Rafraîchissement par la ventilation naturelle traversante des bâtiments en climat méditerranéen

par Ghjuvan Antone Faggianelli

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides, Energétique, Thermique, Combustion, Acoustique

Sous la direction de Marc Muselli et de Étienne Wurtz.

Le jury était composé de Francis Allard, Alain Bastide, Laurent Mora, Philippe Poggi.

Les rapporteurs étaient Francis Allard, Alain Bastide.


  • Résumé

    Face à la nécessité de réduire les consommations énergétiques ainsi que les émissions de CO2 dans le secteur du bâtiment, nous voyons se succéder des réglementations thermiques de plus en plus strictes. Ainsi, en 2020, tous les bâtiments neufs devront être à énergie positive. Le recours à des stratégies passives, exploitant les ressources de l'environnement, est un point clé pour atteindre cet objectif.En climat méditerranéen, caractérisé des étés chauds et secs, la ventilation naturelle peut apporter un confort thermique acceptable si celle-ci est utilisée intelligemment. Son efficacité est cependant très dépendante des conditions météorologiques locales et peut varier grandement d'un site à l'autre. Malgré la simplicité de ce type de système, sa gestion peut également s'avérer complexe si l'utilisateur ne dispose pas d'informations suffisantes et n'est pas présent en permanence dans le bâtiment. Cela met en avant l'intérêt de disposer d'outils adaptés à son étude, ainsi que de proposer un pilotage simple et optimisé du bâtiment, basé sur le confort de l'occupant.Afin d'évaluer le potentiel de la ventilation naturelle sans avoir recours à une lourde campagne expérimentale ou à une phase de modélisation complexe, nous proposons tout d'abord des indicateurs climatiques permettant d'obtenir une première vue du site étudié.À partir d'une approche expérimentale et numérique en conditions réelles, nous nous intéressons ensuite à la problématique de la mesure dans les bâtiments ventilés naturellement et notamment à celle du débit d'air. L'instrumentation d'un bâtiment résidentiel de l'IESC, situé sur le site de l'Université de Corse et du CNRS, permet le développement et le test de différents modèles simplifiés et adaptés au cas d'étude. La partie aéraulique est traitée à l'aide d'outils statistiques tandis la partie thermique repose sur une modélisation par analogie électrique. Un cas d'application du modèle thermo-aéraulique ainsi développé est finalement proposé pour illustrer ses possibilités d'utilisation sur différents modes de gestion de la ventilation naturelle.

  • Titre traduit

    Refreshments by the through natural ventilation of buildings mediterranean


  • Résumé

    The need to reduce energy consumption and CO2 emissions in buildings leads to more and more stringent thermal regulations succeeding one another. In 2020, all new buildings should be positive energy buildings producing more energy than they use. Passive strategies, exploiting the resources of the environment, are a key point to meet this objective.In Mediterranean climate, characterized by hot and dry summers, natural ventilation can provide thermal comfort when used wisely. However, its efficiency is highly dependent on local weather conditions and can vary greatly from one site to another. Despite the simplicity of this type of system, its operation can be complex if the user does not have sufficient information and is not always present in the building. This shows the interest of developing appropriate tools for its study and implementing a simple and optimized control on the building, based on occupant comfort.To assess the potential of natural ventilation without the need of complex experimental measurement or modelling, we propose first of all several climate indicators which can give a first view of a site.Then, based on full-scale experimentations and numerical studies, we focus on the problem of measurement in naturally ventilated buildings with particular attention to the airflow rate. The instrumentation of a residential building at IESC (University of Corsica and CNRS) allows to develop and to test simplified models adapted to the case study. The airflow rate is obtained by statistical tools and the thermal model is based on an electrical analogy. Finally, an application of the coupled thermal and airflow model is proposed to highlight its possibilities on different natural ventilation control modes.


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