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Le présent travail est relatif à l'optimisation des performances des insolateurs plans. Le support technologique est capteur solaire plans air à simple passe. Ce travail comporte deux parties : une analyse théorique (modélisation, simulation) des différents phénomènes de transfert de chaleur intervenants dans le fonctionnement de ces systèmes. Afin d'aboutir à cette optimisation, nous avons adopté la solution géométriques par l'introduction de rugosités artificielles dans la veine d'écoulement du fluide caloporteur. Nous avons proposé trois formes de rugosités artificielles. Dans la deuxième partie, nous avons mené une étude expérimentale sur un banc d'essai, réalisé au laboratoire de génie mécanique, à l'université de Biskra. Ce dispositif a été testé dans les conditions environnementales du site. Nous présentons également une comparaison entre les résultats issus de l'analyse théorique, et les mesures expérimentales réalisées.