Serre
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Toiture

Serre au toit en « V » renversé, Parc André-Citroën, Paris

La couverture est translucide et généralement en verre, minéral ou synthétique, mais aussi en matière plastique (Une matière plastique ou en langage courant un plastique est un mélange contenant une matière de base (un polymère) qui est susceptible d'être moulé, façonné, en général à...) (par exemple : film en polyéthylène, plaques semi-rigides PVC) rigide ou souple, généralement traité pour résister aux ultraviolets. Ce film peut être armé pour augmenter sa résistance aux déchirements.

Le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus...) est un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) de meilleure qualité car il laisse mieux passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à...) tandis que les matières synthétiques deviennent de moins en moins translucides si elles ne le sont pas déjà (sauf dans le cas du polyester thermo plastique transparent (PETG) qui offre une transmission lumineuse supérieure au verre). Le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre....) du matériel a aussi une certaine importance : il est plus facile d'installer une matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) plastique que du verre sur une toiture de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites...). Il y a des toitures de toutes formes. Les toits en « V » renversés sont les plus courants ; il existe aussi des toits courbés, surtout utilisés pour les revêtements souples. Il arrive que les serres rondes sont faites en verre mais le coût de telles serres est exorbitant.

Charpente

Le plus souvent, la charpente d'une serre est faite d'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de l’acier)...) et d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la masse totale.). Elle est étudiée de manière à offrir le minimum d'ombre portée (L'ombre portée est la zone soustraite aux rayons lumineux incidents par un objet sur son support. De façon conventionnelle, en dessin technique, l'ombre portée sera d'une valeur plus dense (plus sombre) que l'ombre propre.). En toiture, des ouvrants dispensent l'aération nécessaire.

Les serres d'agrément

Serres verre du jardin botanique (La botanique est la science consacrée à l'étude des végétaux (du grec βοτάνιϰή; féminin du mot...) de Guangzhou en Chine, 2006
Serre du jardin botanique de Berlin comprenant un palmarium central
Serre du jardin botanique de Curitiba, Brésil

Les serres d'agrément se sont multipliées au XIXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge...) après le succès architectural remporté par le Crystal Palace lors de l'exposition universelle de 1851 à Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la ville est aujourd'hui devenue un centre culturel, commercial...) en Grande-Bretagne (La Grande-Bretagne (en anglais Great Britain) est une île bordant la côte nord-ouest de l'Europe continentale. Elle représente la majorité du territoire du Royaume-Uni. En son acception politique, ce toponyme désigne...). Certaines, comme les hauts palmariums des jardins botaniques, sont destinées à abriter des collections de plantes exotiques. D'autres aménagées en jardins d'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) sont des annexes aux riches villas de type victorien.

L'essor des vérandas vitrées à l'époque moderne coïncide avec l'apparition de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) plus résistants à la corrosion, du vitrage isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les...) et de la climatisation (La climatisation est la technique qui consiste à modifier, contrôler et réguler les conditions climatiques (température, humidité, niveau de poussières, etc.) d’un local pour des...) automatisée. Le plus souvent attenantes aux habitations, ce sont alors de véritables pièces à vivre supplémentaires.

Gestion du climat

La maitrise du climat est la raison d'être des serres ; on peut créer un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la...) pour la croissance des plantes. Sa gestion est souvent confiée à un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données...) surtout si les unités de production sont grandes. On peut donc, théoriquement, faire pousser des tomates en Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est entouré de l'océan Austral (ou océan Antarctique) et...), mais le coût de la gestion du climat (chaleur et lumière) dans les serres limite les extrêmes.

Gestion de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...)

Roseaux pris dans la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) à proximité d'une serre froide.

La gestion de la température des serres est contrôlée par la ventilation en cas d'excès. Si les températures baissent à un niveau inférieur à celui accepté par les cultures, on utilise de puissantes chaudières au gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.) ou à fioul (Le fioul (terme recommandé en France par la DGLFLF) ou mazout (terme recommandé par l'Office québécois de la langue française) est un combustible dérivé du pétrole,...) ou autre moyen de chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) pour élever la température. La distribution des calories à l'intérieur de la serre se fait par convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau se...) grâce à des tuyaux aériens, ou des aérothermes. La chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) peut être distribuée en basse température (branché sur le retour du chauffage) par des tapis sous les tablettes de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) pour apporter une chaleur de fond.

Il est important que les serres soient chauffées non seulement pour la température mais aussi pour que fonde la couche de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons...) et de glace empêchant la lumière d'entrer dans les serres. D'autres systèmes existent.

La température peut également être gérée automatiquement par l'utilisation de toile d'ombrage. Quand les rayons du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...) sont trop ardents, ces écrans atténuent une partie du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques aux rayons gamma en passant par...) durant les périodes chaudes de la journée. A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1 désigne...), ils sont fermés la nuit pour piéger au niveau des cultures la chaleur venant du sol.

Dans certaines régions chaudes, on va abaisser la température des serres au moyen d'un rideau d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) circulant dans des paillassons. A l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés lorsqu'ils sont insérés au même niveau, l'un en face...), de puissants ventilateurs extraient l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) de la serre pour créer une légère dépression permettant d'aspirer l'air extérieur qui pénètre dans la serre au travers des paillassons humides. Cette technique rafraichit l'air. Elle serait utilisable toute l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) en Israël par exemple et durant de courtes durées dans les régions plus froides connaissant des étés chauds comme le sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) du Canada ; l'été est trop court pour que le système de refroidissement soit rentable ; les ventilateurs sont des outils clés pour rendre la température des serres uniforme.

Gestion de l'eau et apport de l'alimentation minérale

Dans les exploitations industrielles, la gestion de l'eau et des nutriments est de plus en plus automatisée. Il y a aussi les cultures hydroponiques en serres (technique où les racines des plantes sont immergées en permanence). Les fertilisants sont incorporés dans l'eau par des pompes doseuses de précision. Si la solution nutritive est trop riche en sels, elle peut occasionner de gros dégâts dans les cultures. C'est pourquoi la salinité de l'eau est fréquemment contrôlée ; on mesure la conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, autrement dit à permettre le passage du courant électrique.) et de nombreuses analyses de la solution nutritive sont pratiquées pour adapter et équilibrer la richesse en éléments fertilisants en fonction des plantes produites. Typiquement, une concentration de 200 ppm_N donne une conductivité de 0,25 siemens/mètre.

Gestion de l'air

La gestion de l'air en serre et celle de la température qui y règne sont liées : plus l'air circule, plus la température de la serre va être proche de celle de l'extérieur.

Les plantes convertissent le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule brute est : CO2. C'est donc un...) en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) durant la période diurne de la journée grâce à la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus bioénergétique...). Pour augmenter la productivité de certaines cultures, il arrive que l'on fasse brûler du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) propane dans les serres pour y augmenter le taux de gaz carbonique (CO2).

Gestion de la lumière

La lumière peut être artificielle. Elle sert notamment à favoriser l'induction florale de certaines espèces de plantes de jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...) long en rallongeant la durée du jour.

À l'inverse, l'horticulteur peut choisir d'occulter la lumière du jour pour en raccourcir la durée. L'utilisation la plus connue est celle pratiquée pour faire fleurir les chrysanthèmes toute l'année.

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