Modélisation et optimisation d'une toiture bioclimatique pour la climatisation passive d'un habitat type du Burkina Faso

par Issaka Ouedraogo

Thèse de doctorat en Science pour l'ingénieur. Mécanique et énergétique

Sous la direction de Belkacem Zeghmati.


  • Résumé

    Ce travail est consacré à une étude numérique de la climatisation passive dans un habitat bioclimatique adapté au climat tropical sec du Burkina Faso. La toiture est conçue pour qu’une ventilation naturelle soit crée dans l’habitat. Les équations qui régissent les transferts dans la toiture et l’habitat sont déduites par l’analogie avec les transferts électriques. Ces équations sont résolues par la méthode des différences finies et la méthode « Diabolo Sablier ». Leur résolution nécessite une procédure itérative parce que les coefficients de transfert de chaleur entre les différents milieux dans ce modèle d’habitat sont fonctions de leurs températures qui sont alors des inconnues. Nous avons analysé l’influence de l’orientation de la toiture, de son inclinaison par rapport à l’horizontale, de la nature des matériaux, de la hauteur de la cheminée sur la température de l’air dans l’habitat et le débit d’air qui circule par convection naturelle dans la toiture. Les résultats des simulations des transferts dans un habitat équipé d’une toiture bioclimatique qui sont présentés, montrent que la température à l’intérieure de l’habitat est certes, réduite par rapport à la température externe mais n’atteint pas celle recommandée par les normes du confort thermique. Aussi nous utilisons des modules Peltier pour abaisser la température de l’air à l’entrée de l’habitat et accroitre ainsi la ventilation naturelle engendrée par la toiture. Les modules Peltier sont alimentés par un système photovoltaïque qui peut en outre avoir d’autres applications socioéconomiques. Ce modèle présente l’avantage de profiter de la relation triangulaire : climathabitat-occupants, tout en respectant l’environnement et en minimisant l’impact écologique

  • Titre traduit

    Modeling and optimisation of a roof bioclimatic for a passive cooling type habitat of Burkina Faso


  • Résumé

    This work is devoted to numerical study of passive cooling passive cooling in a bioclimatic habitat adapted to the hot and dry tropical climates of Burkina Faso. The roof is designed to provide natural ventilation inside the habitat. The equations which govern the transfers in the roof and habitat are deduced by analogy between the laws of thermal transfer and those electric transfers. An iterative procedure is necessary because the coefficients of heat transfers by convection and radiations are a function of the temperatures of the various mediums which are unknown. These equations are solved by using an implicit numerical method and “Diabolo Sablier” algorithm. We have analyzed the roof orientation, of it tilt angle, of the nature of the materials, height of the chimney on air temperature inside habitat and the flow of air by natural convection inside the roof. The results of the simulations of transfers inside a habitat with bioclimatic roof presented her show that the temperature inside habitat is certainly reduced compared with outside temperature but does not reach the one recommended by thermal comfort. We therefore use Peltier modules to bring down air temperature at the entrance of the habitat and to increase natural ventilation generated by the roof. Modules Peltier are supplied by a photovoltaic system which can also have other socioeconomic applications. The advantage of this model is that it capitalizes on the triangular relation climate-habitat-occupants while respecting the environment and minimizing the ecological impact

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Informations

  • Détails : 1 vol. (114 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 84-87

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  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2009 OUE
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