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Université El Hadj Lakhdar de Batna (2012)

Impact du microclimat distribué sur la performance énergétique des Bâtiments Agricoles - Cas des serres dans les régions semi-arides et océaniques

Serir, Lazhar

Titre : Impact du microclimat distribué sur la performance énergétique des Bâtiments Agricoles - Cas des serres dans les régions semi-arides et océaniques

Auteur : Serir, Lazhar

Université de soutenance : Université El Hadj Lakhdar de Batna

Grade : Doctorat 2012

Résumé
D’un point de vue théorique, l’appréhension du microclimat des serres peut être envisagée en suivant une approche nodale basée sur un modèle intégral (0D) ou en suivant une approche multidimensionnelle basée sur un modèle différentiel. Ces deux approches apparaissent totalement indépendantes mais elles sont en réalité complémentaires (échange de conditions aux limites). Le couplage entre ces deux approches constitue l’objectif principal du travail de thèse que nous proposons. Le modèle intégral ne donne aucune information sur la distribution de la température et de l’humidité dans l’espace, les coefficients de transfert par convection utilisés dans ce modèle sont empiriques et leurs expressions varient d’un auteur à un autre. Cependant, ce modèle prend en considération le rayonnement aussi bien dans le domaine du visible que dans le domaine de l’infrarouge et permet le calcul des puissances solaires absorbées par chaque paroi à partir des données radiométriques (éclairement global, direct ou diffus) mesurées ou estimées. D’autre part, il est possible de parvenir à une connaissance plus fine du microclimat distribué en régime transitoire en utilisant un modèle différentiel basé sur la discrétisation de l’espace en volumes élémentaires et en résolvant les équations de la mécanique de fluide (CFD Computational Fluid Dynamics). En pratique, compte tenu de la lourdeur des moyens informatiques requis, ceci n’est réalisable que sur une période relativement courte et sous des conditions extérieures stables (autour de midi ou pendant la nuit). Dans ce type d’approche, les transferts radiatifs sont encore rarement pris en compte correctement (on préfère imposer des températures ou des flux sur les parois de la serre plutôt que de résoudre l’équation de transferts radiatifs). De plus, peu de travaux ont été menés en 3D sur des serres avec cette méthode et les études en régime instationnaire sont quasiment inexistantes. Compte tenu de ces éléments, il nous semble pertinent d’utiliser la complémentarité entre ces deux approches pour coupler le modèle 0D avec un modèle 2D de climat distribué, l’idée étant de se rapprocher de la précision du modèle 3D tout en limitant l’effort de calcul. De plus, le couplage entre les deux approches nous permettra de déterminer avec une grande précision les coefficients d’échange convectif dont les besoins énergétiques en dépendent considérablement. Les résultats obtenus sont encourageants. Ils ont en particulier révélé le rôle joué par le couplage des modèles dans la connaissance fine du le microclimat qui s’instaure à l’intérieur de la serre. La généricité du couplage permet d’étendre l’étude d’une manière pluridisciplinaire.

Présentation

Version intégrale ( 2 Mb)

Page publiée le 12 mai 2014, mise à jour le 24 septembre 2018