Influence des filets anti-insectes sur le climat sous serre. Caractérisation des effets aérauliques. Amélioration des performances

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Édouard René
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1 Influence des filets anti-insectes sur le climat sous serre. Caractérisation des effets aérauliques. Amélioration des performances J.C. Roy, FEMTO-ST, Université de Franche-Comté, Belfort, France T. Boulard, INRA URIH, Sophia-Antipolis, France Angers, 11 janvier

2 Sommaire Introduction Caractérisation aéraulique des filets anti-insectes Implications sur le système serres Exemple de caractérisation : le filet Ultravent Caractérisation aéraulique Performances en terme d exclusion Conclusion Angers, 11 janvier

caractérisation : le filet Ultravent Caractérisation aéraulique

3 Introduction Les filets anti-insectes insectes constituent une alternative à la lutte chimique contre les agresseurs extérieurs à une serre Ils constituent une barrière re mécanique m à l intrusion d insectes d ravageurs Ils doivent être placés s dans tous les ouvrants Ils constituent une entrave à la ventilation des serres On observe une augmentation du différentiel de température et d humidité préjudiciable à la conduite des cultures Angers, 11 janvier

être placés s dans tous les ouvrants Ils constituent une entrave à la ventilation des serres On observe une

4 Objectif Concevoir des filets présentant: des performances aérauliques a optimales des propriétés s d exclusion d optimales une bonne tenue mécaniquem Quadrature du cercle? Etude en partenariat avec la société TEXINOV relative à la conception de filets optimisés Angers, 11 janvier

5 Caractérisation risation Mode de fabrication: Tissage Tricotage Angers, 11 janvier

6 Caractérisation risation Dimensions: Nombre de mailles / cm ou inch; ex: 22 x 10 Diamètre du fil: D Dimensions des trous (ou pores): L x H Porosité du filet: L H ε = LH ( L+ D)( H + D) ε 1si D 0 D Résistance mécanique m du filet Angers, 11 janvier

pores): L x H Porosité du filet: L H ε = LH ( L+ D)( H + D) ε

7 Caractérisation risation aérauliquea Perméabilit abilité: Caractérise rise la capacité de l air l à traverser le filet. Intervient sous la forme d un d coefficient K (m²) ) dans l expression l du gradient de pression à travers le filet: P µ Y Loi de Darcy-Forchheimer: = u + ρ u² 0.5 x K K Corrélations expérimentales porosité perméabilit abilité: K = A n1 ε ; Y = 1 n A ε 2 Large dispersion des résultats r des différents auteurs (Teitel, 2007) 2 Utilisées dans les modèles numériques (CFD) de climat intérieur distribué Angers, 11 janvier

8 Caractérisation risation aérauliquea Coefficient de débit: d C d est défini d à partir du coefficient de perte de charge ζ à travers le filet détermind terminé expérimentalement: P = ζ P 0.5 ρu ou u = C soit = ζ d Cd ρ Néglige les effets visqueux, écart à faible vitesse (<1 m/s) avec la loi de Darcy-Forchheimer Corrélations expérimentales: rimentales: ζ = f ( ε ).g ( Re) Dispersions importantes dans les résultatsr Utilisées dans les modèles zonaux de détermination d du climat intérieur Angers, 11 janvier

5 ρu ou u = C soit = ζ d Cd ρ Néglige les effets visqueux, écart à faible vitesse (<1 m/s) avec la loi de Darcy-Forchheimer

9 Comportement dans un ouvrant: Les pertes de charge s ajoutent: s Caractérisation risation aérauliquea P t = P w + P s = 1 C 2 dw + 1 C 2 ds 1 ρu 2 2 = 1 C 2 dt 1 2 ρu 2 + Pour un ouvrant C dw 0,6 à 0, 7 Si on connait la valeur de C ds on peut déterminer d la perte de charge dans l ouvrant l ou plus pratiquement le débit d d air d traversant le filet Angers, 11 janvier

ouvrant C dw 0,6 à 0, 7 Si on connait la valeur de C ds on peut déterminer d la perte de

10 Implications Débit d air d dans un ouvrant: Débit sans filet: Q w Débit avec filet: Q s Réduction relative du débit: d Qw Q Q w s = 1 C C dt dw Remède: augmentation de la section de l ouvrant. l Coefficient multiplicateur: C m = S S w s = Q Q w s = C C dw dt = 0.7 C dt Ne prend pas en compte l effet l du filet sur la turbulence de l air l traversant l ouvrant l Angers, 11 janvier

l Coefficient multiplicateur: C m = S S w s = Q Q w s = C C dw dt = 0.

11 Implications Détermination du climat distribué par CFD: Permet de déterminer d avec une bonne définition d spatiale les paramètres climatiques à l intérieur d une d serre: Permet de quantifier les conséquences de la présence de filets dans les ouvrants (milieux poreux) Permet de simuler des configurations d ouvrants d permettant de retrouver de bonnes conditions de ventilation. Angers, 11 janvier

les conséquences de la présence de filets dans les ouvrants (milieux poreux) Permet de simuler des

12 Implications Quelques résultats r (Teitel, 2007): Différence de température avec l extl extérieur Différence d humiditd humidité avec l extl extérieur Variation du coefficient de débitd Vitesse de l air l à l intérieur Taux de renouvellement d aird Angers, 11 janvier

avec l extl extérieur Variation du coefficient de débitd Vitesse de

13 Angers, 11 janvier

14 Implications Quelques résultats r (Fatnassi et al., 2006): Température simulée dans la serre avec filets (K) Humidité simulée dans la serre avec filets (g/kg) Angers, 11 janvier

15 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Filet EA Ø fil : 80 µm Filet EA Ø fil : 80 µm Filet EA Ø fil : 100 µm Filet EA Ø fil : 80 µm Filet Ultravent Ø fil : 100 µm Filet EA Ø fil : 100 µm Filet EA Ø fil : 100 µm Filet Anti Bemisia «Témoin» Ø fil : 220 µm Structure des différents filets testés Filet EA Ø fil : 100 µm Angers, 11 janvier

µm Filet EA 0611802 Ø fil : 100 µm Filet EA 0611801 Ø fil : 100 µm Filet Anti Bemisia «Témoin» Ø fil :

16 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Caractérisation risation physique : N Filet Petite Dimension (mm) Grande Dimension (mm) Diagonale (mm) Surface trous (mm²) Matière Diamètre fil (mm) EA PP 0.08 EA PP 0.08 EA PE 0.1 EA PP 0.08 ULTRAVENT PE 0.1 EA PE 0.1 EA PE 0.1 TEMOIN PE 0.22 EA PE 0.1 Angers, 11 janvier

08 EA0608003 0.422 0.754 0.30 0.318 PE 0.1 EA0616701 0.330 0.722 0.31 0.238 PP 0.08 ULTRAVENT 0.267 0.734 0.34 0.195 PE 0.1 EA0611802 0.294 0.317 0.

17 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Filet+Cadre V V P Dispositif expérimental (soufflerie) Angers, 11 janvier

18 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Comportement dynamique comparé des filets 1400 Perte de charge, P, Pa EA TEMOIN E EA EA ULTRAVENT EA EA EA EA Energie cinétique : 1/2..V², kg m -1 s -2 Angers, 11 janvier

TEMOIN E0608001 EA0611801 EA0611802 ULTRAVENT EA0616701 EA0608003 EA0608601

19 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Caractérisation risation aérauliquea : N Filet Coefficient de perte de charge Coefficient de débit Diminution du débit ouvrant % Coefficient multiplicateur EA EA EA EA ULTRAVENT EA EA TEMOIN EA Angers, 11 janvier

34 EA0608601 1.74 0.76 27 1.37 EA0608003 2.11 0.69 30 1.43 EA0616701 2.14 0.68 31 1.44 ULTRAVENT 2.52 0.63 34 1.

20 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Performances d exclusiond : Nom scientifique Diamètre thorax (µm) Longueur (µm) Trialeurodes vapor Bemisia argent Aphis goph Frankliniella occid Dimensions caractéristiques des insectes Angers, 11 janvier

vapor. 290 1290 Bemisia argent. 240 1070 Aphis goph.

21 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Performances d exclusion d (CBGP Montpellier) : Lumière (passage actif) Filet à tester Filet totalement excluant Aspiration (passage passif) Filet totalement excluant Feuille de tomate (passage actif) Tube : 3 tronçons, Ø 3 cm, longueur 15 cm Dispositif de test de traversée des filets Angers, 11 janvier

22 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Performances d exclusion d (Bemisia)( : 50 % EA EA EA EA ULTRAVENT EA Diminution débit Intrusion passive bemisia EA TEMOIN Pénétration de Bemisia (%) Berlinger (1993) Ultravent N Filet Surface des orifices (mm 2 ) Pourcentage d intrusion en mode passif pour Bemisia Tabaci + Pourcentage de diminution du débit Pourcentage d intrusion en mode actif pour Bemisia Tabaci. Comparaison avec des filets tissés Angers, 11 janvier

23 Exemple de caractérisation risation : le filet Ultravent Performances d exclusion d (thrips) Comparaison entre des filets 22 X 10; 21 X 17 et Ultravent ) (% s rip th e d n tio tra é é n P ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Surface des orifices (mm²) Plein champ (Berlinger, 1991) Laboratoire (Berlinger, 1991) Présente étude Angers, 11 janvier

24 Conclusions Caractérisation risation aéraulique a d un d filet difficile seulement avec les caractéristiques ristiques dimensionnelles Nécessité de prendre en compte les caractéristiques ristiques mécaniquesm Compromis possible entre les propriétés s d exclusion d et la diminution du débit d dans les ouvrants Difficulté d assurer l exclusion l des populations de thrips Contraintes de fabrications Angers, 11 janvier

25 Merci de votre attention! Angers, 11 janvier

26 Références Berlinger M.J., Mordechi S., Leeper, A., Application of screens to prevent whitefly penetration into greenhouses in the Mediterranean basin. IOBC/WPRS Bull Berlinger M.J., Lebius Mordechi S, Fridja D, Mor N., The effects of types of greenhouse screens on the presence of western flower thrips: a preliminary study. IOBC/WPRS Bull. 16 (2), Fatnassi H., Boulard T., Poncet C., Chave M., Optimisation of greenhouse insect screening with computational fluid dynamics. Biosystems Engineering 93, Teitel M., Review paper: The effect of screened openings on greenhouse microclimate. Agricultural and Forest Meteorology 143, Angers, 11 janvier

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