Étude et implémentation de pilotage d’espaces d’agriculture en environnement contrôlé : application à une serre de moyenne taille, un système de stockage thermique et une ferme conteneur

Menguy, Emile (2026). Étude et implémentation de pilotage d’espaces d’agriculture en environnement contrôlé : application à une serre de moyenne taille, un système de stockage thermique et une ferme conteneur. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les espaces d’agriculture en environnement contrôlé se développent fortement au Québec. Les objectifs de ces types d’espace sont d’augmenter les rendements des cultures et de produire même quand les conditions extérieures ne le permettent pas. Cela implique de réguler plusieurs paramètres (température, humidité, rayonnement…), avec des besoins variables selon le type d’espace, mais entraîne une consommation énergétique importante. Il est alors essentiel de comprendre le contrôle de ces espaces afin de déterminer la stratégie la plus adaptée. Dans ce cadre, ce mémoire se concentre sur trois études de cas.

La première est l’étude d’un contrôle de la température et de l’humidité dans une serre maraîchère à Magog, au Québec, afin de comprendre son fonctionnement et de mettre en avant les problématiques rencontrées. Plusieurs difficultés ont ainsi été mises en valeur : la déshumidification est souvent inefficace, la limitation des écarts de températures entre le jour et la nuit entraîne une surconsommation, et l’impossibilité de mesurer l’humidité lors de températures négatives.

La deuxième étude concerne l’amélioration du contrôle d’un système de stockage thermique constitué de lits de roches installé dans une serre à Kuujjuaq, au Nunavik. Ce système permet de limiter les écarts de températures entre le jour et la nuit. Une étude énergétique ayant révélé que son contrôle n’était pas optimisé, deux terrains ont permis d’installer un nouveau contrôleur, afin de mettre en place une stratégie de contrôle optimisée, conçue au préalable à partir des résultats de l’étude énergétique.

La dernière étude porte sur l’analyse du contrôle proposé par une firme de génie-conseil pour le système CVCA de la ferme conteneur de l’ÉTS. Il est basé sur des régulations PID et tout ou rien à hystérésis. Plusieurs lacunes ont été mises en évidence. Des améliorations ont été proposées puis le système d’acquisition et de contrôle, possédant une interface réalisée sur LabVIEW, a été conçu. Enfin, la méthodologie de mise en place d’une stratégie de contrôle amélioré, basé sur la logique floue est proposée, afin d’augmenter le rendement énergétique du système.

Titre traduit

Study and implementation of management of controlled environment agriculture spaces : application to a medium-sized greenhouse, a thermal storage system, and a container farm

Résumé traduit

Controlled-environment agriculture spaces are growing rapidly in Quebec. The goals of these types of spaces are to increase crop yields and to enable production even when outdoor conditions do not allow it. This requires regulating several parameters (temperature, humidity, radiation, etc.), with needs that vary depending on the type of space, but it results in significant energy consumption. It is therefore essential to understand the control of these spaces in order to determine the most suitable strategy. Within this framework, this document focuses on three case studies.

The first is a study of temperature and humidity control in a market garden greenhouse in Magog, Quebec, in order to understand its operation and highlight the problematics. Several difficulties were identified: dehumidification is often ineffective, limiting temperature differences between day and night leads to excess energy consumption, and it is impossible to measure humidity during periods of negative temperatures.

The second study concerns the improvement of the control of a thermal storage system consisting of rock beds installed in a greenhouse in Kuujjuaq, Nunavik. This system helps limit temperature differences between day and night. Since an energy study revealed that its control was not optimized, two field visits made it possible to install a new controller, in order to implement an optimized control strategy designed beforehand based on the results of the energy study

The last study focuses on the analysis of the control system proposed by an engineering consulting firm for the HVAC system of ÉTS's container farm. It is based on PID regulation and on-off control with hysteresis. Several shortcomings were identified. Improvements were proposed, and the acquisition and control system, featuring a LabVIEW-based interface, was then designed. Finally, a methodology for implementing an improved control strategy based on fuzzy logic is proposed, in order to increase the system's energy efficiency

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie énergies renouvelables et efficacité énergétique". Comprend des références bibliographiques (pages 185-189).
Mots-clés libres:	espace d’agriculture en environnement contrôlé, contrôle, stockage thermique, ferme conteneur, CVCA
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Haillot, Didier
Codirecteur:	Codirecteur(-trice) de mémoire/thèse Gibout, Stéphane
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	10 sept. 2026 18:14
Dernière modification:	10 sept. 2026 18:14
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4084

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