La vie en boucles

Autoconstruire la serre pour l’aquaponie

Autoconstruire la serre de 50 m2 a pris 1 mois et demi au printemps 2017. Elle abrite les légumes cultivés en aquaponie et crée les conditions favorables à l’élevage de truites arc en ciel. La serre n’est pas indispensable dans l’installation d’aquaponie mais elle apporte confort et allongement  de la période de production.

Elle contribue à la régulation de la température de l’eau et à l’efficacité de l’épuration de l’eau. Quatre séquences ont rythmé le travail : la conception générale; la maçonnerie pour les fondations et le bac de culture (les bassins à truites ont été construits en même temps mais feront l’objet d’un article à part) ; la menuiserie pour la charpente; et enfin la pose de la couverture en polycarbonate.

La conception de la serre : simple, modulable, solide

Voici le cahier des charges  de la serre, tel qu’il a été défini en mars 2017 :

  • une serre dont les dimensions permettent une construction en tous lieux, sans demande d’autorisation  ni déclaration préalable.
  • une serre dont la surface permet d’accueillir le bac de culture aquaponique, les élevages de vers, une partie sur sol naturel pour valoriser les boues avec moins de 200 unités d’azote par hectare. Une surface ajustable à volonté  par ajout de modules.
  • Une serre solide, résistante aux tempêtes, facile à réparer si besoin.
  • Une serre facile à autoconstruire, en bois et polycarbonate.
  • une serre avec une régulation de la température efficace : larges trappes d’aération et réserves de chaleur.
  • Un investissement serre plafonné à 40 € HT  de matériau par mètre carré de serre.

La hauteur de la serre ne doit pas dépasser 1.80 mètre pour pouvoir être construite librement. En conséquence, il faudra enterrer l’allée de 20 cm (ou plus profond  si besoin de davantage de hauteur) pour dégager une hauteur utile sous charpente d’1.80 mètre au niveau de l’allée (sur moins de 5 m2 au total).  Et tolérer une pente de toit inférieure à la norme pour dégager un volume suffisant sur les bordures. L’intégration de la serre au site permet de valoriser une terrasse existante sur laquelle sera posé le bac de culture. En dehors de cette facilité, il est possible de créer la terrasse avec des côtés en parpaings  et  un remplissage avec les 6 mètres cube de  terre extraits lors du creusage des bassins.

La dimension de l’élevage de truites nécessite une surface de culture hydroponique de 10 mètres carrés pour utiliser l’azote rejeté par les truites. La valorisation des boues des truites et des fèces des vers de farine requière 20 mètres carrés. Les élevages de vers de farine et de vers de compost quant à eux vont occuper 6  mètres carrés. Enfin les allées, la table de rempotage et la cuve tampon nécessitent 11 mètres carré.  La surface est ajustable de 5 en 5, chaque module couvrant 5 mètres carrés.

Croquis de la serre (coupe)
Croquis de la serre (coupe)

La serre aura donc une surface de 50 mètres carrés, 10 mètres de long pour 5m de large. La hauteur au faitage sera de 1.80 mètre et la hauteur des côtés de 1.60 mètre. Autoconstruire permet d’optimiser les matériaux   et d’agrandir à volonté par module. Les plaques de polycarbonate retenues sont des plaques de 200 cm  x 98 cm pour 10 mm d’épaisseur, transparentes. Compte tenu des marges de dilatation du polycarbonate chaque module aura une largeur de 99 centimètres.

Autoconstruire  la serre : commencer  par les fondations et le bac de culture

Une petite bétonnière, du gravier, du sable, des parpaings, des fers à béton et du ciment. Nous voilà prêts pour la partie maçonnerie. Le niveau laser est pratiquement indispensable car la maîtrise des niveaux et de la mesure des angles est impérative pour la suite de la construction.

Autoconstruire en aquaponie : la cour des matériaux!
Autoconstruire : la cour des matériaux!
Décaissage du bac de culture sur la terrasse existante. Conservation du vieux mur en pierre.
Décaissage du bac de culture sur la terrasse existante. Conservation du vieux mur en pierre.
Coffrage de la chape du bac de culture (10m x 1m).
Coffrage de la chape du bac de culture (10m x 1m).
Installation de la canalisation de vidange du bac de culture vers les bacs à truites
Installation de la canalisation de vidange du bac de culture vers les bacs à truites
Réglage de la bonde qui devra affleurer le fond du bac pour être liée à la bâche.
Réglage de la bonde qui devra affleurer le fond du bac pour être liée à la bâche.
Chape coulée et ancienne serre à démonter.
Chape coulée et ancienne serre à démonter.
Coffrage des bordures du bac de culture
Coffrage des bordures du bac de culture
Le bac de culture et ses bordures
Le bac de culture et ses bordures
Pose de la bâche dans le bac de culture.
Pose de la bâche dans le bac de culture.
Installation de la bâche autour de la bonde d'évacuation.
Installation de la bâche autour de la bonde d’évacuation.
Vérification de l'horizontalité
Vérification de l’horizontalité
Remplissage du bac de culture avec les graviers.

Autoconstruire les réserves de chaleur

Le mur du fond sert de réserve de chaleur et sera enveloppé par la serre. Les parpaings de ce mur sont remplis de sable et le côté du mur exposé au sud sera  peint en noir, de même que la cuve  en béton. Ces deux éléments servent à augmenter la température la nuit  et pendant les premières journées froides.  Le mur servira également à fixer les prises électriques et les programmateurs.

 Une charpente simple et solide

Réalisée à partir de  chevrons en pin traité  C4, avec une section de  45 mm x70 mm : 23 chevrons  de 3.90 mètres et 40 chevrons de 4.20 mètres. Les lisses et les jambes de force sont réalisées avec des demi chevrons 45 x 33 mm. Les fermes sont réalisées à l’identique en 11 exemplaires. (Voir les 13 photographies ci dessous)

Remplissage du bac de culture avec les graviers.
Remplissage du bac de culture avec les graviers.
Installation des fers d'ancrage pour la charpente tous les 99 cm
Installation des fers d’ancrage pour la charpente tous les 99 cm
Découpe des  éléments constituant chaque ferme
Découpe des  éléments constituant chaque ferme
Découpes du pied avec encoche pour la lisse de pied
Découpes du pied avec encoche pour la lisse de pied
Découpe pour assemblage mi bois
Découpe pour assemblage mi bois
Gabarit pour découpe des entailles
Gabarit pour découpe des entailles
Ancrage du pied de la ferme (des deux côtés)
Ancrage du pied de la ferme (des deux côtés)
Détail de la fixation entre paroi et toiture, avec encoche pour lisse de toit
Détail de la fixation entre paroi et toiture, avec encoche pour lisse de toit
une ferme posée avec position de la lisse de faitage
une ferme posée avec position de la lisse de faitage
Jambes de force pour rigidifier la ferme. (de chaque côté)
Jambes de force pour rigidifier la ferme. (de chaque côté)
A mi chantier pour la charpente
A mi chantier pour la charpente
Les 11 fermes posées.
Les 11 fermes posées.
La charpente terminée avec les éléments verticaux sur chaque extrémité. Allée intérieure coulée.
La charpente terminée avec les éléments verticaux sur chaque extrémité. Allée intérieure coulée.

Des plaques de polycarbonate posées pour résister aux tempêtes

Les plaques sont posées avec des joints d’ étanchéité pour l’eau et  l’air. Chaque plaque est tenue par un demi chevron. Pour retirer une plaque en cas de problème, il suffit de retirer les deux demi-chevrons qui la fixent sur la charpente, ce qui simplifie la maintenance. Huit emplacements sont laissés libres pour y installer les fenêtres d’aération gérées par des vérins automatiques. Ces trappes s’ouvrent vers l’est pour être moins exposées aux tempêtes. (Voir les 8 photographies ci-dessous)

Collage des joints sur les bords des plaques et pose des protections en U sur chaque bout
Le stock des plaques à poser
Le stock des plaques à poser
Début de la pose, vu de l'intérieur
Début de la pose, vu de l’intérieur
Début de la pose, vu de l'extérieur
Début de la pose, vu de l’extérieur
La pose de la toiture et des côtés terminée avec les huit ouvertures réservées
La pose de la toiture et des côtés terminée avec les huit ouvertures réservées
Pose des panneaux ouvrants commandés par des vérins automatiques sensibles à la chaleur
Pose des panneaux ouvrants commandés par des vérins automatiques sensibles à la chaleur
Les panneaux du bout posés après les découpes nécessaires.
Les panneaux du bout posés après les découpes nécessaires.
Porte posée. Fin du chantier qui a duré un mois et demi.
Porte posée. Fin du chantier qui a duré un mois et demi.

Visite guidée de la serre en décembre 2017

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18 Comments

  1. Grosso

    Bonjour,

    Je vous félicite pour votre travail accompli, et l’énorme information que vous donnez pour des personnes débutantes.
    Je garde précieusement votre site dans les favoris comme bible pour l’aquaponie.

    Merci
    Cordialement
    Serge Grosso

    • jcgoudeau

      Merci Serge, content que le site rende service.

  2. Paillard François

    Bonsoir Monsieur
    mille merci pour ce partage et félicitation pour la qualité de votre projet et sa réalisation
    je suis sur le même projet (en réflexion) j’ai le terrain en Dordogne, j’hésite à faire de la truite et je pensais au Black bass ??
    j’imaginais faire une serre géodésique semi enterrée comme les wapini
    quand pensez vous ? je suis avide de vos connaissances
    Amicalement

    • jcgoudeau

      Bonjour François,
      Merci pour les appréciations. Concernant votre projet, je veux bien apporter quelques pistes de réflexion tout en sachant que je ne suis pas un spécialiste de l’aquaponie, juste le réalisateur d’un projet.
      La truite en Dordogne, à moins de disposer d’une résurgence fraîche toute l’année, mieux vaut oublier. Le blackbass est une bonne alternative. Il faudra juste veiller à disposer d’un fournisseur de jeunes blackbass à proximité, ce qui peut être compliqué. Le lycée de Guérande utilise ce poisson ainsi que la perche en été dans son système aquaponique conduit par Pierre GARSI.
      La serre Walipini est une option possible avec le bac à blackbass à l’intérieur. La serre walipini est impossible là ou le sol est peu profond mais possible en aquaponie vu que l’on s’affranchit du sol. Reste à vérifier l’orientation au sud, pas de nappe phréatique à proximité, l’écoulement des eaux de pluie, le système d’aération. Les végétaux vont produire toute l’année, les bactéries fonctionneront mieux et les poissons seront dans de bonnes conditions de croissance. Donc à priori que des avantages.
      La serre géodésique demande de mon point de vue davantage d’étude de faisabilité. Probablement opter pour une demi sphère avec des contenants noirs remplis d’eau sur le mur du fond (L’eau est de très loin le meilleur stockeur d’énergie). Mais l’installation sera t’elle capable de valoriser à plein le soleil des mois d’hiver? Une partie seulement de la géode sera perpendiculaire aux rayons du soleil? En revanche cette partie sera exposée plus longtemps aux rayons perpendiculaire du fait de la circularité. Des spécialistes en énergie seront plus à même de donner un avis.
      Bonne continuation pour votre projet.

  3. Grosso

    Bonjour,

    Concernant la nourriture, de truite pour quelle raison n’avez vous aussi utilisé des lentilles d’eau ?

    Concernant la serre, le système d’ouverture automatique que vous avez utilisé et du type gigavent ??

    • jcgoudeau

      Bonjour,
      La truite est un carnassier. Elle a besoin de certaines protéines qu’elle ne trouve pas dans une nourriture végétale. C’est pourquoi les granulés des salmoniculteurs contiennent une proportion de farine de poisson. Or cette farine provient de la pêche minotière dans les océans. Ce qui n’est pas durable dans un contexte de forte croissance mondiale de la pisciculture. Des recherches sont en cours pour incorporer davantage de végétal. Et des filières d’alimentation animale à base d’insectes se mettent en place.

      Le système d’ouverture et fermeture automatique des trappes d’aération de la serre s’appuie sur des compas dont les verins contiennent une cire qui se dilate dès 20°. Il existe de nombreux fournisseurs et plusieurs marques dont Gigavent. Les prix oscillent entre 25 et 35 € pièce pour le modèle que j’ai utilisé.

  4. Sandrine

    Bonjour Monsieur,
    Merci beaucoup pour le partage de votre travail, c’est formidable.
    Bonne continuation à vous

    • jcgoudeau

      Merci, ravi que ça puisse servir à d’autres.

    • Joël DERBY

      Bonjour, oui c’est un beau partage de son travail !

  5. Joël DERBY

    Bonjour, je me régale à parcourir le site avec toutes ces infos complémentaires sur chaque points.
    Dans le cas où j’utilise une éolienne pour générer de l’électricité gratuite, quelle est, svp, la puissance minimale dois-je avoir pour l’équivalent de ce système.
    Merci ! Joël

    • jcgoudeau

      Bonjour Joël, je ne sais pas répondre précisément à votre question. Voici quelques réflexions à chaud:
      – La puissance moyenne utilisée par le système est de 57 watts. C’est un calcul théorique qui divise la consommation annuelle du système (500 kWh hors élevage de ténébrions) par les 8760 heures sur une année. C’est une donnée inutilisable pour dimensionner une éolienne.
      – Les 500 kWh consommés sur un an concernent 4 moteurs de pompes : 94 watts pour les deux pompes à air et la pompe à eau et… 750 watts pour la pompe utilisée pour le refroidissement. Si l’on met de côté la pompe du puits pour la géothermie, il faut couvrir 94 watts de puissance. Sinon il faut 844 watts. Mais il va falloir composer avec une éolienne qui produit par intermittence d’une part, et une installation qui consomme 24 H/24 d’autre part.
      – en supposant une production de l’éolienne en pleine puissance pendant seulement 1460 heures par an, il faut une puissance 6 fois supérieure soit 600 watts ou 5000 watts selon l’option retenue pour la géothermie
      – Le rendement du stockage-déstockage dans les batteries n’est pas égal à 1. Sur une hypothèse de 75%, il faut donc approximativement une puissance d’1 kW pour la circulation de l’eau ou bien 7 kW pour circulation de l’eau+géothermie.
      Voilà une première approche pour un dimensionnement d’éolienne qu’il conviendrait de soumettre à des professionnels compétents pour confirmation.

      • Joël DERBY

        Bonjour ! Vous êtes formidable et généreux pour ce partage d’informations et de conseils. Merci !
        Mon projet sera sur un terrain nu sans électricité, ni eau.

        Ci-joint le lien de l’éolienne que je souhaite fabriquer qui peut vous êtes utile ainsi qu’à vos lecteurs :
        https://www.18h39.fr/articles/fabriquer-son-eolienne-pas-a-pas.html

  6. Heymax

    Bonjour Mr
    Super travail pour l’autoconstruction de votre système ainsi que la serre.
    Combien de temps cela vous a pris de la conception à la réalisation?
    Par contre sous la serre, en cas de pic climatique en saison estival, pensez que votre système soit suffisant pour évacuer le surplus thermique ?
    Je suis en cours de formation afin de créer une ferme aquaponique, quels conseils pourriez-vous me transmettre sur des problématiques rencontrés au cours de la réalisation de votre projet ?
    merci

    • jcgoudeau

      Merci pour l’appréciation.
      Pour la durée, compter un mois de recherche-conception-plan et deux mois de réalisation.
      Le système a été calculé pour évacuer les pics de chaleur. L’été 2018 a permis de vérifier la validité des calculs puisque la température a été maintenue entre 18 et 20°, y compris au plus fort des chaleurs. Pour un fonctionnement du système de refroidissement de 1200 h de novembre 2017 à octobre 2018, soit 150 kw, soit 22.5 €. Ce qui représente 0.45 € par kg de truite produit. Certains recommandent de ne pas faire de serre, de ne pas utiliser de médias avec marée et de tolérer une montée en température jusqu’à 25°. C’est une option que je n’ai pas retenue pour trois raisons:
      – je voulais pouvoir jardiner sous la serre en écoutant tomber la pluie au dehors…ou au chaud en plein hiver.
      – Je voulais pouvoir expérimenter tous types de légumes et de plantes, ce qui implique un média. Et je sais qu’il faudra un jour le nettoyer. Pour l’instant pas de dépôt au bout d’un an et demi de fonctionnement.
      – je voulais me rapprocher des conditions de production professionnelle, et donc avoir une croissance continue des truites, y compris en été. D’où un seuil max fixé à 20°.

      Compte tenu de ces pré-requis personnels j’ai cherché la meilleure combinaison des moyens disponibles:
      -j’avais la chance de pouvoir accéder à une eau fraîche d’où l’option géothermie.
      – La géothermie via 12 m de tuyau de cuivre immergé dans les bassins permet de controler une augmentation de 2.8° pour la température de l’eau, valeur qui n’a pas été dépassée en 2018. Si cela avait été le cas, il aurait fallu augmenter la puissance de l’installation en rallongeant le tuyau de cuivre.
      – j’ai privilégié le réchauffement de la serre en hiver avec un mur de fond peint en noir, une cuve d’eau pour l’inertie également peinte en noir, des graviers sombres.Ce qui procure un gain de +5° les matins d’hiver par rapport à la température extérieure. Les bactéries fonctionnent mieux, les truites sont plus actives et les quelques légumes d’hiver continuent à pousser.
      – En contrepartie, en été il y a 8 panneaux ouvrants (25% de la surface) + la porte ouverte + un ombrage avec du blanc d’Espagne. Ce qui limite le gain à +1 ou + 2 ° les après-midi d’été par rapport à la température extérieure. Le feuillage des légumes couvrant la partie cultivée, les graviers sombres ne sont pas gênants.

      Les problématiques rencontrées au fur et à mesure de la mise au point de l’outil sont relatées dans les quelques 50 articles du blogs. Nous pouvons écahnger par mail si vous le souhaitez.

  7. Bruno

    Bonjour, j’étudie depuis un bout de temps votre blog, très réussi. A cause de vous, norbert… etc.
    J’ai attrapé le virus.
    J’ai comme beaucoup en cour un projet que je peaufine depuis quelques mois, je ne pense pas, par manque de temps, faire de blog, mais plus un reportage photo.
    J’ai une ou deux question, pourquoi ne pas avoir fait votre bassin sous la serre? la deuxième peut etre liée à la première, quel température sous la serre cette été lors des canicules?
    Par avance
    merci

    • jcgoudeau

      Bonjour Bruno,
      Merci pour votre retour.

      1 – Mettre le bassin sous la serre ou en dehors dépend du facteur le plus limitant : chaleur en été ou froid en hiver. Dans les deux cas il faut consommer de l’énergie soit pour chauffer soit pour refroidir. Il faut opter pour la solution qui minimise cette consommation d’énergie. Pour ce qui me concerne, en Vendée, à 15 km de l’océan atlantique, les hivers sont plutôt doux. C’est donc la chaleur de l’été qui pose problème d’ù le choix de mettre bassins, filtres et bassin tampon à l’extérieur, au nord d’un mur, enterrés et avec possibilité de les couvrir avec couvercles isolants.

      2 – Lors de la canicule de 2019 (40° max et 27° min),les après-midi, il faisait dans la serre 1 à 2° de plus que la température de l’air extérieur. Ceci est le résultat de plusieurs options : un axe nord sud pour la serre, de très larges ouvertures basses et hautes pour une aération maximale, les graviers et surfaces sombres totalement couverts par le feuillage des légumes, les vitres de la serre occultées par du blanc d’Espagne pour réduire l’énergie lumineuse et éviter la brulure du feuillage.

      • Bruno

        Merci pour votre retour,
        je suis à 25km au sud de Lyon, lors des canicules, nous avons avoisiné les 45° avec des nuits à 27°, la serre tunnel actuelle est exposé est ouest ( entrée à l’ouest) qu’en pensez vous? la serre définitive n’étant pas construite, je peu encore modifier mon exposition.
        Pour réguler la température de la serre, j’ai dans ma maison un grosse vmc double flux et je compte en tuyau de 125 faire circuler le rejet sur 50m à 1.5m de profondeur jusqu’à la serre ( un genre de puits canadien inversé )
        Pour la température de l’eau, j’ai la nappe à 2m et donc je n’exclu pas la géothermie.
        En dernier recours j’ai la chance d’avoir pu récupérer un cryostat pharma qui consomme 580w et qui fourni 600l/h d’eau à 8° que je compte boucler en circuit indépendant sur les bassins et faire tourner pendant les journée les plus chaude.
        Avez vous commis des erreurs lors de la conception de la serre? il y aurait des choses que vous modifieriez avec du recul? ( taille des ouverture…etc )
        Au final, je vais peut être essayer de trouver le temps de mettre en place un blog… pour faire profiter de mon expérience et avoir des avis au fur et à mesure.
        Le projet porte sur 2 bassins de 1000 l dans la serre et un bassin principal de 3000 à l’extérieur ( les trois étant reliés mais pouvant être isolé ( quarantaine, différence d’espèce, etc ). serre de 60 m2, Espace de culture de 25m2 .
        J’ai de la pouzzolane à volonté mais j’ai peur que ce soit agressif pour les racines?
        Je compte, avec votre accord, largement m’inspirer de votre serre.
        Au plaisir de vous lire
        Bruno

        • jcgoudeau

          1- L’orientation du grand axe de la serre est-ouest a pour conséquence d’exposer une surface un peu plus grande au soleil de midi. C’est surtout vrai si le côté de la serre est incliné. A l’inverse, c’est bien plus intéressant en hiver pour augmenter la chaleur dans la serre. Compte tenu de votre capacité à réfrigérer si besoin et la possibilté d’ombrer davantage avec blanc d’espagne ou voile occultant, vous pouvez conserver votre orientation actuelle.
          2- Si vous avez de la pouzzolane à volonté et pas chère, très bien. Il faut juste bien la rincer dans une bétonnière pour enlever la poussière. Puis travailler avec des gants ou un outil pour les plantations. Par ailleurs c’est un matériaux plutôt léger et exellent pour l’installation des bactéries. Veiller à disposer de filtres efficaces, car en cas de colmatage, je pense que ça doit être galère à nettoyer! Tant que la couche de pouzzolane n’est pas remuée, les racines des plantes ne craignent pas les arrêtes vives des graviers.
          3- Si je devais construire la serre aujourd’hui, je choisirai des joints en caoutchouc plutôt qu’en mousse qui se dégradent en quelques années. Je veillerai à avoir un débord de la plaque supérieure d’au moins 5 cm pour garantir l’absence de gouttières. Je renforcerai la rigité des deux montants latéraux des trappes de toit pour éviter un léger cintrage avec le temps. Tout le reste serait conservé à l’identique.
          4- Vous pouvez bien entendu vous inspirer de la conception du projet présentée sur le site truitesaquaponiques.com. C’est fait pour!
          Bien cordialement
          Jean-Claude

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