ETUDE EXPERIMENTALE DES PARAMETRES GEOMETRIQUES ET METEOROLOGIQUES SUR LES PERFORMANCES D’UNE CHEMINEE SOLAIRE

Abstract

Ce travail porte sur l’étude des performances d’une cheminée solaire en tant que solution énergétique renouvelable et durable pour la production d’électricité, particulièrement adaptée aux régions à fort ensoleillement. Le principe de fonctionnement repose sur le chauffage de l’air sous un collecteur solaire de grande surface, ce qui engendre un flux d’air ascendant à travers une cheminée centrale. Ce flux est utilisé pour actionner des turbines qui convertissent l’énergie cinétique en énergie électrique. L’étude s’articule autour de quatre volets: premier volet ; étude théorique présentant les principes de base et les composants essentiels du système, deuxième volet ; une revue bibliographique des travaux de recherche antérieurs, troisième volet ; une étude expérimentale consistant en la conception d’un prototype réduit et quatrième volet, une simulation numérique pour valider les résultats expérimentaux. Ce dernier a fait l’objet de plusieurs essais en faisant varier le diamètre des ouvertures d’entrée d’air (11, 18 et 28 cm), afin d’analyser leur influence sur la vitesse et la température de l’air à l’entrée de cheminée. Les résultats ont montré que la vitesse et la température de l’air augmentent avec le diamètre des ouvertures. La vitesse maximale enregistrée a atteint environ 2,6 m/s pour un diamètre de 28cm. Les résultats expérimentaux ont été comparés à une simulation numérique réalisée avec le logiciel COMSOL, montrant une bonne cohérence, malgré certaines divergences dues aux hypothèses idéalisées du modèle. Cette étude démontre que la cheminée solaire constitue une technologie prometteuse pour la production d’énergie propre. Son rendement peut être optimisé par l’amélioration des dimensions géométriques et le choix de matériaux à meilleures propriétés thermiques, ce qui en fait une alternative sérieuse pour répondre aux besoins énergétiques futurs dans les zones désertiques.