Évaluation des impacts énergétiques de l’intégration d’une serre urbaine sur le toit d’un bâtiment en climat froid

Le Laboratoire sur l’agriculture urbaine mène une recherche sur l’évaluation des impacts énergétiques de l’intégration d’une serre urbaine commerciale au toit d’un bâtiment en climat froid. Cette recherche est menée par Loup-Philippe Lewis-Gauthier, ingénieur et étudiant à la maîtrise en sciences de l’environnement de l’Université du Québec à Montréal. Le projet est dirigé par Eric Duchemin, directeur scientifique de AU/LAB et Danielle Monfet, professeure-chercheure à l’École de technologie supérieure. Le cas analysé dans le cadre de ce projet est le bâtiment de la Centrale agricole dans le District Central de l’arrondissement Ahunstic–Cartierville à Montréal. Ce projet s'inscrit dans Montréal en commun. L’agriculture urbaine offre une multitude de bénéfices sociaux et environnementaux, variables selon le contexte, et pourrait donc s’avérer une stratégie efficace dans l’effort de transition écologique des villes.En climat froid, tel qu’au Québec, la culture en serre est une méthode éprouvée permettant de cultiver fruits et légumes à l’année durant et serait une avenue prometteuse pour gagner en autosuffisance alimentaire, mais elle s’avère particulièrement énergivore. L’intégration de serres aux toits de bâtiments est une solution fréquemment suggérée dans la littérature, offrant divers avantages. Certains résultats d’expérimentations effectuées en climats chauds et tempérés montrent d’ailleurs qu’il peut en résulter des impacts favorables au niveau énergétique, tant pour la serre que le bâtiment hôte, laissant présager des bénéfices similaires en climat froid. De plus, d’autres technologies et stratégies permettraient également d’en augmenter l’efficience, ce qui pourrait résulter en une meilleure viabilité pour de telles opérations, aujourd’hui encore marginales. Il semble ainsi pertinent de se demander dans quelle mesure est-il possible d’améliorer les performances énergétiques de l’agriculture urbaine commerciale en serres, afin de favoriser son développement dans une ville ayant un climat froid?L’objectif principal de cette recherche est ainsi d’évaluer, sous la forme d’une étude paramétrique, les impacts sur la consommation énergétique d‘une serre urbaine en climat froid, de son intégration au toit d’un bâtiment industriel, de même que de certains choix de conception techniques et de pratiques culturales. Cette recherche utilise le bâtiment qui abrite la Centale Agricole dans le District Central de l’arrondissement Ahunstic–Cartierville à Montréal afin de réaliser les modélisations énergétiques. Une serre d’une superficie d’environ 3 000 m2 a été modélisée par ordinateur, à l’aide des logiciels SketchUp et OpenStudio. Les performances énergétiques de divers scénarios, ainsi que les émissions de gaz à effet de serre et coûts associés, ont ainsi pu y être évalués et comparés. Les résultats préliminaires de simulation montrent que l’intégration de la serre au bâtiment permet une diminution des besoins en chauffage de 6% à 12% pour la serre, et de 1% à 13% pour le bâtiment, les bénéfices étant considérablement réduits pour des niveaux d’isolation du toit du bâtiment supérieurs. De plus, pour la serre, le type de culture pratiquée (tomate ou laitue), le matériau de recouvrement (verre ou polycarbonate), ainsi que la source d’énergie de chauffage (gaz naturel ou électricité) influence la consommation énergétique de 11% à 16%, 12% à 18% et 16% à 19% respectivement, alors que le type d’appareil d’éclairage artificiel utilisé (HPS ou DEL) n’a, quant à lui, qu’un faible impact. Finalement, bien que certaines de ces mesures permettrait de réduire les émissions de gaz à effet de serre de l’espace de culture, lorsque chauffé au gaz naturel, un chauffage électrique de source propre et renouvelable aurait des impacts largement plus bénéfiques au niveau environnemental, mais induirait une augmentation des coûts de 16% à 19%, et ce, malgré une intensité énergétique réduite et des tarifs particulièrement avantageux.Ces résultats fournissent des indicateurs de performances, permettant d’identifier certaines mesures et scénarios particulièrement prometteurs. Ils pourraient servir à mieux orienter décideurs et entrepreneurs quant à la pertinence de telles dispositions en climat froid, de même qu’aider au développement de meilleures politiques publiques encourageant l’implantation de projets commerciaux d’agriculture urbaine.Le rapport de recherche sera disponible à la fin décembre 2021. Pour plus d’information sur la rechercheEric DucheminLaboratoire sur l’agriculture urbaine /Carrefour de recherche d’expertise et de transfert en agriculture urbaine du Québec Courriel : eric.duchemin@au-lab.caSites : www.au-lab.ca / www.cretau.ca Crédit photo : Serres Lufa - Conseil régional de l'environnement de Montréal