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3.4.3. La pratique du s�chage solaire

a) INTRODUCTION

Si l'�nergie solaire est utilis�e sous toutes les latitudes et depuis toujours pour s�cher les aliments, les utilisations de capteurs solaires sont tr�s dispers�es. Beaucoup de mat�riels restent � l'�tat de prototypes et peu de r�alisations ont connu des g�n�ralisations. Des recherches sont encore � promouvoir pour mieux conna�tre les produits et leurs aptitudes au s�chage d'une fa�on g�n�rale, et au s�chage li� aux caprices des conditions m�t�orologiques. Ces recherches permettront de proposer des m�thodes de s�chage direct, ce qui permettra de r�duire les pertes apr�s-r�colte et de fournir un produit s�ch� ou un produit marchand de meilleure qualit�.

b) RENDEMENT DES CAPTEURS SOLAIRES

La vitalit� d'une installation solaire d�pend de ses performances, de sa long�vit� et de son prix. Les performances d'un capteur sont fonction de param�tres propres au capteur qui sont: longueur, d�bit, temp�rature maximum d'utilisation, nature du mat�riau, rendement. Ce dernier param�tre joue un r�le primordial compte tenu, entre autres, du niveau de temp�rature � atteindre et des variations du rayonnement solaire en un point.

Rappelons la d�finition du rendement:

Les rendements des capteurs sont donn�s dans la figure ci-apr�s sous forme de diagramme (Fig. 75 c).

- Temp�ratures d'entr�e et de sortie de l'air - d�bit de l'air:

Fig. 75c: Sch�ma: rendements d'un capteur solaire.

Plus le d�bit de l'air est grand, moins l'absorbeur a le temps de monter en temp�rature (les pertes sont donc moins �lev�es) et vice versa. (D'apr�s Fiche GRET n� 468).

Le rendement d'un capteur peut varier dans une tr�s large fourchette, en fonction de nombreux param�tres. L'analyse de ce rendement est importante, car, plus le rendement est �lev�, moins il faut de surface de capteurs (et donc d'investissements) pour obtenir une �nergie utile donn�e (kWh).

c) POSITIONNEMENT DES CAPTEURS

Le capteur recevra une �nergie maximale si les rayons du soleil frappent la couverture transparente perpendiculairement. Il y aurait int�r�t � suivre le soleil. En th�orie, pour tenir compte de la course du soleil, il faudrait chaque jour modifier l'angle du capteur par rapport au sol, et chaque heure tourner le capteur pour suivre le soleil dans sa course de l'est vers l'ouest. Pour une belle journ�e � Perpignan, si un plan de 1 m� fixe orient� plein sud capte 5,44 kWh, ce m�me capteur suivant la course du soleil captera 7,45 kWh, soit une �nergie 1,37 plus forte.

Il faut positionner le capteur de mani�re qu'il re�oive le maximum d'�nergie au cours de sa p�riode d'utilisation.

En th�orie, il faut avoir recours au diagramme solaire du lieu o� l'on veut positionner les s�choirs solaires. Ce diagramme �tabli pour un lieu donn� permet de conna�tre en fonction du jour et de l'heure, la hauteur du soleil et son azimut. Moyennant certains calculs on peut d�terminer les ombres port�es, on parle d'effet de marque. Ces calculs sont souvent fastidieux et requi�rent le diagramme solaire du lieu consid�r�. Il est beaucoup plus ais� d'utiliser une r�gle � calcul, l'h�liom�tre, mise au point par F. FABRE (66330 - Saleilles - France). Cet appareil indique par simple lecture directe les coordonn�es du soleil � toute date, � toute heure, en tout lieu du globe.

Dans la pratique on se contentera des r�gles suivantes pour d�finir l'angle d'inclinaison a par rapport � l'horizontale.

Figure (l angle d�finissant la latitude du lieu.)

Quant � l'orientation, il suffira d'�tre orient� plein sud au midi solaire; l'ombre port�e doit �tre rigoureusement dans le prolongement du capteur lui-m�me.

d) S�CHOIRS SOLAIRES

Le produit � s�cher est �tendu en couche mince, � m�me le sol ou sur des nattes. Des pertes interviennent, par le m�lange avec la terre, ou par des animaux, infestation d'insectes. En cas de pluies, il faut ranger le produit � l'abri.

Au niveau familial, l'UNICEF propose le s�choir poche qui permet de s�cher les l�gumes en s�chage direct.

Fig. 76: Le s�choir �poche�. (Source: FAO UNICEF)

- S�choir solaire basculant �ITIPAT�

Le s�choir �basculant� est une claie rectangulaire (longueur 3 fois largeur), constitu�e d'un cadre en bois divis� en 4 couloirs longitudinaux. Le fond, en natte de bambou, poss�de aux deux extr�mit�s un orifice pour la circulation de l'air. Pr�s de chaque orifice, une plage noire transforme l'�nergie solaire en �nergie calorifique. Le cadre est recouvert d'une feuille en PCV translucide et comporte un axe transversal plac� au milieu de ce cadre qui repose sur 2 supports verticaux d'une hauteur �gale au quart de la longueur du cadre (ce qui l'incline de 300 par rapport � l'horizontale).

Le produit � s�cher est plac� entre les 2 plages noires sur la surface utile. Pour recevoir les rayons solaires au plus pr�s de la verticale, le s�choir est orient� est-ouest. Les essais men�s par l'I.R.C.C. ont permis de s�cher du cacao ferment� charg� � 45 kg/m� en conditions climatiques favorables et 20-25 kg/m� en conditions d�favorables.

Fig. 77: S�choir basculant.

- S�choir �autobus�

Les s�choirs dits �autobus�, utilis�s au Cameroun et en C�te d'Ivoire pour le s�chage du cacao, sont tr�s simples dans leur principe. Une case rectangulaire abrite des claies superpos�es que l'on expose au soleil en les faisant coulisser sur des rails en bois qui sortent au niveau de chaque claie. Les mat�riaux modernes (t�les, rails, etc.) permettent naturellement de nombreuses am�liorations du mod�le de base pour les grandes plantations. En Am�rique, ce ne sont pas les claies qui se d�placent, mais le toit qui est mont� sur rails et vient recouvrir l'aire de s�chage.

- S�choir � fruits et l�gumes

On utilise l'action combin�e des radiations solaires incidentes sur le produit � s�cher et de l'air r�chauff� dans un capteur plan.

Fig. 78: S�choir fruits et l�gumes. (U.S.A.)

Fig. 79: S�choir PUIGGALI.

On peut signaler le s�choir indirect � absorbeur poreux � convection naturelle par chemin�e solaire et trappe de vidange, mis au point par des thermodynamiciens de Bordeaux: PUIGGALI et COMBARNOUS. Ce s�choir permet en outre de stocker des calories dans des r�cipients d'eau. La restitution de cette chaleur permet de prolonger la dur�e du s�chage plusieurs heures apr�s le coucher du soleil.

Signalons pour les r�gions m�diterran�ennes le s�choir FOURNIER. Ce dispositif, pour des capacit�s �familiales� de dizaines de kilogrammes de fruits et l�gumes, est un ensemble compact rassemblant absorbeur poreux, claies de s�chage et chemin�e solaire.

Fig. 80: Plan du s�choir FOURNIER.

Des essais de s�chage solaire de mais ont �t� r�alis�s � l'I.I.T.A. d'Ibadan (Nig�ria).

Les syst�mes �taient les suivants

- plateau de 1,50 m x 0,65 recouvert d'un plastique poly�thyl�ne transparent pouvant contenir 40 kg de mais grains (70 kg de mais en �pis despath�s);

- s�choir solaire constitu� d'une caisse en banco (1,50 x 0,65) avec orifices de ventilation sup�rieurs et inf�rieurs... Le dessus de la caisse est constitu� d'une feuille de poly�thyl�ne.

Ces s�choirs �taient compar�s au crib.

Les r�sultats ont �t� les suivants:

Les auteurs concluent cependant en signalant que compte tenu du co�t des s�choirs solaires, leur emploi ne peut se justifier, par rapport au crib, que pour des produits de haute valeur (semences) ou lorsqu'il est absolument indispensable d'atteindre les 12 % d'humidit�.

Ils signalent enfin que pour le s�chage du mais, l'utilisation de feuille plastique est plus avantageuse que celle des s�choirs test�s; le crib restant cependant le syst�me le plus �conomique.

Conclusion

Le s�chage par voie solaire est la m�thode ancestrale la plus usit�e pour stabiliser les produits agricoles. Toutefois, les m�thodes traditionnelles doivent �tre am�lior�es par l'utilisation de s�choirs solaires. Ainsi, en prot�geant les produits agricoles de la pluie, de la poussi�re, des diff�rents d�pr�dateurs, animaux, rongeurs, insectes, micro-organismes, les pertes apr�s-r�colte pourraient �tre r�duites.

Il importe de se souvenir que les probl�mes de s�chage se posent en milieu tropical humide, o�, si la temp�rature est �lev�e, l'humidit� relative de l'air est grande. Des donn�es m�t�orologiques suffisamment ponctuelles sont � conna�tre, de m�me que les allures de s�chage des produits agricoles tropicaux.

Il faut �tudier des solutions polyvalentes utilisables pour diff�rents produits.

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