Une mesure en continu et précise de la teneur en eau (TEE) permettrait d'optimiser le séchage du foin dans un séchoir commercial à grande échelle. Pour mesurer la précision des lectures dans ces conditions, un capteur électronique relié à 16 sondes a été utilisé pour estimer la TEE dans un séchoir expérimental. Deux sondes et un thermocouple étaient insérés dans huit couches de foin superposées, de 135 mm d'épaisseur chacune. Les TEE estimées par les sondes ont été comparées à des TEE exactes obtenues par séchage à l'étuve et un bilan de masse pour chaque couche. Trois niveaux de TEE initiales (20, 30 et 40 %) et deux mesures de températures de séchage (40 et 50 °C) ont été répétés pendant trois semaines. Des régressions linéaires entre les lectures des sondes et les TEE exactes ont été faites pour corriger les lectures par les sondes. Les meilleures corrélations ont été observées à une TEE initiale de 30 % et une température de séchage de 40 °C (R² = 0,919). Les corrélations étaient moins bonnes pour les TEE initiales de 40 % avec le plus faible R" de 0,601. Les résultats montrent que la température de l'air à l'intérieur de la masse de foin influence l'estimation de la TEE par les sondes. L'ajout de la température dans les régressions a permis d'améliorer les corrélations avec des R² variant entre 0,685 pour une TEE initiale élevée et 0,949 pour une TEE initiale faible de 20 %. Les plus petites erreurs standard ont été observées à une TEE initiale de 20 % (± 0,806 %); les erreurs standard augmentaient avec la TEE initiale jusqu'à ± 4,617 %.

Le mémoire est composé d'une revue de littérature, de deux articles scientifiques sur le séchage du foin et d'une conclusion générale. La revue de littérature indique que peu de chercheurs ont publié récemment sur le séchage du foin en balles rectangulaires mais qu'il existe quelques modèles de prédiction de la teneur en eau à l'équilibre et du taux d'évaporation (ou désorption) de l'eau en fonction de propriétés de l'air de séchage. Pour le premier article, un montage permettant de sécher 10 couches minces de foin superposées de 50 mm d'épaisseur chacune a été réalisé. Deux modèles de teneur en eau à l'équilibre et deux modèles de taux de transfert d'humidité, en désorption et adsorption, ont été développés pour le séchage du foin de fléole des prés. Le deuxième article présente le développement d'un modèle de simulation, sa validation et certaines estimations dans le contexte d'un séchoir à foin commercial. Pour optimiser le processus de séchage, on a cherché à minimiser le coût total qui incluait l'énergie, les charges fixes du séchoir et une perte de masse sous le seuil visé de 12 % de teneur en eau. Dans la plage 40 à 60 °C, on a observé qu'une température de 45 °C était optimale. L'inversion du flux d'air une fois après trois heures contribuait à réduire le coût de séchage d'environ 10 $/t par rapport à un flux d'air continuellement unidirectionnel, grâce à un foin séché de façon plus homogène. Une recirculation partielle de l'air (par exemple 30 % après l'inversion) améliorait légèrement l'homogénéité de la teneur en eau finale mais apportait peu de bénéfice économique à cause d'un temps de séchage un peu plus long. Un refroidissement en fin de séchage (ventilation finale pendant environ 15 minutes sans chauffage) apportait un léger gain économique (1 $/t). L'intégration d'un tel modèle de prédiction dans un système de contrôle d'un séchoir commercial pourrait améliorer l'efficacité énergétique et faciliter l'atteinte de la teneur en eau finale visée, habituellement 12 %, au moindre coût. En effet, le modèle pourrait signaler en temps réel la température optimale, les moments propices pour inverser le flux d'air, le taux de recirculation d'air approprié et le moment idéal pour fermer le chauffage et compléter le cycle avec une ventilation de refroidissement / The thesis includes a literature review, two scientific papers on hay drying and a general conclusion The literature review shows that few researchers have recently published on baled hay drying but some models have been proposed to predict the equilibrium moisture content and the drying (or desorption) rate of water as function of drying air characteristics For the first paper, an experimental setup was built to dry 10 superimposed 50 mm thick layers Two moisture transfer rate models and two equilibrium moisture content models for timothy, one of each for desorption and adsorption, were developed from new experimental data The second paper presents the development of a simulation model, its validation and several estimations simulating a commercial hay dryer To optimize the drying process, total drying cost was minimized; it included energy, dryer fixed costs, and mass loss when hay is overdried below the target of 12 % final moisture content Within a heated air temperature range of 40 to 60 °C, a level of 45 °C was found to be optimal A single airflow inversion after three hours reduced drying cost by $ 10 /t comparatively to no inversion because hay dried more homogeneously A partial exhaust airflow recirculation (for example 30% after the inversion) improved slightly the final moisture content homogeneity but provided little cost reduction due to a longer drying time A cooling period at the end of drying (final ventilation for about 15 min without heating) provided a slight economic gain (S 1 /t) Such a predictive model could be integrated in a control System for a commercial dryer to enhance thermal efficiency and to reach in a reasonable time the targeted final moisture content, usually 12 %, at the least cost In fact, the model could alert the control System to modify air temperature, to trigger airflow inversion, to modulate air recirculation rate, and to stop heating and complete the drying cycle with a cooling period