Simulation de la convection sous serres tunnels

♣ Contenu du memoire

Introduction générale
Chapitre I. Généralités et synthèse bibliographique
I.1. Modélisation du système serre
I.1.1. Les échanges radiatifs
I.1.1.1. Les échanges radiatifs de courtes longueurs d’ondes
I.1.1.2. Les échanges radiatifs de grandes longueur d’ondes
I.1.2. Les échanges conductifs
I.1.3. Les échanges convectifs.
I.1.4. Les échanges de vapeur d’eau
I.1.4.1. Transpiration.
I.1.5. Aération naturelle des serres
I.1.5.1. Techniques de mesure du taux de ventilation
a) Taux de ventilation
b) Méthode du bilan d’énergie
c) Méthode du gaz traceur
d) Méthode du pic d’injection (utilisant NO)
e) Méthode d’enrichissement en continu
I.1.5.2. Modélisation de l’aération naturelle
a) Effet cheminée
b) Effet du vent
c) Combinaison de l’effet cheminée et l’effet du vent
I.2. Simulation numérique du climat sous serre
I.2.1. Principes de la simulation par l’approche CFD
I.2.1.1. Simulation des écoulements d’air dans les couverts végétaux
I.3. Circulation générale de l’air dans les serres tunnels
I.4. Conclusion
Chapitre II. Modèle physique
II.1.Equations de base
II.1.1. Equation de continuité
II.1.2. Equation de quantité de mouvement
II.1.3. Equation d’énergie
II.1.4. Simplification du système d’équation
II.1.4.1. Système d’équations retenu
II.2. Equation de diffusion de masse
II.2.1. Synthèse du système d’équations
II.3. Ecoulements laminaire et turbulent sous serre
II.3.1. Modélisation de la turbulence
II.3.2. Modélisation RANS
II.3.2.1. Approche statistique
II.3.2.2. Equations de Reynolds
II.3.2.3. Le concept de viscosité turbulente
II.3.3. Modèles RANS au premier ordre
II.3.3.1. Modèles algébriques (à zéro équation)
II.3.3.2. Modèle à une équation de transport (Prandtl- Kolmogorov)
II.3.3.3. Modèle à deux équations de transport (Modèle e-k
II.3.3.4. Bilan d’équations à résoudre pour le modèle e-k
II.4. Mécanismes de mouvement d’air dans les serres.37
II.4.1. La convection naturelle (Approximation de Boussinesq)
II.4.2. La convection forcée par le vent
II.4.2.1. Profil logarithmique de Prandtl
II.5. Prise en compte des effets de la végétation sous serre
II.5.1. Effet dynamique (approche milieu poreux)
II.5.2. Effets thermique et hydrique
II.5.2.1. Bilan d’énergie dans la végétation
II.5.2.2. Résistance aérodynamique
II.5.2.3. Résistance stomatique
Chapitre III. Modèle numérique
III.1. Discrétisation des équations décrivant les écoulements
III.1.1. Méthodes de discrétisation
III.1.1.1. Méthode des différences finies
III.1.1.2. Méthode des éléments finis
III.1.1.3. Méthode des volumes finis
III.1.2. Forme générale des équations de conservation
III.1.3. Discrétisation de l’équation générale de conservation
III.1.4. Flux des interfaces
III.1.4.1. Flux de convection
III.1.4.2. Flux de diffusion
III.2. Algorithme PISO
III.3. Méthodes de résolution
Chapitre IV. Simulation de la convection sous serres tunnels
IV.1. Simulation de la convection sous tunnels de forme classique
IV.1.1. Description de la serre
IV.1.2. Modélisation du problème par un logiciel CFD
a) Etat découlement
b) Propriétés du fluide
c) Domaine découlement
d) Définition du maillage
e) Conditions aux limites
f) Modélisation de la culture
g) Conditions initiales
h) Temps de simulation de l’écoulement
IV.1.2.1. Cas des tunnels fermés
a) Tunnel fermé vide
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
b) Tunnel fermé cultivé
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
IV.1.2.2. Cas des tunnels ouverts
a) Tunnel ouvert vide
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
b) Tunnel ouvert cultivé
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
IV.2. Simulation de la convection sous tunnels de côtés verticaux
IV.2.1. Description de la serre
IV.2.2. Modélisation mathématique du problème
IV.2.2.1. Cas des serres fermées
a) Serre fermée vide
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température dair
b) Serre fermée cultivée
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
IV.2.2.2. Cas des serres ouvertes
a) Serre ouverte vide
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
b) Serre ouverte cultivée
i) Champ de vitesse et circulation d’air
ii) Champ de température d’air
IV.3. Résumé des résultats obtenus
Conclusion générale
Perspectives
Bibliographie
Annexe A : Définition de la géométrie d’un tunnel ouvert
Annexe B : Lignes de courant et les profils de vitesse