Vers des serres maraîchères plus compétitives et résilientes grâce à la chaleur renouvelable

Les exploitations maraîchères françaises font face à un défi majeur : maitriser leurs coûts d’énergie dans un contexte de volatilité des prix du gaz et du propane, et de concurrence internationale. Le tout en maintenant des conditions climatiques spécifiques pour garantir un niveau de productivité suffisant.

Pour beaucoup, le chauffage représente près de la moitié des coûts de production, qui conditionne directement les rendements. Sécuriser la fourniture de chaleur est donc un levier essentiel de compétitivité et de survie. La chaleur renouvelable offre alors une réponse concrète, à la fois économique et durable, pour renforcer l’autonomie de la filière.

C’est précisément là qu’intervient Newheat : nous aidons les maraîchers à sécuriser leur production et à maitriser et piloter leur coût chaleur, tout en décarbonant.
Nous concevons et opérons des systèmes multi-sources (récupération de chaleur, solaire thermique, stockage thermique, PAC, chaudières électriques …) pilotés intelligemment pour délivrer la chaleur au meilleur coût en fonction des consignes de la serre, des conditions météo et des marchés énergie (gaz, électricité, …).

Cette approche permet d’assurer la fiabilité et la compétitivité de la production des exploitations tout en réduisant la dépendance aux énergies fossiles et en accélérant la transition vers des modèles plus autonomes.

Les besoins énergétiques des serres maraîchères

Les serres maraichères permettent de produire toute l’année des fruits et légumes (tomates, fraises, concombres, vanille et poivrons) qui nécessitent de la chaleur et de la lumière, grâce à un contrôle minutieux des conditions climatiques.

Ces serres, en verre ou en plastique, recréent un microclimat maîtrisé et favorable aux cultures afin d’assurer la régularité des rendements. Qu’il s’agisse de serres chapelles, serres fermées, semi-fermées, de quelques m² à plusieurs hectares par exploitation, elles valorisent le rayonnement solaire et permettent de contrôler finement les conditions de culture : température, luminosité, hygrométrie, concentration en CO2, …

Un équilibre thermique au cœur de la performance

La productivité de ces serres dépend notamment de la disponibilité d’une chaleur compétitive, au bon niveau de température. Le chauffage sert avant tout à deux fonctions :

• Éviter l’humidité excessive (risque maladies), principalement avant le lever du soleil.
• Maintenir la température de consigne adaptée à la culture, malgré les variations de l’irradiation solaire.

A titre d’exemple, une serre d’environ 5ha consomme entre 10 et 30 GWh ut./an (200 et 600 kWh/m²) de chaleur selon son intensité de production, le type d’exploitation et la localisation.

Aujourd’hui, ces besoins sont majoritairement couverts par des énergies fossiles comme le gaz, le propane, le fioul à travers des chaudières et des systèmes de cogénérations gaz produisant à la fois chaleur et électricité. Le coût de production de cette chaleur est donc soumis à la volatilité des marchés gaziers. Ce modèle technique a structuré le secteur et explique, en partie, sa dépendance actuelle.

Pour chaque culture, les besoins thermiques sont spécifiques :

Tomates : 20 à 25 °C (minimum 16 °C)

Fraises : 18 à 22 °C (minimum 10 °C)

Concombres : 22 à 28 °C (minimum 18 °C)

et dépendent de l’heure de la journée :

• En matinée, avant le lever du soleil, l’exploitant cherche à chasser l’humidité avant de chauffer,
• En journée, la chaleur est ensuite maintenue avec plus ou moins de chauffage en fonction de l’ensoleillement et des températures extérieures,
• En fin de journée, les plantes sont mises au repos.

Ces températures doivent rester stables, même en période de faible ensoleillement, ce qui impose un système de chauffage performant réactif et finement piloté.

Distribution de la chaleur dans la serre

Le chauffage des serres repose généralement sur deux réseaux complémentaires :

• Le réseau basse température (“tubes de végétation”) situé au plus près des plants, opérant autour de 35 °C (et ne dépassant jamais 45 °C). Il sert à maintenir les conditions de croissance directement au niveau des cultures.
• Le réseau haute température (“forecast” ou “rails”), qui circule entre 45 °C et 70 °C, et qui sert à monter rapidement en température ou à couvrir les besoins plus intenses (période nocturne, faible ensoleillement, pics de demande…).

Le CO₂ : un levier de production… quand il y a de la lumière

Au-delà de la chaleur, les serres ont un besoin spécifique en CO₂ pour la photosynthèse.

Ce besoin survient le jour, lorsque la lumière active la photosynthèse. Le CO₂ est donc consommé à des moments où la serre n’a pas forcément besoin de chaleur. C’est pour cela que les serres sont souvent déjà équipées d’un stockage thermique (“Open buffer”). Il permet de décorréler la production de chaleur et la consommation de CO2, de la consommation de chaleur (pics, humidité, levée de consigne, etc.).

Pour une serre de 5 ha, ce besoin peut atteindre 1 500 à 2 000 tonnes de CO₂ par an selon les objectifs de production. Ce CO₂ provient historiquement de la valorisation directe des fumées des chaudières gaz, ou est acheté sous forme liquide.

Ainsi, remplacer le gaz ne consiste pas seulement à remplacer la chaleur. Il faut repenser l’équilibre chaleur / CO₂, car une diminution du CO₂ peut affecter les rendements de la serre.

Chez Newheat, cet équilibre chaleur / CO₂ et l’usage du stockage sont intégrés dès la conception, pour sécuriser à la fois la productivité de l’exploitation et la réduction de la consommation du gaz.

Les enjeux nationaux : vers une chaleur agricole plus cohérente

Les serres maraîchères occupent une place importante dans la production agricole française, un secteur directement concerné par deux priorités nationales : la souveraineté alimentaire et l’indépendance énergétique.

Une filière encore largement fossile

Le chauffage représente environ 50 % des charges d’exploitation d’une serre. Aujourd’hui, la plupart des serres françaises fonctionnent encore au gaz ou au propane. En 2021, en France, près de 80 % de la chaleur consommée provenait encore du gaz.

Cette dépendance pèse lourdement sur les coûts de production, accentue la vulnérabilité des exploitations face aux fluctuations des coûts de l’énergie et face à la concurrence internationale des pays chauffant pour moins cher ou avec des conditions climatiques plus favorables.

Face à la hausse du prix du gaz et aux incertitudes géopolitiques, réduire la dépendance aux énergies fossiles devient un levier de compétitivité autant qu’un objectif environnemental.

C’est là que la chaleur renouvelable locale prend tout son sens : produire localement, avec une énergie locale.

Concevoir des solutions de chaleur adaptées aux serres maraîchères

Répondre aux besoins spécifiques des serres suppose de repenser la production de chaleur autour d’un système intégré et piloté.

Une approche complète

Newheat, fournisseur de solutions de décarbonation, conçoit, développe, construit et exploite des solutions multi-énergie pour les grands consommateurs de chaleur telles que les serres maraichères.

Produire localement des aliments, avec une énergie locale, stable et maîtrisée c’est toute la logique de la transition énergétique des serres.

Newheat suit cette logique :

• valoriser la chaleur fatale d’industries voisines,
• développer le solaire thermique et les pompes à chaleur,
• utiliser l’électricité quand elle est compétitive pour produire de la chaleur (power-to-heat).

Le pilotage, clé de la performance

Le système de supervision développé par Newheat anticipe les besoins selon :

• Les prévisions météo,
• La disponibilité solaire,
• L’état du stockage thermique,
• Les cycles de production,
• Le prix des énergies (gaz, électricité)

Grâce à lui, nous activons automatiquement la combinaison la plus efficace de producteurs pour réduire les coûts et assurer la continuité de chauffe.

La performance économique d’un site ne dépend pas d’une technologie, mais de la façon dont elles sont pilotées ensemble, en fonction des prix et des besoins réels.

Réalisation Newheat: Les Tomates d’Auitou, des serres maraichères de production de tomates chauffées.

Nous accompagnons une exploitation de production de tomates conventionnelle, sans pesticides et HVE (Haute Valeur Environnementale) de 8ha.

L’exploitation est alimentée en chaleur par :

• une récupération de chaleur fatale auprès de l’incinérateur de déchets voisin ;
• une chaudière propane: utilisée en complément de l’UVE durant les arrêts de maintenance et correctifs de celui-ci ;
• le site possède également une cuve de stockage de 3 000 m3.

Bien que déjà exemplaire, cette configuration fiable restait toutefois sensible aux arrêts de l’UVE et aux fluctuations du prix du propane.

La solution mise en œuvre

L’exploitant a souhaité compléter son mix de production de chaleur décarbonée avec une solution de chaleur renouvelable, compétitive et fiable. L’objectif étant d’obtenir un coût chaleur du site plus stable et compétitif sur le long terme en s’affranchissant, au maximum, de sa consommation de propane afin d’assurer l’activité du site.

Dans ce sens, nous avons conçu et réalisé une centrale solaire thermique clé-en-main :

• Installation d’une centrale solaire thermique,
• Couplage avec un stockage de 1 500 m³,
• Mise en place d’un pilotage énergétique intelligent.

Les performances attendues

• 80 % des besoins couverts par des sources renouvelables,
• Consommation de propane divisée par quatre,
• Température des serres plus stable,
• Coûts énergétiques prévisibles sur plusieurs années.

Le pilotage sur-mesure Newheat coordonne l’ensemble des producteurs de chaleur du site (chaleur solaire, le stockage et les autres producteurs) en fonction de la météo et de la demande réelle des serres. Il permet d’optimiser la production de chaleur afin de maximiser la performance globale tout en répondant aux besoins spécifiques du site. Ce pilotage s’accompagne d’un service d’exploitation et de maintenance de la solution avec garantie de performance assurant ainsi la fiabilité et la durabilité de la solution.

De cette manière, l’exploitation gagne en autonomie, en stabilisation de coût d’exploitation et en compétitivité, tout en réduisant son empreinte carbone.

Nous sommes ravis de la mise en place de cette centrale solaire thermique par Newheat. Elle nous permet désormais de chauffer nos tomates avec une chaleur 98 % renouvelable et de gagner en autonomie énergétique : un sujet qui nous tient à cœur. C’est une étape supplémentaire dans la création d’un modèle agricole d’avenir : un modèle vertueux, qui crée de l’emploi local, n’utilise ni énergie fossile ni pesticides, et n’impacte pas la ressource en eau. Notre exemple démontre que c’est possible !
Geoffrey Goutoule, dirigeant de l’exploitation Les Tomates d’Auïtou

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A la lecture de cet article, vous êtes convaincus de l’intérêt des ENR&R pour alimenter en chaleur renouvelable votre serre maraichère et souhaitez étudier ces solutions de manière plus détaillée ?

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Lisez notre article sur le stockage thermique.