Le developpement du paillage est parfois limite par les difficultes de

tresorerie des exploitations. Or le gain dir-ect n'est pas toujours juge suffisant

au regard de certains inconvenients,; Meme si les charges supplementaires sont

couvertes.

5.3 - LES CONTRAINTES DUES AU FILM

A leur actif, les extrudeurs ont fait evoluer tres rapidement les films

photodegradables.

Malheureusement, nous ne pouvons passer sous silence queloues elements

a mettre au passif de la technique et la tres grande difficulte a mettre au point

le film ideal.

Au nombre des incidents on peut citer :

- La commercialisation de quelques lots de film intrinsequement bons,"mats

mai conditionnes et inaptes au deroulage mecanique. II faut en effet

savoir que plus les films sont fins, plus le bobinage est difficile et

delicat.

- La commercialisation parfois trop hative de films fins qui se revelerent

trop fragile pour la pose mecanique.

c

^jt.-^iA--;.i:,-y;-:;g-'....---.^:- . _ ' _ - — - — ^ - > . Jla;j.7-:.

- ^ ^ -

- La commercialisation de film dont la sensibilite de photodegradation se

revela parfois totalement inadaptee.

Enfin, on doit remarquer que meme les meilleurs films photodegradables

presentent un inconvenient majeur. Ils ne sont pas entierement degradables.

Les parties enterrees ne sont pas alterees lors de la recolte. Par la suite,

elles seront tres difficiles a eliminer. Ces residus sont genants voir

incompatibles avec certaines cultures :

- Legumes de conserves

- Lin a fibre .../...

Ces residus constituent aussi a un certain niveau une nuisance ecologique,

(en RFA, le paillage est interdit dans plusieurs Lands).

6' - L E S APPORTS DU PAILLAGE PHOTODEGRADABLE A LA PLASTICULTURE

6.1 - BANC D'ESSAI POUR LES FILMS FINS

Rappelons que les premiers films de paillage maTs etaient en 30 microns. •

Aujourd'hui, ils sont en 12, voir 14 microns. Ce sont les plus fins" utilisesf€yvji.'=i.o -<SA,

agriculture.

Le photodegradable a favorise la mise au point de film sur base de melange ^

PESO radicalaire + lineaire. Plus recemment, il a ete avec les 12 microns, le

precurseur des paillages enfoOWLEXjpiBJ* ou autre PEBD lineaire aux performances

ox^roptionnGllGG.'eWi u / t o A ^ a ^ \ t . y ^ J c ^ ^

6.2 - BANC D'ESSAI POUR LES FILMS DEGRADABLES

Depuis les premiers developpements en 1978, le paillage maTs a stimule la

recherche d'un film economique entierement degradable en une duree determinee,

_li8-

Le PVC, de part 1'hydrosolubilite des plastifiants qui le constitue,

pourrait-etre une voie interessante.

Aujourd'hui, sa degradation n'est pas encore suffisamment maTtrisee.

n est plus delicat a poser et son cout le rend presque prohibitif pour des

applications de grande culture.

Quant au polyethylene^''modifie"par des adjuvents type amidon, cellulose ou

autres, il constitue une voie de recherche sur laquelle il semblerait qu'il y

ait encore beaucoup de travail avant d'aboutir.

V - PERSPECTIVE D ' ^ V O L U T I O N SUR DE NOUVELLES APPLICATIONS

7.1 - LE TOURNESOL •

C'est certainement 1'application qui presente le plus grand potentiel pour

la plasticulture; mais bien des progres restent a faire :

- Repartition du peuplement avec semoir specifique. (Des essais sont actuellement realises avec des prototypes)

- Les facteurs de reussite ne sont pas encore bien determines et la rentabilite

n'est pas assuree a touf coup ; loin s'en faut.

II est a noter que la physiologie, et la culture du tournesol sont bien moins

connues que ne 1'etaient celles du maTs au debut des annees 1970.

_ C , 9 -

7.2 - LA TOMATE DE CONSERVE

Le marche potentiel de cette culture se situe essentiellement sur la

bande cotiere des BOUCHES DU RHONE, de I'HERAULT et de L'AUDE.( .H^)

L'objectif de 1'emploi du paillage est de permettre un gain de precocite

et de rendement afin de mieux utiliser les usines. Accessoirement, de pouvoir

placer une fraction de la recolte sur le marche du frais.

Le paillage peut-etre employe soit en semis direct soit avec plantation

de mini-notte. Les films utilises peuvent etre soit des transparents, soit

des opaques thermiques.

Ce sont ces derniers qui procurent les meilleurs resultats, tant en

volume commercialisable, qu'en precocite.

II reste a fiabiliser davantage la pose du film, interesser un

constructeur de machine pour ameiiorer les prototypes existant et les

construire en petite serie. Ce marche pourrait alors connaitre un rapide

developpement.

7.3 - LES HARICOTS

La technique est essayee par quelques semenciers pour leur champ de

multiplication mais elle est essentiellement employeedans la region de

PAIMPOL (Cocos de PAIMPOL). Le gain de productivite est tres important (

il n'y a presque pas de gain de precocite contrairement a ce qui se passe

avec du film 500 trous employe en bache a plat).

i

LE DEVELOPPEMENT DES SURFACES DE MAIS

HA i (HILLIERS)

33

30

27

24

. 21

18

15

12

9

6

3

\

'

^

K

•

»

»

-

-

-

-

-

•

AVEC FILM PHOTO0E6RADABLE

\

& o I

88 ^

- 5^ -

EVOLUTION SURFACE MAIS PHOTODEGRADABLE

PAR REGION PAR APPLICATION

V. 1979 : 2800 HA

• / •

1983 : 6300 HA

1985 : 19000 HA

1987 : 30000 HA

-.52.-

LE PAILLAGE PLASTIQUE EN VITICULTURE

DEVELOPPEMENTS RECENTS

Robert AGULHON et Pierre DUMARTIN

INSTITUT TECHNIQUE OE LA VIGNE ET DU VIN

NIMES et BORDEAUX

Le paillage plastique des sols a la plantation du vignoble

a ete experimente a partir de 1963 dans le Sud de la France

sous 1'impulsion du CETEX - I.T.V. de Viticulture de NIMES.

Assez rapidement, cette technique a fait I'objet de diverses

realisations dans les autres vignobles frangais. Elle connait

actuellement un developpement modere et reste cantonnee

dans des situations particulieres et chez des producteurs

qui lui restent fideles.

OBJECTIFS RECHERCHES

Quatre objectifs principaux etaient recherches lors des

premieres experimentations :

1 - Suppression des fagons culturales mecaniques au niveau

de la ligne des souches :

II s'agit la en effet, d'un travail astreignant qui

demande souvent une finition manuelle penible et qui

n'est pas sans risques pour la survie des jeunes plants

2 - Acceleration du developpement de la plantation

dSs les premieres annees :

On pouvait rechercher en effet a realiser rapidement une

plantation vigoureuse et homogene permettant une mise a

fruit precoce, des la 2eme annee dans certains cas.

-53.-

3 - Augmentation du taux de rerise des plants :

La plantation d'une vigne presente toujours un certain

taux de dechet a la reprise et d'autant plus que les

operations sont tardives. II est important, pour eviter

les remplacements couteux, de realiser rapidement une

plantation homogene.

4 - Mise en oeuvre de la non culture totale des la plantation

par I'utilisation des herbicides dans I'espace laisse

libre entre les rangees paillees, on a pu supprimer toute

fagon culturale mecanique des la plantation.

II RESUME DES OBSERVATIONS ET RESULTATS

Les objectifs recherches ont ete atteints dans la plupart

des situations. Par suite de I'augmentation de 1' homogeneite

et de la vigueur Qes jeunes plantations, on a tres souvent

ob.serve une amelioration de la productivite des jeunes

plantations. C'est ainsi qu'en moyenne, on a pu gagner

I'equivalent d'une recolte sur les cinq premieres annees.

1 - Observations sur le systeme racinaire:

Les examens sous paillage ont reveie une quantite beaucoup

plus elevee des racines et une forte implantation en

surface. Neanmoins, 1' implantation du systeme racinaire

en profondeur apparaissait identique aux temoins

sur vignes jeunes.

Ces effets ont pu etre expliques par differentes causes

et notamment le rechauffement du sol et le maintien d'un

etat hydrique eleve dans les couches superficielles.

2 - Difficultes rencontrees :

Le paillage plastique s'est heurte a deux types de diffi

cultes dans des situations particulieres,-

En vignes etroites et en pente (vallee du Rhone, Maconnais)

on a note une aggravation des phenomenes d'erosion

importante dus au ruissellement des eaux pluviales.

-^L,

Par ailleurs, en parcelles limoneuses et asphyxiantes et sur

tout lorsque la pose du paillage n'avait pu etre realisee

sur un sol suffisamment ressuye, on a pu observer des

accidents de reprise des plants lies a une humidite trop

elevee. C'est ainsi que certains paillages se sont soldes

par des echecs en bordelais ou quelques parcelles ont du

etre replantees.

Ill - BILAN GLOBAL OU PAILLAGE PLASTIQUE

Les effets positifs du paillage se sont montres d'autant plus

marques que I'on se trouve en situation seche et aride (sols

sees du Midi, sols de Graves du Bordelais).

Le developpement de cette technique apparait actuellement

stationnaire. Elle reste le fait de situations particulieres

chez des producteurs qui ont appris a maitriser parfaitement

les diverses operations de pose du film et les precautions

a respecter.

II faut preciser egalement que le paillage plastique se

trouve actuellement en concurrence avec I'utilisation

d'herbicides selectifs utilisables des la plantation de la

vigne.

On doit reconnaltre que la technique du paillage plastique

des vignobles a ete developpee dans une periode ob la

recherche d'une productivite elevee du vignoble etait un

des objectifs essentiels de la viticulture.

IV - NOUVEAU CONTEXTE DE LA PRODUCTION VITICOLE FRANCAISE

Depuis un ou deux ans, dans la viticulture des vins de table

et depuis plus longtemps dans les vignobles de cru, il

devient necessaire de limiter la production et de mieux

maitriser I'equilibre rendement-qualite.

Dans le cadre de la reglementation europeenne, les rendements

eleves sont frappes de mesures dissuasives notamment par

1' institution de la distillation obligatoire des surplus y

compris en zones de cru.

-55-

Les augmentations de production sont en rapport direct avec

une plus grande vigueur du vignoble et diverses pratiques

sont experijTientees et mises en oeuvre afin de controler

ces exces de vigueur et de production : amenagement des

systemes de conduite, modification de la taille, enherbement

des vignes, limitation de la fertilisation, eclaircissage

des grappes... 1

Dans ces nouvelles conditions, lorsque le paillage plastique

est susceptible d'augmenter la productivite des jeunes vignes, ,r

il se heurte aux nouvelles conditions economiques qui sont

imposees a la viticulture europeenne. II est done desormais

necessaire d'etudier les modalites qui feront que cette

technique reste compatible avec une production raisonnable

et de meilleure qualite. C'est dans cet objectif qu'une

experimentation est mise en oeuvre par I'lnstitut Technique

de la Vigne et du Vin dans la region de Nimes. II a ete

prevu d'etudier plus particulierement I'incidence du

paillage sur la puissance de I'enracinement des souches.

Trois techniques d'entretien du sol y sont comparees et

I'effet de 12 varietes de porte-greffes y sera etudie. Dans

cet essai, les controles sur la qualite de la recolte seront

prioritaires.

V - CONCLUSION

Le paillage plastique des jeunes plantations de vigne,

maintenu pendant 5 a 12 ans, modifie les conditions d'implan-

tation du vignoble dans le sens d'une plus grande vigueur.

Cette pratique reste interessante dans les situations arides

ou les vignes sont peu vigoureuses. Ailleurs, la recherche

d'une qualite elevee impose que toutes les precautions soient

prises afin que le paillage ne constitue pas un facteur de

difficultes supplementaires dans le controle de la vigueur

au vignoble.

- 5 6 -

Flash d'information

Le paillage matiere plastique en verger. Mme RAHN Marie Jeanne

ENSA RENNES.

Si en Val (Je Loire, le paillage de matiere plastique est employe en viticulture, il est d'usage moins frequent en arboriculture frultiere. Le seul vrai reproche que les producteurs semblent lui adresser serait que le gain de production n'est pas en rapport avec les frals engages.

Diverses experiences permettent de conclure que: -en sol sableux, sans possibilite d'irrigation, le paillage

a un effet favorable sur le developpement aerien des arbres et ce, au-dela de la cinquieme feuille;

-en replantation, apres desinfection du sol, en terrain lourd, cette technique semble favorable;

-dans le cas du greffage sur table, la plantation ayant lieu directement en place au debut printemps, le paillage plastique est alors indispensable pour la reprise de I'enracinement des futurs scions et la soudure de la greffe.

Dans ces trois exemples un film de matiere plastique de 50 \i est suffisant. D'apres les observations de Monsieur P. RAIMBAULT (ENITAH) le paillage n'a plus vraiment d'efficacite sur le developpement du systeme racinaire apres deux ans. L'enracinement profond est Identique entre les rangs pailles et non pailles et ce apres quatre a cinq ans de plantation.

Le paillage plastique ne se justifie pas en premiere installation d'un verger sur sol profond, a bonne reserve en eau, avec des scions certifies et un systeme d'irrigation localisee. Dans ce cas I'amelioration de I'etat sanitaire du materiel vegetal est plus apprecie que Vinfluence du paillage SUF le developpement du systeme aerien.

Les principaux Inconvenients du paillage en verger sont: -le risque de pullulation de rongeurs (campagnols) en

terres legeres; -I'augmentation du cout, environ 5000 FF HT/ha pose

comprise; -reiimination du plastique.

Cependant, on ne peut pas dire que la matiere plastique ne soit pas utilisee en verger; en effet "les filets bleus" sont un excellent moyen de protection contre les rongeurs (lapins, lievres). L'autre utilite est celle des liens servant au palissage.

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-6-^-

COUTISSE S. C.E.E.G.C.P. Fac. Sc. Agron. 8 avenue de la Faculte 5800 GEMBLOUX BELGIQUE T61. : 81.62.24.89.

Effet des hauts niveaux d'humidity sur la croissance des plantes dans des serres plus herm6tiques, congues pour

Stre 6conomes en 6nergie.

Compte rendu des journ4es d'6tude organis6es sur ce sujet par les Communaut^s Europ^ennes ^ Littlehampton

les 25-26 mars 1987.

En annexe : - la liste des participants aux journ6es. - un article ayant pour sujet :les param^tres climatiques et leur mesure.

I. Choix des paramdtres et unit4s

L'humidity peut etre exprim^e par de nombreux param^tres (voir article en annexe). Trois d'entre eux seulement, ont et§ couramment utilises lors de ces journees.

L'humidity relative (R.H.) :

pression p a r t i e l l e de vapeur d'eau

pression de vapeur sa turante

unit6 : nombre pur - %

Deficit de saturation (V.D.P.) :

pre s s , vap. s a t . - p r e s s , p a r t . vap. eau

unite ^ pr§ferer : le Pascal Pa et le kPascal : kPa.

1 mb = 100 Pa

1 mm Hg x 1,334 = 1 mb

_ 5 B > -

Temperature du p o i n t de ros6e (D.P.) :

Temperature A laque l le i l faut r e f r o i d i r un a i r humide de fagon isobare pour que sa pression p a r t , devienne pression sa tu ran te .

en pra t ique , cela correspond ^ la temperature de condensation

un i t e : °C.

II est pr6fArable d'exprimer 1'humidity d'une serre en deficit de saturation plutSt qu'en H.R. car il est en soi une indication du potentiel d'activite de la plante. En effet, celle-ci aura un metabolisme d'autant plus actif que la difference entre la tens, de vap. sat. qui r^gne au niveau de la chambre sous stomatique et la tens, de vap. partielle de I'air sera importante.

L'humidite relative est un pourcentage entre la quantite d'eau contenue dans I'air et celle que I'air pourrait contenir, elle peut correspondre k toute une gamme de temperatures et done ^ des situations differentes pour la plante. Pour etre precis, il faudrait toujours signaler les conditions de temperature correspondant aux donnees d'H.R. qu'on pr6sente.

Le Dr AMSEN (Danemark) insiste beaucoup sur I'interet du choix de la temperature du point de ros6e comme param^tre d'humidite. En effet, la majorite des ennuis phytosanitaires et physiologiques rencontres CL fortes humidites ambiantes, sont lies au phenomene de condensation. Monsieur AMSEN estime done indispensable de eonnaitre ces conditions : il a d'ailleurs realise des experiences de eomparaison de plantes eultivees dans differentes humidites et ^ constate une etroite correlation entre le eomportement des plantes et la temperature du point de rosee; ehose qui n'a pu etre mise en evidence quand il essaye d'etablir une relation' entre--.les mesures de plantes et I'humidite relative.

II. Que dire des H.R. excessives ?

1. Hand U.K. (H.R.) :

60 > 90 % H.R. pas de probleme

1 — ^ 0,2 kPa

< 55 % ->stress hydrique > 90 % r»-diminution de production, maladies, problemes de Ca,

- s g -

Van Elsever D.D.R.

H.R. > 0,2 kPa

= 90 % ^ 16 C ' problemes

Au vu de ees ehiffres, il semble que le deficit de press, de vapeur, de 0,2 kPa soit une limite ^ ne pas depasser pour eviter les ennuis tant physiologiques que phytosanitaires.

2. Holder U.K. :

Les exees d'humidite sont etroitement lies ^ des salinites et teneurs en Ca des solutions nutritives en culture hors sol.

400 ml de Ca/1 de solution au lieu de 200 ml/lj ameiioreraient la sante des plantes

et une salinite de 7 au lieu de 5

3. Papenhagen D.D.R. :

L'effet des hautes H.R. est tres variable selon les plantes (il a realise des experiences sur potees fleuries).

Hand U.K. :

Ces differences existent aussi selon les varietes d'une meme expeee. (Chrysanthemum)

4. Harris U.K. :

A une augmentation excessive d'humidite correspondent ehez le Sorgho ^ :

- une augmentation de L.A.I.

- une diminution des rendements

Holder U.K. :

- une diminution de la taille des feuilles de tomate.

5. Boulard France :

Les hautes humidites sont responsables, des les stades jeunes de developpement des tomates, d'anomalies de eroissance. Serait-ee des problemes lies k la migration du Ca ?

_ ^ 0 _

6. Ho U.K. . ._

oeerit les problemes physiol. lies au Ca chez la tomate.

1. jaunissement de la pointe et marginal s'etendant vers la base de la feuille (prineipalement des jeunes feuilles de la Seme a la seme sous le bourgeon). une aspersion de Ca ^ ee moment 1^ peut etre benefique.

2. developpement de taehes brun elair tres sensibles au botritys.

3. Blossom and rot sur les fruits.

L'humidite excessive agit au niveau d'une mauvaise repartion et de immobilisation du Ca dans les plantes. On observe souvent de grandes quantites de Ca dans les vieilles feuilles de plantes dont les jeunes feuilles sont carencees en Ca,

La mauvaise absorption du Ca par la plante est generalement provoquee par un exc^s de salinite au sein de la solution, responsable alors de carences.

7. Pardossi Italia :

Les conditions elimatiques responsables de Bl. et rot dans ees regions sont : des journees tres elaires de fevrier mars. A ee moment, les nuits etant tres froides, les raeines froides ne peuvent absorber ee que demande la plante qui pendant la journee se trouve dans un air tres ehaud.

III. Appareils de mesure

Voir article ei-joint.

:kS>

Hr r Auacs , IHRL Worthing Rood LITTLEIIAMPTON West SuBseji BNI7 6LP UK

Dr H G Ansen Department of Horticultural Engineering Research Centre for Horticulture Institute of Glasshouse Crops KIrstlnebJergvej 10 DK-5792 Arslev DENMARK

Ir J C Bakker Proefstatlon voor Tulnbouw onder Glas Zuldueg 38 Postbus 8 2670 AA Naaldwljk THE NETHERLANDS

Mr H R Bradley Stockbrldge House EHS Cawood SELBY N Yorks Y08 OTZ UR

Hr R E Butters ADAS National Specialist IHRL Worth ing Road LITTLEHAMPTON West Sussex BN17 6LP C K

Dr S C o u t i s s e F a c u l t e des S c i e n c e s Agronoralques de I ' E t a t a Gembloux 8 Avenue de la Faculte 5800 Gembloux BELGIUM

Dr R I Grange IHRL Worthing Road LITTLEHAMPTON West Sussex BNI7 6LP UK

Dr D Alkman IHRL Worthing Road LITTLEHAHPTON West Sussex BNI7 6LP UK

Dr B J Bailey Department of Horticultural Engineering Institute of Engineering Research Wrest Park SILSOE Bedford HK45 4H5 UK

Dr T Boulard IHRA Station de Blocllmatologle, s t e Centre de Recherches d'Avignon domaine Saint Paul b p 91 F84140 Honttavet FRANCE

Dr S Burrage Wye College University of London Wye ASHFORD Kent TN25 5AH UK

Dr K E Cockshull IHRL Worthing Road LITTLEHAMPTON West Sussex BN17 6LP UK

Dr Ing B von Eisner Institut fur Technlk in Gartenbau and Landwirtschsft Universltat Hannover D-3000, Hannover 21 Herrenhauser Str 2 H GERMANY

Dr D W Hand IHRL Worthing Road LITTLEHAMPTON West Sussex BN17 6LP UK

'Dr R Holder Eft ord liUS LYMINGTON Hants S04 OLZ UK

Mohd Razl lanall Wye College University of London Wye ASHFORD Kent TN25 5AH U.K.

Dr M J Maher The Agricultural Institute Klnsealy Research Centre Halahide Road Dublin 17 IRELAND

Dr Ing H I Montero Estaclon Experimental "Las Palmerilla Apartado 250 04080 Almeria SPAIN

Dr R Noble Lee Valley EHS Ware Road HODDESDON Herts ENll 9AQ UK

Dr A Pardossi Istituto dl Orticultura e Floriculture Vlale delle Piagge, 23 56100 - Pisa ITALY

Mr C Westley ADAS Beeches Road CHELMSFORD Essex CM! 2RU UK

Dr R G Hurd HAFF Great Westminster House Horaefcrry Road LONDON SWIP 2AE UK

Dr A Langton IHRL Worthing Road LITTLEHAMPTOH West Sussex BNI7 6LP " " •

Dr P F Martlner. Institute Valenclano de Investlgaciones Agrarl.is Apartado Oflclal 46071 Honcada Valencia SPAIN

Dr J Nljnkens Faculte des Sciences Agronoralques de I'Etat a Gembloux 8 Avenue de la Faculte 5800 Gembloux BELGIUM

Dr A Fapenhagen Landulrtschaftskammer Rhelnland LVA fur Gartenbsu - Fachschule fur Florlstlk Friesdort-Auweiler D-5000 Koln 71, Gartenstrasse 11 W GERMANY

Professor F Tognoni Istituto dl Orticoltura e Floricoltura Viale Delle Piagge 2.3-Pisa ITALY

?,

>r

t

1

Dr D Harris ODA Croup, School of Agriculture Sutton Bonlngton Nr LOUGHBOROUGH

Dr L C Ho IHRL Worthing Road LITTLEHAHPTON

- S X -

J. Deltour Centre d'Etude des Economies d'Energie

en Culture Prot6g6e (I RSI A) Faculty des Sciences Agronomiques

de I'Etat — Gembloux

Fechniques modernes d'enregistrement du climat dans la serre Toduction Au cours de la dernidre d6cennie, la structure des serres est devenue

notablement plus complexe. Sous I'aiguillon du rench6rissement de r^nergie, on a d'abord vu fleurlr toute une s6rie de techniques nouvelles dont la tendance g6n6rale 6tait d'6tendre le champ de la regulation climatique : de plus en plus de paramdtres de I'ambiance interne de I'abri ont 6t6 mis sous controle.

Dans un second temps, on constate aujourd'hui que les modiffcations apport^es k la serre traditionnelle ont i ia fois soulev^ des probiSmes nouveaux et permis une meilleure comprehension des m6canismes fixant la valeur des param^tres climatiques internes.

Ces progrds, dans la technologie et dans la connaissance fondamentale, reposent sur I'accumulation de donnees exp6rimentales relatives aux grandeurs caracteristiques du climat de la serre : toute regulation suppose la mesure du paramdtre regul6; toute regulation Intelligente suppose la connaissance ou i tout le moins la modelisation des interactions entre les divers paramStres.

On voit ainsi apparaTtre une double exigence qui va conditionner le pro-bldme des mesures climatiques dans les serres : il faut mesurer de plus en plus de parametres et ces mesures doivent etre de plus en plus frequentes pour constituer des series chronologiques traduisant revolution dynamique des phenomdnes.

On aura compris immediatement que ceci impose I'automatisation des mesures et la memorisation de leurs resultats : il faut done que le systdme de mesure soit pilote par un ordinateur. Celui-ci aura d'ailleurs pour second rdle d'exploiter les algorithmes de regulation et de donner les ordres aux mecanismes de controle.

Ce recours ^ I'ordinateur, dans la pratique au micro-ordinateur, va modifier completement tout le probieme de la mesure climatique. On voit mai en effet comment coupler les instruments traditionneis ^ inspection visuelle avec une electronique digitaie.

Les dernieres annees ont vu apparaitre et s'imposer toute une serie de transducteurs nouveaux convertissant les grandeurs physiques habituelles en grandeurs electriques assimilables par un ordinateur.

Nous allons examiner ces capteurs de temperature, d'humidite et de rayonnement ainsi que les dispositifs de mesure de debit de chaleur, de

^^^iiJS^'yfiak-tiatiii^

_ 63-

vitesse de vent ou de concentration en CO2 que I'on rencontre aujourd'hui. Nous examinerons aussi comment ces elements sont articules autour du micro-ordinateur pour constituer une chame automatique de mesure.

II ne faut evidemment pas s'attendre a trouver tous ces appareiis dans une meme serre car I'ensemble des grandeurs mesurables deborde largement I'ensemble des grandeurs dont nous maltrisons la regulation.

La temperature La premiere grandeur mesuree dans une serre est sans conteste la temperature. Pourtant cette operation pose de nombreux problemes et de mauvais esprits ont pu dire que la seule chose dont on etait sur a propos ^ d'une telle mesure etait qu'elle traduisait ia temperature du thermometre !

II importe en effet d'assurer requilibre thermique entre le capteur et le ; milieu explore et les moyens pour y arriver different selon qu'i l s'agit i de I'air, du sol, de la couverture ou encore de ia vegetation.

Les capteurs les plus utilises en serres sont les resistances de platine .' (Pt 100) et les resistances ^ coefficient de temperature negatif (CTN). A la precision generalement admise pour les mesures en serres (± 0,15°C), et dans la place des temperatures concernee, on peut admettre que ia resistance des Pt 100 varie lineairement avec une pente standard de 0,39 i I / ° C . Cette caracteristique supprime evidemment tout probieme de . calibration. Toutefois, la faible valeur de la resistance ( l O O H a 0°C) oblige ^ utiliser la technique de mesure e 3 ou 4 fils afin d'eliminer la resistance propre des fils de connexion. Leur presentation robuste dans de petits cylindres de ceramique et leur faible cout sont des avantages certains.

Les CTN ont des valeurs de resistances beaucoup plus eievees (15 kJ l a 20° C) ^ c6te desquelles la resistance des fils de connexion est negligeable. Elles peuvent done etre mesurees directement par un montage ^ 2 fils. Mais la variation de la resistance avec la temperature est hautement non lineaire et n'obeit pas ^ une loi generate : chaque exemplaire doit etre calibre individuellement et sa courbe de calibration doit etre gardee par I'ordinateur. Leur presentation dans une tres fine gaine en verre minimise leur inertie thermique. Leur cout plus eieve est compense par la facilite de la mesure.

Les thermocouples, couramment utilises pour les mesures de temperature dans d'autres domaines, sont de moins en moins utilises en serres. Ils souffrent en effet d'un triple handicap : la necessite de disposer d'une "soudure f ro ide" de reference; le danger d'apparition de forces eiectro-motrices parasites dans les connexions et leur faible sensibilite (± 50 microvolts/" C) qui exige des mesures tres precises de tension. Leur robustesse aux hautes temperatures n'est pas un avantage dan' le cas present, aussi sont-ils abandonnes dans tous les systemes specifiquement destines aux mesures de serres.

Temperature seche de I'air

La mesure de la temperature seche de I'air est essentielle si on veut reguler le chauffage convectif dans la serre. Deux precautions s'imposent.

D'une part, supprimer les influences radiatives en plagant le capteur a

- 6 U .

I'abri dans une gaine refiechissante : par exemple dans un cylindre d'alu-minium ou de metal chrome. Dans les conditions prevalent dans les serres, il n'est pas justifie d'utiliser plusieurs cylindres concentriques comme on doit le faire dans les champs radiatifs intenses (siderurgie). II ne peut evidemment y avoir de pont thermique entre le capteur et sa protection.

D'autre part, la stagnation de I'air est propice e la formation d'het6roge-neites de temperature aussi convient-il d'a6rer le capteur en adaptant un ventilateur i une extremite du cylindre de protection au travers duquel il aspire I'air. Des mesures ont montre que les inegalites de temperature n'etaient evitees que si la vitesse de I'air au contact du capteur etait au moins egale e 3 m/s. A defaut de cette precaution, on peut enregistrer des ecarts de temperature allant jusqu'a 3°C. ' •

Les capteurs utilises ici sont indifferemment des Pt 100 ou des CTN. De longues series de mesures paralieies ne revdlent pas d'ecart superieur; i0,1°C. , i

Temperature de globe noir de I'air

Au contraire du cas precedent, on cherche ici i inclure les effets radiatifs dans la mesure. Ce parametre est done bien adapte a la regulation d'un chauffage radiant.

Dans ce but, on place un capteur de temperature (Pt 100 ou CTN) au centre d'une sphere metallique fermee, de 15 cm de diametre, peinte en noir mat de fagon d avoir un facteur d'emission <5^0,95. Certaines peintures bien que noir mat mais contenant des pigments d'aluminium ne permettent pas d'atteindre cette valeur.

Dans le cas du chauffage d'une serre par paillage radiant, une etude recente a montre qu'une regulation basee sur la temperature sdche de I'air conduisait i des consommations e t ^ des distributions de temperature inacceptables. II est de la plus elementaire logique d'utiliser dans ce cas la temperature de globe noir.

De plus cette temperature est une meilleure approximation de la temperature de feuille que celle de I'air. En effet, la vegetation absorbe le rayonne-. ment thermique; toutefois l'6vapotranspiration des feuilles introduit un facteur d'auto-regulation que le dispositif du globe noir ne prend pas en compte.

Temperature du sol

La mesure de la temperature ^ plusieurs profondeurs dans le sol est indispensable quand on cherche ^ reguler ou a etudier un chauffage par tuyaux enterres. Cette donnee est aussi pertinente pour la determination du calendrier de pose et de depose de la cot'verture dans la culture sous bache a plat.

On utilise generalement comme capteurs des Pt 100 dont la gaine en ceramique assure la robustesse. Elles sont montees aux extremit6s des dents de longueurs inegales d'une espece de rateau que Ton enfonce dans le sol.

En raison de I'amortissement avec la profondeur des variations de temperature en surface, il est plus rationnel d'utiliser des espacements croissants

entre les niveaux des capteurs. Quant a la profondeur maximum de mesure, on notera que I'amplitude des fluctuations est reduite e moins de 5 % ^ 40 cm de profondeur pour les variations saisonnieres. Enfin, il faut eviter le transport de chaleur par conduction entre la surface et les capteurs au travers de leur support.

Temperature de surface de la couverture

La comprehension des mecanismes climatiques de la serre suppose la connaissance des echanges radiatifs entre ses elements. Or ces flux sont conditionnes par la temperature de surface. Par exemple, la temperature . de surface interne de la couverture commande son echange radiatif avec la vegetation, sa temperature de surface externe regie rechange radiatif ^ avec le ciel.

La mesure des temperatures de surface est delicate car elle exige ^ la fois -que le capteur perturbe le moins possible la surface et coincide au mieux [• avec celle-ci. On utilise un type particulier de Pt 100 ou le f i l r6sistif de platine, dispose en zigzag, adhere ^ une feuille de polyethylene transparent de quelques cm2 que Ton fixe sur la surface a etudier au moyen • d'une colle devant assurer un bon contact thermique. Ce capteur, tres^ fragile a cause de la finesse du f i l , est difficilement reutilisable. be plus, quoiqu'en disent les fabricants, il doit etre calibre avant I'usage.

Temperature de la vegetation

La temperature de la vegetation intervient d'abord en tant que temperature de surface gouvernant ses echanges radiatifs mais -de plus c'est un-parametre important des mecanismes de physiologie vegetale, par exemple de la regulation stomatique.

Quand on etudie une seule feuille de fapon transitoire ou en laboratoire, on mesure sa temperature en lui appliquant un microthermocouple. Cette solution est evidemment inutilisable dans un couvert vegetal § I'in-terieur d'une serre pour des mesures en continu sur de longues p6riodes.

On emploie dans ce cas un thermometre radiatif. On sait que la surface de tout corps emet un rayonnement infrarouge de grande longueur d'onde dont la repartition spectrale et I'exigence totale dependent de sa temp6- ' rature. Ce capteur mesure I'exitance de la surface dans une bande limitee de longueurs d'onde, le plus generalement entre 8 et 14yY-m.. Le signal emis par cet appareil est en fait I'integration de I'edairement regu pour I'entierete du spectre (de 2,5 i ZOj i i t i ) par extrapolation au depart de redairement regu dans la seule bande 8 - My^-^ . Cette extrapolation n'est justifiee que dans la mesure ou la repartition spectrale du rayonne- ' ment est analogue ^ celle du corps noir, c'est-a-dire quand le facteur d'emission de la surface ne depend pas de la longueur d'onde (corps gris).

Cette condition est bien verif iee par la vegetation et on s'accorde generalement pour lui attribuer un facteur d'emission C = 0,95. Au moyen de la loi de Stefan-Boltzmann E = 6 < y T^, on obtient alors la temperature de surface de ia vegetation. II faut noter que Tangle de vue de ces thermometres radiatifs est tres etroit (2 - 5°C) : le resultat affiche concerne done une cible bien deiimitee et il importe d'installer cet instrument en tenant compte de cette caracteristique et de I'heterogeneite du couvert vegetal.

-.66

D'autre part, son utilisation pour la mesure de la temperature radiative du ciel ou de la temperature de surface de centaines couvertures partiellement transparentes e I'infrarouge long conduit ^ des resultats incohe-rents. Dans ces deux cas, en effet, I'extrapolation § tout le spectre, de la mesure dans une bande limitee n'est plus licite.

L'humidite L'humidite d'un milieu peut etre caracterisee par une s6rie de parametres differents, lies entre eux par des relations de conversion, et dont le choix sera fait en fonction de Tusage auquel on destine cette grandeur.

Humidity absolue (Hg^^g) : peut etre definie comme la masse de vapeur d'eau par volume d'air humide usuellement mesuree en g/m3 ou plus^ rigoureusement comme la masse de vapeur d'eau par masse d'air sec,' auquel cas il s'agit d'un nombre pur. Cette notion intervient quand on fait le bilan massique d'une enceinte.

( Pression ou tension partielle de vapeur d'eau dans I'air [QQ) : est habituellement mesuree en mb (100 Pa) ou en mm de mercure (1 mm Hg x 1,334 = 1 mb). Quand la pression partielle correspond ^ la pression d'equilibre entre la phase solide (t < 0°C) ou liquide (t > 0 ° C ) et ia^ phase vapeur de Teau ^ la mSme temperature, elle est appeiee pression ou tension de vapeur saturante dans Tair (e^). C'est une fonction exclusive de la temperature sdche de Tair.

Humidity relative (HR) encore appeiee etat hygrometrique : est le rapport ' en % de la pression partielle de vapeur d'eau d'un air humide (BQ) e sa pression de vapeur saturante (eg) : HR = 100 QQ/S^. C'est un nombre pur. Cette notion est sans doute celle qui est le plus largement utilisee pour caracteriser Thumidite, II ne faut cependant jamais oublier qu'a humidite" absolue constante, Thumidite relative varie avec la temperature de Tair et en sens inverse de celle-cL

Deficit de saturation (DS) : est la difference entre la pression de saturation et la pression partielle de vapeur d'eau dans Tair (eg — BQ) mesuree usuellement en mb. Cette notion est bien adaptee e Tetude des transferts de chaleur par chaleur latente : evaporation, condensation, 6vapotranspira-t ion.

Hauteur d'eau precipitable (W) : est la hauteur d'eau, mesuree en cm, que Ton recueillerait a la surface horizontale du sol si toute la vapeur d'eau situee au-dessus etait condensee et recueillie ^ I'etat liquide. Cette grandeur est specialement utile dans Tetude des echanges radiatifs dans Tinfrarouge long.

Temperature du point de ros4e (t^p) : est la temperature a laquelle il faut refroidir de fagon isobare un air humide pour que sa pression partielle (BQ) devienne pression saturante (eg).

Depression du point de rosde : est I'ecart entre la temperature seche de Tair et la temperature de son point de rosee (t — t(jp). Ces deux notions sont importantes dans les etudes de dep6t de condensation, notamment sur les couvertures de serre, qui en modifie les proprietes radiometriques.

Temperature humide de I'air (t^) ; est la temperature d'un capteur maintenu humide et refroidi par evaporation dans des conditions normalisees.

- G ^ ^

Resistances de platine

Psychrometre

l^jP^!lgJ^uiM.y^4;!y*lUjj^l>^^JVfywl^--!|^^

Capteur P.A.R.

Toutes ces grandeurs, plus ou moins facilement mesurables, sont transfor-mables les unes dans les autres soit au moyen de Tabaque psychrometri-que (inutilisable e Tordinateur 1) soit par des relations analytiques : il existe des correspondances directes entre Thumidite absolue (Hgbs). '^ pression partielle de vapeur d'eau (ep) et la hauteur d'eau precipitable (W). De plus, la connaissance simultanee de la temperature seche de Tair, directement liee i la pression de vapeur saturante (eg), permet les conversions avec Thumidite relative (HR), le deficit de saturation (DS), les temperature et depression de point de rosee (t^jp) et la temperature humide de Tair (th).

On ne dispose toutefois de moyen relativement simple de mesure experimentale ou directe que pour I'humidite relative, la temperature humide de Tair et la temperature du point de rosee.

Nous exclurons immediatement les hygrometres e cheveux dont la calibrat ion diff ici le, Timprecision (± 5 % ) et Tinertie (± 15') rendent les resultats peu fiables. lis ont d'ailleurs ete remplaces ces dernieres annees par des dispositifs electroniques donnant une tension ou un courant proportionnels S Thumidite relative.

Les premiers de ces appareils apparus sur le marche utilisent la modificat ion d'un effet capacitif sous Taction de Thumidite. Ils doivent etre etalonnes en deux points au moyen de solutions standard dont la tension de vapeur est connue. Leurs resultats sont precis (± 1 % ) et leur temps de reponse raisonnable (± 1 min.) mais I'etalonnage derive avec le temps et est affecte irreversiblement si Tappareil est soumis a une humidite relative trds eievee (.^ 97 % ) ce qui n'est pas rare en serre.

A la seconde generation, ces appareils utilisent la modification d'un effet r^sistif sous Taction de Thumidite.

Le processus d'etalonnage et les performances restent inchanges. Le nouveau capteur supporte les humidites tres eievees. La derive du reglage impose d'etalonner tous les six mois.

Ces deux types d'hygrometres sont munis d'un capteur de temperature et donnent parallelement un signal en tension ou en courant mesurant en principe la temperature seche de Tair. Cependant, si ce capteur est bien preserve du rayonnement, il est place dans une enceinte tres mai ventiiee et ses resultats sont de ce fait probiematiques.

Le psychrometre, moyen traditionnel de mesurer les temperatures seche et humide de Tair, a ete modifie de fagon i donner un signal comprehensible par un ordinateur. Nous avons deja vu comment on mesurait la temperature seche de Tair au moyen d'un capteur Pt 100 ou CTN place dans un cylindre re If lechissant et ventile.

On ajoute, dans le meme cylindre, un second capteur identique au premier, recouvert d'un manchon de coton blanc maintenu humide par capillarite e partir d'un reservoir d'eau presen/6 du rayonnement thermique. Pour respecter les conditions normalisees, ie courant d'air provoquant Tevaporation sur le manchon doit avoir une vitesse d'au moins 3 m/s. En Tabsence de ventilation, on obtient la temperature dite humide naturelle qui n'a pas d'application ici.

Dans ces conditions, pour les pressions atmospheriques usuelles, les meteo-

^ 6 3 ,

rologues ont etabli une relation empirique entre les temperatures seche t et humide t^ et la pression partielle de vapeur d'eau ep.

Ce systeme est el Theure actuelle le plus largement utilise en serre car il ne necessite aucune intervention, si ce n'est le reapprovisionnement en eau et le remplacement periodique du manchon. De plus, le meme appareil donne simultanement la temperature seche de Tair et son humidite relative.

La determinatipn du point de rosee utilise un appareillage beaucoup plus complexe. On envoie un jet de Tair e etudier sur un miroir r6fiechissant un faisceau lumineux. Ce miroir est refroidi de fagon controlee et sa temperature est soigneusement mesuree en continu. Quand le m i ro i r : atteint la temperature du point de rosee de Tair, il se couvre instantane-ment de buee et la reflexion du faisceau lumineux devient diffuse. Ceci est detecte par un capteur optique qui declenche Tenregistrement de la ; temperature du miroir. On peut obtenir la pression partielle de vapeur ( d'eau par une relation simple faisant intervenir en plus la temperature sdche.de Tair.

Ce procede eiabore et relativement couteux n'est utilise que dans des ' recherches exigeant une grande, precision.

Le rayonnement Avant d'aborder les techniques de mesure et d'enregistrement du rayon-. nement, il importe de regler le probieme des systemes d'unite dans lesquels on va exprimer ces resultats.

Disons de la fagon la plus categorique que Tutilisation des unites photometriques visuelles (lumen, lux, etc.) doit etre proscrite de toutes les etudes agronomiques au prof i t des unites energetiques (watt, watt par metre carre, etc.) ou des unites photoniques (einstein par seconde, eins-teln par seconde et par metre carre, etc.).

Les unitds visuelles ne conviennent que pour les etudes d'eclairage de Tenvironnement humain, c'est-e-dire de Texcitation de nos organes visuels dont elles integrent la courbe de sensibilite spectrale relative. La fonction photosynthetique des plantes obeit ^ une tout autre courbe de sensibilite.

Les unites energetiques sont bashes sur un detecteur neutre (sa sensibilite spectrale relative est representee par une droite et vaut 1 a toutes les longueurs d'onde) qui permet de realiser des mesures dont le resultat est independent de la composition spectrale du rayonnement et notamment de deborder du domaine visible vers Tinfrarouge solaire ( /\ < 2500 nm) et Tinfrarouge thermique ( A < 2500 nm). Ces unites sont utilisees dans tous les problemes d'echange de chaleur et de bilan thermique de serre.

Les unites photoniques mesurent ie no.mbre de quanta d'energie ou photons (nombre sans dimension) dans ie rayonnement. L'unite de base en est Teinstein qui compte une mole de photons c'est-^-dire le nombre d'Avoga-dro N = 6,02 . 10^3 photons. Ces unites sont adaptees ^ tous les problemes qui font intervenir un echange d'energie entre le rayonnement et des particules comme la photosynthese. Vu que Tenergie d'un photon est proportionnelle e sa frequence, ie nombre de photons dans un rayonnement d'energie fixee est inversement proportionnel a la frequence. La courbe de sensibilite spectrale relative du detecteur devra done etre une droite issue de Torigine ( A = 0) et ^ pente positive.

L'interet de ce systeme d'unites dans les etudes de physiologie veg6taie resulte du fait que Taction spectrale pour la photosynthese — rapport du taux d'absorption de CO2 sur Tenergie incidente — apparait proportionnelle au nombre de photons dans le domaine spectral 400 < < 700 nm plus qu'a tout autre caraeteristique du rayonnement. On peut done dire que la sensibilite spectrale relative de la photosynthese est le mieux decrite par une courbe nulle en dehors de 400-700 nm et par une droite issue de Torigine entre 400 et 700 nm.

Le rayonnement dans le domaine spectral 400-700 nm est couramment appele photosynthetiquement actif et baptise rayonnement PAR (photo-synthetically active radiation). II faut remarquer que ceci ne concerne que le domaine spectral et non le systeme d'unites. On peut done mesurer; un eclairement PAR en W/m2. Si on le mesure en unites photoniques ' (E/m2.s) on parle alors de la densite de flux de photons photosynthetiquement aetifs.

{ Tout ceci n'aurait eu qu'un interet academique si n'etaient apparus, depuis quelques annees, des capteurs lumineux ayant comme courbe de sensibilite speetrale relative celle donnant les unites photoniques, limitee au domaine PAR, et baptises capteurs PAR a reponse quantique mesurant ' la densite du flux de photons photosynthetiquement actifs en provenance d'un angle solide eorrespondant k un hemisphere. Ces instruments permettent des mesures ponctueiles, avee une surface sensible de 1 cm2, ou des mesures deioealisees, avec une surface sensible de 1 m de long sur 1 em de large. Ces capteurs donnent une tension proportionnelle ^ Teclairement " et sont desormais utilises dans toutes les etudes reliant la croissance ou la production au niveau ou § la qualite de T6ciairement.

Les etudes relatives aux echanges thermiques des serres exigent quant ^ elles la mesure energetique du rayonnement solaire ineluant Tinfrarouge court et celle du rayonnement thermique de grandes longueurs d'onde. Les eapteurs utilises en serre sont des thermopiles convertissant le rayonnement en foree eiectromotriee. Selon leur conception, ees eapteurs peuvent mesurer le rayonnement solaire global ou diffuse ou les eompo-santes ascendante et descendante du rayonnement total.

Le pyranometre mesure la densite de flux energetique de 290 a 2500 nm (solaire) dans un angle solide correspondant i un hemisphere. Le capteur est forme de thermocouples montes en serie dont les soudures chaudes sont solidaires d'une surface noire absorbant le rayonnement et les soudures froides, d'une surface blanche le reflechissant ou d'une masse thermique e la temperature de Tair. II est place dans une enceinte protegee des echanges eonvectifs et radiatifs de grande longueur d'onde par une double eoupelle en verre et donne un signal de sortie en tension avec une courbe de sensibilite spectrale relative en principe plate. La precision est de Tordre de ± 5 % et le temps de reponse est de Tordre de la demi-minute. II faut se rappeler que la calibration de ces appareils est fonction de la temperature de Tair et que les valeurs enregistrees doivent etre affec-tees d'un facteur de correction pour de grands ecarts de temperature.

Sans autre accessoire, le pyranometre mesure le rayonnement solaire global. S'il est muni d'un disque mobile ou d'un anneau sur axe polaire intereeptant le rayonnement solaire direct, le pyranometre ne mesure plus que le rayonnement solaire diffus D en provenance de la voute celeste. Dans le cas de Toccultation par un anneau, celui-ci doit etre ajuste

en fonction de la deelinaison du soleil et des corrections doivent compenser I'eiimination abusive d'une bande de la voute celeste si on desire une grande precision. La difference entre le global et le diffus donne evidemment le rayonnement solaire direct S. Cette grandeur pourrait etre mesuree par un pyrheiiometre mais ces appareils tres couteux ne se justif ient guere dans les etudes relatives aux serres. Si on utilise deux pyra-nometres montes horizontalement. Tun face vers le haut, Tautre face vers le bas, on peut encore mesurer Valb6do du couvert vegetal ou du sol en faisant le rapport des deux'signaux.

Le pyrradiometre mesure la densite de flux energetique du rayonnement total de 290 ^ 50 000 nm au niveau du sol (solaire -f- grandes longueurs d'onde) dans un angle solide correspondant e un hemisphere. Le principe de la mesure est identique e celui du pyranometre mais des difficultes" nouvelles apparaissent. II est d'abord tres difficile de trouver une peinture noire dont la courbe speetrale d'absorption serait parfaitement plate sur un aussi large domaine de longueurs d'onde. Par ailleurs, la protection i contre les echanges eonvectifs exigerait un materiau dont le facteur de transmission serait lui aussi constant sur ce domaine. Deux solutions ont 6t6 proposees : supprimer toute protection et introduire une correction, pour les pertes convectives ou utiliser des coupelles en polyethylene surv lesquelles on empeche la condensation. Cette seconde option est ia plus maniable et est adoptee en serre. Enfin, le fait que le capteur transforme le rayonnement en chaleur pour produire une foree eiectromotrice dans le thermocouple oblige ^ introduire le capteur lui-meme eomme source de rayonnement dans Tequation de Tappareil. De toute fagon, la preci--sion atteinte est difficile i apprecier en Tabsence de reference absolue mais semble se situer entre 5 et 10 % .

L'appareil le plus souvent rencontre en serre est \e pyrradiometre diffe--rentiel ou bilanmetre. II s'agit de deux pyrradiometres mont6s horizontalement, Tun face vers le haut, Tautre face vers le bas, permettant de capter les rayonnements totaux descendant (solaire global et atmospherique descendant) et ascendant (solaire et atmospherique refieehis, et terrestre). Les appareils les plus simples donnent la difference entre les deux densites de f lux, e'est-e-dire le bilan radiatif. Ceci minimise Tinfluence du rayonnement emis par le capteur lui-meme. Des appareils plus •. eiabores donnent les deux valeurs et la temperature de Tappareil permettant d'introduire une correction sur chacune des mesures.

Remarquons enfin que le bilanmetre peut toujours etre utilise en pyrradiometre en masquant un de ses capteurs par une surface de temperature et de facteur d'6mission eonnu. Enfin, en periode nocturne, ne mesurant plus que les rayonnements atmospherique et du sol, eet appareil devient un pyrgeometre. i

Taux de CO2, vitesse de Tair, etc. Les dernieres annees ont aussi vu apparaitre des appareils de mesure de grandeurs qui, sans etre ^ strietement parler de nature meteorologique, n'en constituent pas moins des caracteristiques de Tambiance dans laquelle eroissent les plantes.

L'ameiioration de Thermeticite des serres par souci d'6conomie a rapidement fait surgir un nouveau probleme : le deficit de concentration en CO2 k Tinterieur de la serre. Par ailleurs, il est rapidement apparu avantageux

d'augmenter cette concentration au-dessus de sa valeur e Tair libre (± 330 ppm) : la croissance et la production peuvent en etre ameiiorees si on ne depasse pas eertaines limites.

Les premiers appareils permettant le dosage du COg dans Tair etaient ehers, encombrants et d'un emploi malaise. Aujourd'hui, nous disposons de systemes automatiques, miniaturises et beaucoup moins coCiteux. La mesure de la concentration est basee sur la mesure de Tabsoption d'un rayonnement infrarouge par le CO2. Le dispositif eontenant un etalon interne et un commutateur electronique de faiseeau, on l i t directement la concentration entre 0 et 1100 ppm avec une precision de 2 ppm par une sortie de tension.

Rappelons que la mesure temporelle de la deeroissanee de la concentra- ' t ion apres injection de CO2 permet de determiner le taux de renouvellement de Tair dans la serre qui est un facteur primordial dans le bilan -thermique et qui depend, pour une serre donnee, de la vitesse du vent e t ; de ia difference de temperature entre Tair interieur et Tair exterieur.

On mesure done aussi la yitesse et la direction du vent au moyen d'un • anemometre k coupelles et d'une girouette. Pour Tanamometre, un ai-mant solidaire des trois eoupelles tourne devant des bovines d'induction qui sont le siege d'une force eiectromotrice alternative dont la frequence et la valeur de erete dependent de la vitesse de rotation. Ce signal, tres irregulier eomme le vent, doit etre mis en forme et transforme en tension

. continue.

La girouette soutient un aimant qui s'oriente avec elle devant une serie de relais reed materialisant la rose des vents. L'ordinateur l i t une tension qui est en liaison avec le num6ro du relais bascule.

La girouette definit 16 ou 32 directions, Tanemometre peut mesurer ies vitesses de 0,5 k 60 m/s avec une precision sur sa vitesse de ± 1 % .11 faut y ajouter ies sources meeaniques d'ecart : frottement et inertie. On peut estimer que ia precision sur la vitesse du vent est d'environ 0,5 m/s.

Dans les etudes de physiologie vegetale traitant des echanges de vapeur d'eau, de CO2 ou de chaleur entre ia vegetation et i'air, on doit connaitre la vitesse de Tair interieur que I'on peut mesurer avec un anemometre k f i l chaud. Le passage de Tair tend e refroidir un filament chauffe par un courant electrique. On mesure les variations d'intensite aptes a maintenir la temperature eonstante. On peut ainsi mesurer des vitesses depuis 0,01 jusqu'^ 10 m/s avec une precision de 10 ^ 5 % .

Enfin, on cherche encore e mesurer une serie d'autres parametres de ' nature beaucoup plus technique sur lesqueis nous ne nous etendrons pas. Citcns seulemant les debits de fiuide, de chauffage ou de ventilation (eau et air), les debits de chaleur, la presence ou Tabsenee de condensation ou de pluie sur les faces interieure ou exterieure des vitrages, la position des vannes de reglage ou des ouvertures de ventilation, etc.

L'enregistrement et le stockage A partir du moment ou un systeme de mesure comporte un grand nombre des resultats de mesure de capteurs interroges plusieurs fois par heure et dont ies resultats de

mesure doivent etre conserves, Tutiiisation du micro-ordinateur s'impose.

Son introduction oblige e n'utillser que des capteurs donnant un signal

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Girouette

de sortie electrique : tous les transducteurs que nous avons rencontres convertissent la grandeur physique a mesurer en tension, courant ou resistance.

Mais ta presence d'un ordinateur entraine par ailleurs des avantages : il devient possible de remplacer toute une partie du materiel par du logiciel moins cher et infiniment plus souple et modifiable.

A titre d'il lustration, nous voudrions deerire un systeme mobile d'acquisit ion de mesures que nous avons realise pour des eapteurs decrits plus haut. Le coeur de ce dispositif est un multimfetre de haut de gamme pouvant communiquer avec un miero-ordinateur au travers d'une liaison IEEE 488 et capable de mesurer des tensions, des intensites ou des resistances.

Les entrees de ce multimetre sont eonnectees k un boTtier de commuta-' t ion commande lui aussi au travers de la liaison IEEE 488 par Tordinateur et auquel aboutissent, par des entrees numerot6es et electroniquement. identifiables tous les fils de connexion des capteurs. -

Le micro-ordinateur et ses peripheriques ne pouvant supporter Tambiance de la serre, peuvent etre instaiies e plusieurs centaines de metres de eelle-ei. Une connexion RS232C V24 les reiie. A Tentree de la serre les signaux-. rencontrent une conversion RS232C V24 — IEEE 488 avant d'atteindre le multimetre et ie commutateur.

L'ordinateur possede un fichier reprenant pour chaque capteur, son numero d'identification, la nature electrique de son signal (tension, intensite, etc.), sa plage de mesure, la frequence e iaquelie il doit etre interroge, sa' courbe de calibration, ies eventuels coefficients de correction et toutes les indications sur le traitement que doit subir le signal du capteur.

A Theure prevue par un programme general, Tordinateur identifie le capteur et le eonnecte au multimetre. Simultanement, il active la fonction et la gamme de mesure adequates du multimetre qui effectue la mesure et renvoie la valeur num6rique, par la meme voie, vers I'ordinateur. Ce dernier traite alors ee r6sultat brut — corrections, linearisation, ete. — avant de ie stocker en memoire.

L'avantage de ce systeme est sa totale soupiesse. Au prix de simples modifications de programme, on peut ajouter, supprimer, remplacer, modifier des capteurs; modifier les frequences de mesure; traiter les resultats : moyennes et extreme diurnes et nocturnes, vaieurs cumuiees;" appiiquer des tests de valeurs anormales et alerter Toperateur : neige sur un pyranometre exterieur, manque d'eau dans un psychrometre, etc. et assurer la mise en page et Timpression de tableaux ou de diagrammes de resultats.

L'autre interet de ee systeme est sa remarquable fiabiiite. L'utiiisation des liaisons RS232C V24 et IEEE 488 assure des transmissions parfaites et permet de laisser ia chaine de mesure sans surveillance pendant plusieurs semaines si le micro-crdinateur a une capacite de stockage suffisante.

Grace a un tel systeme, il est possible d'accumuler les longues series chronologiques necessaires pour la mise au point de modeies de croissance de plantes, de modeies thermiques de serres ou de modeies de gestion climatique.

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ETUDE DES POHPES A CI^LEUR A DESHUMIDIFICATION EN CULTURE SOUS SERRE A COUVERTURE PLASTIQUE

8. CHASSERIAUX Pro-fesseur

E . M . I - T . 1^ . H Departement de physique et genie rural 2 rue Le Notre 49045 ANGERS

Dans le cadre d'une action Electricite de France

INTRODUCTION

Dans certains cas les conditions climatiques ^ I'interieur des serres i double paroi gon-flable peuvent devenir telles qu'elles interdisent la conduite normale des cultures-En ef-fet , du fait de I'etancheite de ce type d'abri ,une

condensation importante se developpe sur la surface interne de la paroi et retombe en gouttes sur les cultures et le sol . Ce probieme ayant ete pose par un rosieriste pour lequel I'etat sanitaire de la serre devenait catastrophique et la plupart de la production non commercialisable ,nous avons essaye de le resoudre en installant des POMPES k CHALEUR k DESHUMIDIFICATION -Ce type de machine , associant une diminution de I'humidite absolue

en condensant une partie de la vapeur d'eau Si un brassage de I'air de la serre , semblait pouvoir remedier aux problemes causes par une condensation excessive w

Nous presentons ici les resultats d'une etude concernant I'utilisation de ces POMPES i CHALEUR k I'interieur d'une serre multichapelle plastique h double paroi gon-flable , en presence d'une culture de rosiers •

La recherche a comporte deux phases:

-Une etude prealable de I'evolution du climat dans les conditions d'exploitation initiales ,pour mieux comprendre les phenomenes lies 3i I'apparition d'une condensation importante sur la sur-face interne de la paroi -

-Une analyse du climat en presence des pompes a chaleur a-fin d'etablir les performances de celles-ci et d'observer les modi-f i cat i ons climatiques et agronomiques k I'interieur de la serre.

hVitTERIEL ET METHODES

(voir plan general d'imp!antation schema 1) La SERRE

La serre est constituee par six chapelles (FILCLAIR) accoliees de 7<im de long sur 6.4m de large soit une sur-face totale de 2918 m2 <=3000 m2)

La couverture est du type k double paroi <EVA) gon-flable : des ventilateurs maintiennent la pression entre les deux parois.

Les piedroits , et les pignons sont realises en plastique semi-rigide ( polyester ) •

Le chau-f-fage est assure par une chaudiere au charbon L'emission de chaleur est du type localisee k basse temperature :

des epingles en tubes plastiques anneles sont soit posees sur le sol soit levees pour en augmenter le coe-f-f i c i ent d'echange o

La ventilation est realisee par des ouvrants actionnes par des moteurs et cremailieres.il n'existe aucun systeme de chau-f-fage convecti-f ou de ventilation dynamique .

L'irrigation est e-f-fectuee par des rampes de di-f-fuseurs disposees au pied des plantes

La serre est consacree k une culture de rosiers ; les di-f-ferentes varietes presentes 'etant pratiquement au meme stade de developpement <hauteur = 1.8m )

Les PQMPES Jt CHALEUR

Principe - Caracteristiques

Le principe general de la machine < schema 2 ') est de -faire passer I'air ambiant au voisinage d'un point -froid < evaporateur ) pour y condenser une partie de la vapeur d'eau qu'il contient , puis de lui -faire traverser une batter ie chaude ( condenseur ) pour qu'il en ressorte chaud et sec et se remeiange k I'air initial. Les pompes i chaleur instaliees sont de marque YORK modeie GCS 80 Ces appareils sont commandes par un thermostat sur lequel on

a-f-fiche la temperature minimum de -fonct i onnement ( 12''C) de -fagon k eviter le givrage de 1'evaporateur , et par un hygrostat de precision.

Un -filtre evite 1'encrassement des echangeurs

Implantation des pompes k chaleur

Les deux pompes sont instaliees respectivement dans la troisieme et la quatrieme chapelle < schema 1 ) sur des chassis metalliques k une hauteur < 2 m ) in-ferieure k celle des cheneaux et juste au dessus des rosiers .

Les debits de ventilation des deux machines sont orientes du centre de la serre vers le pignon et il n 'y a pas de gaine de di str ibut i on ,

http://cremailieres.il

wa? r.7i g. i^ft,.. =£ta3t^£<M:^>>:^.«a«twk.,.^'^:;^.ilb%S^£*.;,.arj£

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7 6 m .

6.4i

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1 ; »s7 , , . . ] i p^aiD PACi ( Q p j

i : ./ ,. • "

PAC : POMPE A CHALBJB ( HEAT PUMP )

0=3 : PSYCHROMETHE ( PSYCHHOMETEn ) ranpara tur t - Hua id l ta

- P l Aiiblanea ( Aablant ) - P2 Entraa Parpa ( I n l a t Puap I - PS S s r t l a Poupa t o u t l a t Puap t - f * Ex ta r laur ( Outalda )

H CCD *BRI HETEO METEOROLOCIAL SHELTER

_Q_ : PYRANOMETRE ( PYBANOMETER ) Rayonnaaant ( Raa la t ion )

II SONDES DE TEMPERATURE ( TEMPERATURE PROBE ) - SI at S3 Taaparatura da Parol

( Inalda Mall Tawaratura I

- S2 Taaparatura da Sol ( Soil Tanparatura )

Schema 1. Plan general d'implantation.

h

1 i 1

th hg

1 1

COMPTEUR OE DEBIT A I M P U L S I O N

— ——— 8AC OE BECEPTION

E : E V A P O R A T E U R

C : CONOENSEUR

S 4 - S 5 - S 6 : S O N D E S P L A T I N E

n • P 3 : P S Y C H R O M E T R E S

A : A N E M O M E T R E A F IL CHAUO

h •• COMPTEUR ELECTRIQU6

t h : T H E R M O S T A T

hg :HYGHOSTAT

C E : COMPRESSEUR

D : O E T E N O E U R V r V E N T I L A T E U R

Schema 2.

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^>s -Le MATERIEL de MESURE

La dispositon des sondes de mesure est indiquee sur les schemas 1 et 2

Les sondes de temperature utilisees sont toutes des thermoresi stances ^ -fil de platine ,et le rayonnement est mesure par un pyranometre lineaire *

Seule la pompe i chaleur n°l dispose d'un materiel de mesure (schema 2) •

Le compteur de debit k impulsion est raccorde k un enregistreur graphique k tambour

Les autres mesures sont collectees par une acquisition de donnees coupiee i un micro ordinateur.

Le depouillement des resultats est realise grace k des programmes de traitement etablis i cet e-f-fet et les courbes sont restituees k I'aide d'une table tragante .

ETUDE du CLIMAT INITIAL

Nous avons e-f-fectue un suivi du climat de la serre pendant plusieurs journees durant les mois de janvier et -fevrier 1984 ; les evolutions etant semblables , nous avons choisi dans ce chapitre d'analyser une journee type : 1e 29 janvier

Evolution des parametres climatiques

Nous avons observe que la temperature de paroi se maintient k un niveau (12 °C ) relativement eieve , ceci etant la consequence du doublage des -films de couverture . II peut paraitre alors surprenant qu'une telle condensation s'y developpe L'evolution des humidites ( Fig 1 ) permet de mieux ccmprendre ce

phenomene , en e-f-fet nous pouvons remarquer que I'humidite relative ambiante depasse I'humidite exterieure en milieu de journee -

Interpretation des resultats

Supposons une serre etanche sans culture , lorsque la temperature interne croit par "e-f-fet serre " I'humidite absclue reste constante et par consequent I'humidite relative diminue ( opposition de phase temperature-humidite ) Mais en presence des plantes 1'evapotranspiration augmente avec le rayonnement , recharge I'air en vapeur d'eau et provoque un accroissement du degre hygrometrique . Le rayonnement solaire soumet done I'humidite relative de I'air interieur ^ des variations antagonistes

Cependant ,en general les serres ne sont pas etanches ,et le renouvellement d'air par de I'air exterieur ayant une -faible humidite absolue conduit dans la plupart des cas k une diminution de 1'humidi te relat ive .

Dans notre cas particulier ,il semble que la grande etancheite de la serre soit la cause de 1'augmentation de I'humidite relative avec 1e rayonneroent . La convexite de la paroi due k la structure gon-flable associee k la tension super-f ic i el 1 e du -film plastique ne permet pas ^ I'eau condensee de ruisseller vers les cheneaux , mais -favorise I'apparition d'une condensation en gouttes tres importante •

-.>3-

211.

6 0 .

S O . a .

4 a . . i a o

30 . too

1 i a 4 9 6 7 a 9 i o i i i 2 i 3 i 4 i S i 6 i 7 t a i 9 a i i 2 2 a e 4

Fig. 1 — Evolution de Thumidite relative et du rayonnement dans pompes a chaleur.

Relative humidity and radiation variation, without heat pumps.

1. exterieur/outside. 2. interieur/inside. 3. rayonnement global/global radiation.

Fig. 2 — Evolution de la temperature au niveau de la pompe.

Temperature variation at heat pump level. 1. entree/inlet. 2. sortie evaporateur/outlet evaporator. 3. condenseur/condenser. 4. sortie pompe/outlet pump.

Fig. 3 — Evolution de I'humidite relative (HR) au niveau de la pompe.

Relative humidity (RH) variation at heat pump level. 1. entree pompe/inlet pump. 2. sortie pompe/outlet pump. 3. exterieur/outside.

Ml t

m .

ea

70,

60.

50.

a.

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4 5 6 7 S 9 10 tl 12 13 14 15 IS 17 la 13 SO 21 S 23 24

i . m . ( iMw^ I ru. I riM

Fig. 4 — Debit d'eau condensee en fonction de la temperature ambiante.

Condensed water flow as a function of the ambient temperature.

17.5

17.

1S.5.

16

15.5

15

14.5

U

13.5

13.

12.S

4

BB.5* / 87..X ' / / / /

.5S.2SZ

67.5X / • a a . 4 x

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r \\%r* / ttm^-^ ) 3.5 6 5.5 7

^^0-

ETUDE DU CLIMAT CLIMAT EN PRESENCE DES POMPES A CHALEUR

Cette experimentation a ete menee durant le mois de mars 1986 . Nous avons choisi d' analyser plus particulierement une journee type : le 14 mars ( Temperature de consigne de 14°C>. Les temperatures et humidites a-f-fichees sur les thermostats et

hygrostats de dedenchement des pompes sont respectivement 12 'C et 80 v..

1 Etude des POMPES Ji CHALEUR

Caracteristiques techniques

* Debit de ventilation

De -fagon k etablir une repartition de vitesse ,nous awons realise un maillage serre de points de mesure ponctuelle au niveau de la sur-face d'entree de la machine ,juste en amont du -filtre. La valeur moyenne de la vitesse ainsi obtenue est V = 4,95 m /s

soit un debit Q = 1880 m3 /h jce debit correspond ^ celui annonce par le constructeur< 1850 m3 /h ).

» Consommation electrique

La consommation electrique observee sur plusieurs journees evolue entre 2.41 Kw et 2.56 kw ,en valeur moyenne elle est de 2.5 Kw : cette valeur est in-ferieure k celle annoncee par le constructeur < 2.8 Kw ). Elle comprend les consommations du compresseur et de I'equipement electronique ainsi que celle du ventilateur.

Etude des variations entree -sortie des parametres climatiques

* Temperatures

La temperature ambiante reste stationnaire puis augmente rapidement apres le lever du soleil avec le rayonnement.

La pompe s'arrete i 10 H pour redemarrer a 17 H 30 < Fig 2 ).

En regime permanent I'air entre i la temperature Ta = 14.3 °C jSort de 1'evaporateur ( milieu pompe : caisson ) i Tc = 8.1 "C et ressort de la machine apres avoir traverse le condenseur i la temperature -finale. T-f = 23 °C. Les evolutions de toutes les courbes restent paralieies. Nous pouvons done observer les variations suivantes.

-Une chute de temperature ATac = - 6.2 "C lors du passage k 1'evaporateur.

-Une augmentation de temperature ATc-f = 14.9 "C lors de la traversee du condenseur.

* Humidi tes < Fig 3 )

Les hygrostats ne declenchent pas sur la valeur a-f-fichee < 80 V.) mais sur uhe valeur superieure ( 88 JO .

Durant la phase stationnaire I'humidite k I'entree de la pompe est HRa = 88 X et HR-f = 46 /. la sortie de la machine < apres un leger taux de remeiange ) , soit une variation d'humidite entree-sortie AHR = 42 '/.

•t Mli' 'iVTiTiiirkJ-rtL- A^^'U.

_ S I -

Debit d'eau condense

Nous avons reporte < Fig 4 ) les debits mesures par le compteur k impulsion durant plusieurs phases stationnaires choisies dans di-f-ferentes journees en -fonction des temperatures et des humidites ambiantes < indiquees sur les points ).

Le nuage de points etant relativement disperse ,nous avons trace une droite representant, de maniere approchee ,les debits condenses en -fonction des temperatures ambiantes pour un degre hygrometrique de 1 'ordre de 90 '/..

Soit q <l/h) = 0.325 T C O + 0.15

Comme nous pouvons le remarquer sur I'abaque le debit condense est done une -fonction croissante de la temperature ambiante ( dans la mesure ou I'humidite relative varie peu ) , en e-f-fet la quantite de vapeur d'eau condensable contenue dans I'air s'accroit aussi avec la temperature.

Bilan energetique

Compte tenu de la conservation de I'energie et du -fait que I'air est recycle sur lui meme , la di-f-ference entre la quantite de chaleur apportee au niveau de la source chaude < condenseur ) et celle soutiree au niveau de la source -froide < evaporateur ) est egale i I'energie absorbee par le compresseur.

Ainsi I'energie consommee par le compresseur participe au chau-f-fage de la serre et ,d'un point de vue thermodynamique , seule I'energie du ventilateur est perdue. Le resultat du calcul de la puissance thermodynamique de la machine

en utilisant les enthalpies est : W = 1.98 Kw.

2 Etude du CLIMAT dans la SERRE

* Observations physiques Les courbes de temperature et d'humidite

ne -font pas apparaitre une modi-f icat i on sensible du climat ,ceci semble normal pour les temperatures ,mais nous pouvions nous attendre ^ une incidence plus importante du -fonctionnement des pompes k chaleur sur I'humidite relative.

Par exemple ,si nous comparons la journee du 29 janvier (sans PAC) k d'autres journees semblables ( -faible rayonnement ,meme temperature de consigne 16 °C ) ,nous ne pouvons pas discerner des di-f-ferences si gn i-f icat i ves entre les courbes d'humidite. Ainsi la chute d'humidite relative observable apres 10 H est

uniquement liee k un ensoleillement important et k I'aeration de la serre.

Pendant le -fonct ionnement des pcsnpes I'humidite relative ambiante reste en general vers 92 '/.

II y a persistance d'une condensation en gouttes ,mais celles-ci sont beaucoup plus -fines et ne tombent plus

* Interpretation - Constatations agronomiques

La presence des pompes a chaleur contribue ci creer un nouvel etat d'equ i1i bre . Bien que nous ne disposions pas de serre temoin pour le veri-fier il

apparait cependant que la diminution d'humidite relative obtenue reste -faible : de 17. k 3'/.. Meme dans cette serre tres etanche il n'est pas possible de -faire un bilan statique sur I'humidite absolue jC'est-Si-di re vouloir deduire le degre hygrometrique -final ,des caracteristiques de I'air initial et de la quantite d'eau soutiree par les pompe .En e-f-fet le probieme est dynamique : la diminution de pression de vapeur d'eau dans I'air de la serre ,due aux pompes k chaleur , -favorise 1'evapotranspiration des plantes ;cette evolution en sens contraire de la precedente va done mener k ce nouvel etat d'equilibre.

La nette diminution du phenomene de condensation contribue i creer une ambiance beaucoup plus saine ;le sol est sec ,le5 roses ne sont plus tachees et les problemes phytosanitaires semblent resolus

CONCLUSION

Dans la serre etudiee ,1'assocation de deux equipements thermiques per-formants ,une double paroi gon-flable ( -faibles deperdi t i ons) , et un chau-f-fage localise basse temperature ( economie d'energie ) ,a contribue k creer des conditions climatiques catastrophiques . En e-f-fet 1'etanche ite de I'enceinte et 1'absence de systeme convecti-f y -favorisent le developpement d'une condensation importante.

Les POMPES ^ C^*!^LEUR Si DESHUMIDIF I CATION , en - diminuant I'humidite de T a i r ( deshumidi-f ication ) - augnentant le taux de brassage de T a i r < ventilation ) - rechau-f-fant T a i r ambiant

apparaissent comme un moyen d'intervention adapte Si resoudre ce probleme.

Si la restitution en chau-f-fage de Tenergie dissipee par le compresseur reste symbolique ( 2 Kw par pompe ) ,1a conjugaison de la deshumi di-f icat i on et de la ventilation des pompes introduit un nouveau "con-fort" climatique k Tinterieur de la serre.

Le brassage d'air n'etant vraiment sensible que dans les chapelles centrales ,1a deshumidi-f icat ion semble etre Te-f-fet predominant.

Nous n'avons pu observer par nos mesures physiques cette amelioration notable du climat . Aussi cette installation est-elle largement sous-dimensi onnee ; en e-f-fet ,si elle su-f-fit Si eviter la retombee de la condensation en gouttes et Si creer des conditions sanitaires satisfaisantes , elle n'apparait pas capable de maintenir une humidite relative determinee. Le dimensionnement de ce type d'instal lat ion est lie Si de nombreux

•facteurs , techniques culturales ,stade de developpement des vegetaux ,irrigation ,etancheite de la serre.

Les machines utilisees semblent techniquement au point et on peut assurer des debits condenses de Tordre de 5 Si 6 litre/heure suivant les temperatures de consigne , en evitant cependant de descendre en dessous de 12 "C de -fagon St eviter les problemes lies au givrage de 1 'evaporateur.

Remarque : On pourra trouver une etude plus precise des resultats et du -fonctionnement thermodynamique dans un article publie dans le journal PLASTICULTURE n"73 ,1987-1

^S3-

LE CONTROLE DE L'HUMIDITE EXCESSIVE DES SERSES

PAR POMPE A CHALEUR

P. FEUILLOLEY S. GUILLAUME

C.E.M.A.G.R.E.F Groupement de Montpellier

SOMMAIRE

INTRODUCTION

MATERIELS ET METHODES

1) Objectifs des essais

2) Description du materiel experimental

' 3) Description du materiel de mesure

RESULTATS OBTENUS

1) RSsultats obtenus en 1985-86

2) Resultats obtenus en 1986-87

DISCUSSION

CONCLUSIONS

BIBLIOGRAPHIE

-'SV,-

INTRODUCTION

Les serres modernes, pour des questions d'economie d'energie, sont de plus en plus etanches. Mais cette absence "naturelle" de renouvellement d'air entraine une Elevation anormale de I'humidite relative de I'air. Cette Elevation est surtout cruciale de nuit &u les besoins 2n chauffage sont importants. II se produit alors des condensations sur les parois et des phenomenes de gouttage sur vegetation, ce qui provoque des developpement cryptogamiques et des corrosiions de la structure.

En outre, les condensations sur les parois sont susceptibles de modifier notablement le bilan thermique de la serre (1 - 2 - 3 - 4 - 5)*. II convient done de contrSler I'humidltS excessive des serres par des moyens appropriSs, d'autant plus que la plupart des vgggtaux se developpenet ^ une humiditS optimale de I'ordre de 75 % en moyenne (4).

MATERIELS ET METHODES

1) Objectifs des essais

Les essais visant un double objectif :

a - comparer deux mSthodes de dSshumldification du point de vue efficacite thermique,

L'une des methodes consiste S aerer la serre tout en maintenant le chauffage (mSthode dite "hollandaise" ou d'"aeration-chauffage"), I'autre mSthode consiste en I'installation d'une pompe ^ chaleur air-air de deshumidification qui traite I'air intSrieur. Les essais ont lieu la nuit seulement.

b - mesurer I'incidence des condensations sur ces parois sur le bilan thermique.

2) Description du materiel experimental

* Les serres

En vue de rSaliser des essais comparatifs, la station du CEMAGREF de Montpellier possede deux serres en verre rigoureusement identiques (mSme 'surface', mSme structure, mSme orientation, mSme materiels thexnoiques, etc...).

Chaque serre possSde les caracteristiques suivantes :

surface au sol : 144 w-surface des parois : 318 m^ Volume : 533 m^ Couverture : verre de 4 mm

* Les chiffres entre () reviennent a la bibliographie

- S . 5 -

El le sont Squipees d'un chauffage par aSrotherme 'k eau chaude, de 50 kW de puissance maximum et dont la mise en route est command^ par un thermostat c l a s s ique . L 'objec t i f des e s sa i s e tant purement thermique, l e s se r res ne sont pas c u i t i v e e s . L 'evapotranspi ra t ion es t done simulee par des g^nSrateurs de vapeur e l e c t r i q u e s , ce qui permet de cont ro ler de fagon rigoureuse l a quant i te de vapeur d 'eau emise* Les essa i s se deroulant de n u i t , 11 est admis de fagon courante que la t r ansp i r a t i on nocturne des vegetaux es t une fonction de l a pulssa::ce de chauffage (4) ou du degre hygrom€trique de I ' a i r (8 ) , voire constante" ( 6 ) . Nous avons opte pour l a formule :

Evapo = Pch . 0,125 . 3600/Lv

Evapo : Evaporation en kg d 'eau/h . m Pch : puissance du chauffage en W/m Lv : c h a l e u r l a t e n t e d e v a p o r i s a t i o n d e I ' e a u e n J / k g .

Le sol est recouvert d'une bclche plastique noire pour §vlter 1'Evaporation du sol.

En utilisant cette formule et pour une puissance moyenne de 70 W/m^ de sol, on trouve une transpiration de 1,8 kg/h pour cette serre de 144 m: . L'evaporation de I'eau du sol necessitant sensiblement la mSme Energie (8), les gEnerateurs de vapeur ont done EtE regies ^ l , S x 2 3 3,6i(g que nous avons arrondi ^ 4 kg de vapeur/heure. Toutefois, ce rEgime est susceptible de grosses variations dues k des causes diverses (encrassement ou usure des electrodes, variation de la duretE de I'eau, de sa propretE, prEsence de boues dans la cuve, etc.*.).

Cette technique de serre non cultlvEe et de gEnEration artificielle de vapeur en vue d'Etudier les transferts thermiques et hydriques a dEjl EtE utilisEe avec succSs par I. SEGINER et D. KANTZ (11). Ces auteurs avaient rEglE leur gEnErateur de vapeur ^ 650 g/h pour une serre de 20 m^ (soit 1'Equivalent 4,68 kg/h pour notre serre de 144 m^). Dans leurs essais, I'eau condensEe sur les parois Etait rEcupErEe et mesuree.

L'humldltE IntErieure des serres est rEgulEe par un hygroatat classique.

Les deux serres sont pilotEes aux mEmes consignes en tempErature (15'C) et en humlditE (75 % ) .

L'EtanchEltE des deux serres a EtE mesurEe en fonction de la Vitesse du vent. Nous avons obtenu les resultats suivants :

Rp = 1,28 -t- 0,065 X V (serre PAC) Rt « 1,21 + 0,071 X V (serre temoin)

avec ^ , Rt = renouvellement en h~^ V = Vitesse du vent en m/s

On constate que les deux serres oat pratiquement le mEme renouvellement et que celul-ci est faiblement influence par la vitesse du vent.

•^SG-

* La pompe a chaleur (PAC)

L'une des serres est deshumidifiee par une PAC air-air qui a les caracteristiques suivantes :

marque : LEROY-SOMER, type : Sahel 45 puissance du compresseur : 1,5 C7 dEbit de ventilation : 1500 m^/h environ capacite de deshumidification : 2,5 I 3j5 kg eau/heure

Cette PAC est commandE par 1'hygrostat ci-dessus. La figure 1 represente le schema de cette pompe. '

* Les ouvrants

L'autre serre est dEshumidiflEe par ouverture des ouvrants de ( faitage.

Ces ouvrants sont motorises et actionnEs par des crEmaillSres.

DSs que I'ordre d'ouverture est donne par 1'hygrostat (humidite trop ElevSe), un relais temporise (minuterie ou doseur cyclique) ne tolere I'ouverture qu'un certain temps, de fagon periodique.

Ainsi, les ouvrants ne peuvent rester ouverts que 20 secondes toutes les 2 minutes.

Ce reglage a StE effectue en debut d'experience et pour toute la dures de la saison.

3) Description du materiel de mesure

* Mesure des temperatures

Elles sont realisees par des thermocouples cuivre-constantan (air IntErieur et extErieur, parois, sol, air entree et sortie PAC).

* Mesure de I'htmxiditE relative de I'air IntErieur et exterieur

Elle est rEalisee par des. sondes capacitlves de marque CIMEL.

* Mesure des Energies

L'energie thermique apportEe par I'eau chaude aux aerothermes est mesuree par des compteurs de calories de marque SAPPEL '

L'energle Slectrique apportee S la PAC et aux gEnerateurs de vapeur est mesuree par des compteurs Slectlques classiques de kW.h de marque SCHLUMBERGER.

_ s^_

* Mesures diverses

La quantite d'eau condensee par la PAC est mesuree par pesage du bac de rEception.

La quantite d'eau consommee par les genErateurs de vapeur est mesuree par des compteurs d'eau classiques.

Les dEclenchements des mlses en route de la PAC et des ouvrants sont dEtectes par des relais tout ou rien.

- Tous ces capteurs sont raccordes S une centrale de mesure de marque SCHLUMBERGER-SOLARTRON, type IMPS, pilotEe par un microordinateur OLIVETTI M24.

- Le traitement des donnEes est rEallsE gr^ce ^ un programme informatique mis au point par le CEMAGREF.

La Fig. 2 montre le schema d'implantation de ces sondes.

RESULTATS OBTENUS

1) REsultats des essais 1985-86

Une premlSre campagne de mesure a ete rSallsee pendant I'hiver 1985-86, en vue de tester differentes configurations de circuit de I'air entre la serre, la pompe S chaleur et I'exterieur. Quatre configurations ont StE testees (Fig. 3).

Version 1 : L'Evaporateur traite I'alr intSrieur (deshumidification). Le condenseur rechauffe I'air exterieur en vue de charger un stock (piscine, galets par exemple).

Version 2 : Les deux Echangeurs traitent I'air Interieur de la serre. II y a done deshumidification et chauffage.

Version 3 : L'Svaporateur traite I'air intErieur (deshumidification). Le condenseur rEchauffe de I'alr extErieur pour 1'injecter dans la serre. On assure ainsi un renouvellement de I'air de la serre.

Version 4 : L'air interieur est entierement recyclE sur les deux Echangeurs, selon le circuit prEvu par^le constructeur.

Dans les versions 1 et 3, les performances de la PAC dEpendent des conditions climatiques exterieures. Quant S la serre temoin, elle est deshumidifiee selon la mfithode "hollandaise" decrite plus haut.

Dans deux serres les consignes sont les meaes 15*0 et 75 % HR et les gSnErateurs de vapeur degagent 4 kg vapeur/hs ce qui aepasse largement la quantitS thEoriquement Evaporee par la vegetation. Les essais ont lieu de nuit seulement.

^ U -

Enfin, cette campagne 1985-86 Etait purement exploratoire. L'objectif visE Etant de faire une premiere approche de ces problEmes de dEshvmidification et de rEaliser une experimentation plus approfondie pour la campagne 1986-1987.

Les rEsultats sont les suivants (7) et sont rapportes au m^ de sol:

Coefficient K en kcal/h.m- .°C

Serre PAC

Serre tEmoin

Nombre d'essais

VERSION 1

7,3

10,0

9

VERSION 2

6,0

8,0

6

VERSION 3

- 7.7

6,6

6

VERSION 4

5.9

6,5

12

(Le coefficient de passage des kcal/h au W est 1,16)

Dans la version 1, 11 ne faut pas oublier 1'Energie rEcuperable au condenseur qui sert ^ charger le stock (fictif) extErieur : 1,3 kcal/h.m 2."C. Alnsl le systEme PAC semble plus avantageux, saixf pour la version 3, ce qui est paradoxal. Mals cette derniSre version a EtE testEe en fin de saison (Avril-Mai 86) oil les conditions climatiques extErieures etaient particullErement favorables. II n' est pas Etonnant dans ce cas que la deshumidification par ouvrant soit sensiblement plus perfoznsante* En outre, 1'introduction d'air par ventilation forcle mEme au travers du condenseur, ne se revile pas interessante, renouvellement trop important et I'air n'est pas dEshumidiflEe. Le tableau suivant rEsume quelques param^tres importants :

* l e COP de l a PAC * l a consommation spEcifique thermique de l a PAC (CTS) en kW.h/kg eau

COP

GTS (en kW.h/kg d'eau condensEe)

Nombre d'essais

VERSION 1

. 1,0

1,6

9

VERSION 2

-

1,8

6

VERSION 3

. '2

1.5

6

VERSION 4

-

0,9

12

Les valeurs des coe f f i c i en t s c i -dessus sont g loba le s , c ' e s t 3, d i r e q u ' e l l e s comptabi l lseat des Energies absorbEes par l e compresseur e t c e l l e des annexes ( v e n t i l a t e u r s , voyant l u m i n e u x . . . ) . I I s ' a g i t done de COP d ' e x p l o i t a t i o n . Les COP sont f a i b l e s , ce qui n ' e s t pas Etonnant pour une pompe a i r - a i r .

^ s ^ -

En outre, leur appreciation est entachee d'erreur car liee a la mesure d'un debit d'air (nous avons trouve des debits d'air inferieurs I ceux du constructeur). II existe au refoulement des ventilateurs des hEtSrogenElte de temperatures notables. Toutefois ces COP faibles montreraient que les debits et les puissances des ventilateurs sont mai adaptEs par rapport aux Echangeurs. La capacite de deshumidification (2 a 3 kg/h) est pcoche de celle annoncee par le constructeur. Enfin, on a une bonne corrElation entre I'eau condensee et la consommation Electrique (version 4) :

Cond =» 0,955 * kWh -f- 0,43

Cond : eau condensEe en kg ^ kWh : consommation de la PAC en kWh

Quoiqu'il en soit, la PAC Etant situEe I 1'intErieur de la serre, ces considErations sur le COP sont sans importance, toute 1'Energie ; Electrique fournie a la PAC est integralement restituee I la serre (8).

La figure ci-aprEs donne un exemple de I'efflcacitE de la rSgulation de I'humidite dans les serres.

3:5

a 15 F,

S:3

S!3

4 3

yi HR J o u r rV 3 5 HR:PRC J o u r n " 3 5 . . . H R . T E M O C M J o u r n-" 3S / . . . HR . R I R . EIXT-'

: \ j ^ ' \ r . } '

2'-5 !l.

2:5 i

13 21 •3 - ^

C O

H e u r e s

-^O-

La difference entre les deux serres est due au fait que les deux hygrostats ne se dEclenchent pas tous les deux aux memes consignes, malgre un etalonnage prealable (appareils peu precis).

En fait le but de la deshumidification est plutot d'empecher les humidites excessives, plut3t que de reguler une humidite.

2 - REsultats des essais 1986-87

Les essais 1986-87 visaient a approfondir les rEsultats acquis en 1985-86, en particulier vErifier si la tendance en faveur de la PAC se confirme et apprecier I'importance des condensations sur les parois. Les deux serres Etant identiques, I'une a EtE conduite S 60 % d'humiditE, I'autre dEshumidifiee aux environs de 44 % d'humiditE. Les deux serres sont toujours il IS^C de consigne. Nous avons rEallsE cinq essais de ce type.

- Influence sur les temperatures de paroi

L . . N° ESSAI

Parol

Est

Parol

Ouest

.Serre PAC

Serre.tEmoin

Serre tEmoin

.. Serre PAC

.AT

..Serre tEmoin

..Serre.PAC. .

.AT

.Humidite %.

Humidite %

7

. 8,3

.6,6

.1,7

.11,4

.6,5

.4,9

.41.9

60»8

3

- 9,8

7,9

. 1,9

. 9.4

7.6

-1.8

.37.8

57.3

6

.11,4

.10,0

. 1,4

11.5

10.2

.1,3

.44.2.

.59,8

4

7,7

- 5.3

.2,4

7,8

. 5,3

. 2.5

.47,3.

56,9

5

.10,0

-8,9

1,1

.10,3

8,5

-.1,8

.48,7

.63.1

MOYENNE

..9,4 .

. 7.7, .

. 1,7. .

.10,1 .

:.7,6.

-.2.5.

43.9 .

59.6

Ce tableau apporte dexix types de conclusions :

* II est clair que les condensations augmentent les tempEratures de paroi.

* L'Ecart entre les parois Ouest et Est s'explique par I'importance des vents dominants : tout ce passe corame si le film d'eau protege la paroi contre le vent. En effet, ce sont les parois les plus ventEes qui sont les plus chaudes (ce sont peut Stre aiassi celles oil il y a le plus de condensations mais nous n'avons pas pu le vErifier).

-3U

- Influence sur le coefficient K

Le tableau suivant donne les valeurs du coefficient K pour les mEmes essais, en fonction du vent et de la temperature extErleure (les resultats sont rapportEs au m^ de sol et classe par vitesses de vent croissantes).

N' DE L'ESSAI

Vent en m/s

TempErature exterieure (en »C)

K-, (serre temoin) en kcal/h.m^.-C

K (serre PAC) en kcal/h.m^.'C

AK

4

1,2

- 1,2

4,29

4,07

0.22

7

1,4

0,0

5,58

4,43

1,15

5

1,67

3,3

4,24

3,57

0,67

3

2,5

3.1

5,18

4,72

0,46

6

3,7

6,9

6,19

5,13

1,07

MOYENNE

2,09

2,42

5,10

4,38

0,71

(le coefficient de passage des kcal/h au W est 1,16)

Le coefficient K de la serre tEmoin ("humide") est systematiquement supErieur a celui de la serre "sEche". La dlffErence est de I'ordre de 16 %. En consequence, dans une serre en verre ou 11 y a condensation sur les parois, 11 faut s'attendre I des consommations thermiques supplEmentaires de I'ordre de 16 %. Cette augmentation est due I I'accroissement des portes par convection (parois plus chaudes). En revanche dans une serre en plastique, le phEnomEne de condensation semble bEnEfique pour le bllan theimlque : le film d'eau joue le r31e d'ecran thermique, les phenomenes radiatifs I'emportent sur les phEnomenes convectifs (3-5).

Nos rEstiltats expErimentaux confiirment de tres pr&s 1'Etude theorique realisee par D. de HALLBUX (5) entre verre, sec et humide : le coefficient K augmente de 18 % et les tempEratures de paroi de 1 I 2''C.

- Utilisation de la PAC comme moyen de dEshumldlfication

Le tableau suivant resume les valeurs du coefficient K selon que la serre est dEshumidlflEe par la PAC ou par la mEthode "hollandaisse". Les consignes sont les mEmes qu'en 1985-86.

N*" ESSAIS

K (serre PAC) en kcal/h.m^.^C

K (serre tEmoin)

en kcal/h.m^.'C

.10

5,56

7,33

- 1

4,66

6,14

.9

6,67

6,97

3

4,93

6,55

. 8

4,22

6,13

2

4,34

6,35

MOYENNE

5,06

6,58

-32.- M.

La serre temoin (mEthode "hollandaise") a un coefficient K de 30 % superieur I la serre dEshiunidifiee par PAC. On retrouve la tendance des essais 1985-86.

Quant au COP de la PAC, il reste faible de I'ordre de 1. Nous avons obtenu les rEsultats suivants sur 6 essais.

N' ESSAIS

COP

9

0,54

1

0,61

3

0,79

2

0,66

10

1.35

8

. 1,89

MOYENNE

0,97

On retrouve done les valeurs de la campagne prEcEdente. Quant au rSchauffage de I'air, 11 est de 4''C en moyenne pour une consigne de IS'C Enfin } pour la CTS, nous avons le tableau suivant :

N" ESSAIS .

CTS en kWh/kg d'eau condensEe

9

3,25

1

2,11

. 3

1.14

2

1,24

. 10 .

1,33

. 8 .

1,8

MOYENNE

1,81

Exception faite de la valeur 3,25 qui est anormalement elevee, on retrouve les CTS de la campagne 1985-86.

Malgre les COP faibles et les CTS ElevEs la PAC a bien rempli son r31e de dEshumidiflcation comme le montre les courbes suivantes :

XHR 10-82-87 21:38:25 humidite pac

humidite tem 98

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9 ° . O n a s o

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58

38

23 9 Heures

, 3?. -

- REsultats sur le bilan en eau

II est possible de realiser le bilan en eau pour les deux serres. En effet, connaissant les humiditEs interieures et extErieures, la fuite de la serre et la vapeur apportEe par le gEnErateur, le bilan en eau represente la diffErence entre la masse de vapeur produite et celle quittant la serre. On a ainsi un flux de vapeur qui balaye chaque serre, se rEpartissant entre :

- I'eau condensEe par la PAC,

- I'eau EvacuEe par les ouvrants et les fuites,

- I'eau condensee par les parois.

Ne connaissant pas le renouvellement occaslonnE par les ouvrants, 11 n'est pas possible de connaitre le poids d'eau condensee sur les parois de la serre tEmoin.

Le tableau ci-aprEs rEsume, pour les mEmes essais, le bilan en eau des deux serres. On remarque une certaine hEtErogEnEitE des rEsultats llEs aux difficultEs de maintenir constant le dEbit de vapeur des genErateurs. Par ailleurs la quantltE d'eau condensEe sur les parois n'est pas forcEment llEe aux basses tempEratures (sauf le cas a - 3,1''C).

On constate enfin que la condensation sur les parois est toujours prEsente avec une moyenne de 1,80 kg/h (en 1985-86 on avait une moyenne de 3 kg/h).

N» ESSAIS

T" extErieure

Flux de la vapeur serre PAC (kgVap/h)

Flux de la vapeur serre tEmoin ,(kgVap/b)

Poids de I'eau condensEe sur les parois (serre PAC) kg/h

8

8.9

2.64

0,3

1,7

9

- 3.1

3,2

2,54

2,69

1

3.5

2,07

2,72

1,05

3

3,5

3,58

2,36

2,09

. 2

4.1

2.43

3,03

1,03

10

4.9

3,45

2.13

2,24

MOYENNE

3,63

2,90

2,18

1.80

La surface vitrEe Etant de 318 m^, la condensation moyenne est de 5.66 g d'eau/h.m2 (9,43. g/h.m^ en 1985-86).

La chaleur latente de I'eau Etant de 595 kcal/kg, I'eau condensEe sur les parois leur retrocEde 3,4 kcal/h.m^, soit environ 3,9 W/m^ de paroi, ramenE au m^ de sol la puissance ainsi cedEe par la condensation est de 8,64 W/m2.

-3^-

Sur 9 essais, la puissance moyenne de chauffage est de 66,01 W/m^ de sol. la. condensation, phEnomene qui dEgrade le bilan thermique, le pEnalise done en moyenne de j; (Jl - H 64 " ^^ ^ ^°° fait I'hypothese que toute la chaleur de condensation passe S 1'extErieur). Cette valeur est a rapprocher de celle trouvEe plus haut par la mEthode des coefficients K ou I'on avait une pEnallsation de 16 %. On peut done affirmer que les condensations sur les parois en verre et pour cette serre, dEgradent le bilan thermique dans une fournchette de_ 15 i 16 % (rappelons que D. de HALLEUX a trouvE par modElisatlon 13 % ) .

DISCUSSION

- Sur les COP

Les COP trouvEs sont faibles et comme on I'a dit plus haut, 11 s'agit de COP d'exploitation (et c'est ce qui IntEresse I'utilisateur) IntEgrant la consommation des annexes, surtout des ventilateurs. Celle-cl est loin d'Etre nEgllgeable par rapport a celle du compresseur. En effet, la puissance des annexes (voyant, transformateurs, ventllatexirs, rEsistance de chauffage du frEon) reprEsente 50 % de celle consommee par le seul compresseur.

II en rEsulte que les COP trouvEs plus haut sont i multiplier par 2 si I'on veut obtenir les COP par rapport au seul compresseur. Dans ce cas, on a bien des COP toujours supErieurs a 1 et on retrouve des valeurs voisines d'expErimentation rEallsEe a I'INRA (8).

dlviser par 2. La remarque est Egalement valable pour les CTS qu' 11 faut

Rappelons Egalement que cette PAC est conque pour des applications de sEchage (bois en particulier) ce qui explique la puissance des ventilateurs (nEcessltE de valncre les pertes de charges dans le sEchoir). 11 existe maintenant dans le commerce des PAC de dEshumldlfication specialement conque pour les serres.

- Sur les ouvrants

Le rEglage des ouvrants a EtE rEalise en dEbut de campagne et n'a plus EtE modifIE par la suite.

Alnsl, la minuterie qui dEclenche une ouverture de 20 secondes toutes les 2 minutes n'a plus EtE dErEglEe. Cette temporlsatlon a EtE trouvEe par approches successives en vue d'effectuer une rEgulation de 1'humlditE aussi efficace que par la PAC.

Ce rEglage, que I'on peut considErer comme optimum en dEbut d'expErimentation ne I'est plus en plein hiver par temps froid.

L'idEal serait done de moduler par un rEgulateur la temporisation d'ouverture en fonction de la tempErature extErieure. (3ette mEthode permettrait certainement de rendre plus efficace la technique de dEshumidification par "aEratlon chauffage".

-3b-

Toutefois elle ne serait pas concurrentielle (du point de vue EnergEtique) a celle de la PAC.

En effet, BAILEY (9) a montrE que le systeme "aEration chauffage" a I'aide d'un Echangeur sur I'alr entrant et sortant augmente de 40 % les consommations en Energie (le systeme est a rapprocher de nos essais 1985-86, version 3, ou I'on injectait dans la serre I'air rEchauffE par le condenseur. Cette version augmentait de 15 % les consommations par rapport a la serre tEmoin).

CONCLUSIONS

Le controle de I'humidite dans les serres Etanches et isolees thermiquement devient une nEcessltE et ce fait est admis de tous (12 - 13).

La dEshumidification par pompe a chaleur represente la solution la plus ElEgante car facilement pllotable par des moyens classiques (hygrostat, centrale de rEgulation...) et elle permet des Economies d'energie consequentes (15 %) par rapport aux methodes d'"aeration chauffage" ou aux mEthodes de renouvellement par Echangeur. En outre grSce a ses ventilateurs la PAC augmente le brassage de I'air interne et permet son homogEnElsation, Evitant ainsi des zones mortes favorables aux condensations.-

Economiquement I'installation d'une PAC est justiflEe si dans la serre en question 11 y a des problemes aigus dus aux condensations et si la culture est a forte valeur ajoutEe.

Toutefois dans nos essais sans culture et avec humldification artificielle, on n'integre pas les phEnomenes djmamiques d'evaporation de la vEgEtation. De ce fait certains auteurs estiment que I'installation d'une PAC de dEshumidification ne fait que limiter I'exces d'humidite sans la reguler. C"est souvant suffisant pour Eviter des dEgSts phytosanitaires (7 - 8). Par ailleurs au-deia de certains taux de recouvrement follaire, I'installation d'une PAC ne suffit plus pour lutter contre les excEs d'humidite.

La methode "hollandaise" pour le moment, reste done, un moyen trEs efficace.

Enfin, nous avons "montre" et ce sujet a etS aborde que par tres peu d'auteurs, que les condensations sur les parois d'une serre en verre dEgradaient son bilan thermique en augmentant les tempEratures des parois. Cette dEgradatlon, de I'ordre de 15 %, est done loin d'etre nEgllgeable.

II convient done tant pour des raisons phytosanitaires que pour des .raisons Economiques de contr31er 1'humlditE des serres. L'apparition rScente sur le marche de PAC de dEshumidification de serres nEcessltant un investissement de I'ordre de 20 FHT/m^ permettrait le dEmarrage de cette technique pour un plus grand nombre de spEculations.

-34-

BIBLIOGRAPHIE

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3 P. FEUILLOLEY : Simulation des parois plastiques et de condensation sur une serre gonflable CEMAGREF Montpellier - 1986 - Document non publlE

4 I. URBAN : L'excEs d'humlditS sous serre : son contr31e par PAC Memoire de fin d'Etudes - ENITH Angers - CEMAGREF Montpellier - 1984

5 D. de HALLEUX et Coll : Effet de la condensation sur les transferts thermiques des couvertures de serres, cas du verre et du polyethylene Plasticulture n" 66 - Juin 1985

6 de VILLELE : Besoins en eau des cultures sous serre SjTmposium "Water supply under glass and plastics" - (Jeisenhein/Rhin -17-21/09/78 - ISHS

7 S. FEUNTEUN : La dEshumidification des serres par pompe a chaleur Memoire de fin d'Etudes - lUT de Lorient - CEMAGREF Montpellier - 1986

8 G. CHASSERIAUX : Etude des pompes a chaleur de dEshumidification sous serre a couverture plastique Plasticulture n° 73 - 1987

9 E. VANDERCHMITT : Etude de la deshumidification par PAC sous serre plastique MEmoire de fin d'Etudes - INRA d'Alenya - Octobre 1987

10 BJ. BAILEY : Limiting the relative humidity in insulated greenhouse at night NIAE - Acta Horticulturae - 148 - 1983 - Energy in protected cultivation

11 G. SERRES : Comite des Plastiques en Agriculture Chambourcy 1987 -CPA - 27 rue Prony - Paris

12 K. STROM : Air humidity control in insulated greenhouses XXIst International Horticultural Congress 1982 - Hamburg - 29/08 au 04/10/82

13 L. BORIESSON - K. STROM : ftjmldlty control in insulated greenhouses : a necessity Swedish University of Agricultural Sciences - Lund 1982

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- 3 3 -

DIRECTION DE LA DISTRTOUTION SERVICE COMMERCIAL Division Industrie Electricite

30URNEE DES PLASTIQUES

E N I T H P

ANGERS - 05 MAI 1988

FLASH DINFORMATION - Y. PERIN (EDF)

LES APPAREILS DE DESHUMIPmCATION ELECTRIQUES

Le principe de la deshumidification par Ponnpe a Chaleur est ennploye depuis deja de nombreuses annees. Les principales applications sont en autres : la deshumidification du Hali des piscines couvertes, le sechage de carreaux de platre ou produit de charcuterie...

Cet te technique permet cPobtenir un excellent resultat en ayant un cout ifexpioitation minimum. En effet, ces appareils permettent de secher ou de deshumidifier en circuit ferme et de recuperer la chaleur pour la recycler et ainsi rechauffer I'ambiance. Au cours de leurs histoires, ils ont acquis une grande fiabilite et des performances accrues.

APPLICATIONS A LA DESHUMIDIFICATION DES SERRES

Pour repondre au probleme du controle du taux d'hygometrie en serre auquel se heurtent de plus en plus les horticulteurs et maraichers, des constructeurs de PAC ont du adapter la technique de deshumidification aux serres. Des groupes autonomes de deshumidification ont ete congu specialement pour cette utilisation :

- resistance a la corosion.

- simplicite d'instaliation et de branchement.

- simplicite de la regulation.

- entretien reduit.

Ces machines livrees en kit, peuvent facilement etre installees par le serriste lui-meme -en respectant bien entendu- les normes electriques en vigueur pour se proteger de tout risque d'electrocution.

•»•/ •••

- A O O

LES COUTS

Ces machines simples sont conûes soit a- la demande en fonction de la surface a deshumidifier, soit de faôn modulaire pour un nombre de metrercau'refdonne.

Par exemple, une machine conûe pour 1 500 m^ de serres coQte aux alentours de 27 kF.

Le cout d'exploitation est assez dif f ic i le a cerner neanmoins, lors d'une experimentation, un coOt moyen a pu Stre caJcuIe.

Ainsi, pour une installation de deshumidification de serre a double parois gonflables la consommation d'electricite par jour et pour 3 000 m^ est de 70 Wh dont 57 % en heures creuses de la tari f icat ion EDF, soit un cout de 28,16 F par jour.

Ces materiels simples, eprouves ont un cout de fonctionnement peu eleve et permettent de repondre a un probleme qui se pose parfois de fagon dramatique pour le serriste.

. -AOA.

CONTHOLE DE L'HUMIDITE DANS LES SERRES

Said MAKHLOUF et Andre JAFFRIN Laboratoire Ecothermique; BP 21 06561 Valbonne Cedex F.

RESUME : Le controle de I'humidite dans les serres de cultures peut s'averer necessaire pour des questions phyto-sanitaires; mais par le biais d'une pompe ei chaleur, il peut egalement fournir une contribution au chauffage de la serre et s'accorde particu1ierement bien avec les techniques de recuperation de chaleur solaire sur un cycle d'air interne a la serre avec stockage thermique centralise.

INTRODUCTION : La serre solaire experimentale CREAT-CNRS de La Baronne, qui a fait I'objet de plusieurs campagnes de mesures sur divers generations de materiaux de stockage thermique k changement de phase so 1ide-1iquide, a permis de tester un systeme de deshumidification de I'air recycle ^ partir du stockage utilisant une pompe A chaleur k compression de petite puissance. On a pu mesurer ^ cette occasion le coefficient de performance d'une unite commerciale d^rivee des systemes de deshumidification des halls de piscines et ^valuer le benefice qui pouvait r^sulter de cette apptication encore peu courante Cil.

I - L*HYGROMETRIE EN SERRE. Le probl^me de I'humidite excessive d'une serre peut se poser

des lors que la serre est maintenue confinee. C'est le cas d'une culture intensive menee avec renforcement artificiel du taux de C02 en phase avec le niveau d'inso1 ation. ou encore d'une serre conduite avec recuperation de chaleur solaire par recyclage de I'air interne a travers un stockage thermique. Dans ce dernier cas, le probieme devient d'autant plus aigu que la contribution nocturne du chauffage auxilaire peut §tre plus faible apr^s des apports gratuits abondants de jour et que son rSle dessechant peut s'en trouver neutralise. La presence d'un doublage de parois, fort utile pour reduire ies deperditions thermiques et bien souvent indispensable pour assurer un transfert thermique correct vers le stockage est un element aggravant" puisqu'elle contribue a rapprocher la temperature ambiante de la serre du point de rosee (qui est donne par la temperature de paroi interne).

Les premieres experiences menses sur la serre CREAT-CNRS avec stockage thermique sur hydrates sal ins mais sans traitement de I'hygrometrie avaient conduit A un developpement de Botrytis sur le vegetal (roses Sonia) qui avait impose d'adopter une strategic de ventilation naturelle en debut de journee, (dont I'effet est visualise en Fig.2). et qui est prejudiciable au bon fonctionnement de la la recuperation de chaleur solaire. Des experiences paralleles conduites sur des cultures de courgettes d'hiver ou sur du basilic, avec un stockage en chaleur sensible dans le sol m^me de la serre (par circuits d'air enterres, ref. £2J ) ont mis en evidence des probiemes sanitaires analogues etant donnee la quantite importante d'humidite reinjectee par I'air dans son circuit nocturne de restitution et ont impose des precautions du meme ordre.

II - IMPLICATIONS THERMIQUES. II est pourtant bien utile de profiter des augmentations des

- io2.-

coefficients de transfert thermique que permettent les procesaus d'evaporation et de condensation de la vapeur d'eau contenue dans I'air de la serre des lors que I'on souhaite recuperer de la chaleur solaire pour la nuit suivante par le biais d'un stockage thermique ventile. Une solution est done de transformer cette chaleur latente de changement d'etat iiquide-vapeur en chaleur sensible. C'est ce qui est fait par un cycle frigorifique de pompe a chaleur de deshumidification oilt I'air humide issu du stockage de nuit passe success!vement sur 1 *evaporateur puis sur le condenseur (Fig. ib) pour sortir asseche et surchauffe. Un simple systeme de clapets assure que le circuit d'air dans la phase de chargement evite le detour de la pompe A chaleur (Fig. ia). La puissance calorifique de la pompe ei chaleur a installer n'est fonction que de la fraction de vapeur d'eau 4 extraire de I'air humide (et du debit d'air); elle est done par definition tres inferieure ^ la puissance calorifique necessaire au chauffage dela serre. Les points importants etudies sont le coefficient de performance d'une telle pompe a chaleur, dans la mesure oCi elle constitue un substitut partiel ou total at un systeme de chauffage k combustion, et la capacite d'une telle installation a resoudre en pratique les probieraes phytosanitaires rencontres anterieurement.

L'etude detaillee du fonctionnement des pompes k chaleur de deshumidificatian (2 pompes Lery Somer DH 75 et DH 120 de puissance 2 et 3 kU au compresseur respectivement) a montre qu'une fois regie le debit de freon, le coefficient de performance reel (rapport de la puissance de dehuraidification A la puissance appeiee au compresseur) se situait entre 2,8 et 3,1 ce qui permet d'utiliser cette source de chauffage auxiliaire sans crainte d*affecter les charges de fonctionnement de la serre (Tableau I) et reduit les deperditions par condensation sur les parois.

Le suivi cultural a d'autre part montre que I'etat sanitaire de la serre de roses Sonia s'est maintenu de facon tout k fait satisfaisante sans autre intervention (voir ref- [33 ).

II reste que cette forme de controle de I'humidite de la serre se traduit par un investissement supplementaire qui est sous cette forme difficile k rentabiIiser, et qui trouverait une meilleure justification pour une cult-ure ou sous un climat qui permettrait de supprimer le poste de chauffage principal, tout en laissant au bruleur generateur de C02 articifiel le rdle de secours.

REFERENCES:

1 - MAKHLOUF S.(1988); Experimentation et modelisation d'une serre solaire a air avec stockage par chaleur latente assiste par pompe k chaleur de deshumidification. These Doct-Sciences Univ-Nice et Laboratoire Ecothermique CNRS de Valbonne; fevr. 1988.

2 - JAFFRIN A., HALLOT J., LUBRANO M. (1982). Stockage thermique et transferts par air humide dans les serres; Proc. Atelier International UNESCO "La Serre Solaire"; Perpignan; mai 1982.

3 - JAFFRIN A., MAKHLOUF S.(1987); Solar greenhouse with heat storage assisted by a dehumidifyIng heat pump. Proc- ISES Conf. Hamburg Sept. 1987.

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Circuit d'air d.ins la serre

^ ^ Fig la :circuit de jour ( hors PAC)

/ I \ ^ phase de chargement

du stock

PAC Sud

Entree d'air

tiede( 2<i'',60%)

et humide

^e

Fig lb : c ircui t de nuit ( via PAC)

phase de dechargement

du stod<

/ >

PAC Sud

t l :? C:

Sortie d'air

sec et chaud (32°,30%)

P'S 2 :Temperatures et hygromeTrigs roiativps en serre

fermee et abri aere. journee du ft Fevrier 138^

^Q Temperature(°C)

30

20

10

r~"

r / . .

\ \

(

^ r - ^ I

- ^

6 10 14 18

inn Hygrometrie(%)

22

10 1<» 18 22

Temps (h)

•4)

.O 10

I I I

Fig 3 : Evo lu t i on cJe s cmtenus enthalpiques de I'air humide

t ra i te par une pompe a chaleur He deshumidification

16

14

V 2 10 E

8

a.

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Fonctionnement PAC

/

/

J /

^

•

< ^

- ^

,

1

\

VJ i i LJ ¥ • ' VVii?

13 17 21 1 5 9

Tenpsui)

Chaleur totale .jntree / sortie PAC

t>0< Chaleur de condensation de la vapeur d'eau

Chaleur sensible de I'air

- 10^3^

E: RNED

S « G •, N •' & • 68-ALCX)LSHEIM

LAITUE DE P L E I N CHAMP SOUS BACHE

COMPORTEMENT DES MATERIAUX DE COUVERTURE

YyAryy/zAKVAr/yy/y'^^^^

J e a n - J a c q u e s GERST CTIFL-SENE

yArMr^Ar/yyyyy//y//y/y^^^^^

BUT : e t u d e d u c o m p o r t e m e n t d e d i f f e r e n t e s b a c h e s s u r l a p r d c o c l t e d e l a l a i t u e

ETAT D'AVANCEMENT: a n n ^ e d e m i s e e n . p l a c e : 1 9 8 7

ACTION TERMINEE X^)S{ftftS8C«:5(^RR

METHODE EXPERIMENTALE : c o m p a r a i s o n d e 6 m a t g r i a u x + 1 t e m o i n - c o m p o r t e m e n t s a n s r e p e t i t i o n

p r e l e v e m e n t d ' S c h a n t i i l l o n s d e 12 l a i t u e s - c o n t r 6 1 e s d e s t e m p e r a t x i r e s du s o l

DEROULEMENT DE LA CULTURE :

SEMIS :

PLANTATION :

OOUVERTURE BACHE :

FUMURE :

PROTECTION SANITAIRE

DESHERBAGE :

RESULTATS

le 30.01.87, en mottes de 4 x 4 - variete Prima (VILMORIN)

le 16.03.87 A 27 x 25 en planches de 4 rangs

du 16.03. au 28.04. ;..•

1 t/ha de Nitrophoska permanent 15-9-15-2

- en p4pin±&re : Rovrail toutes les semaines

- avant plantation : Rovral -f Di thane M 45 -i- Pirimor

Kerb

EVOLUTION DU POIDS DES LAITUE-S AVEC DIFFERENTS MATERIAUX DE OOUVERTORE

pour etre coramercialisable, la laitue doit atteindre un poids de 300 g

- l O G -

[ Materiaux

[ FILMS PERFORES

[ - EVA 800 trous [ antibuee [ - Pinktuf 500 trous [ (film arme) •

r AGROTEXTILES

[ - Agryl P 17 : [ - Agronet 15 [ - Filbio polyester • [ - Filbio polyamide

\ TEHOIN NOH COUVERT ,

Rec(

Pds'tnoyen 1 laitue en g

305

280

265 165 : 155 180

95 .

)Ite-du 06.05.87

Pds mini. et raaxi en g

100 - 580

110 - '»20

220 - 510 70 - 250 : 100 - 210 • 50 - 260

50 - 150

% laitues coramercia-

[ lisables

• 30

; 30

10 0 : 0 • 0

0

Rec

Pds moyen 1 laitue

en g

351

; 33'»

288 206 : 2'»5 239

167

3lte du 11.05.87 ]

\ Pds mini. et inaxi en g

• 150 - '*90

; 110 - '»20

90 - 'i50 : 70 - 300 •

130 - 3'»0 160 - 280

70 - 220 .

% laitues j commercia- -i lisables i

75 j

: ^ ]

50 ] 8 ] 17 ] 0 ]

0 j

Recolte du teraoin non couvert le 18.05-87 - poids moyen d'une la i tue : 317 g - poids mini, et poids maxi. : 210 et 360 q - % commercialisable : 67

P r e c o c i t e a p p o r t e e p a r l e s d i f f e r e n t e s b a c h e s , p a r r a p p o r t au t e m o i n :

- 1 2 j o u r s p o u r EVA 800 t r o u s a n t i b u e e , P i n k t u f 500 e t flgryl P 1 7 , - 7 j o u r s p o u r A g r o n e t 15 e t F i l b i o P o l y e s t e r . .

CONCLUSION :

C o n f i r m a t i o n d e s r e s u t l a t s a n t e r i e u r s : l e s f i l m s o n t un e f f e t t :her ra ique s u p e r i e u r aux a g r o t e x t i l e s . Les b a c h e s l e s p l u s p e r f o r m a n t e s p e r m e t t e n t u n e p r e c o c i t e d ' u n e a d e u x s e m a i n e s p a r r a p p o r t au t e m o i n .

Dans c e t c e s s a i , I ' o r d r e d e c r o i s s a n t d e p r e c o c i t e e s t l e s u i v a n t : EVA 800 t r o u s a n t i b u e e , P i n k t u f 500 turous , A g r y l P 17 , F i l b i o p o l y e s t e r , A g r o n e t 1 5 . Le F i l b i o p o l y a m i d e ne p e u t e t r e r e t e n u .

RENSEIGNEML'NTS COMPLEMENTAIRES AUPRES DE LA S . E . N . E . - RD 4 6 8

ALGOLSHEIM - G 8 6 0 0 NEUL BRIS.ACH - T e l . : 8 9 72 51 2 2

- i c^ -

BACHES AU SOL - 1987

COMPORTEMENT DE BACHES SUR PETIT

TUNNEL AERE

C i^r \7

'///////////////////////////////////f/n////////f/I iiiun////////////////////////////!//// J . J . GERST C t i f l - SENE

'///////////////////////////////////f/////////n////////////////////////////f////f////i'ff^ OBJECTIF :

METHODOLOGIE

confirmer 1'interet du petit tunnel aere sur le rendement precoce de la courgette et sur la limitation des interventions manuelles dans la conduite cultturale.

6 modalites "bache" : PIT R (film thermique avec 3 bandes de trous) - Agryl-Stork (film microperfore) - flgryl P 17 double (voile de polypropylene pose en double-epaisseur) - Agryl P 17 (voile de polypropylene) - Agronet 22 {non tisse extrude bietire) - Filbio (filet polyester)

2 repetitions, sauf poiur Filbio et Agryl-Stork

variete : Arlesa (CAILLARD)

GONDUITE DE LA CULTURE :

ELEVAGE DU PLANT : en serre

PLANTATION :

OOUVERTURE :

FUMURE :

TRAITEMENTS

DESHERBAGE :

IRRIGATION :

semis le .18.03 et le 25.03 (le premier semis doit permetture une production de fleurs males precoces)

le 15-04 a i m sur le rang et 1.6 m entre les rangs, soit 0-6 plants/ m2

2 tunnels de 13 plantes par modalite

tunnel nantais du 15.04 au 26.05

avant plantation : 1 t/ha de Nitrophoska permanent 15-9-15-2

en cours de culture : 100 kg/ha d'Amnonitrate, les 11.06 et 23-06

en pepiniere : avant plantation : Iprodione + Pyrimicarbe

en cours de vegetation : Manebe •¥ Thiophanate-methyle le 25-06

raanuel (2 fois)

en fonction de I'ETP

ouverture tunnel lors d'une irrigation le 19-05, lors d'une pltiie-

(PNDITIONS CLIMATIQUES :

AVRIL : temps frais, venteux - faibles precipitations

MAI : temps frais, avec nombreuses precipitations (double de la normale)

JUIN : temps frais, precipitations euparieures a la normalo - grele le 13.06

RF.SULTATS : voir tab.leau •- '• •

~ i o g -

r Materiau

[ AGRYL-STORK

[ PIT R 3 [ bandes de trous ( AGRYL P 17 douMi. [ AGRYL P 17 [ AGRONET 22 [ FIL8I0 polyes. [ TEMOIN

:=======r=: ; Date

debut recolte

26.05

26.05

26.05 O'l. 06 011.06 11.06

01.07

:========: |Rdt cum.

Poids

0.902

1.000

0.780 0.190 0.102 . -

' -

:=======r; le 08.06

\ Nombre

'..'.

3.8

3.3 1.1 0.6 --

===—=====: _Rdt cuin.

• Poids

1.572

1.570

-i.m 0.592 0.'i32 0.278 -

:=======: le 2'i.06

Nombre

. 7.6

6.0

5.7 2.6 2.0 1.0 -

==s=c==s=:

[Rdt cum.

Poids

' 3.512

3.3'f'.

3.107 1.652 1.'f52 1.1'i5

: 0.302

le 08.07

Norabre

13.'.

11.5.

10.7 6.1 5.8 J t . l

1.0

Rendement commercial en t/ha

21

.20

18 10 9 7 2

:s====s======3 % fruits -j commercia- •, lisables •,

85 1

82 j

83 3 8'i ] 79 ] 96 ] 10 ]

POIOS : poids moyen en kg/plante - NOMBRE : nombre de fruits par plante

RENDEMENT PREOOCE ET PRODUCTIVITE :

Les baches peuvent se classer en deux groupes : Agryl-Stzork, PITT R et Agryl P 17 double, assurent precocite et productivite et

Agryl P 17, Agronet et Filbio, sont nettement moins precoces et productifs. Le temoin n'est entre en production que le ler juillet (J + 36)

RENDEMENT QUALITATIF :

Coulure en debut de recolte (faible polinisation - temps frais).

La grele du 13-06 a endomraage la vegetation et reduit les recoltes de la mi-juin, ce qui a eu une incidence sur le % de fruits commercialisables-

CONCLUSION :

Le ttinnel aere assvire precocite et productivite. La culture temoin, sans protection, s'est montree improductive dans les conditions climatiques de I'essai.

Trois modalites se montrent tres performantes : le film microperfore, le film thermique avec 3 bandes de trous et le Polypropylene double epaisseur.

Regulation climatJ.que : aucune intervention pour I'aeration ; la penet:ration de I'eau est insuffisante au travers du film microperfore (Agryl-Stork), du filra thermique 3 bandes de trous (PITTi R) et du Polypropylene double epaisseur (Agryl P 17) et du Filbio, elle est bonne au travers d'Agronet 22.

///////////////////////////////////////////////////////f/fn///////i////////'////////i///f/i CODE RNED annee de mise en place

287 1701 068 ACTION :ftB4RMJ )»g«XX - ?H5a itJ»&!xX - A POURSUIVRE

/////////////i//////n/////////////////////////////////n///////n//if/if///ii///n//i//i//i REN.'SEIGNEMENTS COMPLEMENTAIRES AUPRES DE :

STATION EXPEPIMENTALE K'ORD EST POUR CULTURES LEGUMIERES R.0 458 - ALGOLSHEIM - 63600 NEUF BRISACH T.U. : 89 72 51 22

.- i03 -

SOLAR I SAT I ON D'UN SOL DE CULTURE SOUS FILM PLASTIQUE

MAKHLOUF Said et JAFFRIN Andre Laboratoire CNRS Ecothermique; BP 21- 06561 valbonne Cedex F.

RESUME : La technique de sterilisation d'un sol de culture par effet thermique du rayonnement soiaire naturel sous un film transparent peut se reveler particulierement efficace si I'on fait appel ^ un film mouillable qui possede alors une excellente transmitivite optique et une parfaite opacite au rayonnement de grande longueur d'onde. Les temperatures obtenues sous un materiau commercialise en 1985 sous le nom d'Eurofilm Plus sont spectaculaires et I'effet de i'interruption de la raouillabilite I'est tout autant.

INTROOUCTION : La mise en culture de parcelles de pleine terre A destination d'especes vegetales vulnerables k certains nematodes impose des precautions sanitaires deilcates A mettre en oeuvre, comme ia desinfection au Bromure de methyl ou la sterilisation thermique par injection de vapeur d'eau surchauffee. O'autre part la legislation sur I'usage de tels desinfectants chimiques ne peut qu'evoiuer dans un sens plus restrictif. Aussi est-il apparu necessaire de reprendre des essais sur I'effet thermique d'une solarisation naturelle du sol sous film plastique, avec eventuellement un traiteraent chimique coraplementaire reduit Cl].

1 - LE ROLE DU FILM PLASTIQUE-

Lors d'une premiere campagne de raesures menee avec I'INRA d'Antibes, il etait apparu des differences dans les montees en temperature de parcelles de sol sltuees sous des films de nature differentes: en particulier, un film repute raouillable s'etait reveie aussi perforraant thermiquement qu'un film de polyethylene alveolaire pourtant nettement meilleur isolant. L'anaiyse de ces coraportements avait perrais de raettre en luraiere le role de la condensation sur la transraission optique du film et sur son comportement vis-A-vis du rayonneraent de grande longueur d'onde, principale source de deperditions thermiques nocturnes.

Les pertes de rayonnement par reflexion et diffusion vers I'arriere de films de polyethylene ordinaire non mouillable ont dejA ete mlses en evidence dans le cas des serres tunnels ou du doublage des serres de verre £2] et sont de plus en plus reconnues comme un facteur tres nefaste pour la photosynthese et leur renderaent thermique. La Fig. 1 montre le trajet optique de divers rayons lumineux A travers une demi-sphere d'une goutte de condensat sur un polyethylene ordinaire. Mais I'experience la plus significative sur le plan de I'application a ete la mesure des temperatures de surface et de profondeur de parcelles de sol nues ou recouvertes de film mouillable (Eurofilm Plus).

II - SOLARISATION SUR LE SITE DE L'INRA D'ANT IBES.

L'experience rapportee ici a ete menee au cours des moid de juin, Juillet et aoGt 1985 sur le site de la station de Nematologie de I'INRA d'Antibes avec le concours de I'equipe de M. Scotto LaMaSSeSe. Deux parcelles de 10 m2 furent laissees nues et deux autres parcelles de 10 m2 furent recouvertes de film, apres bechage et saturation du sol par arrosage. Des sondes situees en surface (recouvertes d'une faible couche de terre), et

o -

k 10 cm, 20 cm et 30 cm de profondeur equipent ces quatre parcelles. Les resultats observes font I'objet des Fig.2, 3 et 4.

Qn constate que pendant une periode de pr&s de 45 jours, la transmitivite du film (sur chacune des deux parcelles) est restee excellente, permettant a la sonde de surface d'atteindre des valeurs excedant 80 °C, ce qui est coraparable aux valeurs observees dans un capteur solaire A une vitre en stagnation. Les" valeurs observees en profondeur confirment ce phenomene, les 40 "C etant depasses A iO cm de profondeur chaque jour.

La sequence qui suit la journee du 4 aout est caracterisee par un coraportement completement different et en fait conforme A ce que I'on obtient sous des films PE ordinaires: la temperature de surface ne depasse pas 50 "C pendant les jours de forte insolation et reste A 40 "C pour des insolations ordinaires; la temperature en profondeur suit une evolution parallele. Ce phenomene, constate sur les deux parcelles en mime temps n'est pas le resuitat d'un changement de temps brutal au 4 aout (les donnees de rayonnement 1'attestent), raais celui d'un fort vent de mistral ce j6ur-iA, ce qui a entraine un decrocheraent du filra d'eau adherent au filra de plastique. Le plastique, une fois essore, n'a plus jamais retrouve une quantite d'eau lui permettant de se raouiller de fag:on uniforme, et d'ailleurs 1'agent mouillant a disparu avec I'eau cedee A la couche de terre dessechee sur une profondeur de plus de 10 cm.

On prouve d'ailleurs le dessechement des couches les plus superfioie11es de sol en analysant le coefficient de diffusivite thermique du sol deduit du dephasage de temperature observe A chaque profondeur (Fig.5 et Ref.C3I).

En conclusion, I'etude de ces raesures therraiques raontrent les repercussions insoupgonnees des proprietes de mouillabilite des films au condensats d'eau; on peut en deduire 1'interit qu'il y aurait A utiliser de tels films en couverture de serre, avec corarae option eventuelle la possibilite de raoduler la tcahsmission optique en jouant sur le depot de condensation.

REFERENCES:

i - BERNINGER E.,PIGNNAT J.C. ET SCOTTO,LA MASSESE C.(1984);Essai de desinfection solaire des sols dans le midi de la France; Station de Recherche sur les Nematodes; INRA d'Antibes; Communication privee et preprints.

2 - JAFFRIN A. ET VENARD M.;(1982); Stockage thermique et doublage de parois dans les serres. Plasticulture, Vol 52, p 7.

3 - MAKHLOUF S. (1988); Experiraentation et modelisation d'une serre solaire A air avec stockage par chaleur latente assiste par pompe A chaleur de deshumidification. These de Doctorat-Sciences; Universite de Nice et Laboratoire Ecothermique CNRS de Valbonne.

- I l l -

Fig. 1: Trajets optiques de rayons lumineux a travers une goutte

de condensat adherente a un film plastique transparent;

( 60 % de la surface plane agit en reflecteur diffus ).

PARCELLE NO 10

r V P S EN IH)

n a TO*" A -30 OS

~5 ' S ' s^ TE«PS EN IM)

Fig 2: Exemples de courbes de temperature de sol relevees sur une pa rce l l e

bachee et sur une parce l le nue en ju in 1985 par joumees enso l e i l l e e s .

Fig 3: Reieve de Temperatures sous plastique "PE Eurofilm"

„„ TemperatureC'C)

Fig 5: Evolution j/j de la Diffusivite Thermique

Diffusivite (10^ m/s)

60

10

0

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4i

15

10

6,4 5

3,6

12 2'> 12 2k Temps (h)

Temperature ("C)

12, 2k 12 2k TOO : Temperature en surface T10 : Temperature a -10 cm T20 : Temperature a -20 cm T30 : Temperature a -30 cm

- K c j i r

-2(

-3(

cm -

20 22 2k

Date (j)

90

60

30

0 19/06 29 09/07. 19 29 08/08 18

Fig 4: Evolution J/j du maximum des Temperatures du sol sous film plastique "Eurofilm Plus"

Too . Temperature en surface TlO : Temperature a 10cm de

profondeur

13,3

8,5

4,8

28 30 Juin

r

1 r

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V

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30

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La b i o d e g r a d a b i l i t e du p o 1 y e t h y l * n » T . D a p o n t * P l a n t M a n a g e r

Wi g o / L e j a p l a s t / H y p l a s t D i v i s i o n s d e K l e r k ' s P l a s t i c I n d u s t r i e

A b s t r a c t

Ces dernieres annees on a vu sur le marche un nombre croissant de films

auto-degradab1es. La plus grande expansion fut celle du paillage photodegradable pour le mais. Une recente nouveaute sont les films soi-disant biodegradables.

L'origino du besoin de films biodegradables pour le paillage provient du-fait que les bords enterres restent intacts du a I'absence de lumiere..

D'autres applications des plastiques subissent actuellement de fortes pressions legales pour inclure une forme de degradation avec cependant un,e preference pour la biodeqradabi1ite.

Afin d'eviter toute confusion, il est utile de definir le terme biodegradabilite dans les plastiques et d'expliquer comment elle est mesu ree. Ceci permettra de juger si les plastiques en vente sont effectivement rendus biodegradables

Qu' entond on par biodegradabilite ?

Trop souvent les mecanismes de degradation sont confondus. La raison en est que dans la nature plusieurs actions ont lieu simultanement ( oxydation, photo-degradation, e t c . ) . Beaucoup de scientifiques se sont penches sur le phenomene de biodegradabilite des plastiques et ont essaye de determiner les elements necessai res. Parmi eux j'ai voulu retenir les definitions de Griffin et de Hueck :

Definition de Griffin :

La biodegradabilite a lieu lorsque le polymere se degrade et perd ses proprietes intrinseques sous 1 'action d'organismes vivants. Ces organismes peuvent etre des plantes ou des animaux, mais on se referre souvent a des bacteries ou des mousses.

Definition de Hueck :

On parle de biodegradabilite lorsque il y a une association unique entr© un microorganisme et un evenement conduisant a la rupture de chaines moleculaires avec perte de proprietes spec i f i ques.

Le mecanisme de degradation naturelle est lent et bien plus complexe que I'on imagine. Griffin cite comme exemple la degradation des aiguilles de sapin qui lorsqu'elles tombent sur le sol d'une foret europeenne ont besoin de 14 ans pour etre assimilees.

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Wallhauser a surpris le monde avec 1 'excavation d© decharges dans lesquelles des produits soi-disant naturels se degradaient beaucoup plus lentement du a 1'environment anaerobique . II trouva par example des journaux vieux de 7 ans et encore lisibles.

Sous le terme biodegradabi1ite,on comprend I'influence d'actions physiques,chimiques ou enzymatiques :

L'effet biophysique : Des degats mecaniques du au gonflement et aux fissures des cellules en croissance (p.e . pen©trations des racines ) .

Les effets biochimiques : Le resultats des secretions des cellules agissant sur le polymer©.

Une activit© dir©ctem©nt ©nzymatiqu© : Elle m©n© a d©s scissions d© chain© mol©culair© ou a d©s ruptur©s par voi© oxydant©.

Les consequ©nces d©s effets ci m©ntionn©s p©uv©nt ©tr© ©xprimees ©n pert© de propri©t©s mecaniqu©s, d© coul©ur, ©tc.

Comment m©sur©r la biodegradabi1it© ?

La plupart des m©thod©s trouv©©s dans la litt©ratur© ou d©s tests standardises fur©nt d©velopp©s afin d© pr©dire 1© comportement ou la resistance d©s obj©ts finis.

Pour 1© poly©thyl©ne basse densit© les m©thod©s ©mploye©s pour ©tudi©r la biodegradabi1it© sont les suivant©s :

L'inspection visuell© de la surfac© afin d© corr©l©r la croissance d© la moisissure ©t 1© plastique en tant qu© sourc© d© carbone. Les phenom©nes obs©rv©s ne sont pas toujours dus a un© degradation ©t peuvent induir© ©n ©rreur.

Un© m©sure gravimetriqu© qui consist© a quantifi©r la disparition du plastiqu©. La difficult© dans c© cas ci ©st d© distingu©r les facteurs ©xclusivement microbi©ns d© c©ux physiques ou chimiques. Les additifs pr©8©nt8 dans 1© plastiqu© p©uv©nt fort©m©nt int©rf©r©r .

Un© autr© m©thod© ©st la mesur© de 1'activit© metaboliqu© des microorganismes. Diff©r©nt©s m©thod©s existent, mais suivre l'©volution du C02 produit ©st une d©s plus communes. Ann Christin© Albertsson utilise le PEBD marqu© C14 pour m©surer la radiorespiration ©n mi 1i©u biotiqu© ©t abiotiqu©. L'ecart ©ntr© l©s deux val©urs donn© un© m©sure quantitative d© la biod©gradabi1it© du polymere.

On ©n vient ainsi a la qu©stion fondam©ntal©, a savoir, 1© poly©thylen© est il biod©gradab1« ?

- i i ? ) -

Afin d© pouvoir repondr© a c©tte question il est utile de resumer les decouvertes de ces dernieres anne©s, et ce dans 1'ordre chronologique :

1973 : POTTS ©t AL. : ©tudi© 10 hydrocarbon©s lin©air©s d© mass© moleculair© de 170-620 et trouve qu'©n d©ca de 450 MM la croissanc© d© mouss© ©st obs©rv©© «t que au d©la les hydrocarbones resist©nt. Ainsi 1© PEBD aussi ©st resistant.

1973 : NYKVIST : decouvre qu© la liaison C«0 dans le PEBD provient d'une d©composition purem©nt photochi miqu© et qu©lle stimule la c roi ssance.

1974 : SPENCER : provoque la biodegradabilite apres avoir photooxyd© un copolymer CO-PEBD. i

1974 :• WAHLHAUSER decouvre qu'un PEBD ©n mili©u compost© s© d©grad© et d©montr© ainsi la pr©s«nc© d© bact©ri9s.

1976 : GRIFFIN : fait des ©tud©s d'©nfouissement , confirm© c« que Wahlhaus©r a d«couv©rt ©t accdl©ro la d©gradation ©n ajoutant d© I 'ami don.

1976 : ALBERTSSON : ©tudi© 1© PEBD ©t obs©rve qu©: •la biodeqradabi1ite ©st accrue av©c I'oxydation ©t la sup©rf i c i e.

*d©s facteurs abiotiqu©s dans 1'environnem©nt favorisent I'oxydation ©t done augment© 1'hydrophi11ite.Par cons©quenc© la solubilit© et la diffusion de l'©au augm©nt« dans 1© polym©r©.

•en pr©s©nc© d© micro-orqanismes•1es group©s C«0 disparaissent et des insaturations apparaissent.

Ell© en conclut qu'il ©xist© un© syn©rgi© ©ntr© la biod©gradabi1it© et d'autres mecanismes de d©gradation.C'est ainsi qu© fonctionn© 1© r©cyclag© natur©l.

1980 : ALBERTSSON :continu9 ses r©ch©rches et d©couvr© qu© m©m© apr©s la disparition d©s oligom©r©s,1 ' ©volution du C02 continu© «t ©st meme acc©ler©©.l© PEBD s'oxyd© l©nt©m«nt ©t les fractions polair©s ainsi forme©s sont attaqu©es par des bact©ri©s.

1981 : COLIN :confirme l©s decouv©rt©s d'ALBERTSSON apr©s des ©ssais de 32 mois ©n enfouissement.

1984 : CORNELL ©t al : irradi© sous rayons UV du PEBD,PEHD et du PP II s'©nsuit un© d©gradation physique de la structur© ,un© p©rte des propi©t©s mecaniqu©s , ©tc. Des entit©s chimiques sont isol©©s ©t l©ur r©sistanc© a s© biod©grader ©st ©tudie©. C©s ©ntit©s sont charact©ris©©s par d©s ©xtractions en solvant et des analyses GC , GC/MS,FT IR. C'est ainsi ques sont identifie©s,quel 1 © que soit la sourc© lumin©us© utilis©©:

un© fraction volatile qui disparait rapid©ment dans la bi osphe r© . un© fraction d'oligom©r©s qui ©st solubl© dans diff©r©nts solvants ©t qui supporte la croissance d©s mousses. un© fraction d© polym©r© r©ticul© in©rt© a la bi odegr adat i on.

• 1 > ^

- \ ) ^ -

C o n c l u s i o n :

II e x i s t e un© p r o f o n d © s y n e r g i e entre b i o d © g r a d a b i 1 i t © et d ' a u t r e s p a r a m © t r e s du m i l i e u .

En p r a t i q u e , l a b i o d e g r a d a b i l i t e ©st e t r o i t e m e n t lie© aux i n f l u e n c © s p u r © m © n t p h y s i q u © s ©t c h i m i q u e s (surtout a u t o o x y d a n t © s ) qui sont c u m u l s t i v e s . ;

C'©st ainsi qu© la b i o d © g r a d a b i 1 i t © ©st r a r © m © n t un p h © n o m e n e isol© m a i s ©st 1© r e s u l t a t d ' © f f © t s c o m b i n © s de la c h a l © u r , d © la l u m i © r e U V , d u s t r e s s © tc . [

La p r e s e n c © d'©au ©st i n d i s p © n s a b l e a tous ces p h © n o m © n © s .

Le temps aussi jou© un rol© i m p o r t a n t .

Pour c o n c l u r e s o u v e n o n s nous qu© la b i o d © g r a d a b i 1 i t © du p o l y e t h y l © n © est un p h © n o m e n © c o m p l © x e «t r e l a t i v e m e n t peu e t u d i e . A u j o u r d ' h u i il e x i s t © tr©s peu de v e r i t a b l e s p o l y m e r © s b i o d © g r a d a b i © s dans Lin laps d© t©mps c o u r t .

PH. GREGOIRE

LE DEVELOPPEMENT DE LA GAMME DES NONTISSES

EN HORTICULTURE

JOURNEES DU COMITE DES PLASTIQUES EN AGRICULTURE

ANGERS - 1988

lis-

Introduction

La technique des cultures legumieres sous baches a rencontre un rapide succes aupres des maraichers. Cette technique, qui fit son apparition en France en 1975, s'est rapidement developpee pour atteindre en 1988, une surface de 7.290 Ha.

Elle utilise deux principaux produits de technologie differente :

- les films perfores obtenus par extrusion-soufflage, qui sont ensuite perfores mecaniquement,

- les agrotextiles fabriques selon la technologie "Spun-Bonded".

Aujourd'hui, I'ecoute attentive des maraichers, le contact permanent avec'les stations de recherche, la parfaite maitrise du procede de fabrication des nontisses "Spun-Bonded" permettent a SODOCA de presenter une gamme de produits repondant aux exigences de cultures maraicheres et horticoles.

I) PROCEDE DE FABRICATION "SPUN-BONDED"

La matiere premiere utilisee est du polypropylene en granule, ce qui permet de maitriser la qualite du produit fini avec une gestion dynamique de toutes les phases de production. De plus, le polypropylene est un des polyolefines le plus stable chimiquement, ce qui implique une absence de tout phenomene d'absorption vis-a-vis des produits phytosanitaires.

Le schema de fabrication "Spun-Bonded" (annexe 1) montre les differentes phases du procede :

1. Approvisionnement du polymere et du stabilisant anti U.V.

2. Melange et fonte du polymere au niveau de 1'extrudeuse

3. Filtration

4. Formation et etirage des filaments. Cette phase est la plus i.mportante et la plus delicate du procede de fabrication car elle conditionne la solidite du filament.

5. Formation de la nappe par projection des filaments sur le tapis

5. Thermofixation des fila.Tients par calancrage

7. Enroulement ce la naoce sur un -a.ndri.n

./.

_ n^-

La maitrise de ces differentes phases permet d'eiaborer des produits dont les caracteristiques techniques, parfaitement stabilisees repondent aux besoins des utilisateurs.

II) AGRYL : TOUTE UNE GAMME DE PRODUITS NONTISSES A USAGE HORTICOLE

A) AGRYL P. 17

Ce produit, tres largement utilise aujourd'hui dans le monde maraicher mais aussi en floriculture et en pepiniere, leader sur le marche, est une reussite technologique.

En effet, sa resistance elevee (30 N) pour un grammage de 17g/m2 et une epaisseur de 0,17 mm s'explique par 1'addition de deux resistances :

- la resistance intrinseque des filaments continus,

- les soudures inter-filamentaires (calandrage)

Ce nontisse est constitue d'un grand nombre de filament au m2 (1500) ayec une longueur totale, mis bout a bout, de 50 km pour 1 m2 de nappe.

Si I'utilisation principale de 1'Agryl P. 17 est la protection contre le froid, aujourd'hui son emploi se generalise tout au long de I'annee car on obtient :

- une economie de semences (10 % ) ,

- une homogeneite de la levee,

- un gain de qualite,

- une assurance vis-a-vis des aleas climatiques (grSle, orage),

- une protection contre les ravageurs (oiseaux, lapins, mouches blanches,altises. .. )

B) AGRYL P. 30

ou la protection hivernale des cultures en conteneurs.

Les hivers rigoureux des annees 1974, 1975 et 1976 ont oblige les pepinieristes a proteger temporairement leurs cultures en conteneurs.

L'AGRYL P. 30 ecru a ete co.- gu pour resister aux frottement des vegetaux ligneux. La protection des racines et du feuillage est doubiee: conjugaison de I'effet serre et de I'effet brise-vent. Sa permeabilite a I'air et a I'eau assure une souplesse d'utilisation et une facilite de mise en oeuvre.

./..

- (2.0-

C) AGRYL P. 75

Avec le developpement de la quatrieme gamme, les surfaces de chicorees-scaroles et frisees se sont accrues avec la necessite d'un procede de blanchiment rapide et economique.

Le blanchiment en mi-saison a ete resolu grace a 1'Agryl P. 75 noir. En effet, son opacite de 97 % assure un blanchiment comparable a celui obtenu avec la methode du pot ou de 1"elastique. Ses atouts sont la permeabilite a I'air et a I'eau ainsi qu'une pose facile et economique.

D) AGRYL P. 100 BI-COUCHE

La limite d'utilisation de 1'Agryl P. 75 noir est atteinte pendant les periodes a fort ensoleillement. En effet, sa couleur noire cree un echauffement nefaste a la qualite des chicorees.

Ceci nous a amene a definir un nouveau produit, 1'AGRYL P. 100 bi-couche dont la face blanche assure une reflexion de 30 % du rayonnement solaire. D'autre part, la face noii e arrete 97 % du rayonnement solaire.

Ce composite assure une isolation thermique par la presence d'une couche d'air entre les deux nontisses noir/blanc.

Pour une parfaite qualite de blanchiment, il est preconise d'utiliser 1'Agryl P. 100 bi-couche sur arceaux.

Conclusion

Ainsi, I'adaptation d'une technique complexe de par le nombre de parametre, superieur a 100, a :su repondre aux besoins des maraichers. Seule, une collaboration etroite entre maraichers, organismes de recherche et fabricants permet de cerner les besoins et ainsi etablir un cahier des charges de nouveaux produits.

Les limites d'utilisation de ces produits tracent un avenir ou une deuxieme generation d'agrotextile pourra encore offrir d'autres avantages.

PROCEDE DE FABRICATION "SPUN-BONDED"

1. GRANULE DE POLYMER 2. EXTRUDEUSE 3. POLYMER FONDU ^. ETIRAGE DES FILAMENTS 5. FORMATION DU NON-TISSE 6. THERMO SOUDAGE 7. ENROULEMENT

'fr i(n(t((n(t((r(ir ^

> fl) X

_ 1 2.1 -

SERRE REGULSAT un logiciel de formation

aux methodes de regulation de systemes automatises

Claude MONTEIL (E.N.S.A.T.)* et Jean FAUCHER (E.N.S.E.E.I.H.T.)**

La conduite automatique des systemes modemes indue de plus en plus souvent des dispositifs de regulation: regulation de la temperature de batiments, d'enceintes thermiques, regulation de la vitesse de moteurs electriques ou thermiques, regulation du dosage de solutions nutritives, de leur pH,... Les domaines d'application sont done extremement vastes, et cependant le fonctionnement des dispositifs regulateurs est souvent meconnu, y compris parfois du public specialise.

Le logiciel SERRE REGULSAT a ete congu pour la formation aux methodes de regulation, tant des utilisateurs ou decideurs, que des vendeurs, installateurs et conseillers techniques. SERRE REGULSAT peut done etre utilise soit comme aide au choix d'un rdgulateur -en presentant une comparaison entre les divers regulateurs courants, soit comme outil d'etude en automatique pour les techniciens et ingenieurs - en donnant un acces aise aux divers parametres de reglage des regulateurs.

Un logidel pluridisplinaire

Malgre la diversite des champs d'application des rdgulateurs et de leur technologie, il apparait que les principes de fonctionnement et de conception demeurent les memes.

Le but premier de SERRE REGULSAT est d'informer et de former I'utilisateur du logiciel aux methodes de regulation, independamment de sa propre sp^cialitd. Pour arriver k ce but, SERRE REGULSAT a 6t6 congu par une equipe pluridisciplinaire de I'lnstitut National Polytechnique de Toulouse rassemblant des automaticiens,des informaticiens et des specialistes du processus controle choisi: la serre agricole.

L'exemple de la serre agricole

L'etude generale des principes de base de la regulation ne peut que s'appuyer sur un

exemple concret de systeme k controler: la regulation de la temperature interieure d'une serre

agricole a ete choisi. Cet exemple presente le double avanta.ge d'etre suffisaniment simple pour

faciliter la comprehension intuitive des mecanismes energetiques mis en jeu, et suffisamment riche

pour mettre en evidence les caracteristiques intrinseques des-regulateurs etudies.

- . 1 2 . 3 -

SERRE REGULSAT simule done le fonctionnement d'une serre-type equipee d'uiie

chaudiere productrice d'eau chaude et d'un reseau de tuyaux metalliques distribuant I'energie dans

la serre (figure 1). Une vanne electrique "trois voies" permet d'injecter dans le reseau tout ou

partie de I'energie produite par la chaudiere: elle constitue I'organe de controle sur lequel portera

Taction des regulateurs. Les temperatures moyennes d'air interieur et des tuyaux de chauffage

sont calculees k tout instant par le logiciel en fonction du taux d'ouverture de la vanne (calcule par

le regulateur sunul^) et de parametres d'environnement climatique (temperature d'air exterieur,

ensoleillement, temperature du sol profond sous la serre).

Le modele interne de serre utilise par SERRE REGULSAT est volontairement

simplifie pour, tout en restant realiste, pennettre des temps de calcul rapides (une simulation de 10

heures de fonctionnement prend quelques secondes...).

- «

i Ts

figure 1: representation schematique de la serre et de son chauffage

- . \ % l t -

Un iogiciel convivial

Les parainetres de simulation sont fix^s au moyen d'une page de configuration

(figure 2): veritable tableau de commande du logiciel, elle utilise le principe de menus deroulants et

de fenetres multiples pour pennettre une selection rapide des divers parametres et leur modification

eventuelle:

- 6tat initial de la serre et du climat extdrieur;

- durde de simulation;

- temperature de consigne;

- selection d'un r^gulateur et r^glage de ses caracteristiques;

- choix de scenarios d'dvolution des parametres climatiques.

SERRE REGULSAT (Tl.4-janT 88) - Cl.KONTEIL (EHSAT) i J.FAUCBER (EXSEEIHT). Session Slaulation Chauftage Environnement Scenario Module

Consigne Sans regulation Thermostat PToportionnel Prop. Integral Prop.Int.MriT*

1 Variables internes et extei PARAMCTRE unit«

TX Temperature de Chauffage C O TAi Temperature Air intirieur {"O V Ouverture Vaone chauffage (-) TAe Temperature Air exterieur C O RSg Rayonnement Solaire (W/«2) TS Temperature du Sol profondCO

nes — debut

32.0 12.0 0.50 0.0 0

12.0

fin

— SlHalatioa —, Ouree: 600 mn Pas : 1.0 mn

r— Regulatioo da Chauffage —, Consigne: 14.0 "C

Regulation Prop.Int.MrlTee Gain proportionnel: 0.90 Gain integral : 0.010 Gain derive : 10.0

Scenarios d'erolation des paraaitres cliaatiqaes Temperature exterieure: rampe de -S.O "C sur 200 an k partir de 200 an Rayonnement solaire : parajietre constant • 0 V/a2 Temperature du sol : parametre constant > 12.0 "C

figure 2: page de configuration de SERRE REGULSAT

Une visualisation puissante dcs r&ulla(s

Apr^s execution d'une simulation, une page graphique visualise les resultats sous

forme de 2 cadres graphiques (figure 3) representant revolution siinultanee de deux des

parametres du syst^me-serre. Des infonnations auxiliaires sur revolution de la temperature

interieure sont egalement affichees. L'utilisateur dispose alors de plusieurs fonctions d'aide k

I'interpretation:

- choix du parametre k afficher dans I'un des cadres grapiiiques pamii les 6 pris en

compte (temperature interieure d'air, des tuyaux de cliauffage, position de la vanne, temperature

d'air exterieur et de sol profond, ensoleillement);

- modification des homes d'afficliage des cadres graphiques ("zoom");

_ I S L S -

- superposidon sur chaque cadre graphique de revolution du memo parainetre lors de

precedeiites simulations: les consequences d'un choix de regulateur ou d'un reglage particulier

sont ainsi immediatement appreiiendees.

TAi - Temperature air Intirjour (*C) rConsign© 14.8 'C

1.8

0 . 5

a.0

280 488 680

- Oiiverture vanne chauffage

R ^ u l a t o u r " PID — Kp= 8.98,Kl=8.0ia.Ka= 18.9

— Scenarios clluatIques — Temper.ext^rleurs:ranpo Ensole11lement 0U/a2 Temper, du sol : 12.8*0

— Temperature Int^rleure —

Ualeur F ina le : 14.88 *C Ecar t /Cons lgne : 8.88 *C

UOTRE CHOtX ESC retour configuration

H mod if. graphtque Haut B modif. graphique Bas I Imprlmer

200 480 600

figure 3: page d'interpretation de SERRE REGULSAT

Un acces iuini^diat aux r^glages des regulalcurs

L'utilisateur dc SERRE REGULSAT a le choix entre les 4 regulateurs les plus

couramment utilises: tiiermostat, P (proportionnel), PI (proportionncl integral), PID

(proportionnel integral derive). Une fois choisi son regulateur (figure 2), I'utilisateur peut tout k

loisir modifier ses valeurs de reglage (temperature de consigne et valeur des gains), tout en

sachant que les valeurs initiales proposees par le logiciel correspondent k une regulation standard.

Pour I'utilisateur averti, SERRE REGULSAT pennet de surcroit un acces itnmcdiat k

tous les coefficients du modele de la sene.

Dcs simulations d'environncnicnts climatiques varies

Le comportement d'un regulateur sous I'effet de perturbations exterieiires constitue

un aspect important de ses caracteristiques. Outre la simulation sous conditions cliniatiques

stables, SERRE REGULSAT pennet de specifier pour chacun des 3 parametres d'environnement

_ i 2 , G -

retenus (temperature exterieure, temperature de sol profond, ensoleillement) une evolution brutale

(variation brusque a un instant choisi) ou plus lente (variation continue pendant une duree

determinee). L'etude des regulateurs peut ainsi s'appuyer sur la simulation d'environnements

climatiques realistes.

Un logiciel eprouve

SERRE REGULSAT a ete developpe comme support de formation a I'automatisation

de processus dans le cadre du DESS (Diplome d'Etudes Superieures Specialisees) d'Informatique

Appliquee aux Sciences Experimentales (organise conjointement par I'ENSAT et I'Universite Paul

Sabatier de Toulouse) et du DAA (Diplome d'Agronomie Approfondie) d'Agro-Informatique de

I'ENSAT (annee terminale d'ingeniorat).

D est egalement utilise pour des formations continues de techniciens et d'ingenieurs, tant

dans le domaine agricole qu'industriel. L'utilisation de SERRE REGULSAT par ces divers

publics a permis d'affiner le logiciel et de completer ses fonctions dans le sens d'un usage

pedagogique intensif (par exemple: sauvegarde des simulations sur fichiers, facilites d'impression

sur papier des resultats).

SERRE REGULSAT allie la puissance de I'outil informatique de simulation, a une

facilite d'utilisation tres poussee: Cette double caracteristique lui a valu d'obtenir le Prix de

rinnovation Informatique lors du demier Salon Intemational de I'Agriculture ( PARIS, mars

1988).

Un logiciel pour la formation

SERRE REGULSAT pour PC et compatibles est disponible aupres de I'lnstitut

National Polytechnique de Toulouse (INP/ Cellule de Valorisation, 1 place des Hauts-Murats,

31006 TOULOUSE Cedex, tel. 61 52 21 37) au prix de 1475 Frs H.T.. D'importantes reductions

poumjnt etre accordees aux organismes de formation.

Le Centre de Formation Continue Polytechnique de Toulouse (CFCPT, adresse

ci-dessus) organise regulierement des formations specialisees de courte duree utilisant SERRE

REGULSAT comme support d'application. Des stages specifiques peuvent egalement etre

organises sur demande.

* E.N.S.A.T.: Ecole Nationale Superieure Agronomique de Toulouse; **EJ .S.E.E.I.H.T.: Ecole Nationale Supdrieure dElectrotechnique, d'Electtronique, d'Informatique et d'Hydrauliquc de Toulouse.

^ A X ^ ^

L E S E M T F O R C A G E

EVOLUTION DRS TECHNIQUES

P. DAUPLE

Les petits tunnels ou chenille ont commence a apparaitre en cultures de legumes des 1959/1960 avec les possibilites d'utilisation des materiaux plastiques en agriculture.

Si dans un premier temps ils furent destines a remplacer en culture hatee les chassis verre traditionnels fragiles et de manipulation difficile et penible, tres rapidement leur utilisation s'etendit a de nombreuses especes ol. sur grande suface en raison des facilites de mise en oeuvre et de cout.

Dans I'utilisation des petits tunnels les objectifs restent toujours :

- une amelioration de la precocite,

- une protection temporaire,

- une augmentation possible des renderaents par un plus grand etiilement des periodes de recolte.

L'evolution des films et des techniques a ete constante. Elle s'est fai te tant au niveau de la conception et de la fabrication des films (industritj) qu'au niveau de I'utilisation par I'adaptation des couvertures aux exigences techniques et econoraiques des cultures (INRA - Organismes de developpement).

Les commissions mises en place ne soni pas etrangeres a eel all or et re-tour de I'information.

Les travaux engages ont porte dans plusieurs directions :

a) adaptation des films aux cultures et aux objectifs de production.

Les observations, a base d'experimentation ont commence des I'apparition des films et se poursuivent au rythme de la mise au point de nouvoau.\. types de couverture.

Les travaux ont porte successiveraent

sur : Polyethylene standard P.V.C.

puis : Polyethylene modifie E.V.A.

Nos experimentations faites aussi bien sur le domaine du Centre quo che/. des agriculteurs comportaient deux volets :

- une etude de caracterisation des films sur le plan transmission du rayonnemcnt et effet therraique conduit par la station de Bioclimatologie,

- des observations agronomiques : precocite, rendement, qualite effeclue par 1'Unite de Recherches Integrees.

^ i ^ -

Ces travaux ont permis de mieux cerner I'utilisation des film.'s rlc couverture en fonction de I'objectif du producteur et de la culture concernee.

Quand la precocite est le critere choisi il est souhaitable sur Fraise, Melon, Courgette de preferer les films therraiques P.V.C., E.V.A, Polyijthylene modifie, ces deux derniers types etant de loin les plus utilises.

Cependant il est necessaire de connaitre les limites de I'utilisation des petits tunnels. Ceux-ci de petits volumes ont une inertie thermique Fnible et les risques d'inversion de temperature ne sont pas a sous estimer princip-a-lement quand les bords sont enterres par une pose mecanique (Melon).

Si les films thermiques liraitent ce risque d'accident, ils ne le suppri-ment pas. II est done indispensable d'evaluer les risques de gel important i>ar rayonnement dans la zone d'implantation de la culture (moyenne sur .5/6 ans pour la periode souhaitce de mise en place). Cette estimation peut so fairo a partir de postes meteo voisins. Cette operation est particulierement importan -te pour les productions de melon et de courgettes tres sensibles au gel ot pour lesquelles la precocite est un facteur pris en compte par nombre d'agriculteurs.

Sur Fraises, la pose trop precoce de films thermiques peut induire un depart trop tot en vegetation risquant de placer les lere floraisons dans des periodes a risque. Dans nos essais et dans la region de Carpentras, il avait ete observe que la mise en place des couvertures n'etant pas recommande avant mi-Fevrier.

Dans le car. ou le petit tunnel est utilise en couverture temporaire, pour raieux implanter la culture en protegeant les plantes des conditions climatiques exterieures, tout en assurant un leger gain dc precocite, le polyethylene normal reste un produit tres valable en raison de son cout.

Nos essais et des observations faites sur cultures ont montre qu'il fal-lait eviter I'utilisation de film cristal en region raediterraneenne en raison de risques non negligeable de brulure sur feuillage. Ces observations ont ete faites principalement sur Fraises, Melons et Courgettes.

b) L'Aeration des petits tunnels

La faible inertie deja signalee pour les basses temperatures jouc egalo-ment de jour ou 1'elevation thermique peut Stre tres importante. Los niveaux atteints sont d'autant plus eleve que I'on utilise des films thermiques. Tl est done indispensable par temps chaud et ensoleille d'aeror les petits tunnels pour liraiter 1'elevation de temperature.

Dans les constructions de type nantais ou maraicher oij la base des films n'est pas enterre et ou ceux-ci sont maintenus par des arceaux ou des ficelles, cette aeration peut se faire par soulevement le matin, la fermoture intervenant le soir.

Cette operation indispensable est relativement couteuse en temps (1 a 6 heures/ha./jour) . Pour y remedier, il nous a paru interessant de voir si cott" aeration manuelle ne pouvait pas etre remplace par des perforations praliquers dans le film. Ce type de ventilation est d'autre part indispensable pour ;Kr-; tunnels poses mecaniquement dont la base du film est enterree.

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Dans cet objectif, deu.x etudes ont ete conduites :

- I'une portant sur le positionnement des perforatins et son incidence sur la ventilation interne des tunnels et la repartition des temperatures <;oriduit par M. A. BAILLE de la Station de BioclimatologLe d'Avignon. Ce travail a montre :

1) que des perforations simples ou doubles (1 de chaque cote du tunnel) effectuees a la base des tunnels (10 cm au dessus du sol) perraettaient un assez bon controle des temperatures dans la partie inferieure, mais laissait subsister une bulle d'air chaud dans le 1/3 superieur.

2) que le systeme de triple perforations : 2 a la base de chaque cote et 1 au sommet permettait la raeilleure ventilation et ho-mogeneisation des temperatures a la condition que celle du sommet soit en quinconce par rapport a celles de la base.

- I'autre portant sur le nombre de perforations a pratiquer et I'epoque la plus favorable pour effectuer cette operation. Ces essais, fait sur Fraises et sur Toraates ont montre :

1) que la meilleure efficacite etait obtenu avec des perforations reparties a la base des tunnels (plantes basses : Fraises, Melons) ou a la base et au soramet (plantes hautes : Tumates, Aubergines, Courgettes ...) representant 3 a 4?o de la surface du film.

2) que I'epoque favorable pour pratiquer ce type d'aeration devait se situer tres tot dans le cycle de developpement de la culture a savoir :

- sur Fraises : des le depart en vegetation ou au plus tard a I'apparition de la lere hampe florale,

- sur Melon : des I'apparition des premieres fleurs males voire plus tot si les temperatures exterieures ont tendance a depasser 22 a 24°,

- sur Tomates - Aubergines : des la plantation.

Tous ces travaux ont ete fait a partir de perforations de 10 cm de large pratiquees a chaud. En 1983, des films thermiques preperfores en bandes sont apparus sur le marche. Ces films comportent soit 2 bandes laterales soit 3 bandes, 2 laterales et 1 au milieu, constituees de trous de 1 cm de diametre rerpesentant respectiviement 3 a 4,5% de surface ouverte.

Ces films ont donne sur Tomate des resultats interessants dams la mesure ou ils permettent d'obtenir des resultats agronomiques : rendement - precocite peu differents des films thermiques classiques.

Actuellement, il ne semhle pdS a notre connaissance qu'il y ai apparition de nouveaute susceptible de bouleverser les tecliniques du semi for^age qui continuent a s'affiner.

II Sierait souhaitable, compte tenu du developpement acquis par ce systu-me de culture, que les producteurs puissent etre mieux informe qu'ils ne le sont, sur la qualile des films qui leur sont proposes. Dans la concurrence actuelle le plus bas cout n'est pas tres souvent le meilleur cout en raison des risques d'accident non negligeables induit par cette technique si elle est mat maitrisee dans tous ses composants.

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