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Au Royaume-​Uni, des serres décarbonées

Avec une demande croissante en produits frais et des consommateurs réfractaires à la saisonnalité, les importations anglaises restent hautes dans l’après-Brexit. Le Royaume-​Uni cherche à réduire sa dépendance aux denrées continentales, coûteuses en CO2. Visite d’un projet de serres à faible empreinte dans l’est du pays.

Basé dans la région de l’Est-Anglie, ce projet de serre commerciale à faible émission de carbone vise une production agricole durable à haut rendement – pour un investissement de 120 millions de livres sterling (140 millions d’euros).

Les 28,3 ha de serres, conçues par l’entreprise Low Carbon Farming, seraient capables de produire 12 % de la demande en tomates du Royaume-​Uni, tout en émettant quatre fois moins que des serres traditionnelles, grâce notamment à l’utilisation d’énergies renouvelables et à une économie circulaire.

« Il s’agit de fournir une preuve de concept, essentiel à la sécurité alimentaire post-​Brexit, et à atteindre les objectifs de réduction de carbone à l’horizon 2030 », explique Mark Dykes, qui gère le projet. « La construction a commencé en septembre 2019. Il a fallu 14 mois pour achever les serres et le système de pompe à chaleur, et six mois pour les travaux routiers. »

Un environnement contrôlé

Hautes de sept mètres, les serres sont réparties sur deux sites, Crown Point Estate et Ingham, offrant respectivement 16 ha et 13 ha d’espace de culture. « Nous avons deux serres de 8 ha à Crown Point Estate et une seule à Ingham », explique Mark Dykes. Chaque site possède plus de cinq kilomètres de canalisations souterraines et plus de verre que la tour Shard à Londres.

Construites par le néerlandais BOM Group, ces structures offrent un environnement de culture contrôlé, en hydroponie dans une solution aqueuse riche en nutriments. Actuellement (juin 2021), elles accueillent des tomates, des concombres et des poivrons empilés verticalement sur un total de 177 km de gouttières hors-​sol. Comparée à une culture de plein champ, une telle conception permet de faire pousser 10 fois plus avec 10 fois moins d’eau.

Chaque serre dispose de 16 zones qui peuvent être chauffées indépendamment, ainsi que de trois cloisons pouvant être ouverts ou fermés pour isoler différentes zones. « Cela permet de mieux gérer les différents stades de croissance et les différentes cultures, et signifie que nous pouvons récolter tout au long de l’année. En moyenne, quatre récoltes par an sont possibles, mais cela dépendra du type de productions et de la rotation. La première récolte a été effectuée en mai 2021. »

Les ordinateurs contrôlent l’environnement de culture via un programme d’intelligence artificielle et prennent en compte des données météorologiques. Les toits sont conçus pour maximiser l’ensoleillement et le verre diffus disperse uniformément la lumière. « Ce contrôle strict des serres garantit la biosécurité, une croissance saine et cohérente des cultures. »

Sur le site du projet, des gouttières de culture hydroponique.

Transfert de chaleur

Mais c’est surtout l’ingénierie des ressources qui permettra de produire avec 75 % d’émissions de moins que des serres commerciales classiques. Les sites ont été sélectionnés pour leur proximité avec des installations de traitement des eaux usées. « La chaleur est extraite des effluents grâce à un système de transfert de chaleur avant d’être transportée sur deux kilomètres. Des pompes à chaleur géothermiques sont aussi présentes sur les sites où sont installées les serres », explique Mark Dykes.

Les accumulations thermiques maximales sont de 32 MW à Crown Point et de 26 MW à Ingham, portant la température de la serre à 13°C. Ce qui équivaut à une puissance thermique suffisante à chauffer 20 000 foyers. « L’extraction de la chaleur résiduelle est une première, et l’installation abrite le plus grand système de pompes à chaleur du Royaume-Uni. »

L’alimentation électrique repose largement sur des unités de cogénération situées sur place, qui fonctionnent avec une capacité de 3,6 MW et 2,4 MW, respectivement. « L’électricité produite en cogénération couvre environ 85 % des besoins du site. »

L’électricité produite par les unités de cogénération couvre environ 85 % des besoins du site.

Mark Dykes

Ces unités permettent aussi d’élever la température des serres en cas de besoin. « La chaleur générée par cogénération est captée et injectée dans des réservoirs de stockage d’eau chaude, ce qui permet d’atteindre des températures en serre allant jusqu’à 26,6°C. »

Les sites sont également équipés pour capter et purifier le dioxyde de carbone qu’ils émettent. Celui-​ci est réinjecté dans les serres pour répondre aux besoins de la photosynthèse. Par rapport aux serres traditionnelles, les deux installations rejettent en moyenne 1,2 Mt de carbone de moins dans l’atmosphère.

L’efficience en matière de ressource hydrique est favorisée par la surface importante des toits. « Nous capturons et stockons 200 000 m3 d’eau de pluie au total », précise Mark Dykes. Pour assurer un fonctionnement ininterrompu, les sites disposent de deux chaudières à gaz et des générateurs de secours, ainsi que l’équivalent de deux jours de chaleur dans des réservoirs tampons.

Vue aérienne du site de la serre à faible émission de carbone à Crown Point Estate, Norwich.

Un nouveau concept

Ces serres offrent un nouveau concept de culture, estime Mark Dykes. « C’est un modèle reproductible : ce système peut être copié ailleurs dans le pays et offre une véritable opportunité d’augmenter la production locale. »

Ce modèle est reproductible ailleurs, et offre des pistes pour augmenter significativement la production locale.

Mark Dykes

Pourquoi des unités de production d’un tel volume ? « Cela se résume à des économies d’échelle », argumente Mark Dykes. « L’efficacité de la production alimentaire et l’empreinte carbone du secteur peuvent être réduites avec ces serres plus importantes en surface, à faibles émissions. » Chaque site a créé 200 nouveaux emplois, ajoute-​t-​il. « L’éventail des tâches et des compétences requises offre de vastes possibilités. »