Le guide de la permaculture : jardine autrement

Quels sont les autres types d’énergies renouvelables, en dehors du solaire et de l’éolien, qui peuvent être utilisés en permaculture ?

En permaculture, l’autosuffisance énergétique et la durabilité sont des objectifs prioritaires. Bien que l’énergie solaire et l’énergie éolienne soient parmi les plus couramment utilisées, il existe d’autres sources d’énergies renouvelables qui peuvent s’intégrer harmonieusement dans un système permaculturel. Chacune de ces sources a ses particularités et peut répondre à des besoins spécifiques, tout en valorisant les ressources locales disponibles. Ces énergies alternatives incluent la biomasse, le biogaz, l’hydroélectricité, la géothermie et même les pompes à chaleur. Voici un guide détaillé des autres types d’énergies renouvelables qui peuvent être utilisés en permaculture, avec des exemples concrets d’application et des conseils pratiques pour les intégrer efficacement dans un écosystème durable.

Table des matières
  1. Biomasse : énergie à partir de la matière organique
  2. Biogaz : énergie à partir de la fermentation des matières organiques
  3. Hydroélectricité : énergie à partir de l’eau courante
  4. Géothermie : énergie thermique stockée dans le sol
  5. Conclusion
  6. Pour aller plus loin :

Biomasse : énergie à partir de la matière organique

Utilisation de la biomasse pour la production de chaleur

  • Chaudières et poêles à biomasse :
    • Principe : Les chaudières et poêles à biomasse utilisent des résidus de bois (bûches, copeaux, pellets) ou d’autres matières organiques sèches (paille, déchets végétaux) pour produire de la chaleur. Cette chaleur peut être utilisée pour le chauffage des bâtiments, des serres ou pour chauffer de l’eau.
    • Applications en permaculture : La biomasse est idéale pour chauffer les serres pendant l’hiver, protéger les cultures du gel, ou maintenir une température stable dans les bâtiments de stockage ou d’habitation. Elle peut également être utilisée pour le séchage des herbes médicinales ou des fruits.

Exemple concret : Un jardin permaculturel équipé d’un poêle à pellets peut chauffer une serre de 50 m² en hiver, permettant de cultiver des légumes frais même par temps froid. Les cendres issues de la combustion peuvent être utilisées comme amendement minéral pour enrichir le sol.

  • Valorisation des déchets organiques :
    • Ressources locales : La biomasse valorise les déchets produits sur le site (tailles de haies, branches, restes de culture) ou à proximité (sciure de bois, résidus de scierie). Cela réduit les coûts d’élimination des déchets tout en fournissant une source d’énergie renouvelable.
    • Compostage thermique : Le compostage de la matière organique dégage de la chaleur. Un système de compostage thermique, bien conçu, peut être utilisé pour chauffer une serre ou un espace de culture. La chaleur dégagée par un tas de compost peut atteindre 50 à 70 °C, ce qui est suffisant pour réchauffer de l’eau ou un petit espace.

Exemple concret : Un tas de compost de 3 m³ bien aéré peut chauffer une serre ou une cuve d’eau à 50 °C pendant plusieurs semaines. Les déchets verts et bruns issus du jardin et des cuisines sont utilisés pour alimenter le tas.

Production d’électricité à partir de la biomasse

  • Gazéification de la biomasse :
    • Principe : La gazéification consiste à chauffer la biomasse (bois, résidus agricoles) en l’absence d’oxygène pour produire un gaz combustible (gaz de synthèse ou syngaz) composé principalement de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Ce gaz peut ensuite être utilisé pour alimenter un moteur ou une turbine produisant de l’électricité.
    • Applications en permaculture : La gazéification est adaptée aux projets permaculturels disposant d’une grande quantité de biomasse. Elle permet de produire de l’électricité en autonomie, par exemple pour alimenter des équipements agricoles, des pompes ou des ateliers.

Exemple concret : Dans une ferme permaculturelle, un gazéifieur de 10 kW utilise les résidus de culture (paille, épis de maïs) pour produire de l’électricité et alimenter les pompes d’irrigation pendant la saison sèche. Le biochar résultant peut être utilisé comme amendement pour améliorer la rétention d’eau du sol.

  • Cogénération à biomasse :
    • Principe : La cogénération permet de produire simultanément de l’électricité et de la chaleur à partir de la combustion de biomasse. Le système est composé d’un moteur ou d’une turbine alimentée par le syngaz, relié à un alternateur qui produit de l’électricité. La chaleur résiduelle est récupérée pour le chauffage ou la production d’eau chaude.
    • Applications en permaculture : La cogénération est particulièrement adaptée aux projets de grande envergure (écovillages, fermes communautaires) où les besoins en chaleur et en électricité sont élevés. Elle permet de valoriser efficacement les ressources en biomasse disponibles sur le site.

Exemple concret : Une ferme permaculturelle de 20 hectares installe une unité de cogénération à biomasse de 50 kW qui produit de l’électricité pour alimenter les ateliers et les serres, tout en chauffant les bâtiments agricoles pendant l’hiver.

Biogaz : énergie à partir de la fermentation des matières organiques

Production de biogaz à partir des déchets organiques

  • Digesteur de biogaz :
    • Principe : Le biogaz est produit par la fermentation anaérobie (sans oxygène) de matières organiques comme les déjections animales, les résidus de cuisine, les déchets verts ou les boues de stations d’épuration. Le digesteur produit du méthane (CH₄), qui peut être utilisé comme combustible pour la cuisson, le chauffage ou la production d’électricité.
    • Applications en permaculture : Le biogaz est particulièrement adapté aux fermes permaculturelles avec du bétail (vaches, chèvres, porcs) ou une production importante de déchets organiques. Il permet de valoriser les déchets tout en produisant une énergie propre et locale.

Exemple concret : Dans une ferme avec une dizaine de chèvres et un grand jardin potager, un petit digesteur de biogaz de 4 m³ traite les déjections animales et les restes de culture. Le gaz produit alimente la cuisinière de la cuisine commune et chauffe l’eau sanitaire.

  • Production d’engrais organique :
    • Digestat : Le résidu solide issu du digesteur, appelé digestat, est un engrais organique riche en nutriments, idéal pour fertiliser les cultures. Il peut être utilisé directement ou composté pour enrichir le sol en matière organique.
    • Amélioration de la qualité du sol : L’utilisation du digestat permet de réduire le besoin en engrais chimiques et de boucler le cycle des nutriments sur le site. Cela améliore la qualité du sol, favorise la biodiversité et réduit l’empreinte écologique de la production agricole.

Exemple concret : Le digestat issu d’un digesteur de biogaz est appliqué sur une parcelle maraîchère de 1 000 m², enrichissant le sol en azote et en phosphore. Les cultures bénéficient d’une croissance plus vigoureuse et les rendements sont améliorés.

Utilisation du biogaz pour la production d’énergie

  • Générateur à biogaz :
    • Principe : Le biogaz peut alimenter un moteur thermique ou une micro-turbine pour produire de l’électricité. Le générateur est relié au digesteur par un réservoir de stockage de gaz. Le biogaz est brûlé pour faire tourner le moteur, qui entraîne un alternateur produisant de l’électricité.
    • Applications en permaculture : Un générateur à biogaz est idéal pour les sites éloignés du réseau électrique ou pour compléter la production d’autres sources d’énergie renouvelable. Il permet de produire de l’électricité en continu, même en l’absence de vent ou de soleil.

Exemple concret : Dans une ferme isolée, un générateur de 3 kW est alimenté par le biogaz produit par un digesteur de 10 m³. Il alimente les équipements électriques de la ferme, comme les pompes, les réfrigérateurs et les outils.

  • Cogénération biogaz :
    • Principe : Comme pour la biomasse, le biogaz peut être utilisé en cogénération pour produire simultanément de l’électricité et de la chaleur. La chaleur résiduelle du moteur est récupérée pour chauffer de l’eau ou des espaces de culture.
    • Applications en permaculture : La cogénération biogaz est idéale pour les sites avec une forte production de déchets organiques et des besoins énergétiques importants. Elle permet de maximiser l’utilisation de l’énergie produite et d’assurer une autonomie énergétique.

Exemple concret : Une écocommunauté utilisant la cogénération à biogaz de 20 kW produit de l’électricité pour les habitations et chauffe une serre de 200 m² en hiver, favorisant la production de légumes hors-saison.

Hydroélectricité : énergie à partir de l’eau courante

Micro-hydroélectricité pour les petits cours d’eau

  • Micro-turbines hydrauliques :
    • Principe : Les micro-turbines hydrauliques convertissent l’énergie cinétique de l’eau courante en électricité. Elles sont adaptées aux petits cours d’eau avec un débit continu et une hauteur de chute de quelques mètres. La puissance produite varie de quelques centaines de watts à quelques kilowatts, selon le débit et la hauteur de chute.
    • Applications en permaculture : Les micro-turbines sont idéales pour les jardins permaculturels situés près de rivières, de ruisseaux ou de canaux. Elles produisent de l’électricité en continu, indépendamment des conditions météorologiques, ce qui en fait un complément idéal à l’énergie solaire et éolienne.

Exemple concret : Une micro-turbine de 500 W installée sur un petit ruisseau alimente l’éclairage nocturne, les pompes d’irrigation et un atelier de transformation alimentaire dans une ferme permaculturelle.

  • Pompage et stockage d’eau :
    • Pompage hydraulique : L’énergie hydraulique peut être utilisée pour pomper de l’eau dans des réservoirs situés en hauteur. L’eau ainsi stockée peut être utilisée pour l’irrigation gravitaire, réduisant ainsi la dépendance aux pompes électriques.
    • Réservoirs de stockage : Les réservoirs d’eau permettent de réguler le débit du cours d’eau, d’assurer une réserve d’eau en cas de sécheresse et de créer des zones humides favorisant la biodiversité.

Exemple concret : Une ferme permaculturelle utilise une pompe à bélier hydraulique, actionnée par un ruisseau, pour pomper l’eau dans un réservoir de 10 000 litres. L’eau est ensuite utilisée pour l’irrigation gravitaire des cultures en terrasse.

Pico-hydroélectricité pour les très petits cours d’eau

  • Pico-turbines :
    • Principe : Les pico-turbines sont des versions miniatures des micro-turbines, conçues pour les très petits cours d’eau ou les canaux artificiels avec un débit réduit. Elles produisent généralement entre 50 et 300 W, mais peuvent suffire pour des besoins basiques comme l’éclairage ou le chargement de batteries.
    • Applications en permaculture : Les pico-turbines sont adaptées aux jardins permaculturels avec des ruisseaux peu profonds ou des systèmes de canaux d’irrigation. Elles peuvent être utilisées pour alimenter des systèmes d’éclairage LED, des capteurs ou des dispositifs de surveillance.

Exemple concret : Dans un jardin forestier avec un petit ruisseau, une pico-turbine de 100 W alimente des lampes LED et un système de filtration d’eau, réduisant la dépendance aux batteries solaires.

Géothermie : énergie thermique stockée dans le sol

Pompes à chaleur géothermiques

  • Principe :
    • Captage de la chaleur du sol : Les pompes à chaleur géothermiques exploitent la chaleur stockée dans le sol pour chauffer les bâtiments ou l’eau sanitaire. Elles utilisent un fluide caloporteur qui circule dans des capteurs enterrés à une profondeur de 1 à 2 mètres (captage horizontal) ou dans des forages plus profonds (captage vertical).
    • Applications en permaculture : La géothermie est idéale pour chauffer les bâtiments en hiver et refroidir en été. Elle peut également être utilisée pour chauffer les serres ou les bassins aquaponiques, assurant des conditions stables pour la culture toute l’année.

Exemple concret : Une serre permaculturelle de 100 m² est chauffée par une pompe à chaleur géothermique de 5 kW, utilisant des capteurs enterrés sous le jardin. Cela permet de maintenir une température optimale pour les cultures même en hiver.

  • Pompage géothermique et chauffage de l’eau :
    • Chauffage de l’eau sanitaire : Les pompes à chaleur géothermiques peuvent chauffer l’eau sanitaire avec un rendement élevé, réduisant ainsi les besoins en électricité ou en bois pour chauffer l’eau.
    • Stockage de la chaleur : L’énergie thermique du sol peut être stockée dans des réservoirs d’eau ou des ballons tampon, permettant de réguler la température des bâtiments ou des serres pendant les périodes froides.

Exemple concret : Un système géothermique chauffe l’eau d’un ballon de 500 litres, utilisé pour le chauffage des douches et des cuisines d’un écolieu. Le système est complété par des panneaux solaires thermiques en été pour couvrir tous les besoins.

Serres géothermiques et tunnels solaires passifs

  • Serres bioclimatiques :
    • Principe : Les serres bioclimatiques combinent la géothermie avec des principes de conception passive (inertie thermique, isolation) pour maintenir une température stable toute l’année. Des tuyaux enterrés circulent sous la serre, captant la chaleur du sol en hiver et la diffusant dans la structure.
    • Applications en permaculture : Les serres bioclimatiques sont idéales pour les jardins permaculturels dans des climats rigoureux. Elles permettent de prolonger les saisons de culture et de réduire les besoins en chauffage artificiel.

Exemple concret : Une serre bioclimatique de 50 m² utilise un système de tubes géothermiques enterrés à 2 mètres de profondeur. En hiver, la température de la serre reste stable à 10-15 °C, même lorsque les températures extérieures chutent en dessous de zéro.

  • Tunnels solaires passifs :
    • Principe : Les tunnels solaires passifs utilisent la chaleur du soleil et l’inertie thermique du sol pour créer un microclimat favorable à la croissance des plantes. Un système de tuyaux enterrés permet de réguler la température en utilisant l’air chauffé ou refroidi par le sol.
    • Applications en permaculture : Les tunnels solaires passifs sont parfaits pour les petites cultures sensibles au gel ou pour démarrer les semis en avance. Ils peuvent être combinés avec d’autres systèmes de chauffage passif (murs à inertie, accumulateurs thermiques) pour optimiser les conditions de culture.

Exemple concret : Un tunnel solaire de 20 mètres de long utilise des tuyaux enterrés pour capter la chaleur du sol et la diffuser dans le tunnel pendant la nuit. Les tomates, poivrons et aubergines sont protégés du gel et produisent plus tôt au printemps.

Conclusion

En dehors du solaire et de l’éolien, d’autres énergies renouvelables comme la biomasse, le biogaz, l’hydroélectricité et la géothermie offrent des opportunités intéressantes pour les projets permaculturels. Chacune de ces sources d’énergie peut être adaptée aux ressources locales et aux besoins spécifiques du site, permettant de diversifier les sources d’énergie et d’augmenter l’autonomie et la résilience du système. Que ce soit pour chauffer des serres, produire de l’électricité, valoriser les déchets organiques ou exploiter la chaleur du sol, ces technologies renouvelables peuvent contribuer de manière significative à la durabilité et à la productivité d’un projet permaculturel. Prêt(e) à explorer ces solutions pour rendre ton jardin encore plus autonome et résilient ?

Pour aller plus loin :