Une serre bioclimatique en matériaux de récupération : C'est possible

Préambule

A la suite de notre article sur le Design du Jardin des happycuriens, nous souhaitons vous parler ici plus précisément de la serre bioclimatique que nous avons conçue et construite pour ce jardin. Nous voulions montrer qu'il est possible de créer un espace productif conséquent, efficace sur le plan énergétique, mais aussi très abordable sur le plan financier. Le résultat est une serre de 50 m², isolée, qui produit de la chaleur, capable d'inertie thermique, et dont le coût total a été de 300 €.

Vue de la serre en avril 2019 depuis le sud.

Mais pour en arriver jusque là, nous allons tout d'abord vous raconter la petite histoire du Design de cette serre bioclimatique.

 

Nos besoins de départ :

                              - La serre doit être démontable à tout moment au cas où l'agriculteur souhaite reprendre l'usage de la parcelle.

                                      - Élargir la saison de culture en fin d'hiver/début printemps et fin d'automne

                                      - Utiliser des matériaux de récupération les plus locaux possible

                                      - Un coût financier le plus réduit possible.

                                      - Une bonne entente avec le voisin car la serre entre dans son champ de vision

La conception de la serre a suivi la réalisation du Design du jardin, courant automne 2018.

La construction a été assez rapide puisqu'elle s'est faite entre la fin janvier et la fin février 2019, lors de deux chantiers participatifs.

Début mars, la serre était fonctionnelle et nous lancions nos semis et nos plants.

Premières cultures en juin 2019

La conception

Plan masse de la serre

Pour rappel, dans le design du jardin, la serre est placée dans l'angle nord-ouest de la parcelle. Son orientation est-ouest permet d'avoir la plus grande surface exposée au soleil.

Profil est du bâtiment

Les fondations

Comme évoqué en préambule, nous souhaitions que la serre soit démontable et que nous puissions rendre ce bout de prairie en l'état. Nous avons donc conçu nos fondations pour qu'elles assurent la stabilité de l'ouvrage tout en étant réversibles. De plus, nous devions choisir deux types de fondation ; l'une pour le mur côté nord du bâtiment, et l'autre pour tous les poteaux supportant la structure.

En ce qui concerne le mur, les fondations ont été réalisés avec des parpaings récupérés chez le voisin immédiat à la parcelle (C'est de l'ultra local). Ces parpaings ont été posés sur un sol plat légèrement en dessous du niveau de la prairie (4-5 cm). La structure en bois destinée à coffrer les bottes de paille a été montée par la suite. Pour ce faire, nous avons encastré des poteaux dans les parpaings et nous avons cimenté pour lier le tout. Ainsi les poteaux de bois et les parpaings sont solidaires sans que le sol ne soit affecté.

Pour les autres fondations, nous avons opté pour un support poteau en acier de 75 x 7 x 7 cm. Tous les poteaux de la structure ont été fixés au sol par ce moyen, soit au total 20 poteaux. A l'aide d'une masse, nous avons pu enfoncer les supports dans le sol. Le jour où nous devrons les supprimer, il sera possible de les extraire.

Support poteau en acier

Rangé de parpaings + paire de poteaux pour coffrage

Le mur Nord
Isolation et inertie thermique

C'est l'un des deux éléments (avec la couche chaude, voir schéma de conception ci-dessus) sur lequel nous avons basé notre stratégie bioclimatique pour la serre. Face au nord, ce mur a pour objectif d'isoler l'intérieur de la serre. Pour cela, nous avons choisi d'utiliser de la paille pour sa propriété isolante. Nos bottes de paille ont été trouvées chez un agriculteur voisin et avaient une dimension de 90x40x30, ce qui a conditionné l'épaisseur de notre mur.

La hauteur du mur est importante, elle conditionne l'angle du toit. Pour le coup, c'est le petit bémol que nous notons sur cette serre : l'angle de le pente est très faible (10%). Le choix de limiter la hauteur du mur à 2m50 a été fait pour prendre en compte le besoin du voisin situé au nord du terrain. Nous souhaitions disposer d'une hauteur sous serre d'1m80 minimum au point le plus bas, d'où un angle un peu faible par rapport à l'optimal sous nos latitudes. En été c'est un avantage car une serre de 50 m² monte très vite en température et un angle de cet ordre réduit le pouvoir radiatif des rayons du soleil d'été. C'est davantage une contrainte en hiver puisqu'un tel angle réduit fortement la création d'un microclimat, le soleil étant très bas dans le ciel.

L'isolation au nord grâce à la paille a été complétée par de l'inertie thermique apportée par un enduit de terre. Ce dernier est venu recouvrir la paille sur tous les côtés du mur avec une épaisseur de 4-5 cm selon les endroits. Ses fonctions sont doubles :

A l'intérieur, cet enduit apporte une inertie thermique en plus de protéger la paille. Face au sud, il reçoit toute la journée le rayonnement lumineux. Durant la nuit, l'enduit restitue progressivement la chaleur, limitant ainsi les écarts de température jour/nuit.

A l'extérieur, l'enduit protège la paille des intempéries (vents, pluies etc..). Il sera complété par une surcouche d'enduit chaux-sable pour donner un caractère hydrofuge au mur.

Montage du mur de 2m50 en botte de paille

Pose d'un enduit en terre directement sur la paille

La structure de la serre
le pouvoir de la récup

La structure de la serre a été réalisé avec une majorité de bois de récupération. Sa réalisation s'est étalée sur tout le mois de février mais c'est la partie de la serre qui a demandé le plus de temps de conception. Cela a commencer par le choix des calibres des poteaux et chevrons en fonction des forces exercées (poids de la structure, vents etc...). N'étant ni charpentier, ni menuisier, nous nous sommes aidé d'un ouvrage dans lequel des matrices et quelques formules permettaient de choisir les dimensions de nos pièces de bois. Vous trouverez cet ouvrage dans la bibliographie ci-dessous. Cette étape est primordiale car un mauvais dimensionnement de la structure pourrait mettre en fragilité tout l'ouvrage.

Exemple d'une matrice pour dimensionner une charpente de maison

Une fois les plans finalisés, nous avons cherché la ressource en bois. La majeure partie de la structure a été réalisée avec du bois de récupération. Nous avons pu récupérer des fagots de bois issus d'une menuiserie. Ces fagots pesaient 500 kg chacun et étaient constitués de chute de chênes et de bois exotique de tailles diverses. Nous en avons récupéré deux mais un seul aurait suffi. Seule une toute petite partie de la structure provient d'achat de matériaux neufs, comme les chevrons. Il était difficile de trouver des pièces de bois de plus de 4m50 de long en récupération.

La suite est un enchevêtrement de poteaux, traverses, contreventements et chevrons que nous détaillerons plus loin dans la partie sur la construction.

Le bois de récup utilisé pour la structure

Structure en octobre 2019

La couche chaude
Radiateur de la serre et semis précoce

Le second élément phare dans notre stratégie bioclimatique a été la conception d'une couche chaude sur la longueur sud de la serre. La principale fonction de ces bacs de 8m75 de long et de 50 cm de large est de chauffer la serre dès le mois de janvier via la décomposition et la montée en température d'un stock de broyat vert, à la manière d'un compost Jean Pain. Pour cet élément, nous nous sommes inspirés d'une serre pépinière présentant une conception similaire à l'éco-hameau de l'Arbre de vie (Maumusson, 44). 

L'intérêt du broyat vert, outre que la montée en température va atteindre 60-70 °C (tout comme un compost thermique), est la durée dans le temps de cette production de chaleur. Celle ci est de l'ordre de quelques jours pour un compost thermique mais pour un tas de broyat vert abondamment arrosé et compressé, elle est de quelques semaines. De ce fait, on peut démarrer une production de chaleur dès janvier dans la serre et cette production perdurera jusqu'au printemps. Notre attente est de pouvoir gagner quelques semaines hors gel dans la serre pour mettre en place des cultures primeur.

Une autre fonction de la couche chaude est de servir de table à semis. La chaleur produite par le broyat en décomposition peut être mise à profit pour des semis disposés au-dessus de la couche chaude. En relation avec ces éléments, nous avons imaginé ajouter une planche extérieure, à hauteur des semis pour servir d'espace d'adaptation des plants avant le repiquage. Le transfert entre la table à semis et la table d'adaptation se fait via des fenêtres amovibles. En été, ces fenêtres sont des moyens d'aération supplémentaires.

Fenêtre amovible et emplacement futur couche chaude et table semis

Le revêtement créant l'effet de serre
Une bâche plastique

Last but not least, il nous fallait un revêtement pour notre serre, sans lequel elle ne serait restée qu'un cabanon de bois. Comme souvent, le contexte a choisi pour nous. Une connaissance qui nous a informée qu'elle pouvait récupérer des chutes de bâche de serre gratuitement. La solution était toute trouvée pour notre revêtement.

Mais nous aurions pu faire autrement, et cela vaut pour tout le reste. Comme toujours en permaculture, le contexte et les ressources disponibles orientent nos choix. L'un de nos objectifs était de construire cette serre pour un coût minimum. Nous aurions pu trouver des verres de fenêtres ou alors des menuiseries. Mille et une autres solutions étaient possibles. Cette dimension est partie intégrante de la démarche de conception en permaculture. Elle semble bien contraire à nos habitudes actuelles de consommateur ou notre désir domine la réalité. Ici, la réalité est venue nourrir notre désir, et même s'entremêler avec lui pour faire quelque chose de bien plus authentique et beau que seul notre désir aurait produit.

Revêtement pour créer le micro-climat : une bâche de récupération

Mais passons à la suite, la construction de la serre. Et nous verrons qu'après une bonne conception qui utilise les principes de la permaculture, le deuxième moteur est la coopération et l'échange.

La construction

- Mettez 500 gr d'action,
- Liez tous cela avec 500 gr de collectif,
- Ajouter une bonne dose de joie,
Le secret des moments efficaces, conviviaux et inoubliables
Étape n° 1 : Les fondations et le mur de paille

Nous avons commencé cette étape à la fin du mois de janvier 2019, une semaine avant le premier chantier participatif. Nous avons posé les parpaings au sol par rang de deux sur une longueur de 10m. Tous les 3m30, une paire de poteau a été cimentée dans un parpaing disposé à l'équerre des autres. La largeur entre les deux poteaux était de 40 cm pour laisser passer une botte de paille. Cette première structure en bois nous a permis de constituer le coffrage provisoire, puis définitif du mur en paille. Dernier petit détail, nous avons posé un plastique imperméable entre les bottes de paille et les parpaings pour nous prémunir des remontées d'humidité.

Cette première mission réalisée, nous pouvions débuter le premier chantier participatif concernant la pose du mur.

Sur la photo, on distingue l'alignement des parpaings, les paires de poteaux, l'imperméabilisant et les premières bottes de paille.

Ces dernières ont été superposées en quinconce comme un mur de Lego que nous voulions faire tenir en hauteur.

Nous avons ensuite coffré le mur en fixant des croix de Saint-André sur les deux faces du mur.

A cette étape, il y avait des trous et des mauvais raccords entre des bottes de paille, laissant passer le jour et l'air.

Nous les avons colmatés par du banchage, une technique de paille (ou foin) trempée dans une barbotine et pressée en boudin. Les boudins ont été incorporés dans les espaces ouverts du mur pour former une surface uniforme.

Étape n° 2 : La structure de la serre

Cette phase a été réalisé tous au long du mois de février à compter de deux jours de travail par semaine à 1.5 personne. Les ressources utilisées ont été le bois de récupération, 6 poteaux 7cm x 7 cm, de la visserie, et 9 chevrons.

Deux rangées de poteaux ont été installées avec pour fondation les supports en acier enfoncés dans le sol tous les 1m25. Ces poteaux ont été reliés entre eux par une traverse horizontale fixée à la hauteur maximale des poteaux. Ces deux lignes créées ont été fixé au mur au niveau des profils est et ouest comme vous pouvez le distinguer sur le plan de conception ci-dessus.

Les chevrons sont alors venus relier les trois lignes constituées dans le sens de la largeur de la serre. Les dernières grosses pièces de bois ont permises de constituer les contreventements au niveau des profils est et ouest, ainsi qu'au sein de la rangée centrale de poteaux, située à l'intérieur de l'ouvrage. 

Sur la rangée de poteau sud, des montants horizontaux ont relié les poteaux à 1m50 du sol. C'est sur ces montants que sont fixées les fenêtres amovibles pour les semis.

Étape n° 3 : L'enduit en terre et la pose de la bâche

C'était une journée où il faisait anormalement chaud pour un mois de février, on a mis les mains dans la terre et on a surtout rigolé.

Ressources :

                       - Terre argileuse du jardin

                       - Sable

                       - Paille

                       - Bétonnière

                       - 15 personnes

Dans le cadre de notre gestion de l'eau pour ce jardin, nous devions creuser une noue à proximité de la serre. Le surplus de terre a permis la réalisation de cet enduit.

Au préalable, nous avions expérimenté plusieurs recettes d'enduit pour trouver la plus adaptée à notre terre. Pour nous, c'était 1 volume de terre, un demi volume de sable et une grosse poignée de paille. Cette technique s’appelle le torchis.

L'enduit a été étalé à la main sur le mur de paille. La bonne recette de votre enduit est importante car elle facilite l'accroche sur la surface paillée.

De bas en haut, on applique l'enduit en pressant avec les doigts pour favoriser l'accroche et puis on lisse avec la paume.

En une journée, nous avions terminé toutes les surfaces du mur avec un rendu équivalent à celui sur la photo ci-contre.

La dernière étape a été la pose de la bâche qui recouvre la structure de la serre et le mur de paille. Les fixations ont été faites sur les chevrons en vissant des lattes de bois par dessus la bâche pour la prendre en sandwich.

Autrement, la bâche a été fixée par des agrafes de menuisier directement sur la structure en bois.

Étape n° 4 : Les fenêtres amovibles et la couche chaude

Les cadrans des fenêtres ont été réalisés avec quatre morceaux de bois reliés par des équerres. L'ensemble est fixé sur la structure par des chevilles.

A cette étape de la construction de la serre, la période des semis précoces étant passée, nous avons décidé de reporter à hiver prochain la construction des bacs pour la couche chaude.

Le principe de construction sera simple. Nous utiliserons des planches de bois fixées les unes aux autres par des poteaux verticaux. La face extérieure de ces bacs sera démontables pour faciliter l'approvisionnement et l'extraction du broyat de bois.

Une fois cette dernière étape réalisée, la serre sera terminée.

Bilan après la première saison de culture

Après quelques mois, nous sommes ravis du résultat. La structure a résisté aux 2-3 tempêtes printanières bien que nous n'ayons pas terminé la réalisation. En effet, il reste l'espace ouvert au vent pour l'emplacement des couches chaudes. 

Autrement, le principe d'inertie avec l'enduit en terre est au rendez-vous. Durant les premières soirées de printemps ensoleillées, nous pouvions sentir la chaleur irradiée du mur jusqu'à tard en soirée. De plus, nous disposons d'une bonne ventilation ce qui permet de supporter les gros coups de chaleurs. Les plantes n'ont pas souffert de l'été caniculaire, malgré la petite superficie de la serre (50m²).

L'enduit résiste bien aux intempéries. Il reste tout de même à ajouter la couche d'enduit chaux sable sur la partie extérieure.

Nous avons également installé un système de récupération d'eau de pluie que nous allons connecter à un système d'irrigation de la serre. D'ailleurs, la gestion de l'eau au sein du jardin sera notre prochain article ! 

​Pour nous aider dans la conception, nous avons utilisé l'ouvrage :

                   - LORENZ-LADENER C. ; "Construire une serre", Ed. Ulmer

Pour visiter notre serre (et notre jardin) :

                   - Tous les premiers mercredi du mois

Inscription Newsletter

Ne ratez plus aucun article ni aucune activité !

Suivez nous sur facebook !

  • Facebook Social Icon

© 2020 Le Jardin des Happycuriens