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Étude numérique de la ventilation naturelle, mise en œuvre d'un modèle fin dans une simulation de thermique du bâtiment

Thèse de Sébastien Wullens

Date de soutenance : vendredi 23 octobre 2015, à l'INES-Savoie-Technolac

Résumé :

Le secteur du bâtiment est le plus gros consommateur d'énergie au niveau mondial. Pour en réduire l’impact environnemental, l’utilisation de solutions passives pour améliorer le confort est nécessaire. Malgré ce constat, la climatisation est de plus en plus utilisée dans les DROM-COM. Le développement de la ventilation naturelle est incontournable pour inverser cette tendance. Les méthodes multizones, modèles historiques de la simulation thermique du bâtiment, peinent à décrire ce type d’écoulement. Les modèles de mécanique des fluides numériques (MFN) sont prometteurs pour lever ce frein à l’utilisation de la ventilation naturelle.

Ce manuscrit traite de l'adaptation d'un code de résolution directe des équations de Navier-Stokes à la description d'écoulements d'air dans le bâtiment. À cette fin, le développement, l'implémentation et la comparaison de différents types de conditions aux limites en pression sur les ouvertures ont été nécessaires. Ce travail nous a permis d’étudier le comportement d’une chambre soumise à de la convection naturelle et mixte. Pour intégrer ces développements à une simulation de bâtiment, nous avons développé un objet qui appelle le code de MFN sur un serveur de calcul distant depuis un environnement multizone de façon transparente. Le refroidissement partiel des murs d'une cavité soumise à de la convection naturelle a pu être simulé à l'aide de cette méthode.

Jury :

Alain Bastide, Université La Réunion, Rapporteur

Patrice Joubert, Université La Rochelle, Rapporteur

Benoît Delinchant, G2ELab Grenoble, Examinateur

Laurent Mora, Université Bordeaux 1, Examinateur

Etienne Wurtz, INES, Encadrant

Michel Pons, Limsi, CNRS, Encadrant

Publications :

Sébastien Wullens, Michel Pons, E Wurtz, Yann Fraigneau, Étude de la transition entre convection naturelle et convection forcée dans une cavité traversante (2013)

Sébastien Wullens, Michel Pons, Etienne Wurtz, Yann Fraigneau, Natural ventilation in a room, transition from natural to adverse forced convection (2013)

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