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

Abstract

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.