Thèse en cours

Règles de conception urbaine favorisant la ventilation naturelle en milieu insulaire tropical
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Triangle exclamation pleinLa soutenance a eu lieu le 16/12/2019. Le document qui a justifié du diplôme est en cours de traitement par l'établissement de soutenance.
Auteur / Autrice : Valentin Delplanque
Direction : Dominique MarchioFrançois CauneauPascal Stabat
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2016
Soutenance le 16/12/2019
Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)

Mots clés

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Résumé

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Contexte et enjeux L'étude de la ventilation naturelle des bâtiments est au cœur de la maîtrise de la demande d'énergie en milieu urbain, particulièrement en climat tropical où les besoins en climatisation tendent à rejoindre en intensité ceux du chauffage en climat froid. La maîtrise de la ventilation naturelle suppose des connaissances à trois échelles différentes : • Echelle géographique : des données statistiques sont disponibles. Des modèles existent permettant de quantifier une rugosité de zone urbaine bâtie et donc de relier le vent statistique d'altitude à ses valeurs au sol dans une telle zone. • Echelle du tissu urbain : les interactions entre bâtiments sont significatives à une échelle d'une centaine de mètres. Le sillage des bâtiments faisant obstacle, les effets d'angle, les turbulences entre immeubles affectent le champ de pression. • Echelle du bâtiment lui même. Connaissant les pressions amont et aval, des corrélations existent donnant le débit d'air mais sont valables 'hors pertes de charge' à l'intérieur du logement. Des avancées sont particulièrement attendues dans la compréhension et la représentation des phénomènes intervenant aux deux dernières échelles : tissu urbain et intérieur du bâtiment. On se bornera à appliquer les champs de pression à des locaux 'ouverts'. L'objectif principal consiste à établir des recommandations aux urbanistes permettant de concevoir des quartiers en milieu insulaire (ou côtier) qui maximisent le potentiel de ventilation naturelle. Il s'agit donc de fournir des indications qualitatives - typologie de tissu à développer en fonction des conditions de vent de la parcelle - et quantitatives - rapport largeur de rue/hauteur/largeur de bâtiments. Objectifs scientifiques Les principales étapes de la thèse seraient : 1. Etude des typologies urbaines rencontrées à la Réunion (le doctorant profitera d'une implantation au sein de LEU - Laboratoire d'Ecologie Urbaine et de ses experts). On sélectionnera trois types de tissu qui serviront à dégager des règles 2. Etudes en CFD des différents types de tissu dans différentes conditions environnementales. L'objectif est de déterminer les pressions sur les différentes faces des bâtiments. 3. Validation de ces différentes études par des essais en soufflerie. 4. Etude paramétrique par CFD jusqu'à dégager des règles d'aménagement urbain qui maximisent le potentiel de ventilation naturelle. 5. Evaluation des résultats en vitesse d'air intérieur et donc en confort pour des bâtiments simples non cloisonnés. Approche - Méthodes Etudes en CFD et essais en soufflerie Les différentes approches s’appuieront sur des cas d’études concrets de l’île de la Réunion Résultats attendus Les résultats scientifiques mettront en valeur les éléments de paramétrage des simulations CFD qui serviront de conseils à destination de futurs concepteurs travaillant sur un projet réel. Au final, les principaux résultats seront vulgarisés en termes de recommandations de conception urbaine pour optimiser l’usage de la ventilation naturelle. Ces règles seront formulées de façon simple et pratique en fonction de différentes situations (réaménagement de quartiers, nouveaux quartiers, topologie de l’environnement…).