Transcript Modélisation dynamique du comportement

1er Colloque Franco-Marocain sur les Energies Renouvelables, COFMER’01, Rabat 28-30 octobre 2014
Thème : 14
Modélisation dynamique du comportement thermique d’un plancher
chauffant avec circuit fermé à Marrakech
Issam SOBHY*, Abderahim BRAKEZ, Brahim BENHAMOU
Laboratoire LMFE (Unité Associée au CNRST, URAC27), Faculté des Sciences Semlalia,
Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
Laboratoire EnR2E, Centre National d’Étude et de Recherche sur l’Eau et l’Énergie
(CNEREE), Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc
* [email protected]
Résumé :
L’objectif de cet article est d’étudier les performances énergétiques d’un système de
chauffage solaire d’une salle de bain, type HAMMAM, par le bais d’un plancher chauffant.
Deux configurations ont été comparées: plancher chauffant avec ou sans stockage thermique.
La présente étude a été réalisée pour une maison type villa dite NASSIM située à Marrakech.
La simulation thermique dynamique de la salle de bain couplée au plancher chauffant a été
faite à l’aide du logiciel TRNSYS, durant l’année 2013 à partir des données météorologiques
réelles de Marrakech.
1. Introduction
L’approvisionnement en énergie du Maroc dépend à plus de 97 % des importations. Ce qui
pèse lourd sur la facture énergétique du pays. En revanche, notre pays dispose d’un important
gisement solaire, environ 5 kWh/m²/j en moyenne et 3000 h d’ensoleillement par an [1]. A
cet effet, nous nous proposons d’exploiter ce potentiel dans l’habitat par l’utilisation d’un
plancher chauffant à circuit fermé installé dans une salle de bain.
Les études sur la technique de chauffage par plancher sont multiples Dans la région du
nord d’Afrique et pour un climat similaire à celui de Marrakech Mokhtari et al. [2] ont étudié
l’utilisation d’un circuit hydraulique dans un plancher pour le chauffage et le rafraîchissement
des locaux dans un climat Algérien. Le principe est de faire circuler directement dans un
plancher un fluide chauffé par des capteurs solaires sans utiliser des cuves de stockage
intermédiaires. Par ailleurs, la simulation dynamique du plancher chauffant par le logiciel
TRNSYS [3] a été faite par Sobhansarbandi [4], qui a fait une étude comparative entre
l’efficacité de deux capteurs solaires l’un est composé des capteurs plans en série de type PCC
de surface totale égale à 8m², et l’autre est un capteur parabolique (CPC) d’une surface de
2m², pour chauffer un plancher chauffant d’une maison située en Gazimağusa, au Nord du
1er Colloque Franco-Marocain sur les Energies Renouvelables, COFMER’01, Rabat 28-30 octobre 2014
Chypre dans les même conditions durant cinq jours les plus froids de l’hiver. Les résultats
montrent que le collecteur CPC donne un rendement équivalent à l’ensemble des capteurs
PCC plans en série, et arrive à maintenir la température du plancher à celle du confort
souhaitée.
2. DESCRIPTION DU SYSTEME
Le système étudié a été réalisé dans un bâtiment résidentiel situé à Marrakech. Il est composé
des éléments suivants:
 Un capteur solaire plan à eau de 4 m² de surface;
 Une dalle en béton de 4 m² de surface et de 36 cm d'épaisseur, parcourue par un
serpentin en cuivre de 16/18 mm de diamètre et un espacement entre les tubes de 11
cm;
 Des pompes de circulation et des vannes;
 Un local à chauffer (monozone) de 4 m² de surface et 10 m³ de volume.
 Un réservoir de stockage d’eau chaude.
Le plancher est isolé par une couche de 50 mm de liège et par celle du béton armé.
La configuration du système du plancher chauffant avec un réservoir de stockage ne permet
pas d’atteindre la température désirée pour une salle de bain, alors qu’il permet d’éviter les
grandes variations de température entre la journée et la nuit. Une étude plus complète est en
cours et un monitoring du «HAMMAM» est programmé afin de valider les résultats de la
modélisation.
Références
1. ADEREE « L’Agence Nationale pour le Développement des Energies Renouvelables et
de l’Efficacité Energétique », http://www.aderee.ma/.
2. A. Mokhtari, H. Kazeoui, Y. Boukezzi and G. Achard, ‘Utilisation d’un Circuit
Hydraulique dans un Plancher pour le Chauffage et le Rafraîchissement des Locaux’, Rev.
Energ. Ren. Vol.1, pp 17-27, 1998.
3. S. Klein, et al, A Transient System Simulation Program, Solar Energy Laboratory,
University of Wisconsin-Madison, Madison,WI, USA.
4. Sarvenaz Sobhansarbandi, ‘Performances of Flat-Plate and CPC Solar Collectors in
Underfloor Heating Systems’, Eastern Mediterranean University Gazimağusa, North
Cyprus, Master of Science in Mechanical Engineering February 2013.
Remerciements
Cette étude est réalisée dans le cadre du projet RafriBat financé par l’Académie Hassan II des Sciences
et Techniques.