Simulation dynamique des échanges thermiques à l'intérieur d'une serre

Abstract

L’industrie serricole québécoise a connu une forte expansion depuis le début des années quatre-vingts. L’amélioration des techniques de construction et d’isolation des serres, de même que l ’automatisation des procédés de culture y sont pour beaucoup. Par contre, le climat plus froid du Québec demeure toujours un obstacle à la compétitivité de cette industrie face à celle des pays dont la température est plus clémente. Pour pallier à ce problème, certains stockent le surplus d’énergie solaire afin de le récupérer la nuit pour chauffer leur serre. Habituellement, ce stockage se fait dans des réservoirs d’eau répartis dans la serre ou dans des caissons remplis de pierres et enfouis sous le plancher. Ces façons de faire sont encombrantes et coûteuses. Cependant, une méthode simple mais moins connue, consiste à stocker le surplus de chaleur directement dans le sol en faisant circuler l’air chaud à travers des tuyaux qui y sont enfouis. C’est dans le but de mieux développer cette technique au Québec que le projet ÉCHAS (ÉCHangeur-AccumuIateur de chaleur dans le Sol) a été lancé.Dans le cadre de ce projet de maîtrise, on se propose de modéliser et d’analyser le comportement thermique dynamique d’une serre commerciale propre au Québec. Cette étude porte particulièrement sur le comportement énergétique des plantes, la condensation sur les parois et sur le surplus de chaleur qu’une serre peut recueillir du soleil et stocker dans le sol. Les résultats de cette étude seront couplés à un second projet de recherche qui vise à concevoir de façon optimale un échangeur-accumulateur de chaleur dans le sol. Les résultats de cette analyse montrent que l’évapotranspiration des plantes peut occasionner jusqu’à 48% des pertes énergétiques de la serre (début du printemps et fin de l’automne). De plus, le système ÉCHAS ne serait rentable que pour les plantes cultivées entre le début mars jusqu’à la fin septembre pour la région de Montréal et celle de La Pocatière. Dans le cas de Sept-Iles, la période efficace ne s’étendrait que de la mi-avril à la mi-septembre et avec des surplus de chaleur beaucoup plus faibles. Néanmoins, c’est dans ces périodes de l’année que l’on retrouve le plus grand nombre de producteurs actifs, de là, l’utilité du projet ÉCHAS.