Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Depuis quelques années, les coûts croissants de l'énergie ont amené un groupe de chercheurs de l'U.Q.A.C, à repenser la méthode de culture sous abris en pays nordiques. La solution proposée consiste à utiliser dans les serres, des mini-enceintes (appelées tunnels) ne recouvrant que le volume d'air nécessaire à la croissance des plantes.

Suite à ces recherches et dans le but de quantifier les deux processus (de nature radiative et convective) par lesquels ce système de tunnel perd principalement son énergie, nous avons développé un modèle simplifié qui permet de donner des renseignements sur les items suivants:

a) L'importance de la perte radiative nette de l'air du tunnel par rapport à la perte radiative nette totale de ce milieu.

b) L'établissement d'une constante représentative du transfert d'énergie non-radiatif à travers la paroi du tunnel.

c) L'importance de la perte non-radiative par rapport à la perte totale du système.

Ce modèle, appliqué pendant des nuits froides d'hiver, dans des conditions d'équilibre (à chauffage constant) et pour différents types de recouvrement de tunnel, a donné des résultats très probants. Dans tous les cas, par exemple, la constante représentative obtenue, fut de l'ordre de 3.1 W?.m?2?°C.1 et les pertes non-radiatives supérieures à 67% de la perte totale.

Pour obtenir ces résultats, nous avons dû évaluer les propriétés infrarouges des divers recouvrements employés soient: un polyéthylène, un mylar clair et un mylar aluminisé. Cette étude était essentielle à une quantification précise des échanges radiatifs. À partir d'une simple mesure de la transparence spectrale sur au moins deux épaisseurs distinctes d'un plastique, nous avons pu déduire pour chaque longueur d'onde de l'intervalle 3 à 40 ?m, les deux propriétés spectrales fondamentales de ce substrat: la réflectance, qui est une particularité de la surface seule et le coefficient d'atténuation, qui est en fait, une mesure de l'absorption de l'énergie par unité de longueur du matériel traversé. Â l'aide de ces valeurs, la reconstitution par calcul des propriétés mesurables, telles la réflexion et la transparence, est possible et ce, pour une épaisseur quelconque du plastique. Ce résultat, valide pour une incidence normale, est extensionné à toutes les orientations possibles et, intégré spatialement de façon à donner des valeurs, de propriétés infrarouges, applicables à une situation réelle en serre.

Cette méthode fut vérifiée avec succès en comparant les mesures et les calculs effectués sur une troisième épaisseur de mylar. De plus, globalement, nous avons pu fixer la réflexion du polyéthylène et du mylar à 20% et 28% respectivement pour les épaisseurs vendues commercialement.

La méthode d'approche semble prometteuse, malgré une complexité relative au niveau de l'établissement des équations du bilan. Cependant, la résolution accrue, qui peut être obtenue dans l'étude des phénomènes de serre, compense pour le surplus de mathématique imposé.