Diss. (sammanfattning) Linköping : Univ., 2004. / Härtill 5 uppsatser.

Thesis (M.Eng. (Chemical Engineering)) -- Universiteit van Pretoria, 2007. / Includes bibliographical references.

High-pressure fog (HPF) systems have advantages for greenhouse cooling compared to traditional systems, such as pad and fan. Such advantages include the potential of improving climate uniformity. Water is distributed throughout the greenhouse space thus reducing water use and energy operation costs, especially if used within naturally ventilated greenhouses. Fog cooling in combination with natural ventilation is difficult to manage, primarily because accurate estimation of air exchange rates is required to determine the precise amount of fog required. This limitation on automated control has been the main reason restricting the widespread commercial use of HPF systems. The goal of this research was to develop and implement a control strategy for a naturally ventilated greenhouse with a variable HPF system. The strategy that was developed included variable rate of fog introduced into the greenhouse, a dynamic control of the air ventilation openings, and it considered the contribution of cooling and humidification from the crop by evapotranspiration. Three evapotranspiration models, including Penman-Monteith, Stanghellini and Takakura, were calibrated and evaluated in terms of prediction accuracy. The Stanghellini model provided the best overall performance for several growing seasons and under two different evaporative cooling systems (i.e. pad and fan and natural ventilation with HPF), and was selected and implemented in the cooling control strategy. The strategy utilized enthalpy and vapor pressure deficit (VPD) of the greenhouse atmosphere for the control parameters. Using a calibrated greenhouse mechanistic climate model, a computer algorithm was created to simulate the capabilities of the proposed. The control strategy that was developed was able to maintain the greenhouse climate closer to the pre-established set points while consuming less water and energy, compared to a constant HPF system based on VPD control. Finally, the strategy was implemented in a single span research greenhouse. A four-day validation study provided good agreement for measured and simulated greenhouse climate values, as well as for water and energy use. Moreover, the strategy was able to maintain VPD around its set point for all the experiments and temperature remained around its set point when outside enthalpy was lower than the enthalpy set point.

Die öffentliche Trinkwasserversorgung in Deutschland verbraucht jährlich ca. 2,4 TWh elektrische Energie, ca. 0,5% des Bundesverbrauchs. Wasserversorgungsunternehmen (WVU) gehören jedoch zu den größten Energienutzern in vielen Gemeinden. Dabei ist von einer möglichen, dauerhaften Energieeffizienzsteigerung um 10 bis 20% auszugehen. Für den Erfolg der Energiewende soll dieses Potential ausgeschöpft werden, auch bei kleinen und mittleren WVU. Dazu sind bewährte sowie neu entwickelte Ansätze gefragt, wovon eine Auswahl im Rahmen der vorliegenden Dissertation erprobt und dargestellt wird. Die Einführung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO 50001 beim WVU ZWA Hainichen wurde wissenschaftlich begleitet. Gegenstand war die Optimierung der Daten-gewinnung und -dokumentation und deren Nutzung in Fallbeispielen (z. B. Verringerung von Strombezugsspitzen, Steigerung der Energieeffizienz von Druckerhöhungsanlagen, Einspa-rung von Heizenergie), ergänzt durch Sonderuntersuchungen ausgewählter Anlagen. Durch diese und eigene Maßnahmen des WVU wurde eine langfristige Steigerung der Energie-effizienz um 13,8% im Trinkwasserbereich erreicht. Im indischen Bundesstaat Uttarakhand wurde die Energieeffizienz von 43 Hochleistungs-pumpen untersucht. Diese lag zwischen 27 und 57%, mit einem Mittelwert von 50%. Die Pumpstation Jinsi II wurde auf der Grundlage einer Datenanalyse und betriebstechnischer Aspekte als Demonstrationsstandort zur Energieeffizienzsteigerung durch den Austausch von 2 Pumpen gewählt. Die komplexe Auswertung der aufgenommenen Kennlinien, der Ursachen des Verschleißes und betriebstechnischen Randbedingungen führte zur Auswahl eines robusten, hocheffizienten Pumpenmodells der Firma Kirloskar mit erosionsbeständigen Laufrädern. Die Einsparung betrug 195.000 kWh/a (7,8%) bzw. 14,7 T€/a mit einer Amortisa-tionszeit von ca. 5,2 a. Es wurden 4 grundsätzliche Maßnahmen zur langfristigen Verbesserung erkannt und priorisiert. Für den energieeffizienteren Betrieb von Brunnengalerien mit Überkapazitäten wurde eine innovative Methodik entwickelt und als Software-Baustein implementiert. Diese basiert auf einer historisch-statistischen Auswertung von verfügbaren Prozessleitdaten. Die Energie-einsparung beruht auf der Nutzung energetischer Vorteile ausgewählter Brunnenkombi-nationen. Die beispielhafte Validierung erfolgte an Standorten der Fernwasserversorgung Sdier und des TAZV Eisenhüttenstadt. Das ermittelte Einsparpotential liegt bei 7,8% bzw. 10,5% (8 T€/a bzw. 12 T€/a). Die Analyse des DVGW-Leitfadens W 613 zur Energie(rück)gewinnung durch Trinkwasser-kraft ergab offene Fragen zur Ermittlung der optimalen Turbinenparameter für Standorte mit Fallleitungen und stromab angeordneten Behältern. Deshalb wurde eine Methodik zur Optimierung der Mikroturbinenparameter Durchfluss und Fallhöhe entwickelt und mit einer Wirtschaftlichkeits¬betrachtung gekoppelt. Der entwickelte Software-Baustein wurde an 9 Standorten bei 3 sächsischen WVU mit Überkapazitäten in den Zulauffallleitungen zu Trinkwasserbehältern getestet und verifiziert. Die prognostizierte Energieerzeugung reichte von 9.000 bis 180.000 kWh/a mit einem arithmetischen Mittelwert von 48.500 kWh/a. Gleichzeitig wurde diese Methode mit 3 alternativen Methoden aus den Regelwerken verglichen. Diese anderen Methoden ergaben im Durchschnitt zwischen 70% und 91% der Ergebnisse durch die neu entwickelte Methode. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der potentiellen 9 Standorte ergab, dass an 4 Standorten eine Nachrüstung mit einer Mikroturbine zu empfehlen ist, bei geschätzten Amortisationzeiten zwischen 1,7 a und 6,9 a.:Kurzfassung i Abstract ii Danksagung & Acknowledgements iii Inhaltsverzeichnis vi Abkürzungsverzeichnis viii 1 Einleitung 1 1.1 Ausgangssituation 1 1.2 Motivation und Zielstellung 2 1.3 Gliederung der Arbeit 6 2 Energiemanagement in der Wasserversorgung 8 2.1 Vergleich zwischen Deutschland und den USA hinsichtlich Effizienz bei der Nutzung von Wasser und Energie 8 2.2 Die ISO 50001 als Leitfaden und Maßstab für Energieeffizienzmaßnahmen 9 2.3 Die Rolle von politischen Randbedingungen 10 3 Energiemanagement in der Praxis 13 3.1 Einführung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO 50001 für einen sächsischen Zweckverband 13 3.2 Fünf Fallbeispiele aus dem Betrieb eines EnMS von deutschen Wasserversorgern – Inspiration für WVU in den USA 15 Fallbeispiel 1: Bestehende Daten ausnutzen, dann neue Daten erfassen 15 Fallbeispiel 2: Kosteneinsparung durch Verringerung von Leistungsspitzen und verbesserte Vertragsgestaltung 15 Fallbeispiel 3: Druckerhöhungsanlagen (DEA) – Einsparung von Pumpenergie 16 Fallbeispiel 4: Einsparung von Heizenergie in einem Wasserwerk 17 Fallbeispiel 5: Energiegewinnung durch Mikroturbinen 17 4 Energieeffizienzsteigerung von Pumpen in Uttarakhand 19 4.1 Untersuchung der Energieeffizienz von 43 Pumpanlagen im Bundesstaat Uttarakhand, Indien 19 4.2 Umsetzung einer Ersatzmaßnahme für 2 Pumpen der Pumpstation Jinsi II 19 4.3 Bewertung der Maßnahme und Wege zur weiteren Einsparung 21 5 Energieeffizienzsteigerung beim Betrieb von Brunnengalerien 24 5.1 Beschreibung der Methodik und Voraussetzungen zur Nutzung 24 5.2 Anwendung an 2 Standorten in Mitteldeutschland mit Auswertung 27 6 Energiegewinnung durch Mikroturbinen in Deutschland & Indien 30 6.1 Voraussetzungen zur Energiegewinnung & 2 Typen Turbinenstandorten 30 6.2 Methodik zur Optimierung der Energieerzeugung an Standorten mit durch Fallleitungen gespeisten Speicherbehältern (Typ 1, „gepuffert“) 31 6.3 Anwendung an 9 Standorten in Sachsen mit Auswertung 34 6.4 Machbarkeitsstudie zum Einsatz von Mikroturbinen in Uttarakhand, Indien 35 7 Zusammenfassung und Ausblick 37 Literaturverzeichnis 42 Beiliegende Publikationen 46 Beiliegende Publikation 1 47 Beiliegende Publikation 2 65 Beiliegende Publikation 3 77 Beiliegende Publikation 4 95 Beiliegende Publikation 5 111 Beiliegende Publikation 6 125 Beiliegende Publikation 7 165 / The public water supply in Germany annually uses about 2.4 TWh of electrical energy, approximately 0.5% of the total national energy use. Water supply utilities are nevertheless often among the largest energy users within municipalities. The possible long-term improvement in energy efficiency is estimated to be 10 to 20%. To aid the successful navigation of the transition to sustainable energy use, this potential should be fully exploited, including at small and medium-sized water utilites. This requires both proven and newly developed approaches, a selection of which are tested and presented in this dissertation. The implementation of an energy management system according to ISO 50001 was scientifically supported at the water utility ZWA Hainichen. The primary activity was the optimization of data acquisition and documentation and its use in case studies (e.g. reduction of electricity demand spikes, improving the efficiency of booster stations, reducing energy use for space heating), complemented by targeted investigations of selected facilities. Through these and other measures, ZWA Hainichen was able to achieve a 13.8% long-term increase in the energy efficiency of their drinking water division. In the Indian state of Uttarakhand, the energy efficiency of 43 high-head pumps was investigated. The results ranged from 27 to 57% with a mean value of 50%. The pump station Jinsi II was chosen as a demonstration site for energy efficiency improvement based on the analysis of field data and operational aspects. The complex evaluation of the measured characteristic curves, the causes of mechanical wear and operational factors led to the selection of a robust, high-efficiency pump model from the company Kirloskar with abrasion-resistant impellers. The savings achieved was 195,000 kWh/a (7.8%) or 14,700 €/a with a payback period of 5.2 a. Four fundamental measures were recognized and prioritized for achieving long-term improvement. For the energy-efficient operation of well galeries with surplus capacity, an innovative method was developed and implemented as a software module. This method is based on a historical and statistical evaluation of readily available process control data. The energy savings is achieved through the preferential operation of more energy-efficient well combinations. Validation was performed for sites of the long-range water supplier FW Sdier and the regional water utility TAZV Eisenhüttenstadt. The estimated energy savings is 7.8% and 10.5% (8 and 12 T€/a). Analysis of the DVGW technical guidelines W 613 on energy recovery through drinking water hydropower revealed open questions regarding the determination of the optimal turbine parameters for sites with gravity pipelines and downstream storage tanks. In response, a method was developed for the optimization of the microturbine parameters flow rate and pressure drop, coupled with an economic assessment. The software module developed was tested and verified using 9 sites at 3 water utilities in the state of Saxony with surplus capacity in their inflow gravity pipelines. The projected energy generation ranged from 9,000 to 180,000 kWh/a, with an arithmetic mean of 48,500 kWh/a. This method was also compared to 3 alternative methods from technical guidelines. These other methods yielded on average 70 to 91% of the energy generation estimated using the newly developed method. Economic assessment of the potential 9 sites showed that 4 sites are suitable for retrofitting with a microturbine, with estimated payback periods between 1.7 and 6.9 a.:Kurzfassung i Abstract ii Danksagung & Acknowledgements iii Inhaltsverzeichnis vi Abkürzungsverzeichnis viii 1 Einleitung 1 1.1 Ausgangssituation 1 1.2 Motivation und Zielstellung 2 1.3 Gliederung der Arbeit 6 2 Energiemanagement in der Wasserversorgung 8 2.1 Vergleich zwischen Deutschland und den USA hinsichtlich Effizienz bei der Nutzung von Wasser und Energie 8 2.2 Die ISO 50001 als Leitfaden und Maßstab für Energieeffizienzmaßnahmen 9 2.3 Die Rolle von politischen Randbedingungen 10 3 Energiemanagement in der Praxis 13 3.1 Einführung eines Energiemanagementsystems gemäß ISO 50001 für einen sächsischen Zweckverband 13 3.2 Fünf Fallbeispiele aus dem Betrieb eines EnMS von deutschen Wasserversorgern – Inspiration für WVU in den USA 15 Fallbeispiel 1: Bestehende Daten ausnutzen, dann neue Daten erfassen 15 Fallbeispiel 2: Kosteneinsparung durch Verringerung von Leistungsspitzen und verbesserte Vertragsgestaltung 15 Fallbeispiel 3: Druckerhöhungsanlagen (DEA) – Einsparung von Pumpenergie 16 Fallbeispiel 4: Einsparung von Heizenergie in einem Wasserwerk 17 Fallbeispiel 5: Energiegewinnung durch Mikroturbinen 17 4 Energieeffizienzsteigerung von Pumpen in Uttarakhand 19 4.1 Untersuchung der Energieeffizienz von 43 Pumpanlagen im Bundesstaat Uttarakhand, Indien 19 4.2 Umsetzung einer Ersatzmaßnahme für 2 Pumpen der Pumpstation Jinsi II 19 4.3 Bewertung der Maßnahme und Wege zur weiteren Einsparung 21 5 Energieeffizienzsteigerung beim Betrieb von Brunnengalerien 24 5.1 Beschreibung der Methodik und Voraussetzungen zur Nutzung 24 5.2 Anwendung an 2 Standorten in Mitteldeutschland mit Auswertung 27 6 Energiegewinnung durch Mikroturbinen in Deutschland & Indien 30 6.1 Voraussetzungen zur Energiegewinnung & 2 Typen Turbinenstandorten 30 6.2 Methodik zur Optimierung der Energieerzeugung an Standorten mit durch Fallleitungen gespeisten Speicherbehältern (Typ 1, „gepuffert“) 31 6.3 Anwendung an 9 Standorten in Sachsen mit Auswertung 34 6.4 Machbarkeitsstudie zum Einsatz von Mikroturbinen in Uttarakhand, Indien 35 7 Zusammenfassung und Ausblick 37 Literaturverzeichnis 42 Beiliegende Publikationen 46 Beiliegende Publikation 1 47 Beiliegende Publikation 2 65 Beiliegende Publikation 3 77 Beiliegende Publikation 4 95 Beiliegende Publikation 5 111 Beiliegende Publikation 6 125 Beiliegende Publikation 7 165

"Numerous higher education (HE) institutions in the United States (US) have created sustainability agendas, including construction of sustainable buildings. More than 200 US HE institutions, have at least one Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) certified building on their campus (Princeton Review 2012). With the growing student population and need to house them, residence hall construction is rising nationwide. A profile of newly constructed building types shows residence halls hold the largest median area (Princeton Review 2012). In an effort to assess if sustainable residence halls are performing sustainably, a series of post occupancy evaluation (POE) indicators were selected. POE indicators were chosen through a review of widely adopted sustainability rating systems, scientific literature and student occupant feedback. The selected indicators address a range of parameters including: water and energy consumption, occupant thermal comfort, occupant consumption behavior and education, noise insulation (indoor and outdoor), and Facilities Management (FM) operational feedback. Furthermore, specific indicators such as building energy management systems (BEMS), building automation control systems (BACS) and artificial intelligence (AI) agents were examined. The proposed POE indicator framework data was collected from various key stakeholders including: designers, HE FM departments, residential life personnel, and student occupants. The dataset includes: actual temperature (T) and relative humidity (RH) measurements of a LEED-Gold residence hall, actual water (9 residence halls) and energy consumption (4 residence halls) data, and feedback from designers, HE FM departments and 593 student occupants (LEED and non-LEED residence halls). The proposed POE indicator framework triangulates quantitative and qualitative data, via investigative and diagnostic techniques; creating a comprehensive building performance picture, vis-à-vis technical and non-technical parameters."

Renewable energy sources are essential to our future, not only because they generally minimize harm to our environment but are also a relatively free source of energy that are available for generations to come. Wind and solar energy are proven sources of renewable energy, but both are highly variable. On the other hand, water wave energy is relatively persistent in locations around the world. Many researchers have tried to capture the energy of ocean waves, some were successful, but most were not. Harnessing wave energy is not a simple matter. One must design systems that can withstand the extreme forces of waves, the corrosive nature of salt water, and biofouling effects that can impact the system, while safely extracting energy from waves. This thesis presents the process followed in developing a new system to capture wave energy that has the potential to overcome many of the problems faced by other wave energy convertors (WEC). The concept of the design consists of a floating compliant structure that utilizes a mechanical system to harness water wave energy. The floating system can house several mechanical systems within the same structure, improving its power production and utilizing a greater area on the sea surface. The methodology uses linear wave theory to simulate different wave conditions to calculate the available energy to the system. This model provides estimates of the orbital motion of water particles which can be used to quantify the motions that such a system will undergo. The model can also be used to calculate the forces acting on the structure assuming rigid conditions. As with wind and solar power the wave energy greatly varies depending on the wave conditions, making the design of the structure much more difficult. The designed system must be capable of generating energy at low and high wave conditions and surviving extreme wave events.

Die Verdunstung ist die Klimaanlage der Erde. Sie verbindet den globalen Wasserkreislauf mit dem Energiekreislauf. Die Komponenten des Wasser- und Energiekreislaufs stehen für jeden Standort in einem dynamischen Gleichgewicht. Mit der Ausführung von Bauvorhaben wird in das Gleichgewicht eingegriffen. Entscheidend für die Beurteilung der Folgen für die Umwelt sind die langfristigen Auswirkungen. Diese können durch den Vergleich langjähriger mittlerer Jahresbilanzen vor und nach der Bebauung aufgezeigt werden. Bei der Genehmigung neuer Baugebiete müssen diese Auswirkungen ein Entscheidungskriterium werden, wenn der Eingriff in den Naturhaushalt so gering wie möglich gehalten werden soll. Nur die Betrachtung von einzelnen Starkregenereignissen ist nicht ausreichen. Von der Versiegelung der Oberflächen ist die Verdunstung in der Jahresbilanz stärker als die anderen Komponenten des Wasserkreislaufs betroffen. Trotzdem werden bisher bei der Planung neuer Baugebiete hauptsächlich der Oberflächenabfluss und in zunehmendem Maße die Versickerung untersucht. Die Reduzierung der Verdunstung wird zumeist vernachlässigt. Ursache für diese Reduzierung ist die fehlende Zwischenspeicherung des Wassers. Das wirkt sich direkt auf den Energiekreislauf aus, da die nicht für den Verdunstungsprozess benötigte Energie in den bodennahen Schichten bleibt. Im ersten Teil werden die Einflussfaktoren auf die Verdunstung erläutert und ein Überblick über die Berechnungsmethoden gegeben. Im zweiten Teil werden die Oberflächen unbebauter und bebauter Gebiete systematisiert und in Landnutzungsarten unterteilt. Für diese werden die hydrologischen und energetischen Eigenschaften und deren Auswirkungen auf den Wasser- und Energiehaushalt erläutert und die mittleren Jahresbilanzen berechnet. Die tatsächliche Verdunstung wird auf der Basis der Gras-Referenzverdunstung und der Landnutzungsart ermittelt. Ausgangswerte sind langjährige meteorologische Jahresmittelwerte. Die Verdunstung von Wasserflächen wird mit dem Temperaturgleichgewichtsverfahren berechnet. Mit den vorgestellten Verfahren können Einzugsgebiete von Bebauungsplangröße untersucht werden. Es werden Lösungen zur Beibehaltung eines möglichst hohen Verdunstungsanteils in bebauten Gebieten vorgeschlagen. Ansatzpunkt ist dabei stets die Zwi-schenspeicherung des Regenwassers. Am wirkungsvollsten sind dabei Dachbegrünungen, Wasserflächen und Bäume. Das Verfahren wird an zwei Beispielen angewandt - die Erschließung eines Industriegebietes auf einer vorher land- und forstwirtschaftlich genutzten Fläche in Treuen im Vogtland und der Neubau einer Untergrundstation im Zentrum der schwedischen Großstadt Malmö. / Evapotranspiration could be called the air-conditioner of the earth. It is connecting the water and the energy cycle. The components of the water and energy cycle are related to each other in a dynamic system. Urban development is interfering with this system. Changes of the water and energy balance resulting from construction can be calculated on the basis of long-standing annual average balances and compared with the balance in the catchment area before construction. Before granting building permission, the impacts on the water and energy balance should be evaluated in order to minimize interference with nature. Causing long-term impacts must be considered beforehand in planning. Coping only with design storm events does not suffice. Evaporation is more intensely affected by the paving of streets and squares and by constructing buildings then the other components of the water cycle. However, up to now, in the process of design and planning permission of new development areas, the focus is on runoff and, increasingly, on infiltration of rainwater. The large reduction of evaporation is mostly neglected. The reason for the reduction is the lack of buffer storage for water. Thus directly affects the energy cycle. Energy which is not used for evaporation remains in the near-ground layers. In the first part, the factors influencing evaporation are explained and an overview over the methods of calculation is given. In the second part all surfaces of urban and natural areas are systematized and subdivided into types of land use. The hydrological and energy properties as well as their effects on the water and energy balance are elucidated for this types of land use and their average annual balances are calculated. Solutions are presented for retaining in urban areas an evaporation rate as high as possible. Starting point hereby is always the buffer storage of rainwater. Most effective measures are the installation of rooftop greening, open water surfaces and trees. The calculations are performed on the basis of the FAO reference evaporation and the types of land use. Starting values are long-stand average annual meteorologic values. The evaporation of water surfaces is calculated with the temperature balance model. The method is applied to two examples showing the impacts of land use change on water and energy balance: the development of agricultural and forest land in Saxony into an industrial development site, and the impact of the construction of an underground station in the centre of the City Malmö, Sweden.

L'adaptation des villes au changement climatique constitue un enjeu majeur des politiques d’aménagement. Promouvoir l'intégration des infrastructures vertes et bleues dans l'environnement urbain entant que stratégies d'adaptation implique ainsi de comprendre leurs impacts sur les bilans en eau et en énergie. Un modèle hydro microclimatique,TEB-Hydro, a préalablement été développé en tenant compte du couplage détaillé des deux bilans. Cependant, des études récentes ont mis en cause la représentation des processus hydrologiques en sous-sol urbain. Ainsi, ce travail de thèse consiste à améliorer la composante hydrologique du modèle (drainage de l’eau du sol par les réseaux, écoulements souterrains vertical et latéral). Après calage,une évaluation hydrologique est réalisée sur deux bassins versants urbains de Nantes. Dans les deux cas, le calage fait ressortir la même configuration de simulation, malgré des morphologies différentes, ce qui est encourageant pour des applications du modèle en projection climatique. L’évaluation hydrologique met en avant les paramètres clés du modèle et démontre une amélioration du processus de l’infiltration de l’eau du sol dans le réseau d’assainissement. L’évaluation hydro-énergétique du modèle démontre une représentation satisfaisante des flux de chaleur sensible et latente. Le fonctionnement du modèle vis-à-vis de l’évapotranspiration est discuté via le prisme de la végétation et de la morphologie urbaine. Une première application de TEB-Hydro en contexte de changement climatique permet d’évaluer une méthode statistique existante de désagrégation et soulève la problématique de la représentation de la dynamique pluviométrique dans ce contexte. / Adapting growing cities to climate change is a major challenge in planning policy. Promoting the integration of green and blue infrastructures in the urban environment as adaptation strategies implies understanding their impacts on both the urban hydrological and energy balance. A hydro-microclimate model,TEB-Hydro, was developed previously, taking into account detailed coupling between the two balances. However, first model evaluation studies on different urban catchments have questioned the representation of the hydrological processes in the urban subsoil. This PhD work consists of performing new developments on the models hydrological component (soil-water drainage by sewer networks, vertical and lateral subsoil flows). After calibration a hydrological evaluation is performed on two urban catchments in Nantes. In both cases, the calibration brings out the same simulation configuration, despite different catchment related properties. This is encouraging for applying the model on climate projection. The hydrological evaluation highlights the model key parameters as well as shows improvements concerning sewer soilwater infiltration processes. In addition, a hydro-energetic evaluation shows a satisfactory representation of sensible and latent heat fluxes. The model operation vis-à vis evapotranspiration processes is discussed through vegetation and urban morphology. A first application of TEB-Hydro in climate change context enables evaluating an existing statistical disaggregation method as well as raises the problematic in representing rainfall dynamics for climate projection purposes.

Thesis; Thesis information not provided; 17 Jul 2003. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "UCRL-LR-154423" Maxwell, R M; Tompson, A F B; Richardson, J H; El-Naser, H; Rihani, J. F F; Subah, A.; El Sha'r, W A; Al-Hadidi, Khair; Al-Awamleh, M; Al-Foqaha, M; Abu-Eid, O; Hayyaneh, R A. 07/17/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

La réduction de la consommation de l’eau dans les serres agricoles représente un grand intérêt ne serait-ce que pour accroitre l’efficience d’utilisation de l’eau par les cultures et rendre les professionnelsdu secteur horticole plus compétitifs. La thèse vise à apporter des réponses concernant la gestion optimale de l’eau. Ceci passe par la mise en place d’un modèle capable de prédire les bilans demasse et d’énergie sur l’ensemble du continuum substrat-planteatmosphère en régimes de confort et de restriction hydrique. La plupart des modèles de transfert existants se focalisent soit surle système sol-plante, soit sur le système plante-atmosphère. Ils ont de plus été établis principalement pour les systèmes de grandes cultures, alors que les cultures en pot sous serre possèdent desspécifi cités liées au confi nement tant aérien que racinaire. L’enjeu est de bâtir une approche intégrée du continuum substrat-planteatmosphère pour modéliser le fonctionnement de plantes en pots sousserre. La thèse s’appuie sur une double approche expérimentale et numérique. Une campagne expérimentale a été lancée en 2014 puis en 2015 sous serre et une autre en chambre climatique en 2014,en utilisant l’Impatiens de Nouvelle Guinée comme plante modèle. Il s’agissait d’abord d’élaborer un modèle de la résistance stomatique, élément clef de la transpiration en s’appuyant sur le modèleméthode multiplicatif de Jarvis puis sur la méthode des plans d’expérience en confort et en restriction hydrique. Les données acquises ont permis de caler/valider ces modèles de résistance,qui ont pu êtr / In greenhouses, reducing water consumption is of high interest, not only to increase water effi ciency, but also to maintain competitiveness of the growers. The aim of this thesis is to provideanswers regarding the optimal water management. To reach this goal, predictive models water and energy transfers through the substrate-plant-atmosphere are implemented, considering wellwatered plants and plants under water restriction. Most existing models of water and energy transfers have benne established either on the soil-plants system, or on theplant-atmosphere system. Moreover, such models were mainly developed for open fi eld conditions, although plants grown in pots have specifi cities linked to the aerial and root confi nement.The challenge is therefore to develop an integrated soil-plantatmosphere model for greenhouse plants grown in pot. The thesis was based on a combined experimental and numerical approach.A field survey was conducted in 2014 and then in 2015 inside a greenhouse, and another one in a growth chamber in 2014. The New Guinea Impatiens was used as a plant model. The stomatal resistance was fi rst modeled, as a key factor impacting the transpiration, by using the multiplicative Jarvis model, andthen the design of experiments method for plants under wellwatered and water restriction conditions. The collected data was used to calibrate/validate the aforementioned stomatalresistance models; the obtained models could then be tested to evaluate transpiration with the Penman Monteith model and the direct method. Finally, these models were integrated in