Cas d'étude calculé : PAC pour 2 hectares de serre de tomates

Que donne concrètement une pompe à chaleur sur une grande serre de tomates ? Ce cas d'étude calculé sur 2 hectares (PAC serre 2 hectares) déroule toute la méthode : bilan thermique, choix des machines, stockage, raccordement et prime CEE. Il s'agit d'une simulation fondée sur des hypothèses explicites, et non d'une exploitation réelle.

Les forfaits utilisés sont ceux du projet de révision, non encore publié au Journal officiel. Les calculs suivent le projet de fiche révisée, comparé à la version A35.2 en vigueur.

Les hypothèses de la simulation

La serre étudiée est une serre en verre de type multichapelle, conduite en tomate chauffée. Les hypothèses reprennent des valeurs courantes pour ce type de production dans un climat de l'Ouest de la France.

La surface développée de couverture et de parois vaut 1,3 fois la surface au sol, et la hauteur moyenne 5,5 m. Ces deux valeurs viennent de la géométrie type d'une serre récente. Dans un projet réel, elles se relèvent sur plan.

Étape 1 : le bilan thermique

Les pertes par transmission se calculent par U × A × ΔT, avec un écart de 23 K entre la consigne et la température de base. Elles atteignent environ 2 392 kW. Le renouvellement d'air ajoute environ 430 kW.

La puissance de pointe ressort à environ 2 822 kW, soit 141 W/m². Cette valeur se situe dans la fourchette usuelle des serres de tomates isolées en couverture. La méthode complète est détaillée sur notre page bilan thermique d'une serre.

Étape 2 : le choix des machines

En électrification totale, les PAC doivent couvrir seules la pointe à la température de base. On retient ici 4 machines de 750 kW à Tbase, soit 3 000 kW. Cette marge d'environ 6 % couvre les dégivrages et les incertitudes du calcul.

Chaque machine dépasse largement le seuil de 300 kW exigé par la fiche. Au-delà de 400 kW, la classe de performance se juge sur le COP mesuré à 35 °C selon la norme EN 14511-2. Le montage en parallèle permet d'additionner les puissances pour le calcul du plafond de surface.

Quatre machines plutôt que deux apportent aussi de la redondance. Si une PAC tombe en panne par grand froid, les trois autres couvrent encore les trois quarts de la pointe. Le recours au secours reste alors limité, bien en deçà des 500 heures annuelles autorisées.

Étape 3 : stockage, raccordement et secours

Le stockage d'une heure, exigé par la fiche, se calcule sur la puissance installée. Avec un écart utile de 12 K, il faut environ 215 m³. Ce volume oriente vers plusieurs grands ballons ou vers un open buffer, présentés sur notre page ballon tampon et open buffer.

Par grand froid, les quatre PAC appellent environ 1 000 à 1 500 kW électriques, auxiliaires non compris. Le raccordement se fait donc en haute tension, avec un poste de livraison privé. Ce poste est souvent le plus long à obtenir, comme l'explique notre guide du raccordement électrique.

La chaudière gaz existante est conservée comme équipement de secours, consignée et limitée à 500 heures par an. Un compteur dédié suit ses heures et sa consommation. Le CO2 de culture, autrefois tiré des fumées, est maintenant acheté sous forme liquide.

Étape 4 : la prime CEE

La surface retenue pour les certificats est le minimum entre la surface chauffée et 20 fois la puissance installée. Ici, le plafond atteint 60 000 m², bien au-delà des 20 000 m² réels. Toute la surface est donc valorisée.

Comparaison avec la fiche actuelle

Avec la fiche A35.2, la même installation aurait généré 125 000 à 166 000 €. La révision multiplie donc la prime par 2,6 à 3,6 selon les scénarios. C'est ce saut qui rend les projets de serre électrifiée beaucoup plus accessibles.

La prime rapportée au kW installé

Rapportée à la puissance, la prime représente environ 149 € par kW installé dans le meilleur scénario. Ce ratio est le bon point de comparaison avec les devis. Une PAC de serre peut être financée jusqu'à 100 % par les CEE, selon la surface et le coût d'installation.

Pour une culture moins gourmande en puissance par m², comme la fraise ou la salade, le même calcul donnerait une prime par kW plus élevée. La méthode est détaillée sur notre page coût et rentabilité.

Variante : et si la serre faisait 5 000 m² ?

Gardons les mêmes hypothèses de construction et de climat, pour une serre de 5 000 m². La pointe descend à environ 706 kW. Deux machines de 375 kW à Tbase, soit 750 kW, la couvrent et respectent chacune le seuil de 300 kW.

Ces machines restent sous 400 kW : la classe de performance se juge alors sur l'Etas. La prime atteint environ 104 000 à 116 000 €, soit près de 155 € par kW installé dans le meilleur cas. Le raccordement reste probablement en haute tension, compte tenu des autres usages du site.

Cette variante montre que le projet reste cohérent à plus petite échelle, tant que chaque machine atteint 300 kW. En dessous de 2 000 à 2 500 m² de tomates, ce seuil devient difficile à justifier, comme l'explique notre page pompe à chaleur en serre maraîchère.

Les limites de cette simulation

Un cas calculé simplifie la réalité. Le coefficient effectif de la couverture dépend de l'état du verre, du vent et de la fermeture réelle de l'écran. Le taux de renouvellement d'air varie selon l'étanchéité de la serre et la conduite climatique.

Les puissances des machines à la température de base proviennent des courbes constructeur, qui diffèrent d'une gamme à l'autre. Le prix de rachat des certificats, enfin, fluctue avec le marché. Chaque projet réel demande donc sa propre étude, avec des relevés sur site.

Ce que montre ce cas

Trois enseignements ressortent de cette simulation. D'abord, en tomate chauffée, le plafond de surface n'est jamais limitant lorsque la PAC couvre vraiment la pointe. Ensuite, le raccordement électrique et le stockage pèsent autant que le choix des machines dans la faisabilité.

Enfin, la prime de la fiche révisée change l'échelle du projet. Elle se compare maintenant à l'investissement complet, et plus seulement à un surcoût. Le simulateur de notre page prime CEE PAC serre reproduit ce calcul pour n'importe quelle surface.

Questions fréquentes sur le cas d'étude

Ce cas d'étude correspond-il à une exploitation réelle ?

Non. Il s'agit d'une simulation calculée à partir d'hypothèses explicites, destinée à illustrer la méthode. Les valeurs d'une exploitation réelle dépendent de sa serre, de son climat et de ses consignes.

Quelle prime CEE pour 2 hectares de serre de tomates ?

Dans ce cas calculé, la prime atteint environ 432 000 à 448 000 € avec la fiche révisée, à 8 € par MWh cumac. La fiche actuelle donnerait 125 000 à 166 000 €.

Combien de PAC pour chauffer 2 hectares de tomates ?

Dans cette simulation, la pointe atteint environ 2 822 kW. Quatre machines de 750 kW à la température de base la couvrent, chacune dépassant le seuil de 300 kW de la fiche. Le nombre exact dépend de la gamme choisie.

Faut-il un poste haute tension pour 2 hectares chauffés par PAC ?

Oui, très probablement. La puissance électrique appelée par grand froid atteint environ 1 000 à 1 500 kW, bien au-delà de la basse tension. Le raccordement doit être étudié dès le début du projet.

Pourquoi la prime par kW est-elle plus faible que le maximum théorique ?

Parce que la serre de tomates demande beaucoup de puissance par m². La PAC permettrait de valoriser jusqu'à 60 000 m², mais la surface réelle n'est que de 20 000 m². La prime se calcule sur la surface réelle, soit environ 149 € par kW installé.

Calculer votre propre cas

Votre serre n'a ni la même surface, ni le même climat, ni les mêmes consignes que ce cas type. Une étude reprend la même méthode avec vos données réelles, et chiffre la prime, les machines et le raccordement.

Faire calculer le cas de votre serre, ou revenir au guide de la pompe à chaleur serre.