Gestion du climat
La maîtrise du climat est la raison d’être des serres Pretamo afin d’y créer un environnement idéal pour la croissance des plantes ; sur la planète Mars c’est même le moyen privilégié de culture étudiée en mode survie alimentaire.
Gestion de la température
La gestion de la température des serres est contrôlée par la ventilation naturelle ou forcée. Si les températures baissent à un niveau inférieur à celui accepté par les cultures, on utilise de puissantes chaudières au gaz naturel ou à fioul ou autre moyen de chauffage pour élever la température. La distribution des calories à l’intérieur de la serre se fait par convection grâce à des tuyaux aériens, ou des aérothermes. La chaleur peut être distribuée en basse température (branché sur le retour du chauffage) par des tapis sous les tablettes de culture 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 et de glace empêchant la lumière d’entrer dans les serres.
La température peut également être gérée automatiquement par l’utilisation de toile d’ombrage. Quand les rayons du soleil sont trop ardents, ces écrans atténuent une partie du rayonnement solaire durant les périodes chaudes de la journée. À l’inverse, ils sont fermés la nuit pour piéger au niveau des cultures la chaleur venant du sol.
Dans certaines régions ou périodes très chaudes, la température des serres est abaissée au moyen d’un rideau d’eau circulant dans des paillassons. À l’opposé, de puissants ventilateurs extraient l’air 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 rafraîchit l’air. Elle serait utilisable toute l’année en Israël par exemple et durant de courtes durées dans les régions plus froides connaissant des étés chauds comme le sud 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 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 donne une conductivité de 0,25 S/m.
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 en dioxygène durant la période diurne de la journée grâce à la photosynthèse. Pour augmenter la productivité de certaines cultures, il arrive que l’on fasse brûler du gaz propane dans les serres pour y augmenter le taux de dioxyde de carbone (CO2).
Qualité de l’air intérieur de la serre
Dans une serre agricole bien aérée, l’air peut être très chargé en pesticides, notamment dans les heures qui suivent l’épandage (s’il y a eu épandage de tels produits sur les plantes ou le sol ou fumigation). La concentration de l’air en pesticide ou molécules de dégradation varie selon le taux d’application et la volatilité (constante de Henry) du produit. Il a été ainsi démontré en serre de culture hydroponique que les épandeurs respirent plus de chlorothalonil que de méthamidophos. La durée de présence dans l’air varie selon ce même paramètre, mais aussi selon la vitesse de dégradabilité des molécules (notamment à la lumière). Pour le méthamidophos (très volatil), le pic de concentration dans l’air apparaît environ deux heures après l’application (27,5 μg/m3), en raison de sa forte volatilité, et jusqu’à douze heures après l’application, une diminution rapide est enregistrée dans l’air (pour arriver à 0,45 μg/m3 six jours après l’application). Le chlorothalonil bien que moins volatil atteint 4,9 Ng/m3 après application, pour arriver à 0,15 μg/m3 à six jours après l’application2. Ces deux pesticides ont été mesurés dans l’eau de vidange du système hydroponique où les taux, élevés après l’application, diminuent régulièrement en trois jours environ. Dans un système hydroponique fermé, ces deux pesticides sont accumulés dans le milieu nutritif durant 24 heures puis « disparaissent » lentement en trois jours environ.
Par contre, dans une serre en fonctionnement normal, l’air ne semble pas plus chargé en spores de champignon que l’air extérieur ; dans trois types de serre de culture de tomates (dont l’une en mode hydroponique), des échantillons d’air ont été prélevés de 10 h à 14 h, tous les jours d’août 2000 à juillet 2001 en collectant les particules de plus de 0,5 μm de diamètre3 le taux de 200 CFU/m3 était comparable dans les trois cas à ce qu’on trouvait à l’extérieur de la serre.
Certaines plantes produisent des pollens allergènes (piment doux par exemple, aux pollens duquel 1/3 des travailleurs en serre finissent par devenir allergiques). On a montré qu’introduire des abeilles dans la serre diminue considérablement ce risque.
Gestion de la lumière
La lumière peut être artificielle. Elle sert notamment à favoriser l’induction florale de certaines espèces de plantes de jour 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.
