INSTITUT FRANÇA IS DE RECHER CHE SCIEN TIFIOUE POUR LE DEVELOPPEMENT EN COOPERATIO N

LABORATOIRE DE BIOTECHNOLOGIE

ET DE MICROBIOLOGIE APPLIQUEE

B.P. 81 , 97201 Fort de France

COMPTE RENDU DE FIN D'ETUDES

CONVENTION REGION MARTINIQUE-ORSTOM

N° 83-10-1-

J . BALDENSPERGERL. HANNIBALJ. LE MERP-J. QUINTO

févrie r 1985

ORsroM

\Centre l 'itation

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"2 2 AOUT 1995

2

SOMMAIRE

page

INTRODUCTION

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

· LE CLIMAT DE LA MARTINIQUE

· RAPPELS DE SECHAGE SOLAIRE

I. Eléments de sèchage

4

5

8

11

11

1°) Sèchage par entraînement2°) Equilibre d;humidité air-produit et courbes de sorption-désorption

II. Eléments de solaire1°) Coordonnées terrestres2°) Mouvements de la terre et coordonnées du soleil3°) Mouvement apparent du soleil4°) Eclairement d'un récepteur plan5°) Equations reliant tous ces paramètres

III. Eléments de sèchage solaire

MATERIEL ET METHODE

· DESCRIPTION DU SECHOIR SOLAIRE SUN-WIND

· LA METHODE D'EXPERIMENTATION

1. Evaluation de la ressource solaire

14

18

20

21

24

24

II. Connaissance du processus de sèchage 271°) Tracés de cinétiques de sèchage2°) Prétraitements des produits à sècher3°) Caractéristiques de l'air en différents points du sèchoir4°) Comportement du produit

III. Liens entre la ressource solaire et le sèchage 34

3

RES ULTATS 35

. PRESENTATI ON DES RES ULTATS 36

1. Sèchage d'éponges 37II. Sèchage d'oignons 39

III ~ Sèchage de bananes 42

COMPORTEMENT DU SECHOIR 44

POTENTIALITES DE SECHAGE SOLAIRE EN MARTINIQUE 48 .

CONCL USION 50PERSPECTIVES 52

PR INC IPAUX OUVRAGES CONSULTES 53

ANN EXES 54

4

INTRODUCTION

La recherche de solutions à un grave problème tel que lafaim dans le monde a souvent fait appel à des stéréotypes:

malnutrition = sous-alimentationet sous-alimentation = sous-production agricole.

Si la malnutrition est le fait d'une sous-alimentation dansbeaucoup de Pays en Voie de Développement, la sous-alimentation n'est pastoujours le fait d'une sous-production agricole. La production agricole peutêtre réalisée correctement, mais les pertes après-récoltes liées à une mau­vaise conservation ou à un manque de valorisation des sous-produits entamentce potentiel agricole. De plus, on admet que les Pays en Voie de Développementcoïncident généralement avec les régions chaudes du globe et ont une balancecommerciale déséquilibrée.

Or le sèchage solaire est un procédé peu coûteux en deviseset permettant la conservation de produits agricoles.Aussi certains organismes s'y sont intéressés

Le C.E.E.M.A.T. (1)

C'est un des promoteurs de cette technologie en France.La création d'un réseau international Sèchage Solaire par le CEEMAT permetà diverses stations en Régions Chaudes l'expérimentation sur un matérielstandard, le sèchoir M5003, du séchage solaire. Un protocole d'expérimentationcommun à ces stations a été établi par le CEEMAT à cet effet.

L'O.R.S.T.O.M. (2)

En vue d'une valorisation des écarts de triage de bananes,à des fins d1alimentation animale, et qui nécessite à un séchage solaire,le laboratoire de microbiologie de l 'ORSTDM à Fort de France à décided'adhèrer au réseau international du CEEMAT. Entre temps, ce laboratoires'est équipé, en plu~ du sèchoir M5003, d'un sèchoir de capacité supérieure,construit par une entreprise locale. Le but du réseau étant de rassemblerdes informations sur la pratique et la possibilité de vulgariser cettetechnique, il est apparu opportun d'appliquer le protocole CEEMAT au sèchoirmartiniquais. Ceci afin d'enrichir le réseau par l'apport de connaissancesnouvelles relatives à un matériel différent; le protocole étant alors adaptéà ce matériel et aux conditions locales, mais respecté dans son esprit.

Ce rapport paraîtra certainement incomplet au lecteur désireuxde se perfectionner dans les domaines spécifiques du séchage ou du solaire.Les ouvrages prévus à cet effet sont indiqués en bibliographie, et il està notre avis préférable de ~Iy référer directement. On ne trouvera donc dansce texte que quelqu~s explications ou définitions relatives à des valeurs em­ployées fréquemment dans le rapport. Il nous a par contre semblé opportunde situer à priori dans le conte xte général de la Martinique une techniquetelle que le séchage solaire.

(1) Centre d'Etudes et d'Expérimentations pour le Machinisme Agricole Tropicale (Montpellier)(2) Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement en Coopération.

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

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8

LE CLIMAT DE LA MARTINIQUE

La Martinique est une île située dans l'archipel des PetitesAntilles, entre l 'île de la Domi ni que au Nord et celle de Sainte-Lucie auSud. (cf fig. 2). Ainsi Fort de France se situe à 61 ° de latitude Est et15° de latitude Nord.

La Martinique est baignée à l'Est par l'océan Atlantique età l'Ouest par la mer des Caraïbes, ou mer des Antilles. Sa superficie estde 1080 km2 • Sa longueur est de 60 kms et sa largeur varie de 10 à 25 kms.Le relief est tourmenté: il comporte 3 massifs principaux d'origine volca­nique, du Nord au Sud: la Montagne Pelée (1397 m) - le massif des Carbetsavec ses 3 pitons de 1070 à 1196 m -la montagne du Vauclin (504 m) et deschaînons moins importants appelés "mornes". Le cl imat de la Martinique estsous l'influence de 3 paramètres. (fig. 3 et réf. 10).

1/ L'anticyclones des Açores.

C'est le principal centre d'action qui commande le climaten Martinique. Il s'étale sur l'Atlantique entre les parallèles No~d 20° et50 ° et évolue au cours de l'année. L'hiver (novembre à avril), il descendvers le Sud et s'amincit en latitude. L'été (juillet à septembre), ils'étend et remonte vers le Nord. Il dirige en toute saison un courant deNord-Est: les alizés.

Ces alizés sont responsables de pluies importantes d'origineorographique, particulièrement sur les versants orientés sur l'Atlantique.Exemple: Montagne Pelée, 6m/an.Les versants orientés sur la mer des Caraïbessont moins arrosés Fort de France « 2 m).

2/ La zone de convergence intertropicale.

Elle remonte vers le Nord en été, et est responsable despluies survenant en Martinique pendant cette période.

3/ Les dépressions nées vers le golfe de Guinée.

Elles traversent l'Atlantique et se chargent d'humidité.Elles sont à l'origine des "ondes tropicales" de la saison des pluies.Elles peuvent également arriver sous forme de cyclones.

Le climat de la Martinique peut être résumé selon la figure4. On peut le caractériser par 2 saisons liées par la plus ou moins grandeabondance des précipitations. Les températures restent toujours élevées(> 23°C), sans être excessives (> 35 °C). Il entre dans la catégorie des cli­mats tropicaux océaniques.

L& CLH1AT E N MAR TINI Q U E

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A S 0 N D

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J o ur s d' o rage 0 0 0 0 \ 4 6 5 9 8 3 l.

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Peu nu ageux o u nu ageu x p ar cu m u lus Cie l va riab le · gros cumulu s ou c u m u lon imb us

Cie lp eu dével op pé s · fai bl es ave rses , e t be lles éc la irc ies - a vers es lo cale m e n tplu s im portan te s e n fin de nu it o rage uses, p lus im po rtan tes en d e ux ie me

moi t ié de n ui t et au co u rs de la jo u rné e

Perturb at ion s d es a lizés

Perturb ati on s occa sio n ne lle s Perturbation s d 'O ues t (o ndes tr op icales ven an t de l' Est )Re m o n tées de la zo ne intertr o pi cale de co nve rge nce

Cy clon es

fi g. 3 Le temps en Martinique (réf. 10 ) .

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On peut également ajouter que l es écarts de températures sontfai bles, l 'h umi di t é relative é levée, l e vent souvent fort, et l a nébu lositétotale moyenne ou for t e (confèr e annexe 1, p. 56 à65 ·).

L'expériment at ion s'es t donc dérou lée en ple ine saison despluie s . Ceci est un handicap pour la prat ique du s ~chage sola ire car:

l 'ai r, très humide, est vite saturé .

. le rayonnement parvenant au sol est très atténué , etarrive surtout sous forme diffuse. (cf annexe 1 p.6~\à 68De plus, en cas de cyclone, les sèchoirs doivent être rapidement démontés,car ils sont trop légers pour résister. D'où une perte de temps. Nous verronspar la suite si les belles éclaircies suffisent pour permettre l 'opérationdu sèchage solaire.

Les performances des matériels testés au cours de cetteétude seront donc supérieures en saison sèche (Carême).

r

RAPPELS SUR LE SECHAGE SOLAIRE

Le sèchage solaire d'ali ments est une t echniq ue de conserva­tion connue depuis la préhistoire. A cette époque, la viande était sèchée etpouvait ainsi être consommée sur une période plus longue .

•Cette technique est facile à mettre en oeuvre : une simple

exposition au soleil permet d'opérer u~ sèchage . C'est pour cela que dansune bonne partie du globe, le sèchage solaire de produits agricoles etalimentaires est utilisé.

- poisson: pays nordiqu es, africains (Sénégal ) ...

- fruits: pruneaux, raisins, bananes, dattes, sont souventsèchés sur les lieux de leurs productions.

- céréales, fourrages: idem

- et bien d'autres: viande, produits non alimentaires(bois, tissus, etc ... ).

Cependant, si mettre un produit à sècher au soleil nenécessite pas de connaissances scientifiques très poussées, la compréhension,l'optimisation, l'amélioration d'un processus de sèchage solaire font appelà des bases de sèchage et d'astronomie appliquée au solaire.Ces bases nous furent indispensables pour mener à bien l'expérimentationà Fort de France. Aussi allons-nous vous en rappeler brièvement les élémentsprincipaux.

1. ELEMENTS DE SECHAGE

Une des motivations essentielles à l'utilisation d'un sèchoirsolaire tel que celui de l'O.R.S.T.O.M. est la protection qu'il présente pourles fruits vis à vis du soleil ou des prédateurs et contaminants.En effet le soleil provoque les altérations suivantes

brûlurescaramélisation des sucresoxydations de polyphénolsbrunissements non enzymatiques.

Il convient donc de disposer un intermédiaire entre le produitet le soleil: ici le capteur plan qui de plus convertit les photons enapport calorique.

L'utilisation de l'énergie solaire à l'aide de capteurs plansne permet pas de dépasser 100 °C. Le sèchage auquel nous avons affaire estun sèchage par entraînement.

12

1°) Sèchage pa r entraînement

Le produit humide est placé dans le caisson de dessicationdes sèchoirs solaires. Il est exposé à un courant d'air chaud. Il s'établitentre le produit et l'air chaud un écart de température et de pression par­tielle d'eau. D'où:

- transfert de chaleur de l'air vers le produit à sècher.

- transfert d'eau du produit vers l'air.

Ce sèchage est isenthalpique l'énergie nécessaie à la va­porisation de l'eau est égale à celle fournie par l'air chaud.L'air sert donc de fluide chauffant et de gaz vecteur pour l'eau enlevée.Il entre chaud et sec et ressort moins chaud et plus humide.

2°) Equilibre d'humidité air-produit et courbes de sorption­désorption .

Je ne développerai pas cette partie pour laquelle il estpréférable de consulter les ouvrages appropriés. (Réf. 2, 4, 7).Je rappellerai simplement pour mémoire qu'il s'établit un équilibre entrel'humidité de l'air et l'humidité du produit. L'eau présente dans le produitse caractérise alors Dar un paramètre, l'ar.tivité (notée aw) , égale au degréhygrométrique de l'air en équilibre avec le produit. Les courbes mettanten relation l 'aw et la teneur en eau d'un produit sont les courbes desorption, ou de désorption.Un produit est stabilisé vis à vis du développement microbien pouraw < 0,65.

D' après les courbes de sorpti ons données en fi gure 4,ceci correspond à des teneurs en eau de :

. banane: 19,5 g d'eau/100 g de matière sèche .

. oignon: 16 g d'eau/100 g de M.S.

Les échantillons prélevés devront donc avoir pour humidité

bananeoignon

19,5/ (100' + 19,5) = 16,3 %16 / 116 = 13 %

Cependant, à l'ORSTOM, la banane utilisée est verte. Trèsriche en composés amylacés, on peut penser que sa courbe de désorptionsera décalée vers celles des céréales et autres produits amylacés.Il semble donc justifié de sècher les bananes vertes jusqu'à une teneuren eau de 10 %. Par mesure de précaution, -on essaiera dans les 2 casd'atteindre 10 % d'humidité, car l 'humidité relative atmosphérique importante,souvent voisine de 85 %, favorise les reprises d'eau par le produit.

13

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14

II. ELEMENTS DE SOLAIRE

Nous nous l imiterons dans ce paragraphe à caractér iser les nom­breuses notations utili sée s dans ce rapport , au moyen de définition s et deschéma s. Nous donneronségal ement les équat i ons permett ant l eur ca lc ul .

1°) Coordonnées terrestres (cf fi g. 5 )

cp . = lat itude du lieu - 90 (Sud) < cp < + 90° (Nord)angle que fait le plan équatorial avec le rayon joignant le cent r e dela terre au lieu considé ré.

À = longitude du lieu - 180 (Ouest) < À < + 180° (Est)angle (méridien du lieu, méridien de référence)

~ = azimut géographique d'une direction 6angle (6 , méridien repéré par le Nord dans l'hémisphère Sud

. . . . .. .. Sud . . .. Nord

2°) Mouvement de la t erre et coordonnées du sole il(cf fig 6, 7)

ô = déclinaison (hiver) - 23,7 < ô < + 23,27° (étéangle formé par la direction du soleil et le plan équatorial

6t = écart de temps (en minutes) .

w = angle horaire du soleilangle formé par le rayon (soleil , observateur) et le rayon(soleil à midi solaire vrai, observateur).

3°) Mouvement apparent du soleil (cf fig. 8)

y = hauteur angulaire du soleil 0< y < + 90 °angle formé par le plan horizontal au lieu d'observation et la directiondu soleil

~ = azimut du soleil - 180 < ~ < + 180°angle compris entre le méridien du lieu et le plan vertical passantpa r le sole il ~(Sud) = 0°, ~ (Nord) = ± 180°

4°) Eclairement d'un récepteur plan (cf fig. 9, 10)

a = azimut du capteur -180 < a < + 180°angle (normale au capteur, méridien du lieu) a(Sud) = 0°

(3 = inclinaison du capteur sur l'horzontale 0 < B < 90°

~ = azimut du soleil

B rayonnement direct intercepté par la surf ace horizon tale1

D = rayonnement global intercepté par la surf ace horizontale

Les données "primées " sont i nstantanées.

1 __

N

SOlst iceC'hiver

1 UA ~ 1,496.108 km

Om,n = 0 ,983

équinoxe deprintemps

èqurnoxed'automne

sOls t 'c.ed' et e

. Sf1g .5Coordonnées terrestre s (réf.9 )

fi g. 6Mouvement de rotation de la terre (réf.9)

mid iL égende :

Conventio n s d e s igneso ~ y ~ 90 0

W< 0 v e r s l ' é 5 t~ > 0 v e rs l' Ou es t

fi g. 7Angle horaire du soleil (réf.9)

N

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ïi: normale à Pfig. 9Inclinaison et 0' t t'r1en a lon d'une sur face réceptrice (réf.9)

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1

fi g. 10Composante s de l'éclairement global d'une sur face (réf.9)

l U

1 /

5°) Equations reliant tous ces paramètres

- Calcul du Temps Solaire Vrai :

(1) T.S.V . = T.U. + :\/ 15 + l1 t / 60 (en heures)T.U. Temps Universel au méridien d'origine (Greenwich).

- Calcul de L'anql e horaire:

(2) w = 15 x (T. U. - 12) (endegré s )

Hauteur angulaire du soleil

(3) siny = sin~' sin 8 + cos~ cos 8 cosw

- azimut du soleil :

(4) sin~ = cos 8 sin~ /cos y ou (5) cos ~ = (sin ~ cos 8 cosw - cos~ sin 8)/cos y= (sin~ siny- sin 6)/(cos ~ coS y)

- Ec lairement d'un récepteur plan

(6) cose = cosy sin B cos(~- a) + siny cosB(7) G = B + 0

Si le ciel est couvert : B = 0Si le ciel est bleu: - G1 = (1250 - 56.Tl).(sin y)((T l + 36)/33)

- (BI/siny) = 1367. exp (-m.Tl/(0,9.m + 9,4)) avec (9)Il =( 1 - 0,1. altitude) / siny (10)- DI = G1

- B' (7)

(11) G (a,B) = B. cos s + ü.cos" (B/2) + Gpsin 2 (612) (Fort de France :p= 0,2)

direct diffus albédo(réflexion du sol)

Ill. ELEMENTS DE SECHAGE SOLA IRE

Le sèchage solaire est une t echnique qui ouvre une t roisièmevoie parallèlement aux 2 modes de sèchage suivants

par simple exposition au soleil.artificiel: utilisation de sources d'énergie fossiles.

Les avantages par rapport au premier sont :i

· la préservation de la qual ité initiale du produit car onévite l'altération par le soleil et la contamination par les insectes.

· Une réduction du temps de sèchage car le produit est préservédes intempéries et l'énergie captée est concentrée dans le caisson dedessication.

Le coût d'investissement initial est cependant à prendre encompte.

Par rapport au sèchage "artificiel", les avantages sont:

l'insertion dans le cadre d'une politique d'indépendanceénergéti que.

une réduction des coûts de l'ordre de 50 % (cf. réf. 5)l'absence de pollution par fumées ou par gaz

Les inconvénients sont:

· la dépendance vis à vis du climat, et donc la nécessité detravailler en collaboration avec un service météorologique.

· l'investissement initial, surtout si l'on adopte unesolution hybride.

Plusieurs solutions sont alors envisageables, et on distingueau niveau des sèchoirs, plusieurs catégories.

· Les sèchoirs passifsIls ne fonctionnent qu'à l'énergie solaire. Le sèchage est direct si leproduit est exposé au soleil, indirect si le produit est protégé.Si la convection est forcée, le (ou les) ventilateur(s) est (sont) alimenté(s)par les photopiles, ou par d'autre énergie renouvelable.

· les sèchoirs utilisant des énergies fossiles.Ils concernent surtout les sèchoirs industriels.

· les sèchoirs hybrides11s sont capables de s'adapter à un plus grand nombre de situations.

Quelques sèchoirs solaires sont présentés sur les fig. 11, 12 et 13.

De part les avantages économiques qu'il semble présenter, lesèchage solaire est une technologie que de nombreux Pays en Voie de Développe­ment à forts excédents agricoles désirent s'approprier. Malheureusement, lalocalisation de cette demande aboutit souvent aux zônes humides, régions quiévidemment ne sont pas les plus souhaitables pour l'implantation de sèchagesolaire.

(réf . 5)

fig. 13Séchoi r à café de Porto-RicoLe séchage est indirect,etla convection forcée utilisel'appoint électrique.

Originalité:captation solairepar le toit.

( réf .5)

fi g. 11Séchoir à café de Colombie :exposi t ion

directe .

f i g. 12Séchoi r - t ent e à poissons utiliséau Ben glad esh. ( ré f . 5)Exposition directe,mais le poisson estprotégé des larves.

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19

MATERIEL ET METHODE

20

21

DESCRIPTION DU SECHOIR SOLAIRE SUN-WIND

Le sècho i r solaire utilisé par l'O .R..S.T.O.M. est prévu poursècher 30 kilos de bananes en 3 jours. Il est entièrement passif, le sèchageest indirect et la convection forcée.

Ce sèchoir se décompose en

- 5 capteurs : 2 capteurs à air pour générer l'air chaud dusèchage, 2 capteurs mjxtes air-eau, un capteur à photopiles.La surface totale de captation étant de : 8,578 mètres carrés.

- un caisson de dessication : bien isolé, cet ancien congéla­teur renversé de 1,0829 mètre cube contient les claies et le cumulus. Lecumulus renfermant l 'eau chaude agit comme stock thermique pour la nuit.

- les tuyaux du circuit d'eau et du circuit d'air.Un ventilateur est placé dans le tuyau d'air en aval du caisson, et un ex­tracteur dans la cheminée. Tous les deux sont alimentés par les photopiles.

Les dimensions de ce sèchoir sont indiquées sur la feuilletransparente (cf fig. 14 ).

Les matériaux utilisés pour ce sèchoir sont, selon les éléments

· pour les capteurs.

Une couverture transparente en verre, des cornières en aluminium, un coffrageen résine et une isolation en polyuréthane.

· pour la chambre de dessication.

La paroi extérieure est en acier émaillé, et intérieure en matière plastique.L'isolation est bonne puisqu'il s'agit d'un congélateur.

· pour la tuyauterie.

Les tuyaux d'eau sont en fonte, et l es tuyaux d'a i r en rés i ne.

· pour l'ossature.

Les pieds et supports sont en aluminium.

L'utilisation de matériaux inoxydables et imputrescibles estdonc une garantie pour une excellente résistance aux intempéries. Les pro­duits Sun-Wind sont par ailleurs garantis 5 ans.

Néanmoins, le sèchoir doit être démonté en cas de cyclone,et la vitre du capteur ne résiste pas aux jets de pierres. Or le vandalismeest tout aussi destructeur que les intempéries.

photopi l

fig. 14 Photographie du séchoir Sun-Wind en vue de face.

fig.15 Vue d

lair

'eau

2_

Plusieurs commentaires s'imposent, à priori

.Lescapteurs solaires sont tous inclinés de 30° sur l'horizontale.Cette inclinaison est justifiée pour les capteurs mixtes, ceci en raison del'utilisation du phénomène de thermosiphon de l'eau. Par contre, compte tenude l'utilisation d'une convection forcée pour les capte~rs à air, ceux-ci,ainsi que les photopiles, doivent être inclinés pour rec~voir le maximumd'énergie solaire. Or, l'inclinaison moyenne, pDur un capteur fixe, se situeplutôt vers 15° que 30°. (cf. annexe 2 p.72 )

L'utilisation de la convection forcée, grâce aux photopiles et aux ventila­teurs semble ainsi très judicieuse, ceci pour notamment deux raisons.Une inclinaison à 15° n'est pas suffisante pour permettre une bonne convectionnaturelle de l'air et une ventilation remédie à ce problème. Les capteursplans ne possédant pas de matrice poreuse, leur rendement est d'autant meilleurque la vitesse de l'air y circulant est élevée. Et une ventilation forcéedonne des vitesses bien supérieures à la convection naturelle, vitessesd'autant plus fortes que le rayonnement est énergétique. On a donc par cesystème une certaine autorégulation de la température de l'air issu ducapteur.

Enfin, les capteurs sont orientés au Sud, ce qui est une bonne orientationpour la majeure partie de l'année.Malheureusement, l'expérimentation s'est déroulée pendant la période oQ le so­leil est au Nord. Les performances obtenues pendant ce stage su~ le sèchoir sordonc inférieures à celles qu'il peut réaliser de septembre à avril. (voirplus haut).

D'autres commentaires seront donnés sur ce sèchoir suite à son étude.

24

LA METHODE D'E XPERIME NTATION

L'objet de l'étude est de donner une appréciation généralesur le matériel utilisé, l'aptitude d'une région au sèchage solaire, lecomportement d'un produit vis à vis de cette technique.

La méthode utilisée pour connaître les performances du sèchoir,ainsi que le comportement des produits au sèchage, s'inspire directement decelle proposée par le C.E.M.A.T. (réf. 6).

Elle se décompose en trois phases, à savoir

- l'évaluation de la ressource solaire lors du fonctionnement du sèchoir.Cette ressource est l'apport énergétique dont peut disposer le sèchoir lorsde son fonctionnement.

- la connaissance du sèchage réalisé avec cette disponibilité solaire.Cette connaissance s'oriente dans 2 di rect ions: le comportement du sèchoir,et celui du produit.

- l'établissement de liens entre la disponibilité solaire et le sèchage.Ceci se réalise par confrontation des résultats obtenus lors des premièresphases.

Il convient maintenant de détailler ces trois phases.

I. EVALUATION DE LA RESSOURCE SOLAIRE

La ressource solaire est une donnée importante à connaîtrecar elle constitue le potentiel énergétique disponible. Cette énergie conver­tie en chaleur par le capteur va réchauffer l'air et abaisser son degréhygrométrique. Différentes méthodes existent pour évaluer cette ressourcesolaire.

Dans notre cas, il faut tenir compte des éléments suivants:

Le sèchoirde l'ORSTOM est prévu pour un-f'onct i onnement dis­continu. On charge le sèchoir en produit, et on attend que l'ensemble soitsec. Ainsi, l'activité de sèchage se décompose en différentes "campagnes".

Les possiblités du sèchoir sont telles qu'une campagne sedéroule sur plusieurs jours, mais» au plus 3. Au-delà» les fruits ou légumessont détruits par les micro-organismes.Pendant ces 2 ou 3 jours, la disponibilité du soleil aura été très variable,du fait des éléments suivants :

- cycle de la trajectoire solaire.Du fait de la position du soleil» le rayonnement reçu par une surface varieénormément au cours de la journée.

25

- var iat ions cl ima t iques .El le s sont f réquent es , surtou t en climat insulaire. Le simple passage d'unnuage devant le soleil at t énue cons idérabl ement la ressource par suppressiondu rayonnement direct.Au ssi l'utilisation d'une valeur moyenne à 1 jour ou 2 serait vouée àl'erreur.

Nous avons suivi exactement la méthode C.E.E.M.A.T., qui est lasuivante.A partir du rayonnement global sur une surface horizontale, donné heure parheure par la météo à l'O.R.S. LO.M., on calcule le rayonnement disponible,heure par heure, sur les capteurs du sèchoir.

Il convient de procèder par étapes.

- calcul des coordonnées solaires à l 'instant moyen- passage aux puissances instantanées- intègration des valeurs instantanées selon le temps et les

surfaces de captations. (cf. équations p. 17 et l'exemple decalcul p.74 à 76.

Ces calculs sont l ongs et doive nt être repr is heure par heure ,pour chaque jour d'expérimentat ion.De plus, les risques d'erreur y sont importants. L'emploi d'un micro­ordinateur s'impose donc. Heureusement, le laboratoire dispose d'unmicro-ordinateur Xérox (langage CPM), équipé d'un système à disquettes etd'une imprimante. L'établissement du programme SUN calculant la ressourcesolaire s'est fait selon l'organ igramme représenté en figure 16.

"SUN"

Mise en mémoire des données invariantes:latitude,longitude,albédo,altitude.

Entrée des données propres au jour:date,déclinaison,écart de temps.:

l'Calcul des çoordonnées solaires avec leséquations ( 1) , (2 ) , ( 3) ,( 4 ) , ( 5 ) , (6 ) .

tEntrée du rayonnement reçu pendant llheureécoulée (donnée fournie par la météo.)

(8) si oui,B=O et G=DI~

Gleçue < Gthéo.T =6

heuresuivante lfS i non

Détermination de Tl de proche\1"en proche (tests)

fCalcul du rayonnement direct parl'équation ( 9 )

J,1

Intégration selon le temps et lessurfaces par 11 équati on (,' ~ )

l'

Affichage des résultats surl 1 imprimante.

fig.16 Organigramme du programme "SUN"

27

II. CONNAIS SANCE DU PROCE SSUS DE SEC HAGE

Les objectifs sont ici également les mêmes que ceux énoncésdans l e protocole d'essais C.E.E.M.A.T., à savoir :

- la connais sance du comportement des produits biologiquestant au niveau qualitatif qu'au niveau quantitatif, en établissant des ciné­tiques de sèchage.

- l'appréciation du sèchoir en évaluant les caractéristiquesde l'air (agent sèchant) endifférents points du sèchoir.

Par contre, la méthode utilisée va différer.

1°) Tracés de cinétiques de sèchage.

La méthode proposée par le C.E.E.M.A.T. pour le tracé decinétiques de sèchage repose sur la pesée périodique des différentes claies(toutes les 2 heures). Pour chaque claie et chaque pesée, le poids manquantest l'eau évaporée.

Cette méthode, tout à la fois simple et rapide, n'engendre pasd'autre erreur que l'imprécision de la balance.

Malheureusement, le laboratoire de microbiologie O.R.S.T.O.M.ne disposait pas d'une balance focntionnant dans la gamme de poids considérée(2 à 4 kilos), les claies du sèchoir ORSTOM étant plus grandes que cellesdu M5003.La seule possibilité restante fut donc le prélèvement d'échantillon surchaque claie, et le contrôle de son humidité par dessication.

La procédure fut alors la suivante:

- prélèvement de 11 échantillons, soit 1 pour chaque claie.Les échantillons sont disposés chacun dans un récipient approprié, prétaréet numéroté au nO de la claie concernée.

P.S.H. =

P.B.S. =

- pesée du poids brut humide de chaque échantillon.

Pelaie + Pproduit humide

- étuvage: 2 heures à 100°.- pesée du poids brut sec de chaque échantillon.

claie +P produit sec

On obtient alors l'humidité de l'échantillon en pourcentageH = poids d'eau du produit/poids du produit humideH = (P.B.H. - P.B.S.) x 100/ (P.B.H.-P cl~ie)

28

Remarque pour des produits hygroscopiques comme l'oignon et la banane,une dessication de 2 heures à 100°C laisse une humidité résiduelle,d'environ 5 %.Il faut donc opèrer une correction dans le calcul précédent.

Correction

H hé" (p du i t h id -P dui t ")x 100/P du i h idt or ique = pro Ul umi e pro Ul sec vra i pro ui t urm e

H , (pmesure =

Or, Pproduit

d .th" d -Pd" , )x 100/Pd'th" dpro Ul uml e pro Ult sec mesure pro Ul uml e

sec mesuré = Pproduit sec vrai/(l-humidité résiduelle/l00)

P -P mesuré x(l-humidité résiduelle/l00)produit sec vrai - produit sec

S" Ht h'" - H , =6 Hl , eorlque mesuree

alors :6H = Pproduit sec mesuré x (l-(l-hum. résid./l00)) x 100/Pproduit humid,

d'où 6H = humidité résiduelle x P /Pproduit sec mesuré produit humide

6H est d'autant plus grand que h est petit.La correction d'humidité n'est pas nécessaire en début de sèchage.En revanche, elle est indispensable à la fin.

L' humi dité de l'échanti 11 on (corr i gée ou pas) étant connue,on extrapole cette donnée à la claie où cet échantillon a été prélevé.Bien entendu se pose le problème de la représentativité de l'échantillon.Mais nous n1en tiendrons pas compte pour l'instant.

Si l'humidité de la claie = HLe poids sur la claie est alors: Pclaie = Poids secclaie /(1-H/l00)

Or Po i ds sec l . = Pl' ." .t" l x( 1- H. "t' l / 100)cale cale i rn la i m la e

Et ainsi Pclaie= P initial sur claie x(1-Hinitiale/l00)/(1-H/l00)

Le poids réduit est alors :

Préduit = Psur claie/Pinitial sur claie

= (1- Hinitiale/l00)/(1-H/l00)

Il faut également se préoccuper de l'ensemble du chargementdu sèchoir. Le poids total de ce chargement est bien sûr la somme des poidsde produit humide sur chaque claie.

L'humidité totale vaut :Htotale = (1 - Pinitial(1-Hinitiale/l00)/Ptotal)Xl00

Le poids réduit total est le rapport :Ptotal/Ptotal initial

29

Cette procédure est également longue et répétitive, car ellese reproduit pour chaque claie, à chaque prélèvement d'échantillon.Nous l'avons donc de même informatisée (voir organigramme, fig. 17).

Une illustration de ces calculs est donnée en page 74 afin de faciliter lacompréhension.

Nous avons maintenant les moyens de tracer des cinétiquesde sèchage. Car nous connaissons l'humidité totale du chargement, ainsi quele poids réduit correspondant. De plus, nous disposons de la dispersion deshumidit~du produit dans le séchoir par le biais des humidités sur chaqueclaie. '

Pré2°) Post -traitements des produits à sècher.

Les produits à sècher seront les suivants :des éponges et des oignons car ce sont les produits standards du réseauinternational Séchage Solaire du CEEMAT, et des bananes vertes car c'est lesubstrat du laboratoire de Microbiologie ORSTOM qui l'utilise dans le cadrede son programme de fermentations sur milieu 'solide.

Les éponges ne subiront pas d'autre traitement qu'un simpledécoupage à l'aide de ciseaux en lanières de 5 cm de large.Nous avons utilisépour ces exéprimentations des éponges de marque spontex qui sont d'un prixmodique car synthétiques.

Les oignons et les bananes sont découpées mécaniquement dansun découpeur électrique DITO-SAMA fig. 18). Les bananes sont découpéesen rondelles de 2 mm d'épaisseur. Les oignons en rondelles de 5 mm.Nous verrons en p. 42 l'importance du choix de l'épaisseur de découpe.

Les oignons et les éponges n'ont pas une utilisation spécialeaprès leur séchage.

Les bananes seront par contre utilisées de la façon suivante,ce afin de les enrichir en protéines pour l'alimentation des porcins.Les bananes séchées sont premièrement transformées en farine à l'aide dumoulin-broyeur Electra (cf fig . 19), puis l,a--fermentation sera réalisée à 50 ~d'humidité. On ensemence par des sporesd'un champignon filamenteux .Asperqillus henerbegii,à raison de 2.10 7 spores/g et on ajoute une so;ution dEsel minéraux. La composition de cette solution est la suivante(pour 10 kilospoids sec de farine):

- 125 ml d'acide phosphorique pour amener le pH à 4, etapporter du phosphore aux moisissures.

- 330 ml de sulfate d'ammonium + 350 g d 'urée.urée. Ces 2 produits apportent l'azote qui permettront lasynthèse de protéines par les moisissures. L'enrichissementprotéique est tel que le milieu passe de 5 à 20 % de teneuren protéi nes.Le pH est régulé à 4,0 par l'apport d'urée.

"POIDS "

Entrée de l'humid ité i ni t i a le du produi t etdu poids sur chaque c laie.

calcul du poids total init ial

:

mise en mémoire des tares (poids de chaquerécipient à échantillon)

entrée de l' heure de la mesure

1

entrée du poids brut humide de l'échantillon nOX......... . sec .......... ...........

'1' calcul de l ' humi dité ,du poi ds rédui t et du

" poids sur claje de l'éc hantillon nOX

échantillon suivant

calcul du poids tota l,du poids total réduit et del'humid ité du chargement

e suivante

affichage des résultats 1

mesur

fig.17 Organigra mme du programme "POIDS"

.~fig. 18 Coupe-légumes DITO-SAMA utilisé (espacement égal à 2cm

dans le cas présent).

fig . 19 Moulin à marteauEl ectra.On aperçoit au fond lepétrin (fermenteur).

32

- du carbonate de calcium est ajouté en fin de fermentationpour l'ajuster du rapport Calcium/Phosphore à 1, valeurcompatible à une alimentation pour bétail.

Remarque la phase de latence de la fermentation est de 20 heures.Durant cette période, la température est inférieure à celle deconsigne.Lorsque cette température est atteinte, la fermentation est régu­lée par un brassage (aération), une réhumidification et éventuelle­ment une correction du pH. Ce pendant 40 heures environ.

Après la fermentation y le produit récolté contient environ 18 %de protéinesdans la matière sèche. Pour le conserver si l lutilisation nlest pas immédiate,on peut soit l 'ensiler soit le sècher. Ce procédé de fermentation fait l'objetd1une étude distincte, le rapport de fin d1étude pourra être demandé auprèsde la Direction Générale de 110RSTOM.

3°) Caractéristiques de l lair en différents points du sèchoir

Les caractéristiques de l 'air dans un élément du sèchoir sont

la températurel'humiditéle débit

De ces 3 paramètres, nous n1avons pu maîtriser que la température.Ce grâce aux thermocouples cuivre-constantan, couplés à un multimètre et unlinéarisateur (voir fig. 20).

L'hygromètre du laboratoire de microbiologie a connu une panned'alimentation. Nous avons néanmoins disposé des données fournies par la météopour 3 instants dela journée, et où figure llhumidité atmosphérique.

Quant au thermo-anémomètre commandé par l'ORSTOM, il a été égarépar le transitaire en Martinique, ou en Métropole...

La pose des thermocouples siest faite selon la figure 21, avecpour objectifs l 'observation de la saturation progressive de l'air, et lefonctionnnement du cumulus d'eau chaude (le stock de chaleur).

4°) Comportement du produit

Parmi les 3 produits utilisés, seuls la banane et lloignon sontsusceptibles de subir des altérations au cours du séchage.

On notera pour chaque produit utilisé les altérations éventuellesqui se produisent lors du séchage. Les problèmes rencontrés seront mentionnés.cas par cas.

1.Thermocoupl es cui vre-constantan A ga i ne P. V. è.;'ME~~I K2.Sélecteur 20 voies manuel COMARK3.Multimètre+lînéarisateur Pyroref de CHAUVIN-ARNOUX4.Peson électronique METTER ~ 40~DElTA RANGE

fig. 20 Matériel de mesure utilisé

1 -

-

( - -

f ig. 21 Empl ac emen t de . t l ,e r IllOl (J up l e s S U I 1(' ,> (' ,. n O l!"

Sun - Wind.

T6

T5

Til

nr l l!r 11T?r1

34

III. LIENS ENTRE LA RESSOURCE SOLAIRE ET LE SECHAGE.

Des liens entre la ressource solaire, et l'utilisation de cetteressource pour le séchage doivent être établis pour apprécier les perfor­mances du séchoir.

Nous distinguerons 2 types de données :

. l'effjcacité: c'est le rapport entre l'énergie correspondant àl'eau évaporée sur l'énergie solaire disponible .

. le rendement thermique: c'est le rapport entre l'énergiecorrespondant à l'eau· évaporée et à la chaleur stockée sur l'énergie solairedisponible.

L'efficacité et le rendement thermique sont calculés:

toutesles 2 heurespour la journée: de 7 heures à 17 heurespour la nuitpour 24 heures

Ceci conformément à ce qui est demandé dans le protocole CEEMAT.

Les formules utilisées pour ces calculs sont les suivantes

avec

r rendement thermique= (ES + EV)/E

e efficacitéEV/E

EV = énergie correspondant à l'eau évaporée = m x Leau v

(meau = masse d'eau évaporée pendant la période considérée.

Lv = chaleur latente d'évaporation de l'eau; sur le domaine de températurequi nous intéresse. soit 30 à 60°C. nous prendrons Lv = 2400 kJ/kg)

ES = énergie correspondant à la chaleur stockée dans le ballon d'eau de 100 1.

= 100 x CPeau x (Ts t o (fin) - Tsto(début))

(Tst o = (T10 + T11)/2

Un exempl e est donné en annexe 3. P 74

RESULTATS

35

36

PRESENTATION DES RESULTATS

Les résultats obtenus pendant l'expérimentation vont s'organiserselon 2 directions :

- l'obtention d'une connaissance pratique du séchage solaire,par l'application du protocole CEEMAT à la station ORSTOM de Fo rt de France.

- à partir des données météorologiques moyennes,'déterminerl'aptitude naturelle de la Martinique (ou seulement d'un lieu martiniquais)au séchage solaire.

Les conclusions issues de ces 2 voies seront bien sûr confrontées.

On se rend alors compte de l'importance du nombre de donnéesissues de relevés expérimentaux après traitements informatiques, ou utiliséespour l'étude de potentialités. Aussi, afin de ne pas rendre l'exposé troppénible, nous avons préféré les consigner en annexe 4, p.78 à 93

Dans le texte ne sont donc exposés que les conclusions et commen­taires relatifs aux différentes parties.

On trouvera successivement :

- les cinétiques de séchage des différents produits.Elles sont obtenues par lissage visuel des différents résultats expérimentaux.L'incertitude relative à l'échantillonnage a donné des résultats irréguliersne favorisant pas les tracés. Ces cinétiques permettent d'apprécier lecomportement réel global du chargement. La courbe d'humidité situe le charge­ment vis à vis des 10 %d'humidité demandés pour sa conservation.La courbe de poids réduit sert à connaître le poids du chargement, donc lesperformances du séchoir. Elle sera toujours supérieure au taux de matièressèches du produit (M.S.).

- le comportement du séchoir

- une évalutation sur le potentiel de séchage solaire enMartinique.

- un bilan

37

1. SECHAGE D'EPONGES (cf. annexe 4 p. 80 à 82 )

Le séchage de 7,13 kg d'éponges humides à 88 % s'est déroul é sur64 heures.La phase caractéristique se s itue pendant la journée du mardi 10 juillet oùle produit passe de 4,3 kg à 7 heures, à 1,2 kg à 17 heures. Soit un séchagede 0,31 kg(h.(Voir cinétique fig. 22).On peut apprécier une nette inégalité de séchage entre les claies du haut etdu bas. Les, claies les premières en contact avec l'air issu du capteur(soit celles du bas) sèch~nt les premières.

Le calcul des rendements pour cette journée complète montrequ'une calorie sur 21, disponibles est réellement utilisée pour sécher, cequi correspond à une efficacité totale de 4,67 .10- 2

{ . La raison de cettemédiocre performance est le chargement insuffisant du séchoir en éponges:plus le séchoir est chargé, meilleure sera la saturation de l'air. Etmeilleure sera son efficacité. On aura donc intérêt, à l'avenir, à chargerdavantage le séchoir (30 kg selon le cahier des charges).

De plus, le séchoir a été livré avec une trappe sous la chambrede séchage, utile à la circulation de l'air nocturne.Malheureusement, cette trappe reste également ouverte de jour, ce qui pro­;voque des apports d'air non chauffé, et peut-être des pertes d'air chaud.Il apparaît donc nécessaire de boucher cette trappe, ce qui fut fait pour lesexpérimentations sui vant es .

wco

12h Temp~

(e n heu r e )

7 ! 13 KGCharge initialeEPONGE

I .l-r ~I 'li ;]I r;-;j l ;\· 1·1jj· I1i ~ jl~;.11~1'~·771ljIIUlIilllmi'TI fill' ii~l d il:i ~'! : ! /1" 'im';' lU!:.,: :[1:: , j ~.. : ' : 1: 1n li '1 Iii ' '1;""; ::: 1 Il :::1 ''1\ ' 1n,lm 1:i :il: l ' It u: ,... .: " ', , :Ji " ,:! '" ~ I .:: : .,. :)1 ':: li:: .'" ,~ : ~"-' " " cc': : l~ ,lt , 'i'- L. '.o' .: .. : -! . ,

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39

Il. SECHAGE D'OIGNONS (cf. annexe 4 p. 83à So )

Etalé sur 2 jours, le séchage de 15,68 kgs d'oignons a permisd'abaisser l'humidité de ce substrat de 89,3 % à 62,5 %. Le séchage, bienqu'incomplet, a du être arrêté en raison de l'importante contamination mi­crobienne que présentaient les oignons, les rendant impropres à toute uti­lisation ultérieure.En effet, après 2 jours, une odeur de fermenté émanait du séchoir,et une cou­leur rose suspecte teintait les oignons.L'examen d'un échantillon d'oignon séché au microscope devait effectivementprouver une importante contamination en levures et en bactéries.

Néanmoi ns, . le séchage a permi s d'extra i re pendant 46 heures 11,5kilos d'eau soit 0,25 kilo/heure.On peut distinguer une phase plus rapide le premier jour où l'éliminationd'eau atteint au meilleur 1,48 kg/h et une phase plus lente le second jour,à 0,18 kg/h.(Voir cinétique fig. 23).Les énergies reçues étant les mêmes le 1er et le 2nd jour, ce changement devitesse est lié à une variation de l'hygroscopicité de l'eau dans l'oignon.

Le passage du jour à la nuit ne semble pas affecter la cinétique.Le stock d'eau duséchoir joue donc bien son rôle. Son rendement nocturneest d'ailleurs de 0,557. Une calorie sur 1,8 produite est utilisée.

L'efficacité totale du séchoir est pour mercredi 18/07 de 0,125(1 calorie sur 8 est utilisée), et pour jeudi de 0,024 (1 calorie sur 42).La baisse d'efficacité est liée à l'évaporation d'une eau plus liée pour le2ème jour. Mais on peut également penser que la perte en poids du chargement,et en volume, diminue la surface d'échange air-produit, d'où une perted' effi cac i té .

On peut néanmoins s'interroger sur la faible efficacité de ceséchoir: 0,125 dans le meilleur des cas.Suite à cette constatation, la recherche de pertes thermiques m'a permisde mettre en évidence, par pose d'un thermocouple en sortie du capteur, uneperte> 10°C entre cet endroit et l'entrée de la chambre de séchage.Le mercredi 18/07/84 : température sortie capteur = 69,5°C à 13 heures

T1 = 64,6°CT2 = 57,8°C

avec, pour l'air extérieur, T9 32,6°C

Donc, sur un gain de 36,9°C, on peut perdre jusqu'à 19°C dansles conduites d'air. Par ailleurs, ces conduites se déboîtent par vent fort.

Pour remédier à cela, nous proposons plusieurs suggestions.

- isoler ces conduites à l'aide de polyuréthane imperméabilisé.

- diminuer la longueur et le diamètre des conduites, car leursurface d'échange est S = L x D.

- accé l érer la vitesse de l'air dans les conduites pour diminuerles pertes relatives de l'air et améliorer le rendement du cap­teur. Ceci par un calage différent des pales du ventilateur.

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41

Le séchage d'oignons a donc contribué à proposer certaines amé­liorations pour le séchoir.Ce produit alimentaire n'est cependant pas idéal comme substrat de séchageexpérimental.Entièrement importé de métropole, l'oignon est souvent en rupture de stockschez les grossistes martiniquais. Son approvisionnement irrégulier en faitune denrée chère (19 F le kg), et assez altérée dès l'achat.

,Son séchage et sa d~ssication en étuve ont répandu une forte odeurd'''oignon'' à l'extérieur et à T'intérieur du laboratoire incommandant le restedu personnel. Ceci sans parler du découpage préalable, qui lui exige unepaire de lunettes de plongée, et, accessoirement une pince à linge sur lenez.

Peut-être serait-il plus judicieux dans le cadre du réseau inter­national CEEMAT, de remplacer ce substrat par un produit typiquement tropicalet d'utilisation moins fastidieuse: fruit (mangue, ... ), tubercule ouracine (Choux de chine, patate douce, ... ).

III. SECHAGE DE BANANES VERTES (cf . annexe 4 p. 87 à 93)

Cette expérimentation menée sur 4 jours avait un double objectifla réali sation du protocole CEEMAT pour le produit utilisé localement, etla vérification de la conformité du séchoir avec le cahier des charges .Le cahier des charge s prévoi t en effet le séchage en 3 jours de 30 kilos debananes.

Les résultat s obte nu s peuvent être résumés de la façon suivante:

- une vitesse de séchage constante, se ralentis sant les dernièresheures. La moyenne est de 0,256 kg eau/heure.

- des efficacités totales égales àjeudi 12/07 0,0756 (1 calorie sur 13,2 disponibles est utilisée)vendredi 13 0,115 8,7 .samedi 14 0,0592 16,9 .

- une excellente poursuite du séchage pendant la nuit.

Ces bons résultats cinétiques sont malheureusement gâchés parla contamination microbienne.Dès le vendredit matin, soit une nuit seulement après le chargement duséchoir, les 3 dernières claies sont recouvertes par les moisissures (claiesn° 9, 10, 11).Après 3 nuits, les 6 claies du haut, soit plus de la moitié du chargement,sont gagnées par les moisissures. Et les bananes n'atteignent pas 10 %d'humidité en 3 jours.(voir cinétique fig. 24).

De nombreuses autres opérations de séchage de bananes vertesfurent menées pendant mon stage. L'expérience pratique en découlant montrececi. Il faut éviter les superpositions de rondelles de bananes sur lesclaies car le contact entre 2 rondelles favorise le développement des moisis­sures.Il est donc indispensable d'ajuster la surface de claies d'un séchoirau produit traité. L'épaisseur de ce produit étant un facteur capital pour ladétermination de cette surface. Exemple: surface de claies nécessaire poursécher 30 kg de bananes vertes, coupées en rondelles de 2 mm d'épaisseur.Il faut connaître la masse volumique des bananes. Pour cela, une expériencesimple est réalisable. Peser une banane, la couper en rondelles et mettreles rondelles dans une jauge. Complèter avec de l'eau jusqu'à ce que lesbananes soient recouvertes. Mesurer les volumes.

Application:

287 g de banae + 500 ml d'eau occupent 810 ml. D'où le volume de bananes310 ml. Masse volumique des bananes = 0,926.103 kg/m 3 •

30 kilos de bananes occupent donc 0,0324 m3

..... •............. en rondelles de 2mm d'épaisseur doivent disposer de16,23 m2 •

Or le séchoir ne présente que 6,55 m2 pour 11 claies (7,14 m2 pour 12 claies).

Pr oduit BANANE Cha r ge_ i_n i t~l_e 25,6 8 KG

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12h Temp,

(en heure )

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44

COMPORTEMENT DU SECHOIR

Les variations des températures dans le séchoir au cours d'unejournée suivent le même processus que celles décrites sur la figure 25.

La température du capteur est la même que celle de l'air extérieurpendant la nuit. Elle augmente brusquement le matin jusqu'à ,midi, et baissede même j'après-midi. En cela, elle suit la hauteur du soleil car le capteurconvertit proportionnellement l'énergie lumineuse qu'il reçoit en chaleur.

La tempéralure du stock d'eau chaude augmente brusquement le matin,puis baisse régulièrement jusqu'au lendemain.Ce paramètre est toujours supérieur à la température de l'air. Même le matin,l'écart entre ces 2 températures dépasse 15°C, raison pour laquelle le sé­chage peut se poursuivre pendant la nuit.On appréciera la variation quasi-linéaire de la température de stock pendantla nuit.

Dans la chambre de séchage, on a une cinétique de températurerésultant des comportements du capteur puis du stock. Il semblerait quejusqu'à 15-16 heures, la températ~re de séchage soit déterminée par le cap­teur à air. Puis le stock d'eau prend le relai jusqu'au lendemain à 9 heures.La séparation entre les 2 périodes n'est pas très nette, et varie selonl'apport solaire.

Le rendement thermique du séchoir est maximum le matin car leséchoir a une température interne abaissée par le raffraîchissement nocturne.Ceci est vrai pour le circuit d'air comme pour le circuit d'eau. Aussi"accepte-t-il" très facilement les calories venant du capteur.Par contre, ayant atteint sa température maximum vers midi, les pertes ther­mique du séchoir pendant l'après-midi abaissent le rendement bi-horaire.

En ce qui concerne l'efficacité du séchoir, elle baisse le matincar une partie de l'énergie solaire disponible est utilisée pour chaufferl'eau. Inversement, l'efficacité augmente l'après-midi car l'eau des stocksse refroidit et participe au séchage.

Malgré l'absence du thermo-anémomètre, il est possible de donnerun ordre de grandeur du débit d'air dans le séchoir. En effet, on connaîtles températures de l'air dans le séchoir grâce aux thermocouples disposésà cet effet. De plus, les données météorologiques mensuelles comportentl 'humidité atmosphérique à 11 heures et à 17 heures.En émettant l 'hypothèse d'un sèchage isenthalpique dans la chambre de séchagece qui est vrai aux pertes caloriques près, on obtient les résultats suivantsLe 18/07/1984, lors du séchage d'oignons, la cinétique de séchage montre uneévaporation de 1,48 kgs d'eau par heure.

Soit 4,11.10-4kgd'eau/s.

A 11 heures, l'air dans le séchoir capte 9,36 g d 'eau par kg d'air(cf. fig 26).

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11 heures 17 heures

46

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humid ité atmosphériq ue (%)

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masse vo lumique (kg/m3)T2

( OC)

humi di té ( %)

enthalpie (kJ/kg)

T3 ( OC)

humidité (%)enthalpie (kJ/kg)

T4 ( OC)

humi di té ( %)

T5 ( OC)

humi di té ( %)

teneur en eau (g/kg )

eau captée par 1'air (g/kg )

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63

17 , 14

1, 153

55, 5

12, 5

100

41 , 4

42

36,6

60

31 ,9

84

26,5

9,36

27 , 6

72

16, 73

1, 165

36

45

42,6

32,5

85, 5

39,7

50

33,4

65

21,3 2

4,59

f i g. 26 Comportement du séchoir le 18/07/84 (oignon s,

cf. annexe 4 page 83 ) à 11 et 17 heures.

47

-4 _ 3 _2

Ila donc ci rculé : 4,11.10 /9,36.10 = 4,39.10 kg d'air par seconde ouencore 3,8.10- 2 m3 / S.

A 17 heures, l'a ir dans le séchoir capt e 4,59 g d'eau/ kg d'air.-4 _ 2 _ 2 _2

Il a circulé 4,11.10 /4,59.10 = 0,96.10 kq/s ou 7,69.10 m3/s.

_ 2

Prenons un débit moyen de 6,5.10 m3/s.

On obtient alors les vitesses moyennes suivantes, selon les éléments:

capteursconduite d'a i rChambre deséchage

section (en m2) -1

4 x' 0,088 x 1,05 = 0,70.102,27.10- 2

(~ = 17 cm)0,595

vitesse_~en mis)1,81.102,86 -11,09.10

Ces résultats confirment la faiblesse du courant d'air dans leséchoir.

Ainsi, un capteur à air sans matrice poreuse, tel que ceux duséchoi r util isé donne de bons rendement s après 1,5 mis.

POTENTIALITES DE SECHAGE SOLAIRE EN MARTINIQUE

Deux paramètres sont particulièrement importants en séchagesolaire

Ce sont

,- le pouvoir évaporatoire de l'air qui est la capacité initialede séchage de l'air ambiant. Cette valeur représente la différence entre lamasse d'eau contenue par l'air ambiant qui lui est caractérisé par sa tempé­rature et par l'air ambiant qui lui est caractérisé par sa température et sonhygrométrie, et la ma?se d'eau dans ce même air, mais saturé.

- l'ensoleillement qui, une fois converti en chaleur par lescapteurs solaires, peut augmenter le pouvoir évaporatoire de l'air, est ledeuxième paramètre important.

Seule la station du Lamentin dispose en Martinique de relevésd'ensoleillement sur plusieurs années.Je n'ai donc pu établir que pour cette localité une potentialité au séchagesolaire (cf. annexe 1 p.66 )Les résultats obtenus sont illustrés par la fi gure 27.

On remarque sur la figure 27 que la période la plus favorablecorrespond à celle du Carême. La période la plus défavorable est décaléede 6 mois par rapport à la précédente.

Il est également nécessaire de situer ces potentialités vis à visd'autres régions du globe.Ceci sera fait par le CEEMAT grâce aux résultats qui arriveront des autresstations du réseau international Séchage Solaire, mais il m'est d'ores etdéjà possible de comparer la valeur moyenne de l'ensoleillement reçu auLamentin à celles de quelques stations de Métropole. Aù Lamentin, l'ensoleille­ment moyen annuel vaut :

E = 4,97 kWh/m2 ou E = 1775 J/cm2

On se rend donc bien compte que cette valeur est seulement légè­rement supérieure à celles obtenues en régions méditerranéennes(Nice: 1575 J/cm2 , Ajaccio: 1600 J/cm2 ) .

L'air ayant, de part sa haute humidité, un pouvoir évaporatoire certainementplus faible au Lamentin que dans ces régions; On peut donc objectivementpenser que le Lamentin, zône pourtant favorisée en Martinique du point devue dela sécheresse, est moins doué pour le séchage solaire, au niveau cli­atique, que la zône méditerranéenne française.

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Fig. 27 Potentialités de séchage solaire au Lamentin.

50

CONC LUSION

Le premier élément à souligner après cette étude est la difficultéd'une pratique de séchage solaire dans le contexte climatique martiniquais,même hors de la période défavorable.

"Le séchage devra être rapide car les produits humides sont trèsrapidement contaminés puis altérés, car l'air ambiant est très chargé enmicro-organismes. La température en juillet est supérieure à 20 °C de nuitcomme de jour, et la chambre de séchage agit comme une étuve. C'est le mi­lieu idéal pour la croissance des micro-organismes.Or l'humidité atmosphé­rique diminue le pouvoir évaporatoire de l'air, et le séchage a donc ten­dance à être lent. Cette opposition fait que la Martinique n'est pas un lieude prédilection pour la pratique du séchage solaire, et que de nombreusesprécautions doivent être prise lors de sa mise en oeuvre.

On devra tout d'abord choisir un lieu favorable.Celui-ci se trouve dans les zônes à précipitations plus réduites.Cependant, compte-tenu du relief montagneux de l'île, et donc de la diver­sité des micro-climats, on ne négligera pas les particularismes locaux.Par exemple, il est préférable de s'installer sur une pente sous le ventpour bénéficier de l'effet de Foehn qui abaisse l'humidité de l'air, et enespace dégagé pour éviter les effets de masque. (objet placé entre le capteuret le soleil).

Il faut savoir que la saison "favorable" pour le séchage solaireest le Carême, et que la période comprenant les mois d'octobre et novembreest la plus mauvaise.L'instabilité du temps liée à la situation insulaire nécessite un travailen relation avec les services météorologiques, ou, tout au moins, la connais­sance des bulletins météorologiques quotidiens.

Enfin, sécher grâce au soleil va exiger un matériel adapté.Le séchoir sera en premier lieu réalisé en matériaux imputrescibles etinoxydables.L'isolation ne doit pas bien sûr être négligée, tant au niveau des éléments(capteurs, chambre de séchage, stock thermique), que des raccords entre seséléments.Sa conception devra être prévue pour un séchage du substrat le plus rapidepossible, et nécessairement inférieur à 36 heures (1 jour et demi) (1).Il faudra pour cela penser à la surface de séchage du produit, afin de ne pasentasser ce produit.Une ventilation forcée alimentée par des photopiles est souhaitable, carelle permet une circulation parallèle au produit. Ceci est préférable pouréviter un séchage inégal entre les premières claies exposées au courant d'aitet les dernières qui, inévitablement moisissent.Des innovations sont également envisageables :

- l'installation ,d'une rampe à ultra-violets, alimentée par des photopiles,doit être tes tée • Les ultra-violets empêchant la prolifération microbienne,leur adaptation à un séchoir solaire solutionnerait certainement les pro­blèmes de contamination.

(1) La vitesse de séchage maximum du séchoir étant de 0,256 kg/h en 36 heures,ce séchoir ne peut évacuer au plus 9,216 kg d'eau. A cette condition, 30 kg de bananespassent de 71 % d'humidité à 57 % ce qui est insuffisant.

51

- la technique du capteur à eau semblant mieux maîtrisée, le passage à unséchoir fonctionnant uniquement sur stock thermique semble réaliste. Onpourrait ainsi bénéficier de l'effet d'échelle lié à la grande diffusiondes capteurs à eau, tant au niveau coûts de production (donc d'achat),qu'assistance technique.

- l'utilisation de silicagels pour abaisser l'humidité de l'air ,ce qui autoriserait un recyclage de l'air et de ses calories est plusfutur i s t e . De même pour l'utilisation de capteur à sel fondu (forte chaleurlatente):

Des possibilités apparaissent donc pour adapter la technologiedu séchage solaire au, climat humide.Le CEEMAT recevra certainement d'autres idées pour résoudre ces problèmes,par le réseau international, car le protocole est un bon outil pour comprendrele fonctionnement d'un séchoir solaire, déterminer ses performances, etchercher des améliorations. Malheureusement, l'approche d'un séchoir solaireest complexe et les programmes d'essais sembleront peut-être trop ambitieuxpour des stations de milieu tropical souvent privées de matériel d 'essaiou de personnel qualifié.

Pour notre part, proximité et l'amabilité du Service MétéoAntilles-Guyanne nous ont permis de bénéficier ,des données horaires du rayonne­ment solaire. Le thermo-anémometre commandé a par contre été égaré, apparemment :pa r le trans itai re, puis retenu en douane et l es mesures en régi me instantanén'ont pas pu être opérées.

Enfin, il serait probablement utile de revoir l 'idée d'utilisationde produits standards tels que les éponges et les oignons. Ces produitssont chers et souvent difficiles à se procurer. De plus, le réseau se privede la connaissance du séchage d'autres produits tropicaux. J'aurais ainsi putravailler pendant ce stage sur des concombres, des courgettes, des auberginesou de la lime (citrons verts).

Il convient également que les différentes stations du réseaudisposent des tables de l'air humide (réf. 3 ) ou d'un diagramme de Mollierafin de pouvoir apprécier le pouvoir évaporatoire de l'air. Ces renseigne­ments manquent au protocole.

PERSPECTIVES

Cette étude ayant été menée au cours de l'été 84, les modificationsproposées pour le séchoir ont été réalisées. Ainsi, les conduites d'air ontété recouvertes d'isolant et le caisson de dessication a été équipé d'unerampe ~ U.V .. La convection forcée ~e poursuit désormais la nuit grâce ~ unaccumulateur et un chargeur.

On peut déj~ annoncer des améliorations spectaculaires, dans leséchage.

préservation parfaite des bananes vis ~ vis des contaminants.

réduction du temps de séchage: 2 jours au lieu de 3 auparavant.

Bien que le présent rapport constitue le compte rendu de find'études correspondant au financement obtenu de la Région Martinique, unesérie complète d'essais sera réalisée avec le séchoir amélioré et en périodede carême. ,Les résultats de cette étude complémentaire feront l'objet d'unrapport supplémentaire qui sera établi en juin 85.

53

PRINCIPAUX OUVRAGES CONSULTES

1/ ARLERY Raymond. Le climat de la France. Ministère des Transports,nirection de la Météorologie

2/ BIMBENET J.J. (Octobre 1978). Le séchage dans les industries agricoleset al.jment~ires. Cahier du G.I.A. n° 4. Edition SEPAIC : 42 rue du Louvre75001 Paris.

3/ DIETZ R., MERIGOUX J. (mai 1975). Tables de l'air humide: - 15 à 40°C,+ 40 à 400°C. Centre technique des industries aéraulique et thermique.CETIA. Etablissement de villeurbanne.

4/ Extrait du V.D.M.A. (1973). Isothermes de sorption de produits alimentaires

5/ FOURNIER M. (novembre 1979). Théorie du séchage, intérêt et pratique descapteurs plans, technologie des séchoirs agricoles solaires, intérêt dessolutions polyvalentes. (p. 335 à 359). La conservation des denrées ali­mentaires cultivées en climat chaud et humide. Ed. : Association des Uni­versités partiellement ou entièrement de langue française.

6/ GRIFFON D., HEBERT J.P., PALET D., QUINTO P.J., THEMELIN A. (1984),Protocole d'expérimentation du séchoir solaire M5003 en Régions Chaudes.CEEMAT au GERDAT, BP 5035, 34032 MONTPELLIER CEDEX

7/ LONCIN M. (1976). Génie Industriel Alimentaire. Aspects fondamentaux.Edition MASSON: 120, bd Saint-Germain, Paris (VI).

8/ INSEE, Institut National de la Statistique et des Etudes Economiques.Bulletin Statistique de la Martinique. Service Interrégional Antilles­Guyane, Service Régional de la Martinique.

9/ PERRIN DE BRICHAMBAUT C., VAUGE C. (1982). Le gisement solaire. EditionTechnique et Documentation, 11 rue de Lavoisier 75008 Paris.

10/ PERRUSSET M., SELBONNE S. (Octobre 1972). Le climat de la Martinique.Monographie n° 86 de la Météorologie Nationale.

11/ QUINTO P.J. (Sept. 84)Sèchage solaire à la station microbiologie de 110.R.S.T.0.M. àFort-de-France.

54

ANNEXE S

- ANNEXE 1 moyennes statistiques climatiquesp. 55à p.69

- ANNEXE 2 documents bibliographiques de séchage solairep. 70 à p. 72

ANNEXE 3 exemple de calcul i l l us t rant la méthode expérimentale utiliséep. 73à p.76

- ANNEXE 4 relevés extérimentaux et météorologiques acèompagnés de leurtraitements informatique.p. 77à p.Y3

ANNEXE 1

MOYENNES STATISTIQUES CLIMATIQUES

- Pluviométrie, tempé~atures, humidité relative et tensi on de vapeur d'eau,vent au sol) nébulosité totale et insolation.p. 56 à p. 05, référence 10

- Rayonnement global mesuré au Lamentin sur une surface horizontale.p. 66 à p. 68, référence :cf.Serv.Int.Météo.Antilles-Guyanne (F-de-F)

- Moyennes mensuelles du pouvoir évaporatoire de l'air.p. 69

f' - 1-' 1. l ' \l 10 1\\": 1 !,' I )' :, S F OR T -O E F R ANC E 1 D e s a i x)

p p ,. 10 de i 9 4 1 - J 9 7 0

2 r ." c n .,; l e s en mil li m è tr e s

, F ~~ A M r J A 5 0 N D A n n ée..

106 ,8 6 4 92 132 181 24 5 23 2 25 3 2 27 2 0 3 137 1950

~ - Haute u rs ma x imales en 24 heur e s en mm

J F M A M J J A 5 0 N 0 A n n ée

54 63 39 78 65 8 1 8 5 34 1 29 9 152 133 8 6 341

4 - Nom b re moyen d e jour s de .pluie a yantfou r n i au m o in s 0 .1 m/m

J F M A M J J A 5 0 N 0 A n n é e

21 17 17 19 2 2 24 2 8 2 5 2 3 22 2 1 2 3 262

5 - No m b re moye n de j our s de plu i e a y a n tfo ur n i a u m oi n s 10 m /m

56

57

Z · TEMPERATURES

L e s T em pératu r es son t e x p r i rn é e s e n deg rés C e l s iu s

T 2 3h8

f 2h t f 5h •Tem pér a tu r e moy en ne v r a i e = - - - - - - -;,-- - -

T e m pé ra t u re moy e n n e = De m i s o m m e d es T e m pé ra to .re s e xt r ê rn e s qu o t i d i e n n es

f 2h " Tem péra t u re mo yenne à 02 heu r e s

,T EM P ER AT UR E S DES ST A T IO r--: S E T P O ST E S SELE C T/ ONN E S

PERIOD E 19 5 0 -1 9 70

1) Tempé r at u r es m ovennes v r a ie s

Mois

St ations J F M A M J J A S 0 N D A n né e

F ort- de - Fran ce 23, 9 23, 7 24,3 25 . 0 25, 6 2 5 . 7 25 . 7 2 6 , 0 2 6, 0 2 5 . 7 25. 3 24 . 4 2 5 . 1( Des aix)

Larn en t i n 24. 5 24, 3 24 .8 25,6 26 . 3 26.6 2 6. 6 2 6. 8 2 6. 4 26.0 2 5.5 24 . 9 25. 7

2) Tem p ératur e s m oye n n es

Fort- de - Fran ce 24 . 4 24,3 25,0 25 , 6 26.2 2 6 , 2 26 . 0 2 6.4 26 ,6 2 6. 3 25.9 25.0 2 5, 7( Desa ix)

'Lam en t in 24, 7 24, 5 25 .0 25.8 26,5 26. 8 2 6 , 8 27.0 2 6.6 2 6 . 3 2 5 . 9 25. 1 25. 9

Morne des Ca d e t s 2 1.6 21, 5 22 . 3 23. 1 23 ,7 23 ,7 23.4 23.9 24, 2 23.9 23.4 22, 3 23.1

Saint - Pie r r e 25. 1 25,0 25. 9 26,3 27.4 27, 5 27 .0 27, 3 27.4 27. 3 26.6 25 .8 26. 5

Paquemar ( Vaudin) 26, 2 25.9 26.4 27.0 27.6 27,7 2 7. 7 28. 0 27.7 27, 6 27, 2 26 , 4 27,1

3) Moyennes d e s m inimums quot idiens

Fort-de - France 21, 6 21, 3 21,7 22 . 4 23, 1 2 3. 4 23 .4 23,7 23. 6 23, 4 23,0 22 , 2 22 ,7( Desaix)

Lamentin 21, 3 21,0 21. 2 22 .1 23 .1 23, 9 24.0 23,8 23 ,0 22, 7 22, 2 21, 6 22.5

Morne des Cadets 18, 7 18. 3 18,6 19. 3 20, 0 20,5 20.5 20,8 20.8 20,6 20, 3 19, 3 19,8

Saint -Pierre 20, 9 20, 7 21. 4 21.8 23 .0 2 3 , 5 23,2 23. 1 22, 9 23,0 22.4 21, 7 22. 3

Paquemar ( Vaudin ) 2 3, 5 23,3 23, 6 24 . 2 24 , 9 2 5, 3 2 5,3 25.4 24,8 2 4, 7 24.4 23 . 4 24,4

4) Moyennes d e maximums quot idiens

Fort -de- France 27.2 2 7. 3 28 . 3 28 , 9 29. 2 28. 9 28 . 7 29,2 29 , 6 29 , 2 28,7 27. 8 28 .6( Desaix)

L am enti n 28 , 0 28 . 1 28 .8 :'9 , 4 29 . 8 29 . 8 29.7 30. 2 30 , 3 30.0 2 9,6 28. 6 29 . 3

M orn e de s C a d e t s 2 4. 6 2 4.8 2b .O 2b . 8 27 ,5 2b . 9 2 6. 3 27 .0 27, 5 27 ,2 26 . 6 2 5.3 2 6 . 4

Saint - P ierre 29. 3 29 . " 30. " 30. ') 31 . 7 3 1 . 5 30. 9 31 , 5 31 ,9 31 . 5 30. 7 29 , 8 30.8

P a quema r ( Vau c li n ) 28 .8 2 8 , 5 29 . .!. 29 . 7 30. 3 30 . 1 30 , 1 30, 6 30. 5 30 , 4 30. 0 2 9. 3 29 ,8

, , , .l, , ,

~1 1 1 !

: ! 1

11

J 1 1", / \ M ,J :\ ::; Cl :: I .~ n r: • eSta t ion s 1 . .. , \ ~

1

Fo r t - de- F ra nc e 29 . 7 30 . 0 32 . 6 / 12. 8 3 2. 7 3 1. 8 , 2 . 0 32 . S 32 . 2 \ 2 . 1 3 ': . 3 3(J . Ii 32. fi( De sa ix)

30 .0 / 30.9

1

L amen ti ri 32 . 2. 32 . 8 32 . 9 32 . 0 3 i . ;, 3 3 . (' 3 ': . .2 3 ': . 8 3 2 . G 3 1. 0 3 3 . 0

M or n e d e s C a d e t s 30 . 0 30 . 0 33 . 2 32. 2 3 1, 8 3 1 . 8 30 . 2 30 . 4 30. 8 3 1. 0 30. 1> 2 9. 2 33 . .2

Sa i n t - Pi e r re 3 3 , 0 34 , 2 3 5,6 36 . 5 36 .2 36 . 8 3 3.8 3 5. 2 36 . Z 34. 5 3 3. 5 35 , 0 3 6 . 8

Paquema r ( Va u cJ in ) 3 1.0 30.0 30 , 5 3 2 . 0 3 2. 0 3 2. 0 3 2. 0 32 , 0 3 2 . 0 3 2. 5 32 . 0 3 1. 5 32. 5

6) Températures minimal es absolues

F ort - de - Fran c e 18. 8 18. 5 19. 6 20.2 2 0. 7 20.2 20. 2 20 . 8 17. 9 20 .2 20. 0 18 . 7 1 7. 9( Desaix)

Lamentin 15. 3 14. 8 16, 1 16. 6 18. 7 20.2 20. 7 2 0. 6 19. 0 19. 1 1 7. 2 14. 1 14 . 1

M o rn e d e s C ade t s 14. 8 14. 4 15. 0 15. 0 15.4 17.6 16. 4 18. 0 17, 8 1 6. 8 17 .8 16, 4 14 .4

Sa int -Pierr e 16. 8 16. 0 16.4 16.0 18.2 20.2 19. 0 18. 0 19. 0 20.0 18. 0 17. 5 16. 0

P aquem ar ( Va u cJin ) 19. 0 19. 5 19.5 20. 5 22,0 2 2. 5 21 ,0 21 ,0 22.5 21, 0 2 0. 5 19 .0 19.0.

7) No m b r e total d e jours où Tn ~20 ·

Fort-de-Fran c e 25 3 3 II 0 0 0 0 0 1 0 1 12 8 3( Desa ix)

Lamentin 94 104 101 41 8 0 0 0 6 4 36 7 7 471

Morne de s C a d e t s 4 5 4 4 19 4 4 3 38 0 264 140 113 77 65 101 171 38 0 30 0 7

Saint-Pierr e 142 147 9 9 58 8 0 3 4 4 2 31 8 0 578

Paquemar ( VaucJin ) 6 II 2 0 0 0 0 0 0 0 0 18 27

8) Nombre total de j o u r s où Tn ~25°

Fort - de - Franc e 0 0 0 0 7 12 5 17 8 3 0 0 52( Desaix)

Larn e nt i n 0 0 0 5 21 77 84 78 31 15 7 1 319

M o r n e des Cadet s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Saint -Pierre 1 2 15 9 52 58 41 49 31 37 31 28 3 54

Paquemar ( Va udin ) 51 17 4 3 105 16 3 196 17 8 195 151 129 l19 66 1413

9) Nombre total de jours où T x ~ 25°

F ort- de - Fran ce 1 2 5 2 1 1 0 0 1 4 2 1 1 30( Desa ix )

Lamentin 0 2 0 2 0 0 0 0 0 1 1 1 7

M orn e d es C a d e t s 30 8 2 54 154 9 2 41 5 1 70 38 38 4 3 91 2 1 7 1397

Sain t - P i e rre 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

Pa q ue ma r ( VaucJin) 0 2 0 1 1a 0 0 0 0 0 0 2 2 3

.. . f ..

ii l ' \ 1 : d . 1·' R l-. 1 v l t.. ·1 r E ,'\J 5 10 l': DE V A PEU RD ' E A t '

, 'h J r ~ ) i U l t f r e l a t i ve est ex pri m ée en '10

l- l l irn I cl l( ,08 + U I2 + U I 7

rv Ia t i . t.' rn ov e n n e . - 3

U2 t 0 5 +HUIT11 d lt ~ rel at i ve rn o v e n n e v r a i e : 8

t 02 3

La TenS ion d e va p e u r d ' e au e st e x p r i m é e en milliba rs e t dixièmes

. E2h t E 5h tT en Sion d e va p eu r m oy e n n e Vr a i e : 8

E2 3h

U2h = Mo yenn e d e l t hurn i d i t é r el at i ve' à 0 2 heure s etc.

E2h = Moyenne d e la Tensi o n de vape u r à 0 2 heu re s et c ,

A - H UMIDITE RELATIVE

P E R I O D E 19 56 -19 70

1) Humidi té re la ti ve mo yenne

~ 1St a t i o n s J F M A M J J A S 0 N D Année

Fort-de- France 7 7 7 5 72 73 7 5 79 81 80 80 82 81 79 78

( Desa ix )

Lamentin 77 7 5 7 3 7 3 7 5 77 79 7 9 79 81 80 78 77

M orne des C a d ets 8 6 8 5 82 8 3 83 8 5 87 8 6 8 6 86 8 6 8 6 85

Saint-Pier re 76 74 70 72 71 7 3 7 5 75 74 76 76 76 74

Paquemar ( Va u d in ) 7 5 74 7 5 76 77 78 78 79 81 81 79 78 78

2) Humidité r e l a t i v e moyenne v raie

Fort -de - France 80 78 77 78 80 82 84 84 84 85 84 82 82( Desaix )

Lamentin.

80 79 78 79 80 81 8 2 83 85 86 85 83 82

3) Humidit é relative maximale moyenne

Fort-de-France 90 90 89 90 91 92 93 93 93 93 92 92 92( Desaix)

Lamentin 93 93 92 9 3 93 9 3 9 3 95 9 6 9 6 9 6 9 5 94

4) Humidit é relat ive min imale mo yenne

F ort-de- France 64 61 59 1 59 6 2 68 70 70 69 71 70 6ï 6 6( Desaix )

L a m e n t in 6 4 6 1 60 j 6 0 6 3 66 6 9 68 66 67 6 6 6 5 6 5

/

5 ) Humidit é rel ati ve rn a x r m a le a b s o l u e

60

~s1

A 1Station s J F M A M J .1 S 0 N D Annpe

Fort- de-Fr an ce 100 10 0 10 0 10 0 99 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 10 0 100( Desaix)

Lamentin 10 0 100 10 0 99 100 9 9 99 100 10 0 10 0 10 0 10 0 100

6 ) Humidit é relative minimal e absolue

Fort-de -France 40 42 3 7 36 33 45 4 9 51 45 5 3 52 42 33( Desaix)

Lamentin 38 38 3 9 3 6 40 43 52 51 48 50 50 45 36

~~s 02 0 5 08 Il \ 4 17 20 2 3Mo is

Moyen n e

J anvi er 85 8 5 8 1 72 7 1 77 83 8 4 80

F évrier 8 5 85 8 1 70 68 75 82 8 3 79

Mar s 8 5 85 · 79 6 7 66 71 8 2 84 77

Avril 86 86 79 68 66 73 83 85 78

Mai 87 87 80 70 69 76 85 86 80

Juin 88 88 83 74 74 79 86 87 82

Juillet 8 9 89 8 4 77 77 81 87 88 84

Ao ût 88 89 84 76 76 80 87 88 84

Septembre 89 89 84 76 75 81 87 88 84

Octobre 90 90 8 5 78 77 83 88 8 9 85

N ovembre 88 89 84 76 76 83 87 88 84

Décembre 87 86 82 74 74 80 8 5 86 82

Année 871

87 82 73 72 78 85 86 82

2) Station du Lamentin

~s 02 05 08 Il 14 17 20 23 MoyenneMois

Janvier 86 86 84 71 70 75 83 85 80

Février 86 87 83 70 68 72 83 85 79

Mars 86 87 81 68 66 70 82 85 78

Avril 87 89 80 68 67 72 83 85 79

Mai 88 90 80 70 69 74 84 87 80

Juin 88 88 81 74 73 77 85 86 82

Juillet 80 88 82 76 75 78 86 87 82

Aoüt 90 91 83 75 74 78 87 88 83

Septembre 93 94 86 73 73 78 89 91 85

Octobre 93 94 87 74 75 80 90 92 86

Novembre 92 93 86 74 73 80 89 91 85

Décembre 8 9 90 8 5 72 72 77 B6 BB 82

A nn é e 88 90 8 3 72 71 76 86 88 82

6 1

() - TEN SION D E VA F:l II{ M O YE N NE C A L CU L E E TOUTES LES 3 HEURES

P En IODE 1956 - 197 0

1) St a t i on d e Fo rt -de- F ranc e \ De sai x )

~s 02 05 08 I l 14 17 20 23 M o y enn eMoi s

Janvier 23, 1 22 , 9 2 3, 7 23 ,8 23. 7 2 3. 5 2 3, 3 23. 3 23 , 4

F évri er 22. 8 22,6 23 , 2 23, 0 22, 8 22 , 7 22. 9 22.8 22 . 9

Mars 23 , 3 23, 2 23.9 23 , 2 22 ,9 22. 9 23. 4 23, 4 23.3

A v ri l 24, 3 24. 3 25,2 24. 4 24. 1 24.3 24, 6 24, 5 24.5

Mai 25, 9 2 5. 7 26.6 25. 9 25. 7 25. 9 26,0 26, 1 26.0

Juin 2 6, 9 26. 7 27.8 27.4 27 . 1 27. 0 27,0 27. 1 27.1

Juillet 27. 3 27.1 28 . 0 28,1 27, 8 27. 6 27,4 27.4 27,6

AoOt 27 . 5 2 7.3 28 . 8 28.6 28. 3 27.9 27,6 27,6 28.0

Septemb re 2 7. 5 27. 1 28. 9 28,6 28 . 4 28 .0 27,7 27.7 28 ,0

Octobr e 27,3 27 , 0 28 .8 28,8 28.3 27,9 27, 6 27,4 27,9

Novembre 26, 3 26. 1 27, 6 27. 6 27. 4 26. 9 2 6, 5 26. 4 26. 9

Dé cem bre 24, 5 24.3 25. 3 25 . 5 2 5, 1 25. 1 24, 7 24.7 24.9 .Année 25. 6 25.4 26, 5 26. 2 26. 0 25,8 25.7 2 5, 7 2 5, 9

2) Station du Lamentin

Janvier 23,7 23,5 24. 6 25, 1 25, 1 24,8 24, 3 24, 1 24.4

Février 23, 3 23,0 24,2 24,4 24,2 24.0 23,9 23. 6 23,8

Marli 23.8 23, 5 25, 1 24,8 24,5 24, 3 24,4 24, 1 24, 3

Avril 25. 1 24.9 26, 4 25. 9 25,8 25. 6 2 5, 7 25. 5 25, 6

Mai 26,7 26.4 27,9 27.5 27,3 27,2 27,2 27. 0 27, 2

Juin 27,8 27.5 28 , 8 28.8 28,5 28. 3 28, 1 28 , 0 28 , 2

Juillet 28. 2 27.8 29, 0 29. 3 29, 1 28,8 28,4 28,4 28 . 6

AOOt 28.4 28. 1 29, 7 29. 7 29, 6 29,3 28,9 28,7 29, 1

Septembre 28,0 27,4 30,0 29, 5 29 , 4 29. 1 28, 9 28 , 5 28 . 9

Octobre 27,5 27, 1 29. 7 29. 5 29, 2 29 . 0 28. 6 28, 0 28. 6

No v crn b r c 26 , 6 2&.2 2H.6 21\. 5 28,3 28.1 27. 6 27.0 e-. . (,Dé c ern b r e 25. 2 24, 6 26,3 26. 5 26, 3 26, 1 25, 7 25 , 2 2. 5, 7

Année 26. 2 25.8 27. 5 27, 5 2 7, 3 27 , 1 26.8 26. 5 26 ,8

62

5 - V E N T A U SO L

L es vitesse s sont expri mée s e n noe u d s

A - ST A T IO N DE FORT- DE -FRA I"C E ( D E SA I X)

1 _ Vi t e ss e m oyenne et fr équen c e ( pou r c e n t par Di rec ti o n) d e s v ent s a u so l c a l c u lé esà partir de huit observatio ns quotidiennes

P ériode 1951 -1 97 0

~DirectionsJ F M A M J J A S 0 N D Année

N 3 2 2 l 1 1 1 2 2 3 3 2

NNE 8 8 7 5 3 2 3 6 8 8 Il 12 7

NE 28 27 24 21 17 15 19 2 0 22 23 28 30 23

ENE 40 39 38 39 37 40 43 33 30 31 27 34 36

E 17 21 25 30 34 38 32 3 3 25 2 5 2 0 18 27

ESE 1 1 2 3 : 4 3 2 2 2 2 1 2

SE 1 1 1 1 1

SSE 1 1 1 1 1

S 1 1 1

SSW

SW

WSW 1

W 1 1 1

WNW

NW

NNW 1 1 1 1 1

Calme 2 1 1 1 2 1 1 3 5 5 6 2 3

Vitesse moyenne 13 13 13 12 12 14 13 Il 10 10 10 12 12en noeuds

. , . f ...

63

b -NE Il II L ( ) S I I T 0 ï ..\ l

64

J ou r d e C i e l cla i r .Lou r n e e o ù l a n é bu Jo s i t « <.:. é t é i n r o ri c u r eou ég ...:. l e à , ~ ()et :l ~ . 1\,J X 1 r o i : o b s e r v. i : i o n spri n c i p a l e s

J o u r d e C i e l c o uv e r t. J o urn é e o ù la n é bul o si té .s ét é s u p é r i e u r eou é g ale à 6 o c ta s a ux t r ois ob ser v a tion sprin ci p a le s

N E BU L OSIT E T OT A L E

PERIO D E 19 56 -1 97D

1) Nébulosit é total e moyenne

~'Sta tio nsJ F M A M J J A S 0 N D

Fort-de-France 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 4 4( Desaix)

Larn e nt i n 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 4 4

2) Nombre de jours de c i e l clairTotal de la p é riode

Fort-de - France 6 2 5 5 1 0 0 2 3 4 6 9( Desaix)

Larn e nt i n 19 6 10 3 2 1 0 1 3 3 Il 6

3) Nombre de jours moyens

Fort-de - France 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1( Desaix)

Lamentin 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

4) Nombre de jours de ciel couvertTotal de la période

Fort-de-France 35 40 38 67 87 119 94 63 71 86 51 38( Desaix)

Lamentin 30 38 40 72 89 124 108 74 102 90 55 47

5) No m b r e de j o u r s moyens

For t-de-France 2 3 3 5 6 8 6 4 5 6 3 3( Desaix)

Lam e n t i n 2 3 3 5 6 8 7 5 7 6 4 3

, : l _(J "

65

....1 : 1 C :-" : . : :; t' ~! ": t..: ~ ; r e_

~ l t.. :;.~: f " :-- , " l , · • 11- : f ' :-.

U I k V I III L. ï ~ . :;() l A TIO!\

," }- I{ r( "

1 ) Du r e - e r n e n s u e l l e rn o yen n e d'Insolatio n

~ Mois

St a t i o~~ J p , M A M J J A 5 0 N D Ann ée

Fo r t-de-France 254 23 1 261 2 56 2 50 226 229 258 2 17 2 30 2 36 25 1 2899( De s a i x )

Lamen t in 256 23 1 260 251 253 233 238 263 2 2 1 2 33 2 35 2 4 6 2920

2 ) Maximum mensue l d 'Inso la tion

For t- de - F rance 297 254 28 9 29 1 27 6 25 6 299 2 7 6 2 3 6 275 27 1 28 7 30 2 1( De s a ix )

Lamen t in 28 6 2 62 29 3 275 27 6 2 6 1 294 284 242 27 8 257 2 92 / 30 6 7

3) M inimum mens ue l d 'In s ola tion

Fo r t -de - F rance 230 18 8 22 6 2 26 2 1 3 198 18 0 2 38 196 1 97 18 6 223 2737( De s aix)

Lam e n t in 21 0 18 6 2 22 216 226 195 189 2 4 3 1 9 2 1 9 8 18 4 209 276 5

N . B . - Insolation Larn ent in mesurée à partir de Févrie r 1962

66

I V _ RAYONNE ME , T GLOBAL HE SURE AU LAME NTIN SUR UNE SURFACE HORIZONTALE--~-~--~------~---~----~----------------~

Les val eur s maximales sont celles observ~e6 au moins une foi s

pendant la péri ode le mois considéré. Ell es sont à rapproch er

du tableau 3 pour vérifi er l es hypoth èses sur le trouble.

Tout efois, certains mois cinq années de suite n'ont vu aucun

jour de ciel sans nuage.

Les valeurs minimales sont celles observées au moins une fois

pendant la période, le mois considéré.

Le minimum peut è t r e très bas pendant l'hivernage ainsi qu' en

juin e t décembre. Toutefois la fréquen~e de c e s ba~A~8 valeurs

est faible comm e l e montre le tableau 5

'i'ableau 4----- ------- ---- -.---- ---:JANV ;FEV ! MARS: AVRIL: MAI iJU1N iJUIL ; AOUT :SEPT iOCT iNOV ;DEC

ï----- ! , -~!---T---' '~-'- ' ! 1 --.,----, l ', MAXI ! 5,58 i 5,98 , 6,75 1 7,19 ;6,94 ;6,86 , 6,92 , 6,86 j7,11 ! 6,00! 6,02i5,5C'--:------y ! ----- -,-- -- ---r---- --,- -----r -----r-----r- ----T-- -.- -,------ï-----,--r hOYEN ! 4,45 ! 4,81 ! 5,23 , 5,61 ,5,52 !5,45 , 5,53 , 5,22 ,5,16 ! 4,45; 4,27i 4, OL1-...-.-----------------------------... - --------- -------,~:IIH ; 2,86 : 2,06 : 1,62 : 1,61 :2,28 :0,78 ; 1,45 i 0,42 :0,44 : 0,77: 1,14:0,4;

---------------------_.-._-.--...-.-------------------------------.-.--..--------- ... _-

b) - liQ..l1I~RE__~~_~ù_UX~_~Q. _~E1.. _RJŒQ.~..N:E}iE}f~_<l~01iJ1&....t:tE_SUIiE...A~_:L~R);..E..!!.B.

At[~_~~t[I..L_~_lt. )1.t...3.. _~~_hJ."l~AN.2_~N_S_

dont une foia 2 jours consécutifs

dont une fois 6 jours consécutifs et 3 fois 2 jours consécutifsune fois 3 jours consécutifs ct une foia 2 jours consécutifs

(1 )

(2)

0)( 4)

(5)(6)

dont 3 fois 2

dont une fois

dont 7 fois 2

jours consécutif b et une1

deux jours con s écutifs

jour s consécutifs

foia 5 jours consécutifs

-----~-_._--_._--------------

•••

Période 1974-1978 pour les deux mois NOV et DEC dans ce tableaudont 14 en 1

67

1 ) MATIN

Tnb l e a u 6-- _....._---

JANVIERFEVRIER~!ARS

AVRILMAIJUINJUILLETAOUTSEPTEMBRECJCTCJBRENUVEMBREDECE~IBRE

5555555

2) SOIR

---~~.--------

2,152,252,552,852,7.02,702,702,652,652,3CJ2,251,95

.- ------.--- .-..--.-.-.-.------.-----------.---- -------- --- -r-- --- --, Tranches horaires , TOTAL·.- - -- - - - - -- - - - -- -- - -- -- - - - --- - - - -- - - --- - -- _.- -- - - -- - --"---- - --' sor R1 1 1 r r 1 1 1 K1 12-13 '13-14 14- 15 15-16 '16-17 ' 17-18 18-19 1 en w• , 1 1 1 l , m2" •••• 1· . .._---- -- - ----- - - -- - . .- -- --- ---- -~----.- -,--- -- - --- ---- -!---~--~T-~---,-.----

JANVIER 630 595 510 350 190 35 2,30FEVRIER 675 650 540 395 230 65 5 2,55MARS 720 665 560 425 245 7CJ 2,70AVRIL 750 690 590420 245 80 5 2,80MAI 720 680 580 440 260 95 5 2,80JUIN 710 660 565 430 260 lU5 10 2,75JUILLET 730 700 580 435 265 105 lU 2,80A0UT 685 635 535 395 24u 85 5 2,60SEPTEMBRE 695 645 ~2CJ 1 365 210 55 2,50OCTOBRE 615 565 455 i " 320 '165 30 2,15NOVEMBRE 600 54u 435 r 285 135 2CJ 2,00DECEMBRE 1 585 540 455 ' 310 155 25 2,1 0

1 ! ,-------------------- ------On constate un e t rè s f ai bl e diGsym0tr ie e n t r e l e matin et le

s o i r , va r i a b I c a u c our s d e 1 1 a nn ô e .

Le r ayonn em en t du mat i n ('t n r t s u p ô r i c u r ~ celui du so i r , c n

DOQt, se p te mb re e t oc t ob r e 0 t i nf~ r i e u r cn d6ccmbrc , j a nvi er

e t f êvri er. L' ê cart n e d ~ p n 6 8 c t ' u t0fo i s pas 15%

v - Rf,YOrH-iEHENT DIRECT ET RAYONNEMENT DIFFUS SUR UNE SURFACE HORIZONTALE

L0 c omp~ rv ls on a V 0 C l es valeurs théoriques obt enues en appliqua nt

des for mul es conduit ~ prendre des ooefficients de troubl e (LINKE ;

6Goux ~ 6 en avril, mai, juin, aofit, septembre e t octobre, égaux i

5 cn novembr e , déc 0m br e , janvier, février et juillet ..f t , :

En fait CeS valeurs sont certainement surestimées en raison,soit c

formules inadaptée s à la r égion, soit de l'appareil de mesure soup­

çonné de donner .de s indications inférieures à la r éalité en

rayonnement global, soit des deux.

Les valeurs qui vont suivre fortement influencées par le trouble

atmosphérique sont donc à considérer avec précaution et en réalitéun pel)

on doit avoir un rayonnement direct superieur et un rayonnement

diffus égal ou légèrement inférieur à ce qui est indiqué. 1

DEC

1,86

2 t 18 1_.:--__....:....--.....;.---~---=--~......:.._---:-_~

Tableau 8;..-...--~~-~-----~----------- --------~~_.~---i.JANV FEV: ~AR: _i_A_V_RIL: MAI__:_~~~_~_~u:..r:_: AOUT : SEPT iOCT NOV

-~-~--- l""" l ' ----:----Dlrect i 2,26 ! 2,50 ,2,72 , 2,61, 2,50i 2,38j 2,74j 2,28; 2,28, 1,82; 2,03

-'~-î----T--~'---'~~'-·-~-ï----ï ' , ,Diffus; 2,19 , 2,31 ,2,51 i ,,00; 3,02j 3,01, 2.Q9, 2,94; 2,88; 2~63i 2,24--------~----~~~.......;---_.:..--

Nous partirons de ces valeurs pour estimer l'irradiation de

surfaces inclinées et orientées sous divers angles.

Compte tenu des imprécisions sur les mesures et du manque de

formules adoptées nous ne descendront pas à l'échelle de l'heure

Les formules employées pour le tableau 8 dues à PERRIN DE

BRICHAMBAUT sont les süivantes :

fraction d'insolation = durée de l'insolation/durée dujour

D = diffus G = global, B direèt

)) D1 / G1

D1 z: G T - G, 5~0 Cos (0 - Ù

31,6

G1 ( cf. page 10

B = G - D

A la station du Lamentin

J F M A M J J A S 0 N D Ann ée-

empérature moyenne vraie 24,5 24,3 24,8 25,6 26,3 26,6 26,6 26,8 26,4 26,0 25,5 24, 9 25, 7°C, réf . )

umidité moyenne vraie 80 79 78 79 80 81 82 83 85 86 85 83 82%, réf . )

eneur en eau de l'air 15,36 15,00 15,36 16,41 17,4~ 18 ,00 18, 17 18,59 18,54 18,56 17,5 3 16,45 16, 94g/kg, réf. et )

eneur en eau de l'air à 19,73 19,43 19,93 20,68 21 ,34 21 ,6..: 21 ,63 22, 11 21 , 44 21 , 0~ 20,52 20 ,05 20, 82at. (g/kg,réf. et )

ouvoir évaporatoire de 4,37 4,43 4,57 4,27 3,90 3,63 3,46 3,52 2,90 2,45 3,05 3,60 3, 88'air (en g/kg)

nsoleillement sur une 4,45 4,81 5,23 5,61 5,52 5,45 5,53 5,22 5, 16 4,45 4,27 4,04 4 ,97urface horizontale

Pl

Ts

T(

T(

H(

Es(en :':' Wh/ m2, réf.

Température moyenne vraie =(T 2h + T 5h + ••...•. T 23h)/8

Humidité relative moyenne vraie=(H 2h + H5h + ••••••• H 23h)/8

teneur en eau de l'air=poids d'eau en grammes par kilogramme d'air

MOYENNES MENSUELLES DU POUVOIR EVAPORATOIRE DE L'AIR AU LAMENTIN.

Œ~

AN l n: 2

DOCUMENT BIBLIOGRAPHI QUE S DE SECHAGE SOLAI RE

Activité de l' eau p. 71. r éf. 7

Rende me nt d'in clinai son d'un ca pte ur s o l ai r e pl a n . p. 72 réf. 6

70

n

kg mat. sèche

0,2

0,1

o

activité de l'eau (réf. 7)

71

72

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DNJAS 0

Latitude: N.1 50JMAMFJ

Orientation ISud: 0 0

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--os(1),

-+,

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RENOEMENT O·INCLINAISON

ANNtx E 3

EXEMPLE DE CALCUL ILLUSTRANT LA METH OD E EXPERIM ENTALE

p. 74 à 76

73

EX EMP LE DE CALCUL

Af l n de faci l i t er l a compréhensio n de l a méthode utili sée, et des résultat sdonnés, nous vous proposons de reprendre à travers .un exemple les calculsutili sé s.

Ceci permettra en outre de vérifier la justesse des valeurs données par lemicro-ordinateur.

1°) Evaluation de la ressource solaire. latitude = + 15 °longitude = - 61 °

Nous nous situons mardi 10 juillet 1984, à 9 heures.Ce jour-là, la déclinaison vaut = 22,3 ° etl'écart de temps = 5,05 mn

A 8 heures et demie, l'angle solaireCalcul de la hauteur solaire

= 15 x (8,5-1/15-5,05/60-12) = 54,76°

siny = s i nc s i nô + coslf cos ô COSW

= sin15 sin 22,3 + cos15 cos22, 3cos-54,76::: 0,61

et y = 37,86°

Calcul du rayonnement théorique arrivant au sol à cet instant avec un facteurde trouble maximum Tl = 6

G' théo.Tl = 6 (1270-56xTl) x sin y((Tl+36)/33)

= (1270-56x6) x 0,61((6+36)/33)

= 497,8 W/m2

Or la valeur reçue par la station météorologique, entre 8 et 9 heures estégale à :

G = 154,1 J/cm2 soit G = 1,541 106 J/m2

Ce qui correspond à une puissance moyenne reçue égale à

G' = 1,541 106 / 3600reçue

= 428 W/m2

G'G' reçue < théo.Tl = 6 , le rayonnement est donc sous forme diffus.

On obtient donc le calcul de l'énergie solaire reçue par le capt eur grâceà la formule

G capteur G x (cos18/2)+ 0,2x sin~6 /2)) x sur f ace de captation1,541 106 x (cos 230/2 + sin230/2) x 8,5784

12,51 106 J/m2Or la valeur livrée par l'ordinateur est: 0,125 108 J/m2 ce qui estidentique.

/ J

En reprenant à la cal cula tri ce les val eur s hora l re s fournI es parl'ordinateur pour le 10; 07 on obt i ent po ur l a somme des va le urs h o ra i r e ~

(va leu r totale du j our ) : 1,78 108.

Or la valeur donnée pa r l 'o rdi nat eur est: 1,697 108 JL' écart est dû à l'util i sati on de valeurs approc hées avec l a calc ulat r i ce .

2°) Calcul d 'humidité des échant i l l ons

Cas de l' échantillon ri " 5 pré l evé le mardi 10 juillet à 9 heu res .

Poids de la plaque de Pét ri n° 5 : 6,21 9Poids brut humide dans la plaqu e de Pétri. . . . . . . . .. sec .

d'olJ :

20,32 98,13 9

Poids net humide de l' échantillon: 14,11 9..... d'eau dans l'échantillon: 12,19 9 soit 86,39 %..... réduit de l'échantillon = (1-0,88)/(1-0, 8639) 0,88

Extrapolation à la clai e n° 5 :

~~tière sèche sur l a cla i e = 655,9 x 0,1 2 = 78,7 9Poids de produit sur l a cla i e le 10/07 à 9h = 78,7 (1-0,8639)

= 578,25 9

Or les valeurs données pa r l'ordinateur sont les suivantes

Poids de produitPoids réduitHumidité

sur l a claie n° 5 578,4 9= 0,8819= 86,39 %

La programmation claie par claie est donc correcte.On peut donc vérifier le poids total. La somme des poids sur claiesest égale à 4,1459 kg ce qui est aussi le poids total indiqué par Xérox.

D'où le poids total réduit = 4,146/7,128 = 0,5816 (poids initial = 7,128 kg)humidité initiale : 88%) 1

et l'humidité totale égale àH = 100 x (1 - 7,128 x (1-0,88)/4,146)

= 79,37 %

Ce qui est conforme aux valeurs affichées par l'imprimante.

3°) Calcul des rendements

Rendemen t bi-ho raire du séchoir , l e 10 juillet à 9 heures.

L'énergie solaire inte rcept ée par le capt eur vaut :

E = 0,714 107 + 0 ~ 12 5 108 , = 0,1 964 108 J

L'é nergie capté e pa r le s stocks est

ES 100 x 4,1 86 10 3 x (41,4 + 37,9 41,2 - 36,4)/2

3,558 105 J

L' énergi e de vapori sa tio n de l ' eau es t éga l e à

76

EV 6(4, 329 - 4,14 6 , x 2 , 4 10

4 , 39 105 J

' r ;::

On peut a l ors conna î t r e le re ndement t he rm iqu e bi-ho ra i r e du sèchoir

(ES + EV)/ E(3, 558 + 4 , 39) 105 / 0,1964 108

:= 0,040

Ce qui correspond à une efficacité de séchage e

e := EV / E

:= 4,39 105 / 0,1964 108

= 0,02

Les valeurs obtenues à l'aide du programme informatiqu e sont

r := 0,405 10- î et e = 0,224 10- 1

ANNE XE 4

RESULTATS

- Relevés météorologique s obtenus pendant la phase expérimentalep. 78 et 79

- Relevés expérimentaux et météorologiques (rayonnement) accompagnésde leur traitements informatiques.

77

épongesoignonsbananes

p. 80 à 82p. 83 à 86p. 87 à 93

IETEuROLOGIOUE ANT ILL ES- GU YANE

78

ION DESAIX MOl S : JU rt, ANNEE : 1984

-- Données d e temp érat ur e ru mu d l t ( enso l el 11 ement et 1 <.tycJn neme nt

global pour la s t a ti on , l e mOlS et l ' année SpéCIf Iés ci -dessus .

1 1 1 1 Humidité I Rayonnement 1 InsolationIJour I Tmin 1 Tmax 1 8H 1lH 17H IMaiin ISoir IMatin ISoir 11-----1------1------1------------1------1------1------1------11 1 1 243 1 295 1 85 75 '70 1 1058 1 1840 1 37 1 52 11 2 1 226 1 295 1 82 73 78 1 1136 1 2095 1 37 1 52 11 3 1 243 1 293 1 91 92 79 1 792 1 1527 1 29 1 20 11 . 4 1 238 1 297 1 84 68 72 1 1160 1 2167 1 36 1 39 11 5 1 230 1 303 1 85 65 68 1 1316 1 2349 1 35 1 53 11 6 1 229 1 297 1 81 73 93 1 761 1 1754 1 40 1 23 11 7 1 218 1 301 1 78 57 74 1 1119 1 2158 1 45 1 50 11 8 1 228 1 290 1 85 86 87 1 928 1 1938 1 48 1 42 11 9 1 229 1 295 1 87 70 88 1 986 1 1890 1 29 1 33 11 10 1 247 1 298 1 85 71 80 1 1092 1 2193 1 38 1 52 11------------------------------------------------------------11 Il 1 240 1 292 1 78 85 73 1 1246 1 2166 1 41 1 56 11 12 1 233 1 281 1 87 93 78 1 881 1 1698 1 29 1 . 26 11 13 1 239 1 294 1 72 67 75 1 1301 1 2538 1 60 1 56 11 14 1 240 1 284 1 81 84 77 1 896 1 1627 1 29 1 14 11 15 1 230 1 284 1 95 77 90 1 1053 1 1890 1 23 1 27 11 16 1 230 1 294 1 83 . 76 78 1 942 1 1848 1 29 1 16 11 17 1 246 1 297 1 72 65 75 1 1111 1 2067 1 39 1 40 11 18 1 231 1 296 1 74 63 72 1 1224 1 2396 1 49 1 54 11 19 1 227 1 304 1 75 65 64 1 1213 1 2296 1 46 1 40 11 20 1 228 1 296 1 80 69 78 1 950 1 1950 1 41 1 28 11----------------------------------------- . ----~--------I1 21 1 228 1 295 1 86 69 76 1 1039 1 2033 1 35 1 34 11 22 1 241 1 297 1 80 69 70 1 12n 1 .2365 1 44 1 53 . 11 '23 1 242 1307 1 76 68 94 1 939 1·2169 1 52 1 32 11 24 1 237 1 275 1 93 87 92 1 392 I ·~ · .;·a14 1 5 1 4 41 25 1 232 1 285 184 79 79 1 956 I~:ï804 1 27- 1 33 1·1 26 1 242 1 285 1 86' 97 82 1 899 (.1'326 1 '·2 1 20 1.1 27 1 240 1 289 1 76 69 74 1 1153 1 ·2i77 1 45 1 46 1·

'128 1235 1 295 1 81 67 72 1 1111 1 2342 1 54 1 48 11 29 1 240 1 286 1 83 86 82 1 1134 1 2224 1 53 1 52 11 30 1 238 1 283 1 84 95 90 1 856 1 1647 1 . 20 1 23 11------------------------------------------------------------1

Un ités utilisées -température----------------- -humidité en

-insolation ·-rayonnement

* : .données manquantes

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di xième de degréy. (8 / 11 / 17 heures locales)dixième d'heureJ 1 cm2

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79

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globa l pour l a s t a ti on , le' .1' t""' ~ t · . r" l ' : r-

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1 1 l 1 Humidit ~ i Ra yonne me nt 1 In ~ o l atl on

IJour 1 Tmin 1 Trnax 1 8H 11H 17H IMatin I5 0lr Jrt a t i n l So i r 1

I-----I -- - -- -�----- -�-- - - - ~- - - - - -I - - - - - -r - -- - --I-- - -- -1 -- - - - - 1

1 l ' 1 216 1 263 1 97 90 90 1 07 J r 3 14 1 00 1 00 r1 2 1 242 1 288 1 81 n 78 1 1069 r 1208 1 45 1 51 r1 3 1 221 1 270 1 92 96 97 1 46 3 r 168 1 15 r 00 11 4 1 230 1 286 1 91 79 72 1 964 l 1096 1 35 1 44 l1 5 1 230 1 285 1 95 74 80 1 89 6 l 1049 1 29 l 34 11 . 6 1 232 1 283 1 88 75 85 1 759 l 922 1 19 l 45 11 7 1 239 1 289 1 85 75 80 l 794 l 1193 l 34 1 42 11 8 1 240 1 290 1 82 72 79 1 1014 1 1005 1 37 l 36 11 9 1 239 1 .290 1 79 74 74 l 915 1 1158 1 40 1 58 11 10 1 231 1 . 289 1 90 68 76 1 964 l 1238 1 50 1 51 11---------------------------- ----- ------ ------- --------------11 Il 1 242 1 281 1 88 82 88 1 635 1 930 1 16 1 47 11 12 1 242 1 293 1 84 71 76 1 1010 1 1004 1 45 1 55 11 13 1 235 1 292 1 78 73 85 1 947 r 979 1 41 1 31 11 14 1 234 1 286 1 83 84 73 1 94 6 1 1082 1 47 1 54 11 15 1 243 1 283 1 83 70 .74 1 893 1 1038 1 3 1 1 38 11 16 1 245 1 287 1 78 74 74 1 850 1 1102 1 26 1 36 11 17 1 242 1 291 1 76 78 74 1 834 1 1222 1 34 1 49 11 18 1 235 1 295 1 78 66 70 lIOn 1 1284 1 55 1 51 11 19 1 217 1 294 1 76 64 87 1 1114 1 1209 1 49 1 48 11 20 1 229 1 245 1 98 98 98 1 024 1 220 1 00 1 00 11------------------------------------------------------------11 21 1 230 1 284 l 78 72 75 1 1090 1 1157 1 48 1 47 11 22 1 229 r 281 1 81 68 82 1 873 1 1225 1 46 1 50 11 23 1 238 1 285 1 91 76 92 1 966 l 901 1 44 1 26 11 24 1 228 1 273,; 1 86 87 87 1 584 1 763 1 12 1 26 11 25 1 230 1 2681 91 96 98 l 505 1: 593 l 08 1 . 03 1126 1218 1271195 82 81 1 529 l 685 1 01 1 00 11 27 1 235 1 286 1 80 71 78 1 1096 1 1266 1 44 1 46 11 28 1 231 1 291 1 88 70 92 1 921 1 1160 1 48 1 51 11 29 1 232 1 288 1 91 85 87 1 710 1 661 1 22 1 10 11 30 1 241 1 285 1 84 70 77 1 1000 1 1034 1 45 1 30 11 31 1 230 1 286 1 80 73 78 1 963 1 1275 1 49 1 53 11------------------------------------------------------------1

Unités utilisées -température---- - ------------ - humi d i t é en

-i nsol ati on-rayonnement

* : données manquantes

d i xième de degréf. (8 / Il / 17 heures locales)di xième d'heureJ / cm2

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RELEVE DES PE SEE S DES CLAIES DU SECHOI R 50 ~IR f

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Ener Qle tot ~ l e r eÇu ~ pa r l e séc h D l r~ 1.5880·08 CALCULS DES RENDEMENTS DU SECHOI R SUN-W1NO

A la da t e d u : MAROI 10 JU I LLETV a l eu~ s des en e r q l e s ~ eÇu e s pendant la journée du MARDI 10 JU ILLET sur l .. s diffé rente s s u rf~ ces d u séc ho i r .

JOURNEE DU MARDI 10 JUILLET 1984

R.T.ARENOEMENT THERMIQUEE. -EFFICACITE DU SECHOIR

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En .rQie t o t~ lw r vOu ~ par 1.. SOChO lr- 1.6970+08

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RELEVE O[S PESEES O[S CLAIES ou SECHOIR SOLAIRE

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JOURNEE DU JEUDI 19 JUILLET 1984

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Le VENDREDI 13 JUILLET 1984 Le VENDREDI 13 JUILLET

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Le VENDREDI 13 JUILLET 1984 Le SAMEDI 14 J UI LLET

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Le DI MANCHE 15 JUI LLET L. SAMEDI 14 JUI LLET

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/ a l ~u r s des ~ner qle~ r~Çues pendant la journée OU JEUD I 12 / 0 7 / 1964 sur le5 olff e r e n te '5 <:j u - ~dce s d u s e c ho i r ,

EnerQle t o t a l e reçu. pAr le s~chOlr. 1 .56 '5D+ t) 8

A l a o e t e o u : VENDREOI 13 /0711984'l'al eurs d e s ~nerql es reQues pendant 1a Journ~e du VENOREDI 13 / 0 7/1964 sur les dl ,f~rente s s urf ~ c e s du séchOir.

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tot O. 1 ~70+09 0.5620+05

A 1. d.te ou:OlM 15/07/64Va l e u r s des énerQlea reçue. peno.nt la Journ~~ du OIM 15 / 0 7 /84 sur le. d~iférentes surfaces du aQch01r.

EnerQie totale reOue par le ••cho ir- 1.5400+08

tot. no-:0.0000+000 .1520+070.4420+070.9400+070.1790+060.1830+080.2070+080.2290+080.1960·060.1660·060 .12bO+060.6830+0 70 . 3 35 0 +0 7

photo0.0000+000.2120+050.6190+0:50.1320+060.2:510"'060.2:560+060.2900"'060.3200+060.2740+060.2320+060.1770+060.1240+060.4690+050.4690+05

cap0.0000+000.1:500+070.4360+070.9270+070.1770+080.1810+080.2040+080.2260+080.1930+080.1630+080.12:50"'080.8710+070.3310+07O. 1:541>+09

heur-.6 h7 h.8 h9 h10 hIl h12 h13 h14 h15 h16 h17 h16 h

tot

1 .5 750+08Enerql€ t ot al e r e Çu e par Ir s~chOlrc

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6 h7 h8 h

9 h10 h

Il h12 h13 h

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lb h17 h

18 htot

c a p photo0 . 0 0 0 0 +0 0 0.0000+000 . 15 5 0 +0 7 0.2200+050 . 6 4 40 +0 7 0.9140.050 . 1 17 0 +0 8 0.1650+060 . 15 0 0 +08 0.2130+060 . 2 2 6 0 +0 6 0.3210+06O . 1630.06' O. '2.600+060 . 2 4 10 +0 6 0.3420.060. 19 7 0 . 0 8 0 . 2]9 0 +0 b0 . 16 8 0+0 8 0 . 2 6 7 0 +0 b0 . 8 b 9 0 . 0 7 0 . 12 3 0 +Ob0 . 4 35 0 +0 7 0.6160+050 . 2 2 3 0 . 0 7 0.3160+050 . 15 4 0 +0 9 0.3160+05

tot. nor0.0000+000.1560+070 .6540+070.1160+060.1520+080.2300+060.1860+080.2450+060.2000+080.1910+060.8810+070.4420+070.2260+07

En.rUle tot~le reçu. par Iv ••choir- 1.5360+08

CALCULS DES RENDEM ENTS DU SE CHOI R SI N-W I NU

JOURNEE DU JEUD I 12 J UI LLET 198 4

R.T.=RENOEMENT THERMI QUEE. ~EFFICACITE DU SECHOI R

91

7.h 9h I1h 13h 15h 17hR.T. 0.0000+00 0.0000+00 0. 0000+00 0. 0000+00 0 . 0000+00 0 . 2 7 10-0 1E. 0.0000+00 0.0000+00 0.0000+00 0.0000+00 0 .0000 +00 0.7120-01

REND. THERM. QUDTIEN=O. 36 0D-0 2

EFFICACITE QUOTIOIENNE=0.9390-02. . . . . . . . .. NOCTURNE =0. 1550+01.......... TOTALE =0.7560-01

0.1060+030.6470+00

0.1320+02

CALCULS OES RENOEMENTS OU SECHOIR SUN-WINO

JOURNEE OU VENOREOI 13 JUILL ET 1984

R.T.=RENOEMENT THERMIQUEE: =EFFICACITE OU SECHOIR

7h 9h I Lh 13h 15h 17hR.T. 0.0000+00 0.9730-010.1560+00 0.1160+00 0.3970-01 -.3440-01E. 0.0000+00 0.8240-01 0. 3960-010.3510-01 0.3810-01 0.1140+00

RENO.THERM.QUOTIEN=0.9010-01

CALCULS OES RENOEMENTS OU SECHOIR SUN-WINO

EFFICACITE QUOTIOIENNE=0.5120-01•......... NOCTURNE =0.1200+01

· •.....•... TOTALE =0. 1150+00f~

f:1•J·, ;

0.1950+020.8330+00

0.8670+01

JOURNEE DU SAMEOI 14 JUILLET 1984

R.T.=RENOEMENT THERMIQUEE. =EFFICACI TE OU SECHOIR

7h 9h Ilh 13h 15h 17hR.T. 0.00 00+00 0.1180+00 0 . 114 0 +0 0 0.9400-010.4000-010.2400-02E. 0.0000+0 0 0.7080-01 0 . 42 0 0 - 0 1 0.2170-01 0.2600-01 0.4060-01

REND. THERM. QUOTIEN=0.7380-01

EFFICACI TE QUOTIOIENNE=0.3760-01.......... NOCTURNE =0.4970+00.......... TOTALE =0.5920-01

\

; .,------...!....-, . ~'--------=---------

0.2660+020.2010+01

0.1690+02

Le S AMEDI 14/07/84

f..è. 15 h e u r '=5 . 0 n :'-! ( BANAN E )

C l è l P- F'. r ;et F'.• é (j . humidité CORR.

(.J . <i -S" 7 21 fJ 7 -:::,.8 13 6 -4. 958 4.,

( ) . 405:=' (J o 2 1135 .....:..6885 -4. 9518.c,

~ ().5239 u. 2628 19. 9275 -4.7322-4 O. 9641 0 . 4 7 7 1 55.8959 -3.7300cr l .0983 0 . 3 6 0 6 4l. 6507 - 4 . 0 4 9 9J

6 2.2312 O. 4965 57.6214 -~.. 73907 1.2925 O. 4241 50.3840 - 3 . 7 3 168 1. 6503 O. 7181 70. 7015 -3.27759 1 .2934 0.6368 66. cjl61 1 -3.41 1610 1. 3298 O. 9209 77. 1523 -3.321 311 0.8586 0.5938 64.5646 -3. ~. 525

h um.•éelle

s . / l2 ~J

8. w4(J'::,

2 4 .65 9 859.625(145. 700661. 360454.115773.979070.372780.473667.9171

P.tot1.20850+01

POIDS TOT. CORR.=12.721HUMIDITE TOT. CORR.=57.530

P.tot .•éd4.70640-01

hum. tot.5.52950+01

Le SAMEDI 14/07/84

A 17 heures.on a: BANANE )

claie P.net P.réd. humidité CORR.(

1 ;1.4401 0.2200 4.3478 -4.9432

J(2 0.4111 0.2216 5.0505 -4.9239

1 3 0.4276 0.2144 1.8809 -4.97204 1 0.4376 0.2165 2.8302 -4.9592tc- . 0.7344 0.2411 12.7341 -4.8086.J .

c tr· 1.1111 0.2472 14.9028 -4.7195

//Ji 1.2930 0.4242 50.4039 -3.76291.4543 0.6329 66.7539 -3.88841.4615 0.7196 70.7610 -3.0741

10 1.3423 0.9296 77.3667 -2.91251 1 1.3114 0. 906 cjl 7 6 . 8 0 10 -2.8429

hum. réelle

9.29119.97446.85287.7894

17.542619.622354.166870.642373.835180.279279.6439

F'. tot1. 04250+01

POIDS TOT. CORR.=1 0.97 3HUMIDITE TOT. CORR.=5ü.765

P. t o to r é d4.05970-01

hum.tot.4.81740+01

Le DlM.15/07/84

A 7 heures.on a: ( BANANE )

claie P.net P. réd. humidité CORR.

1 0.4656 0.2327 9.5745 -4.88032 0.4194 0.2261 6.9388 -4.9090~, 0.4541 0.2278 7.6190 -4.88744 0.4917 0.2433 13.5211 -4.78935 O. 7011 0.2302 8.5911 -4.86296 1. 1970 0.2663 21.0046 -4.76677 0.7159 0.2349 10.4235 -4.83148 1.4005 0.6094 65.4762 -3.83979 1.4609 0.7193 70.7500 -3.622210 0.9621 0.6663 68.4211 -4.087911 1.0670 0.7379 71.4876 -3.4595

hum.réell~

14.454811.847812.506518.310413.454025.771315.254969.315974.372272.509074.9471

P.tot9.33530+00

POIDS TOT. CORR.= 9.827HUMIDITE TOT. CORR.=45.021

P. toto réd3. 6355D-Ol

hum.tot.4.21270+01

j