Caractérisation des ambiances des stades modernes du point de vue du confort aérothermique des spectateurs : contribution à l'approche multicritères aérothermique, visuelle et acoustique

Characterisation of stadia from spectator's aerothermal comfort point of view : contribution to a multicriteria analysis approach of aerothermal, visual and acoustic comfort

• Auteur / Autrice : Ágota Szücs
• Direction : Francis Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tribunes (sports)

Conception et construction

Stades

Aérothermodynamique

Résumé

Cette étude s'articule autour d'une méthodologie d'évaluation du confort aérothermique des spectateurs dans les stades modernes et aborde les aspects du confort visuel et acoustique. Dans en premier temps, la démarche a consisté à appréhender la notion du confort dans les espaces semi-extérieurs : une zone de confort aérothermique qui intègre l'effet de la température et du vent est définie afin d'évaluer le confort aérothermique des spectateurs. Dans un deuxième temps, l'impact de la morphologie architecturale du stade sur les caractéristiques de l'écoulement a été étudié. Pour cela une série d'essais paramétriques a été effectuée sur vingt configurations architecturales du stade dans une soufflerie à couche limite. La vitesse du vent et l'écart type ont été mesurés par l'anémométrie à fil chaud au niveau des tribunes. Les paramètres suivants ont été modifiés : l'inclinaison et le débord de la toiture, la porosité de la façade et le plan du stade. Les ont mis en évidence qu'il existe des relations entre la morphologie du stade et les caractéristiques de l'écoulement. Le confort visuel des spectateurs en lumière du jour est analysé pour des stades comportant des toitures opaques de différentes positions, à partir de l'uniformité d'éclairement de l'aire de jeu. Une méthode a été mise en œuvre qui permet de définir l'emplacement de la partie opaque et transparente d'une toiture afin d'augmenter la longueur de la période de l'éclairement uniforme de l'aire de jeu. Une méthode d'évaluation du confort aérothermique basée sur la transposition des résultats des essais menés en soufflerie a été développée qui serve à intégrer du stade dans son environnement climatique.

This study presents a methodological approach to evaluate the aerothermal comfort of spectators in stadia. Its extension raises some aspects of the spectators' visual and acoustic comfort. First, the conception of a comfort zone integrating the effect of temperature and wind has been developed based on the mechanical nuisance due to the wind and on the thermal effect of different temperature and wind speed combinations. Then, the effect of the morphology on the airflow inside the stadium has been investigated through wind tunnel tests in a boundary layer wind tunnel on a stadium model of variable geometry. The following architectural parameters have been modified: slope, overhang of the roof, façade porosity, stadium layout. Mean wind speed and standard deviation have been measured by hot wire anemometer at spectators' height in the bowl. The tests revealed that a relationship exists between the morphology and the airflow. The results associated with the meteorological data (temperature and wind speed) of a given site facilitate to define the frequency of comfort and discomfort. This methodology should be ideally applied in the design phase of the project. The roof position influences also the visual comfort of the spectators. The last has been analysed by daylight with an opaque roof. The visual comfort requirements are based on the uniform lighting conditions of the pitch; i. E. No accentuated contrast should appear on the pitch due to the shadow of the roof. A method facilitating the definition of the photometric morphology of the roof in order to prolong the visually comfortable period (localisation of the opaque and the transparent roof parts) has been developed.