Influence des filets anti-insectes sur le climat sous serre ...rencontres-du-vegetal.agrocampus-ouest.fr/infoglue...Exemple de caract érisation : le filet Ultravent ® Performances

66èèmes Rencontres du Vmes Rencontres du Vééggéétal, Angers, 11 janvier 2011tal, Angers, 11 janvier 2011 11

J.C. Roy, FEMTO-ST, Université de Franche-Comté, Belfort, FranceT. Boulard, INRA –URIH, Sophia-Antipolis, France

Influence des filets anti-insectes sur le climat sous serre.

Caractérisation des effets aérauliques.Amélioration des performances


Introduction

Caractérisation aéraulique des filets anti-insectes

Implications sur le système serres

Exemple de caractérisation : le filet UltraventCaractérisation aérauliquePerformances en terme d’exclusion

Conclusion

Sommaire


IntroductionIntroduction

�� Les filets antiLes filets anti--insectes constituent une alternative insectes constituent une alternative àà la lutte chimique la lutte chimique contre les agresseurs extcontre les agresseurs extéérieurs rieurs àà une serre une serre

�� Ils constituent une barriIls constituent une barrièère mre méécanique canique àà ll ’’ intrusion dintrusion d ’’ insectes insectes ravageursravageurs

�� Ils doivent être placIls doivent être placéés dans tous les ouvrantss dans tous les ouvrants

�� Ils constituent une entrave Ils constituent une entrave àà la ventilation des serresla ventilation des serres

�� On observe une augmentation du diffOn observe une augmentation du difféérentiel de temprentiel de tempéérature et rature et dd’’ humidithumidit éé prpr ééjudiciable judiciable àà la conduite des culturesla conduite des cultures


ObjectifObjectif

�� Concevoir des filets prConcevoir des filets préésentant:sentant:

�� des performances ades performances aéérauliques optimalesrauliques optimales

�� des proprides propriééttéés ds d’’ exclusion optimales exclusion optimales

�� une bonne tenue mune bonne tenue méécaniquecanique

Quadrature du cercle ?Quadrature du cercle ?

�� Etude en partenariat avec la sociEtude en partenariat avec la sociééttéé TEXINOV relative TEXINOV relative àà la conception la conception de filets optimisde filets optimisééss


CaractCaractéérisationrisation

�� Mode de fabrication:Mode de fabrication:

�� TissageTissage

�� TricotageTricotage


CaractCaractéérisationrisation

�� Dimensions:Dimensions:

�� Nombre de mailles / cm ou inch; ex: 22 x 10Nombre de mailles / cm ou inch; ex: 22 x 10

�� DiamDiamèètre du fil: Dtre du fil: D

�� Dimensions des trous (ou pores): L x HDimensions des trous (ou pores): L x H

PorositPorositéé du filet:du filet:

( )( )DHDL

LH

++=ε

D

L H

0 si 1 →→ Dε

RRéésistance msistance méécanique du filetcanique du filet


CaractCaractéérisation arisation aéérauliqueraulique

�� PermPermééabilitabilit éé::

CaractCaractéérise la capacitrise la capacitéé de lde l’’ air air àà traverser le filet. Intervient sous la traverser le filet. Intervient sous la forme dforme d’’ un coefficient K (mun coefficient K (m²²) dans l) dans l’’ expression du gradient de expression du gradient de pression pression àà travers le filet:travers le filet:

Loi de DarcyLoi de Darcy--Forchheimer: Forchheimer:

CorrCorr éélations explations expéérimentales porositrimentales porositéé –– permpermééabilitabilit éé::

Large dispersion des rLarge dispersion des réésultats des diffsultats des difféérents auteurs (Teitel, 2007)rents auteurs (Teitel, 2007)

²5.0

uK

Yu

Kx

P ρµ +=∂∂

2121 ; nn AYAK εε ==

UtilisUtilis éées dans les modes dans les modèèles numles numéériques (CFD) de climat intriques (CFD) de climat intéérieur distriburieur distribu éé



�� Coefficient de dCoefficient de déébit:bit:

CCdd est dest dééfini fini àà partir du coefficient de perte de charge partir du coefficient de perte de charge ζζζζζζζζ àà travers le travers le filet dfilet déétermintermin éé expexpéérimentalement: rimentalement:

5.0

5.0

2 soit 2

ou 2

1 −=

∆==∆ ζρ

ρζ dd CP

CuuP

NNééglige les effets visqueux, glige les effets visqueux, éécart cart àà faible vitesse (<1 m/s) avec la faible vitesse (<1 m/s) avec la loi de Darcyloi de Darcy--ForchheimerForchheimer

UtilisUtilis éées dans les modes dans les modèèles zonaux de dles zonaux de déétermination du climat inttermination du climat int éérieurrieur

CorrCorr éélations explations expéérimentales:rimentales: ( ) ( )Re.gf εζ =

Dispersions importantes dans les rDispersions importantes dans les réésultatssultats



�� Comportement dans un ouvrant:Comportement dans un ouvrant:

Les pertes de charge sLes pertes de charge s’’ ajoutent: ajoutent:

22

222 2

11

2

111u

Cu

CCPPP

dtdsdwswt ρρ

=

+=∆+∆=∆

Pour un ouvrantPour un ouvrant 7,0 à 6,0≈dwCSi on connait la valeur de Si on connait la valeur de CCdsds on peut don peut dééterminer la perte de charge terminer la perte de charge dans ldans l’’ ouvrant ou plus pratiquement le douvrant ou plus pratiquement le déébit dbit d ’’ air traversant le filetair traversant le filet

+


ImplicationsImplications

�� DDéébit dbit d ’’ air dans un ouvrant:air dans un ouvrant:DDéébit sans filet: bit sans filet: QQww

DDéébit avec filet: bit avec filet: QQss

RRééduction relative du dduction relative du déébit: bit:

RemRemèède: augmentation de la section de lde: augmentation de la section de l’’ ouvrant.ouvrant.

Coefficient multiplicateur:Coefficient multiplicateur:

Ne prend pas en compte lNe prend pas en compte l’’ effet du filet sur la effet du filet sur la turbulence de lturbulence de l’’ air traversant lair traversant l’’ ouvrant ouvrant

dw

dt

w

sw

C

C

Q

QQ −=−1

dtdt

dw

s

w

s

wm CC

C

Q

Q

S

SC

7.0====



�� DDéétermination du climat distributermination du climat distribu éé par CFD:par CFD:

�� Permet de dPermet de dééterminer avec une bonne dterminer avec une bonne dééfinition spatiale les paramfinition spatiale les paramèètres tres climatiques climatiques àà ll ’’ intint éérieur drieur d ’’ une serre: une serre:

�� Permet de quantifier les consPermet de quantifier les consééquences de la prquences de la préésence de filets dans les sence de filets dans les ouvrants (milieux poreux)ouvrants (milieux poreux)

�� Permet de simuler des configurations dPermet de simuler des configurations d’’ ouvrants permettant de ouvrants permettant de retrouver de bonnes conditions de ventilation.retrouver de bonnes conditions de ventilation.



�� Quelques rQuelques réésultats (Teitel, 2007):sultats (Teitel, 2007):

�� DiffDiff éérence de temprence de tempéérature avec lrature avec l’’ extextéérieurrieur

�� DiffDiff éérence drence d’’ humidithumidit éé avec lavec l’’ extextéérieurrieur

�� Variation du coefficient de dVariation du coefficient de déébitbit

�� Vitesse de lVitesse de l’’ air air àà ll ’’ intint éérieurrieur

�� Taux de renouvellement dTaux de renouvellement d’’ airair



ImplicationsImplications�� Quelques rQuelques réésultats (Fatnassi sultats (Fatnassi et alet al., 2006):., 2006):

Température simulée dans la serre avec filets (K)

Humidité simulée dans la serre avec filets (g/kg)


Exemple de caractExemple de caractéérisation : le filet Ultraventrisation : le filet Ultravent ®®

Filet Anti Bemisia « Témoin »Ø fil : 220 µm

Filet EA 0610401Ø fil : 80 µm




Filet UltraventØ fil : 100 µm




Structure des diffStructure des difféérents filets testrents filets testééss



�� CaractCaractéérisation physiquerisation physique ::

N° Filet PetiteDimension

(mm)

GrandeDimension

(mm)

Diagonale(mm)

Surface trous(mm²)

Matière Diamètre fil(mm)

EA0610401 0.321 0.730 0.25 0.230 PP 0.08

EA0608601 0.551 0.592 0.27 0.326 PP 0.08

EA0608003 0.422 0.754 0.30 0.318 PE 0.1

EA0616701 0.330 0.722 0.31 0.238 PP 0.08

ULTRAVENT 0.267 0.734 0.34 0.195 PE 0.1

EA0611802 0.294 0.317 0.40 0.092 PE 0.1

EA0611801 0.342 0.383 0.40 0.131 PE 0.1

TEMOIN 0.269 0.782 0.45 0.210 PE 0.22

EA0606702 0.388 0.341 0.46 0.132 PE 0.1



V

V

∆P

Filet+Cadre

Dispositif expérimental (soufflerie)



Comportement dynamique comparé des filets

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 50 100 150 200 250

Energie cinétique : 1/2. .V² , kg m -1 s-2

Per

te d

e ch

arge

,

P, P

a EA0606702

TEMOIN

E0608001

EA0611801

EA0611802

ULTRAVENT

EA0616701

EA0608003

EA0608601

EA0610401



�� CaractCaractéérisation arisation aéérauliqueraulique ::

N° Filet Coefficient de perte de charge

Coefficient de débit

Diminution du débit

ouvrant %

Coefficient multiplicateur

EA0610401 1.59 0.79 25 1.34

EA0608601 1.74 0.76 27 1.37

EA0608003 2.11 0.69 30 1.43

EA0616701 2.14 0.68 31 1.44

ULTRAVENT 2.52 0.63 34 1.50

EA0611802 3.49 0.54 40 1.66

EA0611801 3.56 0.53 40 1.67

TEMOIN 4.56 0.47 45 1.81

EA0606702 4.83 0.46 46 1.85



Nom scientifique Diamètre thorax (µm)

Longueur(µm)

Trialeurodes vapor. 290 1290

Bemisia argent. 240 1070

Aphis goph. 350 2340

Frankliniella occid. 210 1320

�� Performances dPerformances d’’ exclusionexclusion ::

Dimensions caractéristiques des insectes



�� Performances dPerformances d’’ exclusion (CBGP Montpellier)exclusion (CBGP Montpellier) ::

Filet à tester

Filet totalement excluant

Filet totalement excluant

Feuille de tomate (passage actif)

Aspiration (passage passif)

Dispositif de test de traversée des filets

Lumière (passage actif)

Tube : 3 tronçons,Ø 3 cm, longueur 15 cm



�� Performances dPerformances d’’ exclusion (exclusion (Bemisia)Bemisia) ::

Pourcentage d’intrusion en mode passif pour

Bemisia Tabaci + Pourcentage de diminution du débit

Pourcentage d’intrusion en mode actif pour Bemisia Tabaci. Comparaison avec des filets

tissés

0

5

1015

20

25

30

3540

45

50

EA0610

401

EA0608

601

EA0608

003

EA0616

701

ULTRAVENT

EA0611

802

EA0611

801

TEM

OIN

N° Filet

% Diminution débit

Intrusion passivebemisia

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4

Surface des orifices (mm 2)

Pén

étra

tion

de B

emis

ia (%

)

Berlinger (1993)

Ultravent



�� Performances dPerformances d’’ exclusion (thrips)exclusion (thrips)

Comparaison entre des filets 22 X 10; 21 X 17 et UltraventComparaison entre des filets 22 X 10; 21 X 17 et Ultravent

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Pénétration de thrips (%)

Surface des orifices (mm²)

Plein champ

(Berlinger, 1991)

Laboratoire

(Berlinger, 1991)

Présente étude


ConclusionsConclusions

�� CaractCaractéérisation arisation aééraulique draulique d’’ un filet difficile seulement avec les un filet difficile seulement avec les caractcaractééristiques dimensionnellesristiques dimensionnelles

�� NNéécessitcessitéé de prendre en compte les caractde prendre en compte les caractééristiques mristiques méécaniquescaniques

�� Compromis possible entre les propriCompromis possible entre les propriééttéés ds d’’ exclusion et la exclusion et la diminution du ddiminution du d éébit dans les ouvrantsbit dans les ouvrants

�� DifficultDifficult éé dd’’ assurer lassurer l’’ exclusion des populations de thripsexclusion des populations de thrips

�� Contraintes de fabricationsContraintes de fabrications

Merci de votre attention !Merci de votre attention !



RRééfféérencesrences

Berlinger M.J., Mordechi S., Leeper, A., 1991. Berlinger M.J., Mordechi S., Leeper, A., 1991. Application of screens to prevent whitefly penetration into Application of screens to prevent whitefly penetration into greenhouses in the Mediterranean basin. greenhouses in the Mediterranean basin. IOBC/WPRS Bull. 105IOBC/WPRS Bull. 105--110110..

Berlinger M.J., Lebius Mordechi S, Fridja D, Mor N., 1993. Berlinger M.J., Lebius Mordechi S, Fridja D, Mor N., 1993. The effects of types of greenhouse screens on The effects of types of greenhouse screens on the presence of western flower thrips: a preliminary study. the presence of western flower thrips: a preliminary study. IOBC/WPRS Bull. 16 (2), 13IOBC/WPRS Bull. 16 (2), 13--1616..

Fatnassi H., Boulard T., Poncet C., Chave M., 2006. Fatnassi H., Boulard T., Poncet C., Chave M., 2006. Optimisation of greenhouse insect screening with Optimisation of greenhouse insect screening with computational fluid dynamics. computational fluid dynamics. Biosystems Engineering 93, 301Biosystems Engineering 93, 301--312312..

Teitel M., 2007. Teitel M., 2007. Review paper: The effect of screened openings on greenhouse micrReview paper: The effect of screened openings on greenhouse microclimate. oclimate. Agricultural and Agricultural and Forest Meteorology 143, 159Forest Meteorology 143, 159--175175

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