Incubation artificielle

L’incubation est une période de développement embryonnaire ou de multiplication d’entités biologiques vivantes telles que les virus, bactéries, œufs. L’incubation est la période pendant laquelle l’embryon se développe jusqu’à l’éclosion. Pour les oiseaux, les œufs sont couvés, c’est à dire que les adultes les maintiennent à température fixe grâce à celle de leur corps. Aussi, le terme couvaison sous-entend une transmission de chaleur et d’humidité de l’incubateur vers l’entité incubée. Il existe des appareils d’incubation artificielle, appelés incubateurs, qui ont pour fonction d’amener à terme le développement des embryons sans l’aide de leurs géniteurs. L’incubation des œufs peut être naturelle ou artificielle. La couveuse est un des thèmes d’études thermiques qui méritent d’être approfondis.

L’incubation des œufs n’est pas une opération très difficile si sa conduite est bien connue. L’avantage de l’utilisation d’une couveuse est l’éclosion de plusieurs œufs en même temps, ce qu’une poule ne peut faire. Les résultats d’incubation en couveuse dépendent directement d’une bonne manipulation des œufs et d’une bonne utilisation de la couveuse. Un modèle désignera des équations mathématiques ou de façon équivalente, un code de calcul qui est l’implémentation informatique des équations mathématiques ou des connaissances sur le phénomène dans un langage de programmation donné.

La construction d’un modèle incubateur développe le monde en technologie. Le préchauffage de l’incubateur est l’un des phases qui joue un rôle primordial dans la conduite de l’incubation. Il y a beaucoup de méthodes pour une résolution des tels problèmes mathématiques, comme les différences finies, la méthode zonale. D’autres auteurs sont déjà adoptés par ces méthodes, comme Wang a exploité les différences finies pour l’étude de la déformation thermique [7]. La méthode zonale est très utilisée en analyse numérique du transfert de chaleur [12]. Il y en a d’autres méthodes de résolution, l’analyse de sensibilité est l’un de ces méthodes. Concernant ce méthode ; nous avons montré comment l’utilisation de ce méthode permet de donner un rendement favorable à notre modèle incubateur. Grâce à l’application de cette méthode, les facteurs influents sont identifiés et ce selon la sortie considérée qui peut être la température et la concentration intérieure de l’incubateur.

L’analyse de sensibilité du modèle montre le degré d’influence de chacun de ces paramètres d’entrée sur une sortie donnée. Parmi les méthodes d’analyse de sensibilité telles que la méthode du screening de Morris [11], [15], la régression linéaire [10], la méthode de Sobol améliorée [1], la méthode de Fourier Amplitude Sensitivity Test (FAST) [5] et celle d’Extended Fourier Amplitude Sensitivity Test (EFAST), nous avons appliqué la méthode du screening de Morris [11], [15] et nous allons parler un peu la méthode d’Extended Fourier Amplitude Sensitivity Test (EFAST) L’objectif de cet travail était d’établir une modèle mathématiques d’un incubateur artificiel afin d’obtenir des bons résultats de couvaison d’œufs pour une couveuse bien déterminée. La température et l’humidité de l’air sont les paramètres physiques caractérisant l’ambiance dans l’enceinte.

Incubation artificielle 

Description de l’incubateur 

Incubateur

On a en général deux types d’incubateur, l’incubateur naturel : ce sont les adultes qui ont les responsabilités totales pour avoir de bons résultats et l’incubateur artificiel ou couveuse artificielle : c’est un appareil artificiel qui a pour fonctionnement d’amener le développement des embryons sans l’aide de leurs géniteurs. Il est aussi appelé enceinte biologique utilisé pour développer l’aviculture. Cet incubateur s’agit d’une enceinte fermée comportant des dispositifs de conditionnement d’air, de température, de chaleur et d’humidité pour pouvoir mener à bon terme l’éclosion des œufs.

Caractéristiques

Dimensions
En général, il n’y a pas des règles pour les dimensions d’un incubateur, chacun a son choix. Mais il faut prendre une bonne décision pour ces dimensions car une fois que l’incubateur est très petit, il est comme une marmite, les œufs cuisent tout simplement. Au contraire, si l’incubateur est très grand, peu être que la différence de température à l’intérieur de l’incubateur est grande et il est aussi très difficile de contrôler les températures.

Matériels utilisés
En général, pour construire un incubateur d’œufs; il faut au minimum les matériels suivant :
– 1 assez grand contenant (1 grand bac en bois, en polystyrène ou en fer) avec un couvercle si possible, sinon, trouver un carton épais pour garder la chaleur.
– Des résistances ou un chauffage quelconque, bref un truc qui chauffe bien et sur lequel on peut compter car il ne doit pas tomber en panne.
– 1 plateau pour les œufs (un petit cageot en bois convient bien).
– 1 grande soucoupe ou une assiette creuse,
– 2 barres de bois, (l’épaisseur sera en fonction de la hauteur de la soucoupe qui contiendra l’eau) pour soutenir le plateau qui contiendra les œufs et qui permettra de glisser l’assiette sous le réceptacle.
– 1 vitre un peu plus grande
– 1 thermomètre .

Dispositif de chauffage

On ne peut pas se passer du chauffage, c’est la « clé » de la réussite, sans lui : point de salut. Le chauffage sans ventilation devra être placé de façon à ne pas cuire les œufs. Certains chauffages ou résistances sont quelquefois construits avec un thermostat, s’il n’y en n’a pas, il en faudra un car la température doit être régulière (38°/ 39° les 10 premiers jours, puis monter à 39°/40° jusqu’au 21ème jour).

Dispositif d’isolation

Elle n’est utile que si le couvercle de la couveuse n’est pas transparent. Elle servira le dernier jour à regarder ce qui se passe dans la couveuse sans ouvrir à chaque fois (elle évite ainsi la déperdition de chaleur), et d’assister si tout va bien à la naissance des poussins.

Dispositif d’humidification

Les œufs sont des êtres vivants, donc ils ont besoin d’air pour respirer. Comme toutes les choses qui ont besoin d’eau pour y vivre, les œufs ont besoin d’eau aussi, mais par d’autre sens, c’est l’humidité ; c’est pour ça que d’autres incubateurs ont des bacs à eau, mais il y a aussi des incubateurs sans bacs, le contrôleur injecte de l’eau une ou deux fois par semaine.

Dispositif d’aération

Comme nous disons dans le paragraphe précédent que les œufs respirent, donc il faut au moins des orifices d’air pour que l’air dans l’incubateur puisse se renouveler. S’il n’y a pas d’orifices d’aération, les œufs ne peuvent vivre et nous n’obtiendrons jamais des poussins.

Eclosoir

Cela peut être un plateau percé en dessous, ou un cageot de petite taille dans lequel on mettra un peu de paille (pas de copeaux). L’essentiel étant que l’on puisse le soulever aisément pour accéder au dessous, qu’il soit troué pour permettre à la chaleur et à la vapeur de circuler dans l’habitacle, mais il faudra prévoir de « colmater » les côtés car les poussins, même s’ils paraissent fébriles, rampent et risquent de tomber en passant par les trous.

Table des matières

Introduction
Chapitre I : Incubation artificielle
I-1 Description de l’incubateur
I-1-1 Incubateur
I-1-2 Caractéristiques
I-2 Phénomènes d’incubation
I-2-1 Etapes d’incubation
I-2-2 Paramètres d’incubation
I-3 Phénomènes de transfert dans l’incubateur
I-3-1 Transferts thermiques
I-3- 2 Transferts de masse
I-4 Optimisation par analyse de sensibilité
I-4-1 Analyse de sensibilité
I-4-2 Objectif de l’analyse de sensibilité
I-4-3 Indices de sensibilité
I-4-4 Analyse de la variance
I-5 Modèle incubateur
Chapitre 2 : Modélisation de l’incubateur artificiel
II-1 Modélisation de l’incubateur
II-1-1 Hypothèses simplificatrices
II-1-2 Emplacement des orifices d’air
II-2 Incubateur proprement dite
II-3 Modélisation de l’incubateur par analogie électrique
II-3-1 Maillage de l’incubateur
II-3-2 Schéma analogique des transferts au niveau du modèle incubateur
II-2 Bilans massiques
II-3 Bilans thermiques
II-3-1 Echange de chaleur à travers les orifices d’aération
II-3-2 Chaleur venant de l’eau du bac
II-4 Facteur de forme (voir annexe )
Chapitre III : Résultats
III-1 Domaines de variation des facteurs
III-2-3 Standardisation des facteurs
III-3 Méthode de Screening de Morris
III-3-1 Algorithme de screening de Morris
III-3-2 Organigramme de screening de Morris
III-3-3 Résultat pour la méthode de Screening de Morris
III-4 Méthode eFAST
III-4-1 Algorithme de la méthode eFAST
III-4-2 Organigramme de la méthode eFAST
Conclusion
REFERENCES
ANNEXE

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