Guide 05-03-02

Production

Le contenu qui suit est issu de :

Manzano, S., Lambert, G., Papillon, P.-A., Boudreault, D. et Gilbert, P.-A. (2022).

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Introduction

L’automatisation désigne l’exécution automatique de tâches techniques par des machines sans intervention humaine. Cette technologie a été intégrée dans le milieu maraîcher pour alléger la charge de travail du producteur et obtenir un meilleur revenu par heure travaillée, qu’il soit en champs ou en serre. Automatiser une serre simplifie la vie des serriculteurs en fournissant une technologie leur permettant d’avoir un meilleur contrôle du climat et de l’irrigation.

Pour planifier efficacement l’automatisation d’une serre, il faut d’abord établir le type de bénéfice qu’on désire en retirer. Ensuite, il faut connaître les caractéristiques clés pour choisir son système d’automatisation. Par contre, c’est facile de se perdre lorsque de nombreux systèmes existent. Connaître les pièges à éviter en faisant son choix est essentiel. Finalement, automatiser une serre nécessite de la préparation. Il faut savoir par où commencer et quelles démarches entreprendre pour concrétiser son projet.

Bénéfices

Maximiser son profit par heure travaillée devrait être l’objectif premier de tout maraîcher. En serre, l’automatisation des équipements a un impact majeur sur cette métrique.

Encore faut-il savoir quoi valoriser comme bénéfice pour choisir un système cohérent avec nos besoins. L’automatisation aide le maraîcher à augmenter ses revenus, diminuer ses dépenses et réduire le stress.

Augmenter ses revenus

L’automatisation permet d’augmenter ses rendements en serre. Pour avoir les meilleures conditions de croissance, un contrôle précis de la température, l’humidité et l’irrigation est primordial.

Un bon contrôle de la température 24h permet de contrôler la vigueur du plant tandis que le contrôle sur les moyennes de jour et de nuit permet d’équilibrer où la plante met son énergie. Dans les feuilles ou dans les fruits.

Le contrôle de l’humidité est plus difficile à faire, mais est important pour maximiser la capacité de photosynthèse de la plante et éviter les pertes liées aux maladies.

Finalement, le contrôle précis de l’irrigation permet d’assurer que la plante reçoit toujours la bonne quantité d’eau pour bien croître. Et ce, peu importe le niveau d’ensoleillement. Le producteur peut également influencer où la plante met son énergie en jouant avec le temps entre 2 irrigations.

Réduire ses dépenses

Avec l’automatisation, un maraîcher devrait être en mesure de réduire ses dépenses liées à la gestion des maladies, de la main-d’œuvre et des coûts énergétiques.

Maladies

Une bonne gestion climatique diminue les risques de maladies et la pression des ravageurs. Moins de maladies signifie moins de coûts en traitements, en main-d'œuvre et en prédateurs.

Main-d’œuvre

L’automatisation permet de réduire les dépenses associées à la main-d’oeuvre. Le taux de roulement sur une ferme étant élevé, il faut consacrer beaucoup de temps à l’embauche, la formation et la gestion de la main-d'œuvre. En automatisant des tâches, on réduit le temps de formation et de travail nécessaire.

Chauffage

C’est impossible d’avoir un contrôle efficace manuellement. On ne peut pas être à côté de la serre 24h sur 24. En automatisant, le maraîcher peut chauffer selon le niveau d’ensoleillement et s’assurer qu’il ventile au minimum pour réduire sa consommation d’énergie. Ça veut donc dire moins de dépenses énergétiques inutiles. L’automatisation peut aussi permettre de sauver plus de 20 % en coût de chauffage chaque année.

Réduire le stress

Gérer une serre manuellement demande une présence permanente sur place pour éviter des pertes, des problèmes de qualité et des consommations d’énergies démesurées. En plus de cela, le maraîcher est continuellement préoccupé par le bon fonctionnement de sa serre. Il est possible de réduire cette charge avec l’automatisation. Par exemple, l’automatisation permet au producteur de faire ses livraisons sans s’inquiéter que ses plants gèlent lorsqu’un nuage passe au printemps.

Faire chaque action manuellement pour garder les conditions optimales dans la serre crée une grande charge mentale. L’automatisation permet au producteur d'éliminer les oublis et les erreurs humaines. Si une urgence survient et que le maraîcher doit s’éloigner de sa serre, il n’aura pas à stresser sur la possibilité de perdre ses plants lors de son absence.

Comment choisir son système ?

Un système d’automatisation désigne bien des choses, allant d’un thermostat avec minuterie à un système complet avec de l’intelligence artificielle. En faisant des recherches, il faut rester à l’affût d’un système qui offre un bon rapport qualité-prix, qui augmente le rendement, réduit le stress et diminue les dépenses parallèles.

Augmentation des rendements

Pour augmenter ses rendements, un producteur doit optimiser sa gestion des différents facteurs d’influence en serre. Un système d’automatisation donne ce contrôle nécessaire. Avec un contrôle climatique optimal, le rendement devrait augmenter dès la 1re année.

Température

Pour atteindre un meilleur rendement, il faut entre autres avoir des conditions climatiques optimales dans la serre. C’est toutefois difficile à maintenir, surtout en gestion manuelle. Pour s’en rapprocher le plus possible, il faut calculer la température 24 h, soit la moyenne de température de jour et de nuit.

La température optimale varie selon la plante et les conditions de luminosité. Une fonctionnalité intéressante à retrouver dans un système d’automatisation est la possibilité de synchroniser la température dans la serre avec la lumière reçue.

Les options d’automatisation de température les plus abordables sont le thermostat de maison ou le thermostat programmable pour le chauffage et la ventilation. Les systèmes plus complets sont plus chers, mais restent dans la cible de température en faisant une moyenne plutôt que de corriger après un dépassement, ce qui aide à atteindre l’objectif de rendement.

L’historique et l’affichage de données de température sont aussi des fonctions importantes pour optimiser le rendement. Ces graphiques (Figure 1) permettent de surveiller les problèmes techniques et constater quelles démarches ont mieux fonctionné pour le rendement.

Un programme de température active automatiquement les appareils de chauffage et ventilation en fonction des cibles de températures configurées quotidiennement par l’utilisateur.

Humidité

Une gestion optimale de l’humidité favorise la transpiration des plants, minimise les maladies et augmente le rendement. Inversement, une gestion inadéquate de l'humidité peut engendrer plusieurs problèmes tels que spécifiés au tableau 1.

Tableau 1. Conséquences d’une mauvaise gestion de l’humidité

Humidité trop basse	Humidité trop haute
Flétrissement	Mollesse
Retard de croissance	Maladie foliaire accrue
Brûlure du bout de la feuille	Carences en nutriments

Un système avec un capteur d’humidité est préférable. Il lancera un processus de déshumidification lorsque l’air est trop humide et brumisera lorsque l’air est sec.

Pour bien grandir, la plante a besoin de la bonne quantité d’humidité. La plante souffre lorsque l’humidité relative (HR) dépasse 80 % à 18 °C ou descend sous 55 %. À 25°C, la plage optimale se situe entre 70% et 85%.

Certains systèmes simplifient la gestion d’humidité en utilisant le déficit de pression de vapeur (VPD) ou le déficit d’humidité (HD) plutôt que l’HR. La valeur optimale pour les plantes est constante pour ces deux données, mais la valeur d’HR change avec la température. Il est donc préférable d’utiliser un système configurant les cibles en VPD ou HD.

Une bonne gestion de l’humidité demande aussi de s’ajuster en fonction de la météo. Un système d’automatisation efficace adaptera son fonctionnement aux conditions météorologiques ou offrira au maraîcher la possibilité de programmer adéquatement le tout.

Circulation d’air

Il est impératif d’avoir une bonne circulation d’air dans la serre. L’uniformité dans la serre est importante pour faciliter le chauffage de la serre tout en diminuant les coûts énergétiques. Un climat homogène favorise aussi les conditions de production. Ainsi, tous les plants profitent du meilleur environnement. Par contre, lorsque les côtés ouvrants sont ouverts et que l’air est trop sec, il faut arrêter ses HAF et VAF afin de limiter le stress sur les plantes.

Brumisation

La brumisation n’est pas essentielle pour assurer une bonne croissance de vos plantes, mais permet de contrôler les ravageurs. Cela aide à prévenir une baisse du rendement. Si le budget est serré, il est possible de s’en passer, mais il faudra s’assurer de la santé des plants par d’autres moyens.

Irrigation

L’option d’appareil d’automatisation la moins chère pour l’irrigation reste une minuterie. Cependant, une automatisation plus complète optimise davantage la croissance des plantes, car elle tiendra compte de la lumière reçue par les plants. Un capteur solaire permet donc une irrigation plus précise. Des capteurs d’humidité du sol peuvent aussi aider à valider la régie d’irrigation ainsi qu’à diagnostiquer les problèmes liés à l’irrigation. Beaucoup de producteurs ont réalisé qu’ils irriguaient trop grâce aux tensiomètres.

Réduction des dépenses

En plus de maximiser le rendement en contrôlant les facteurs d’influence en serre, l’automatisation aide aussi le maraîcher à réduire ses dépenses.

Contrôle climatique

Premièrement, le producteur peut réduire sa consommation d’énergie avec un système d’automatisation permettant d’ajuster ses cibles de température selon la lumière reçue par les plantes.

Ensuite, la capacité de facilement coordonner les équipements de chauffage et de ventilation pour déshumidifier aide le producteur à réduire ses problèmes de maladie. Le maraîcher économise ainsi sur ses coûts de main-d'œuvre et de traitement.

Finalement, le producteur peut réduire ses dépenses en chauffage relié à la déshumidification lorsque son automatisation utilise un capteur d’humidité précis. Pour être encore plus efficace, le producteur veut des configurations lui permettant d’utiliser le déficit de pression de vapeur (VPD) ou le déficit d’humidité (DH) plutôt que l’humidité relative (HR).

Coûts en main-d’œuvre et interruptions

L’automatisation permet d’économiser en temps de travail et en formation de la main-d'œuvre.

Il est mieux d’opter pour un système versatile dans ses options de contrôle. Certains prennent en charge le climat, l’irrigation et la brumisation. D’autres ne s’occupent que d’une seule de ces fonctions. Plus l’automatisation prend en charge différentes tâches, plus il réduit le besoin de main-d’oeuvre sur place. Le maraîcher et ses employés ont plus de temps à consacrer ailleurs.

Il faut cependant que le système d’automatisation ait des configurations qui simplifient son utilisation. Un système simple signifie moins de temps perdu dans la configuration des programmes et dans la formation des employés.

Réduction du stress

Accès à distance

L’accès à distance au système d’automatisation permet de contrôler les appareils et de suivre en temps réel l’environnement des serres. Surveiller à distance permet de prendre des actions correctives en cas de problèmes sans avoir à se déplacer. Parfois, le maraîcher ne peut pas être sur place pour intervenir; le contrôle à distance offre alors la tranquillité d’esprit.

Alertes

Les équipements de serres peuvent être défaillants. Il est donc important d’avoir des alertes liées au système d’automatisation. Elles avertiront le maraîcher en cas de température anormale, de panne de courant ou de problèmes quelconques venant d’un appareil. Elles offrent une plus grande paix d’esprit.

Certains systèmes d’automatisation fournissent les alertes. D’autres demandent de payer pour ajouter des modules d’alertes. Il est important de faire les vérifications nécessaires à ce niveau. Parmi les types d’alertes, on retrouve les :

• Alertes SMS : Alertes via messages textes. Moins intrusives et dérangeantes. Plus difficile pour le maraîcher d’être réveillé par ce genre d’alerte durant la nuit.
• Alertes sonores : Alarme sonore dans les serres. Inutile lorsque l’utilisateur n’est pas à proximité de la serre.
• Alertes par appels téléphoniques : Alertes via appels téléphoniques. Plus intrusives. Elles ont plus de chance de réveiller le maraîcher la nuit en cas d’urgence.

Station Météo

Une station météo permet au maraîcher d’ajuster sa gestion des facteurs en serre selon la météo. Un capteur de vent détecte les grands vents et ferme les ouvrants automatiquement. Le capteur de pluie, quant à lui, ferme les ouvrants lors d'une averse. Plus besoin de vivre dans la peur constante que les plants s'abîment ou que le toit ouvrant arrache.

Fichier:Station météo 2022-11-30.docx

Diagnostic facile

Avoir de bons outils d’analyse est un atout pour réduire son niveau de stress. Ces outils, souvent présentés sous forme de graphiques (Figure 1), permettent de confirmer que les cibles sont bien respectées. En surveillant les conditions dans la serre et l’activité des appareils, le producteur peut facilement voir les problèmes et leur provenance.

Par exemple, si un aérotherme est censé fonctionner, mais que le maraîcher voit la température baisser, il peut déduire qu’il y a un problème avec l’appareil.

Les pièges

Rien n’est parfait. Même l’automatisation vient avec son petit lot de pièges auxquels il faut rester attentif. Voici comment les reconnaître et les éviter.

Espérer pour le mieux, planifier pour le pire

Le premier piège est de faire confiance aveuglément à la technologie. Il vaut mieux prévenir que guérir et cela est aussi valide avec l’automatisation. De simples mesures existent pour protéger ses plants lorsque ça arrive.

Certains systèmes d’automatisation viennent avec un capteur de secours pour prendre le relais si le capteur principal est défectueux. Dans tous les cas, il est possible de protéger ses plantes contre le gel avec un thermostat de maison à 40$. Le thermostat de secours permet de partir le chauffage si le système d’automatisation a un problème.

En plus des mesures préventives, il est du devoir du maraîcher de vérifier périodiquement du bon fonctionnement de tous ses appareils. L’important est de ne pas avoir de surprise. Par exemple, l’automatisation peut activer une valve, mais s’il y a un problème avec la pompe, les plantes vont manquer d’eau.

Temps investi dans le système

L’automatisation sauve du temps, mais elle en prend aussi. On veut minimiser le temps mis dans l'automatisation. Pour ça, il faut concevoir un système qui ne nécessite pas beaucoup de temps pour programmer les conditions optimales de croissance dans sa serre.

Chaque système d’automatisation est différent. Avec plus de configurations, le producteur peut jouer avec plus de détails du contrôle. La contrepartie, c’est que la responsabilité lui revient de faire l’essai-erreur nécessaire pour trouver la bonne programmation. Le producteur doit s’assurer que les équipements de chauffage et de ventilation ne se battent pas l’un contre l’autre. Sinon, la facture d’énergie du producteur augmentera inutilement. Il faut garder en tête que les conditions extérieures changent constamment. Pour optimiser son climat et sa consommation d’énergie, le producteur doit prévoir du temps pour reprogrammer son contrôleur fréquemment.

D’autres contrôleurs prennent la responsabilité d’orchestrer les équipements en fonction des conditions extérieures. Le producteur se libère ainsi de questions telles que : à quel pourcentage ouvrir les côtés ouvrants pour atteindre une température de 22 °C s’il fait 12 °C dehors et 25 °C dans la serre avec un vent de 25 km/h alors que je veux déshumidifier?

De manière générale, plus le système est spécialisé à la production maraîchère en serre, plus ce sera simple. Avec un système qui tient compte des conditions d’ensoleillement et des heures changeantes du lever et coucher du soleil, il y a moins de reconfigurations à faire au long de la saison.

Il faut prendre le temps de magasiner son système d’automatisation en gardant en tête que les conditions extérieures et les besoins des plants changent constamment. Pour profiter des bénéfices de l’automatisation, on ne veut pas se concentrer sur l’automatisation, mais plutôt sur les besoins des plantes. Finalement, il faut absolument que ce soit facile d’adapter ses cibles de température, stratégie d’humidité et d’irrigation. Sans ça, on perd trop de précieux temps ou bien on sacrifie les rendements.

Par où commencer ?

L’automatisation de ses serres est un projet intimidant quand c’est la première fois qu’on s’y confronte. La prochaine section présente le processus en considérant que les équipements sont déjà choisis et achetés.

Équipements

La première étape est de connaître les équipements qu’on veut automatiser :

• Toits et côtés ouvrants
• Ventilateurs de pression positive ou pression négative
• Ventilateurs de circulation d’air (HAF & VAF)
• Équipements de chauffage (Fournaise, chaudière biomasse, pompe à chaleur, etc.)
• Valves (brumisation et irrigation)

Chaque équipement peut être contrôlé différemment. Pour simplifier le processus et éviter des problèmes, il faut bien connaître les équipements qu’on veut automatiser. Avant d’appeler des fournisseurs d’automatisation, notez :

• Les équipements à automatiser
• Le nombre de chaque équipement
• Le modèle de chacun des équipements
• L’équipement de contrôle permettant de contrôler chaque équipement (s’il y en a)

Besoins

Avant d’aller plus loin, il faut savoir ce dont on a besoin. Plusieurs fonctionnalités sont listées plus haut. Le producteur doit savoir lesquelles sont pertinentes pour son projet. Prioriser les fonctionnalités permettra de choisir en fonction de son budget.

Budget

La dernière étape avant de contacter les fournisseurs d’automatisation est de connaître son budget pour le projet. Voici quelques points à penser.

Liquidité disponible

Quelques options à considérer lorsque les liquidités sont limitées :

• Est-ce que je peux diviser mon projet en 2 phases ? Prioriser les besoins aidera ici.
• Est-ce qu’il y a des options de financement ou de paiement mensuel pour limiter l’impact sur les liquidités ?

Pour sauver du temps, l’automatisation des côtés ouvrants et de l’irrigation est probablement la première chose à prioriser. Pour sauver de l’énergie, automatiser le chauffage et la ventilation est plus important.

Comparaison des options

C’est maintenant le temps de contacter les fournisseurs d’automatisation.

Pour connaître les fournisseurs, la meilleure façon de faire est de demander à d’autres producteurs quel système ils utilisent. Encore mieux, en profiter pour s’informer sur leur expérience avec le système d’automatisation qu’ils utilisent :

• Facilité d’utilisation,
• Qualité du service
• Mises à jour fréquentes et pertinentes
• Changements que l’automatisation a amenés pour la vie sur et en dehors de la ferme

L’important lors du choix du système est qu’il soit facile à utiliser pour ses besoins. Il ne faut surtout pas sacrifier le climat de la serre par peur de perdre du temps à changer les configurations. Demander une démonstration du système permet de se faire une idée.

Si l’on peut s’imaginer utiliser le système pendant la folie de la saison, c’est le temps de demander une soumission. La liste d’équipement faite préalablement simplifiera beaucoup le processus.

C’est aussi le temps de poser toutes ses questions.

Prix

Voici quelques pistes de réflexion pour limiter les surprises dans le budget.

Subvention

Est-ce qu’il est possible d’avoir une subvention pour son projet ? Les fournisseurs pourront aiguiller le maraîcher.

Boîtier de contacteurs

Certains appareils (côtés ouvrants, toit ouvrant, ventilateur, etc.) nécessitent des boîtiers de contacteurs pour convertir le bas voltage du système de contrôle avec le haut voltage qui alimente les appareils. Ces boîtiers ne sont pas toujours inclus avec les systèmes d’automatisation. Il faut s’informer pour ne pas avoir de surprises.

Internet

Pour avoir accès à distance au contrôle de votre serre, les systèmes d’automatisation ont besoin d’Internet. Est-ce qu’il faut amener Internet à la serre ? Est-ce que c’est filaire ou sans-fil ? Est-ce qu’il faut passer un câble Ethernet ? Il ne faut pas oublier ces coûts dans son budget.

Préparer l’avenir

Si vous pensez agrandir vos installations, c’est pertinent de s’informer sur les coûts qui seront nécessaires pour le projet. Il faut penser aux dépenses liées à de nouveaux appareils, à des capteurs supplémentaires, de nouvelles serres, etc.

Service client

La technologie est importante, mais ce n’est pas tout. S’informer sur le service est essentiel. À quoi faut-il s’attendre comme support? Pour l’installation, mais surtout pour les questions ou les problèmes qui surviendront un jour ou l’autre.

Comme tout équipement, l’implantation d’un système d’automatisation nécessite un temps d’apprentissage pour le maraîcher et son équipe. Est-ce que des formations sont offertes pour pouvoir profiter de son système d’automatisation au maximum?

Installation

Certains systèmes sont suffisamment simples pour être installés par l’utilisateur avec l’aide d’un guide d’installation. Garder en tête que ce n’est pas une tâche simple. Il faut avoir un minimum de connaissance en électricité et en système de contrôle.

S’il ne comprend pas le manuel d’installation du système, le maraîcher doit laisser l’installation entre les mains d’un professionnel. Le producteur va ainsi sauver du temps et éviter des accidents pouvant être dangereux.

Le mieux est d’engager un installateur certifié par le fabricant du système d’automatisation. S’il n’y a pas d’installateurs certifiés et que le maraîcher fait affaire avec son électricien, il doit s’assurer que l’électricien a de l’expérience avec l’installation de systèmes de contrôle. L’automatisation est un autre domaine que bien des électriciens n’ont pas l’habitude.