3.1.1.1 Positionnement des thermocouples

Des thermocouples type (K) étalonnées avec une précision de ±1°C, ont été utilisés pour mesurer les températures de l’absorbeur, de l’air circulant ainsi que la température ambiante.

Trois thermocouples destinés pour mesurer la température de l’absorbeur, un sur le dos, et un autre thermocouple pour mesurer la température du couvercle, ont été rigidement adhérés sur les parois pour éviter de donner de fausses mesures ; ensuite, ces thermocouples sont recouverts par une couche mince d'aluminium comme indiqué par la FIGURE III .8 pour éviter l'influence de la partie directe du rayonnement solaire sur la valeur de la température mesurée.

Neuf autres thermocouples ont été installés à distance égale sur la longueur de la partie testée, afin de mesurer les températures locales moyennes de l’air véhiculé (voir FIGURE III .9).

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FIGURE III .8˗ Photographie montrant la protection des thermocouples par un film d’Aluminium

FIGURE III .9˗ Emplacement et disposition des thermocouples utilisés pour mesurer la température de l’air.

Un dernier thermocouple est installé au niveau de l’abri, comme indiqué par la FIGURE III .9 afin de mesurer la température ambiante.

Une partie de chaque thermocouple est pénétrée en profondeur d’environ de 1.5 cm au fond du conduit, tandis que l’autre partie est connectée à l’acquisition des données, telle que montrée par la FIGURE III .9 qui représente la distribution des thermocouples le long du conduit du capteur

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ainsi que la température à sortie. Il est recommandé par la norme ASHRAE 2003 [125], que l’emplacement de ces deux derniers est fixé à 2√KL et 1.75√KL respectivement, comme le montre la figure suivante.

FIGURE III .10˗ Schéma de principe de la configuration de test pour un capteur solaire à air d’après les recommandations [125]

III.3.1.2 Mesure du Rayonnement solaire

Le niveau de rayonnement solaire par mètre carré est un indicateur principal de la qualité du rayonnement solaire. La mesure de l’éclairement solaire est assurée par un Pyranomètre de type Kipp & Zonen modèle CM11 (Voir FIGURE III .11.(a)) étalonné avant les essais avec une sensibilité typique de 4.78 µV/W/m² qui varie de moins de 5% telle que les conditions de fonctionnement considérées. Ce type de Pyranomètre a un double cristal pour le protéger de l’environnement et aussi pour éviter les pertes de chaleur par convection.

Ainsi, la chaleur absorbée par la thermopile est convertie à un signal de tension proportionnel au rayonnement solaire. Le Pyranomètre employé est situé dans le même plan que le

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FIGURE III .11˗ Photographie des différents instruments de mesure utilisés (a) Pyranomètre, (b) Anémomètre, (c) Manomètre en U

III.3.1.2 Mesure de débit d’air (Vitesse et Débit)

Pour mesurer la vitesse du vent et le débit massique ainsi que la vitesse produite par le moteur souffleur, on a utilisé un anémomètre thermique de type «LUTRON Model : AM-4207SD» destiné aux mesures des vitesses, des débits et des températures des gaz (FIGURE III .11. (b)).

III.3.1.3 Mesure de pression (Perte de charge)

Un manomètre en U a été modifié par nos efforts comme le montre par FIGURE III .11.

(c), pour mesurer la différence de pression entre l’entrée et la sortie du capteur (malheureusement il nous a donné de mauvaises mesures).

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Dans cette étude, une acquisition des données de marque FLUKE : HYDRA Model 2625A FIGURE III .12 est utilisé pour collecter les données des sondes de températures indiquées auparavant. Cette acquisition de données possède 20 canaux (sorties) qui sont utilisés pour mesurer les données de température et de rayonnement (16 thermocouples et le Pyranomètre).

A l’aide de cet appareil, les valeurs de température et du rayonnement sont enregistrées pendant les expériences, par le biais d’une interface d’un logicielle installé sur un ordinateur permettant de lire et de stocker séparément les données collectées, il est mentionné que l’acquisition des données est programmée manuellement pour que les donnés seront prises et enregistrées automatiquement pendant des intervalles de temps de 2 minutes.

FIGURE III .12˗(a) l’acquisition des données (b) le pc portable utilisé III.3.1.5 Procédure expérimentale et calcul de transfert de chaleur

Dans cette étude, l’amélioration du transfert de chaleur dans un capteur solaire à air, en utilisant des insertions (Nervures et Chicanes) comme une rugosité artificielle au niveau du conduit d’air mobile est expérimentalement étudiée.

Un modèle d’un capteur solaire à air à simple passe est construit et testé dans diverses conditions extérieures au cours des saisons de l’année; notons que la plateforme où les expériences ont été menées dans la région d’Adrar, qui est connue par des conditions de ciel clair durant le jour même pendant les saisons hivernales, ce qui se manifeste positivement sur la qualité des données expérimentales obtenues.

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La plupart des expériences commencent à partir de 08H:00 et se terminent à 19:00 H, le moteur souffleur (le ventilateur) est mis en marche pour démarrer l’écoulement de l’air avec un débit constant, manipuler à l’aide d’un bouton de capacité, tandis que les données sont collectées au niveau de l’acquisition, et plus tard dans la nuit nous les récupérons sous format Excel à l’aide d’un micro portable.

Le travail expérimental a été réalisé durant les mois d’avril et mai 2015 et les mois de janvier et février 2016 à la plateforme conçue pour tester les dispositifs en plein air au niveau de l’URER/MS à Adrar, dans laquelle les données ont été enregistrées en permanence à des intervalles de 2 minutes le matin jusqu’au soir durant la période de test, dont les paramètres mesurées sont les suivants :

Le rayonnement solaire global.

La température ambiante.

La température de l'air à l’entrée du capteur La température de l'air à la sortie du capteur La température moyenne d’air dans le canal.

La température de l’absorbeur.

La température de la vitre.

La vitesse de vent.

Le débit massique de l’air.