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Numéro 04

Articles de cette rubrique


Evaluation des performances de quatre types d’éolienne dans une zone aride

Les données vent relatives à la station météorologique de Tiaret, une ville située au centre des hauts plateaux algériens, ont été traitées afin d’évaluer les caractéristiques statistiques de la vitesse du vent et du potentiel éolien à une hauteur de 10 m au-dessus du sol. Une extrapolation de ces caractéristiques avec la hauteur est ensuite effectuée et les erformances attendues de 4 types de turbines sont déterminées. Les résultats obtenus donnent un aperçu sur les ressources éoliennes disponibles dans cette région et mettent en évidence les périodes les plus favorables pour l’exploitation de cette énergie. Cette étude peut fournir des informations sur la possibilité de développement d’une ferme éolienne dans la région étudiée et nous permettre de faire le meilleur choix pour les types d’éoliennes qui s’adaptent le mieux aux conditions locales.



A heating system using flat plate collectors to control the inside greenhouse microclimate in Tunisia

L’augmentation continue du niveau des émissions de gaz à effet de serre et la hausse des prix du carburant sont les principales forces moteur pour une utilisation efficace des diverses sources d’énergie renouvelables. Dans de nombreuses régions du monde et plus particulièrement en Tunisie, l’irradiation solaire directe est considérée comme l’une des sources les plus prometteuses de l’énergie. L’ensoleillement annuel peut atteindre 3288 kWh/m2/an et 6 kWh/m2/jour. Une serre, en utilisant des moyens actifs de chauffage conventionnel, consomme un litre de fuel/m2/an, qui conduit à 10 kWh/m2/an. En Tunisie, la surface des cultures en serre est d’environ 1000 hectares, cela correspond à 107 l d’aluminium et 108 kWh. Afin de réduire le coût du chauffage de la serre agricole, nous avons utilisé les capteurs sous vide solaires. Leur efficacité dépend à la fois des conditions ambiantes climatiques et des performances thermiques des capteurs solaires sous vide. Les échangeurs capillaires en polypropylène sont utilisés pour atténuer les différences entre les températures diurnes et nocturnes de l’air, dans les serres tunnel L’eau circule dans ces échangeurs à circuit hydraulique fermé. Dans ce travail, nous avons réalisé une étude expérimentale d’un système de chauffage à énergie solaire. Deux types d’études ont été réalisés. Pendant la journée, les échangeurs de suspension récupèrent l’excès d’énergie en excès pour le confort des plantes. Cette énergie récupérée est stockée dans le sol dans des échangeurs de serre enterrés ; le premier type concerne la température de fonctionnement du système de chauffage de l’installation, et à proximité de la serre pour le chauffage de l’eau stockée dans un réservoir de 300 litres. Dans le second type, l’énergie emmagasinée dans le sol sera restituée à travers les échangeurs enterrés pendant la nuit. L’énergie stockée dans ces réservoirs est ensuite ramenée par les échangeurs suspendus pour le chauffage de l’air de la serre. Afin de connaître l’efficacité de notre système, nous présentons les résultats relatifs sur l’effet du système de chauffage par rapport au microclimat de la serre et les résultats relatifs à la culture de tomate en serre. Ces résultats sont intéressants par rapport à une serre non chauffée, qui peuvent avoir un effet significatif sur la qualité de la tomate



Simulation numérique de la transition laminaire/turbulent de la couche limite autour d’une aube de turbine à gaz

La simulation numérique des écoulements à travers les aubes de turbines à gaz dépend essentiellement de la prédiction correcte de la transition laminaire/turbulent de la couche limite qui se développe autour de ces aubes. Particulièrement, le coefficient d’échange de chaleur est grandement influencé par cette transition qui conditionne d’une manière directe le niveau des échanges de chaleur dans les canaux des turbines à gaz. Dans la présente étude, on s’intéresse à la modélisation de la transition de la couche limite qui se développe autour de l’aube LS-89, testée expérimentalement au VKI, en utilisant un modèle de turbulence à quatre équations, basé sur des corrélations empiriques et développé par Menter (2004) et Langtry (2006). Deux variantes de corrélations sont intégrées au code Fluent par l’utilisation de fonctions définies par l’utilisateur (UDF). Les résultats numériques obtenus sont comparés et validés par des résultats expérimentaux obtenus par Arts et al. (1990) [1], d’où on constate une bonne concordance des résultats particulièrement pour la détection du point de transition



571 Etude de l’effet des aérosols sur l’estimation du coefficient de réflectance bidirectionnelle à l’aide de mesures satellitaires

Le rayonnement solaire est atténué par les différents constituants atmosphériques, tels que les molécules, les aérosols, les gaz, les gouttelettes nuageuses ou les cristaux de glace. Les aérosols absorbent et diffusent le rayonnement, l’atténuation par diffusion est caractérisée par l’épaisseur optique des aérosols qui représentent le degré de turbidité de l’atmosphère. Cette turbidité peut être quantifié à l’aide du coefficient de trouble d’Ångstrom [1] ou du TL de Linke. La connaissance de τae est importante dans l’estimation du rayonnement solaire du sol à partir des images satellitaires. Le but de ce travail est l’étude de l’effet des aérosols sur l’estimation du coefficient de réflectance bidirectionnel sur le site de Tamanrasset, en utilisant les deux modèles : modèle spectral de Smarts2 et modèle analytique à bande large, pour les trois heures de prise d’images à pleine résolution, 9h00, 12h00, 15h00 temps universel, et pour des jours de ciel clair de l’année 1999. Les résultats d’observations et les calculs se concordent. Nous avons trouvé que pour les fortes valeurs de l’épaisseur optique des aérosols τae, on à un fort coefficient de réflectance bidirectionnelle ρs.



Vérification expérimentale de la faisabilité de la poursuite solaire discontinue à deux positions pour panneaux PV à Adrar

La vérification, par mesures expérimentales, de la faisabilité de la poursuite solaire discontinue à deux positions autour d’un axe vertical pour des panneaux solaires installés à Adrar fait l’objet de cet article. Les mesures effectuées sur site confirment la faisabilité de cette technique surtout pour les systèmes de pompage de petite et moyenne taille. Les mesures expérimentales ont montré que le gain énergétique est de l’ordre de 14 – 40 % en fonction du mois et de l’état du ciel. Ceci constitue une contribution au bon dimensionnement du système et à la réduction de son coût d’installation



Influence du système de rebord sur le rendement d’un séchoir solaire

Le travail présenté consiste à étudier l’influence du système de rebord sur le rendement des séchoirs solaires. Deux cas de figures sont pris en considération : un modèle de séchoir solaire simple et un deuxième modèle équipé d’un système de rebord au niveau de la vitre. La simulation est réalisée à l’aide d’un code de CFD. Les deux séchoirs seront assimilés à des capteurs à air équipés d’un système de stockage réalisé par un lit de galets. L’enceinte de séchage sera considérée comme une enceinte fermée (pas de système d’évacuation) afin de prendre en compte uniquement des pertes au niveau du vitrage. Les températures obtenues dans l’enceinte du capteur, équipé d’une chicane, sont relativement supérieures à celles du capteur simple. Le régime de l’écoulement au niveau de la vitre est beaucoup plus stable dans le capteur équipé d’un système de rebord comparativement à celui du capteur simple



Simulation instationnaire de l’écoulement autour d’un rotor éolien à axe horizontal

Les pales d’une éolienne sont soumises à des chargements aérodynamiques, génèrent des écoulements extrêmement complexes. Nous nous intéressons à la dynamique des écoulements autour des pales d’éolienne à axe horizontal en rotation. Ce papier présente une méthode de simulation numérique pour la prédiction de l’écoulement autour d’une éolienne à axe horizontal opérant en régime instationnaire, tridimensionnel turbulent utilisant l’approche basée sur les équations de Navier-Stokes moyennées (URANS) en utilisant le code ‘CFX’.Un maillage structuré a été adopté en utilisant la technique des interfaces (interface frozen rotor) entre le corps mobile (la pale) et le corps fixe (l’entourage). Le modèle de turbulence SST a été utilisé pour décrire l’écoulement turbulent. Les résultats de simulation ont été comparés avec les résultats expérimentaux, pour les conditions de rotation. En général, des bonnes concordances ont été notées. Une attention spéciale est portée sur les effets instationnaires, conséquents de rotation du rotor qui est mise en évidence par le calcul des pressions fluctuantes sur l’interface entre les parties fixes et mobiles en aval et en amont de la machine. Une analyse fréquentielle de ces signaux en utilisant une transformée de Fourier discrète (FFT) afin d’analyser le comportement instationnaire de la pale.



One-step electrodeposited CuInSe2 absorber layers for efficient PV cells

Des couches minces polycristallines de CuInSe2 (CIS) pour des applications photovoltaïques ont été déposées sur des substrats de verre sodé recouvert d’une fine couche de molybdène (Mo) par la méthode de l’électrodéposition. La croissance des films a été réalisée en utilisant des bains aqueux à base de sulfate, faiblement concentrés contenant CuSO4.5H2O, In2(SO4)3H2O and SeO2. Les couches minces de CIS électrodéposées ont été étudiées en utilisant la microscopie électronique à balayage (MBE), la spectroscopie par dispersion d’énergie (SDE), la diffraction aux rayons X (DRX) et des analyses optiques. Il a été trouvé que la microstructure, la composition atomique et la morphologie des films dépend fortement de la concentration initiale des espèces ioniques électro-actives Cu(II), In(III) et Se(IV) dans le bain électrochimique. L’étude de la structure des films a montré que les films fraîchement déposés sont composés de matériaux microcristallins et/ou amorphes et nécessitent une recristallisation à température élevées pour la réalisation des dispositifs photovoltaïques. Le traitement thermique à 450 °C sous atmosphère de sélénium conduit à des couches minces fortement cristallisées mettant en évidence la structure chalcopyrite avec une forte orientation préférentielle correspondant au plan (112). Les conditions optimales permettant d’élaborer des matériaux absorbeurs en couches minces de CIS de haute qualité ont été établies et les dispositifs photovoltaïques réalisés avec ces couches donnent des rendements de conversion proches de 9 %.



Dimensionnement optimal d’un système photovoltaïque pour la production d’hydrogène pour usage en mélange avec le gaz naturel comprimé dans les véhicules

A moyen terme, le mélange gaz naturel comprimé et hydrogène ‘HCNG’ peut être utilisé en Algérie pour surpasser la forte consommation en carburant ces dernières années. La production du mélange ‘HCNG’ nécessite des systèmes de production d’hydrogène. L’actuel article présente la méthodologie pour un dimensionnement optimal d’un système photovoltaïque pour la production d’hydrogène ‘PV-H2’ qui sera utilisé en mélange avec le gaz naturel comprimé pour les véhicules. Une étude de cas appliquée sur le parc d’automobile type GNC de Sonelgaz est présentée. Le dimensionnement effectué, lors de cette étude, est réalisé sur deux systèmes ‘PV-H2’ correspondants à l’enrichissement du GNC par l’hydrogène à 8 % et 20 % par volume. La capacité du générateur photovoltaïque et de l’électrolyseur constituants le système à 8 %: 152 kWc et 148 kW et le système à 20 %: 480 kWc et 470 kW respectivement. Le premier système (PV-H2-8%) génère entre 0.31 et 1.07 MWh d’électricité PV utilisé pour produire entre 5.2 et 17.7 kg d’hydrogène. La capacité du second système (PV-H2-20%) lui permet de générer entre 0.78 et 2.68 MWh d’électricité pour produire entre 13.02 et 44.3 kg d’hydrogène.



Exploitation robuste d’une éolienne à base d’une machine asynchrone à double alimentation

Dans cet article, nous nous intéressons à l’élaboration d’une loi de commande robuste par les modes glissants de la puissance active et de la puissance réactive statorique d’une machine asynchrone à double alimentation ‘MADA’, qui constitue la partie génératrice d’une éolienne à vitesse variable. La référence de la puissance active statorique est donnée afin d’extraire le maximum de la puissance du vent disponible au niveau des pales de la turbine tout en appliquant une méthode MPPT ‘Maximum Power Point Tracking’ qui ne nécessite aucune connaissance sur le vent et sur les caractéristiques de la turbine. Les résultats obtenus ont montré qu’il est possible de régler les puissances statoriques, même en présence des variations paramétriques, et que la méthode MPPT développée permet d’atteindre un rendement maximum de la chaîne éolienne.



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