Les serres souterraines : une alternative ingénieuse aux serres de jardin

Conçues pour la première fois il y a une vingtaine d’années, les serres souterraines sont particulièrement adaptées aux climats tempérés, continentaux ou de moyenne montagne.  Associant inertie thermique au principe du chauffage solaire passif, ce système ingénieux offre aux jardiniers amateurs la possibilité de prolonger la saison des cultures bien au-delà de ce que les conditions météo locales ne le permettent. 

Photo: Benson Institute

Les serres de jardin traditionnelles (les serres tunnel en polyéthylène ou les serres en verre) permettent déjà d’améliorer considérablement les conditions de culture dans les régions aux climats rigoureux, mais ces dernières sont néanmoins peu pratique à chauffer en début ou en fin de saison et sont inutilisables pendant les mois d’hiver.  C’est en Bolivie, dans la région de La Paz (+ 3,500m d’altitude) que les premières serres souterraines ont vu le jour au début des années 1990.  Baptisées « Walipini » (qui en langue Aymara signifie « endroit chaud »), elles y ont été conçues et installées par le Benson Institute.  Cette association à but non lucratif basée dans  l'Utah (Etats-Unis) se spécialise dans la provision de programmes éducatifs (dans le domaine de l’agriculture et de la santé publique) destinés aux communautés rurales (en Bolivie, Equateur, Guatemala, Mexique, Maroc et Ghana) dans le but d’y garantir l’autosuffisance alimentaire. 

En quelques mots, une serre souterraine est un trou rectangulaire de 1.80m à 2.5m de profondeur couvert d’un toit en appentis (une bâche en plastique suffit) orientée plein sud.  Selon le budget, il est possible de construire des serres souterraines allant du plus rudimentaire au plus élaboré, mais dans tous les cas, elles sont construites suivant même modèle.

Photo: Benson Institute

Ce sont les coordonnées géographiques de la serre  qui vont déterminer l’angle optimal du toit recouvert de bâches en plastique de la serre souterraine.  Il faut faire en sorte que les rayons solaires pénètrent le toit à un angle de 90° lors du solstice d’hiver.  Cette configuration va permettre par la même occasion de minimiser la pénétration des rayons solaires pendant les mois d’été. 

Par inertie thermique, comme dans les caves ou les souterrains, la température reste constante à une profondeur supérieure à 1.2m (entre 10°C et 15°C) et ne subit pas les écarts thermiques observés en surface.  Du fait de cette amplitude beaucoup plus faible, l’apport calorifique nécessaire (durant les mois les plus frais) pour atteindre une température minimum de 25°C est donc beaucoup moins important que pour une serre de surface traditionnelle.  C’est ce système de chauffage solaire passif qui génère l’apport thermique nécessaire et les bermes (en terre ou en briques) de la serre aident à stocker la chaleur en favorisant un… micro-« effet de serre ».  Pendant les mois d’hiver, les murs de la serre restituent  la nuit la chaleur emmagasinée pendant la journée.  L’objectif est d’éviter que la température ne descende au dessous de 7°C.  Si nécessaire, l’addition d’une ou plusieurs citernes remplies d’eau (et de couleur sombre) contre les murs permettent de conserver une température adéquate puisque l’eau réchauffée permet d’augmenter naturellement la capacité thermique massique de la serre. 

Photo: Benson Institute

Selon la position géographique et la nature du terrain, il faudra ensuite prendre en compte un certain nombre de considérations techniques pour assurer le fonctionnement optimal de la serre.   Il faudra construire des portes d’accès, rendre la serre étanche, isoler correctement la toiture et les bermes, mettre en place un système de ventilation (par les portes, par une ouverture sur le toit ou un conduit de cheminée), installer un système de drainage et d’irrigation etc.

Le Benson Institute propose un fichier .pdf (en anglais) qui explique en détail la méthode de construction d’une serre souterraine.

Le Pure Energy Systems Wiki reprend les mêmes explications et offre la possibilité de les traduire en Français (utiliser le menu déroulant Google Translate). 

Voir aussi : energies renouvelables, jardinage biologique