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Simulation numérique des besoins énergétiques d’une serre agricole sous le climat de Marrakech - Maroc

Berroug F. , El Omari M. , El Qarnia H. , Lakhal E.K.

Dans ce travail, on présente un modèle du bilan énergétique d’une serre
agricole basé sur un ensemble d’équations théoriques intégrant les processus d’échanges
thermiques entre les différentes composantes de la serre en tenant compte du couvert
végétal. Le modèle ainsi développé prend en considération les conditions
météorologiques instantanées du lieu de plantation de la serre (température, humidité,
radiations solaires, vitesse du vent). Le système d’équations non linéaires obtenu est
résolu par la méthode itérative de Newton-Raphson. Elle permet de prédire les
paramètres climatiques suivants : la température de la plante, l’humidité et la température
de l’air intérieur de la serre et les flux de chaleur sensible et latente des plantes. Pour une
température de consigne exigée par la plante et dans le but d’estimer instantanément les
besoins énergétiques de la serre (chauffage/refroidissement), le modèle a été inversé
numériquement. Afin d’obtenir une évaluation des besoins en chauffage des serres à
l’échelle régionale de Marrakech, pour une base de temps adéquate (période hivernale),
une simulation dynamique a été conduite pour mieux gérer les apports énergétiques et les
calendriers culturaux de la zone. Dans le cadre de ce travail, une quantification des
différentes composantes des pertes thermiques à travers la structure d’une serre en
plastique pour un débit d’énergie de chauffage donné a été réalisée. Pour minimiser les
dépenses énergétiques, des mesures doivent être prises comme l’utilisation d’une double
couverture en plastique, l’amélioration de l’étanchéité de la serre et l’installation d’un
système de stockage d’énergie diurne pour une éventuelle restitution nocturne.