Les serres bioclimatiques sont des structures translucides destinées à la production végétale, en plein champ et hors-sol. Leur principe repose sur la capture, le stockage et la restitution de la chaleur solaire. Durant la journée, la façade orientée Sud, vitrée et inclinée entre 60° et 70°, laisse pénétrer le rayonnement solaire et emmagasine la chaleur dans des matériaux à forte inertie thermique (pierres, briques, parpaings, bidons ou fûts d’eau). Ces derniers restituent ensuite la chaleur la nuit ou lors de périodes nuageuses, assurant une régulation naturelle de la température.

L’efficacité d’une serre bioclimatique repose sur trois paramètres : l’orientation, les dimensions et l’isolation. Une façade principale orientée plein Sud maximise la captation du rayonnement solaire, tandis que les autres parois sont de préférence opaques et isolées pour limiter les pertes thermiques. Le dimensionnement global, pouvant aller de 5 m² à plus de 1 000 m², doit rechercher un équilibre entre surface de captage et volume d’air à chauffer afin d’assurer une température homogène et l’inertie thermique. La façade Sud devrait représenter environ 20 % de la surface au sol, et le ratio longueur/largeur optimal se situe entre 2/1 et 3/1.

Ce système est particulièrement adapté aux cultures exigeantes en chaleur, comme les solanacées et les cucurbitacées. Grâce à cette régulation, les cultures gagnent en précocité et sont protégées du gel, notamment dans les régions à forts écarts thermiques entre le jour et la nuit. Il permet également de diversifier et autonomiser la production et de cultiver en altitude. Cependant, le risque de surchauffe estivale est possible, compensable à l’aide d’ouvertures.

En France, une trentaine de serres bioclimatiques sont recensées en 2025. Ces serres peuvent être installées sur l’ensemble du territoire et s’adaptent aux différentes conditions climatiques, toutefois leurs performances peuvent varier d’une zone à l’autre.

S’inscrivant dans une démarche agroécologique, ces serres proposent des alternatives aux serres chauffées traditionnelles en exploitant l’énergie solaire douce afin de limiter le recours à des sources d’énergie externes, constituant ainsi une solution écologique et durable.