4.2. 1 Cas simple
Dans ce cas tous que on a posé est réel, la hauteur de 2.83 ∗ 10 de la langueur et 5 m de largeur et du petit vide d’étanchéité 0.1 m. le local est toujours vide. Dans ces conditions la simulation nous donne la figure suivante :
Figure (4.1) : Contours de température
La température dans le local est presque uniforme horizontalement, en remarque une légère déformation des isothermes a cause de l’infiltration d’air sur le coté du mur gauche, la température varier légèrement du mur gauche au mur droit. De même verticalement on remarque une légère augmentation lorsque la hauteur augmente. L’augmentation est estimé avec un moyen de (5 °C/m)
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Figure (4.2) : Contours des Pression.
L’augmentation de la pression avec la hauteur est très remarquable par rapport à la température. L’air chaud devient plus léger et monte vers le haut par contre le plus froid décent vers le bas.
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Dans cette figure l’air infiltré à cause du mouvement provoqué par la variation de la température avec la hauteur, mais elle est presque négligeable car le local ne contient pas de sortie pour évacuer ou renouvelé l’air. C’est pour cette raison la figure des contours des vitesses ne présente pas des lignes de courant bien claire
Remarque : Dans ce cas si la température augment de plus le local devient
insupportable car
- La température du local augmente du bas au haut pas de grande différence.
- Pas de circulation ou renouvellement de l’air.
Le confort est très insuffisant donc on a besoin d’une modification pour améliorer ce confort. On vise à augmenter la hauteur du local.
4.2.2 Le cas ou on a modifier la hauteur
La modification qu’on a proposée est l’augmentée de la hauteur pour but de gagner plus d’espace pour l’air chaud qui est placé au fond de local.
Dans ce cas on a posé une hauteur de 5 mètre et les autres dimensions restent comme le cas précédent.
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Figure (4.4) : Contours de température.
A cause de l’augmentation de la hauteur du local, l’air chaud se cumule de plus dans la zone haute est surtout la partie adroite du local. On bas du local (au sole ) l’écoulement de l’air infiltré devient claire mais ca hauteur est insuffisant pour améliorer le confort.
Figure ( 4.5) : Contours des Pression.
Cette figure confirme l’amélioration du climat interne du local c’est-à-dire amélioration du confort environ de 2.5m l’augmentation de la pression de l’air (avec
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la température) devient remarquable, c’est gain car dans les normes l’être humain ne dépasse pas cette hauteur.
Figure (4.6 ): Contours des vitesses.
Nous observons que notre modification est très efficace et la zone de confort est plus grande que le cas précédant, mais elle n’est pas suffisante donc nous somme besoin encore de modification pour obtenir des meilleures performances.
On propose la modification de la géométrie du local au niveau du plafond, elle consiste à ajouter une coupole circulaire de 3 mètre de diamètre au milieu du toit de local.
4.2.3 Cas de dôme ou coupole
L’idée de la coupole est inespérée de l’architecture des Masdjid (Maison de la prière) est inclue dans la géométrie pour but de cumuler l’air chaud le plus haut possible sans augmenté la hauteur.
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Figure 4.7 : Contours de température.
Les contours des températures dans cette figure montre clairement l’amélioration de la zone de confort, avec cette modification on a obtenu ce qui suit :
- La hauteur de la zone de confort devient suffisante pour tout le local
- L’air chaud est cumuler au-dessous de la coupole et le plus chaud à ca surface
interne.
- L’influence de l’écoulement de l’air d’infiltration sur la température attient clairement le mur gauche du local.
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Figure 4.8 : contours des vitesses.
Cette figure montre le mouvement de l’air au-dessous d’une hauteur de 1.5m devient remarquable et elle est amortie à côté du mur adroite du local. C’est un point d’amélioration recherché mais elle nécessite encore d’amélioration.
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Figure (4. 9 ): Contours de pression.
Ici aussi la figure montre l’uniformité de la pression et surtout dans la zone de confort. Au-dessus de cette zone tous l’air chaud léger est cumulé a l’intérieur de la coupole ce qui montre son importance dans la climatisation naturelle. Néanmoins, cette
modification n’est pas suffisante pour des températures très élevées donc on a besoin d’autres modifications pour améliore la zone de confort et plus précisément pour la circulation, la ventilation et le renouvellement de l’air
La modification que on a proposé et d’éliminé l’ouverture de sortie sur le mur adroite du local car d’après les figure précédente n’a pas beaucoup d’influence. Alors on préférer de créé un cheminé de 5 mètre de hauteur et 1 mètre de largeur au-dessus et adroite du toit di local.
4.2.4 Cas du on a fait le cheminée
La modification proposée se base sur la provocation du mouvement de l’air (circulation d’air) par le principe de l’effet de cheminée. On réalise une ouverture sur le plafond pour laisser l’air chaud cumulée (Pression et température un peu élever) à s’évacuée vers l’extérieur et plus la hauteur est élevée plus la vitesse de sortie de l’air augmente, mais une hauteur spécifique à la température intérieur et extérieur et les pertes de charges ne doit pas dépasser.
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Figure (4. 10) : contours de temperature.
La figure montre bien l’évacuation de l’air chaud cumulé au-dessous du plafond et dans la coupole a travers l’ouverture d’entrée réalisé dans le mur adroite qui cuminique avec le cheminée. Donc l’air infiltré de température basse et l’air chaud de température haut aspiré par la dépression crée par la cheminée. Les gains
importants de cette modification sont :
• Renouvellement de l’air.
• Entrée d’air free et sortie d’air chaud (climatisation)
• Circulation de l’air a l’intérieur du local.
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• Pas de consommation d’énergie
Figure 4.11 Contours de vitesse.
Dans cette figure nous observent une circulation d’air provoqué par deux phénomènes important dans la climatisation naturelle : l’infiltration d’air et l’effet de cheminée.
L’influence de la cheminée est efficace mais insuffisant, car on remarque que malgré le tirage d’air crée par l’effet de cheminée l’air chaud reste stagné au dessous de la coupole.
Afin d’évacuer cette quantité d’air, nous avons besoin d’une modification au niveau de la coupole et nous pensants que l’ajout d’un petit cheminée au dessus de la coupole présente une solution parfaite pour dégager cette quantité de chaleur.
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Figure (4.12) : contours de pression.
L’influence de la cheminé est efficace mais c’est suffisant pour notre but et les meilleures performances.
Nous besoin de modification sur la coupole et nous pensants que l’étanchéité sur la coupole est la solution parfait pour dégager une quantité de chaleur.
4.2.5 Cas de l’étanchéifie sur la coupole
Le schéma avec les dimensions de cette proposition sont bien détailler dans le deuxième chapitre figure (2.4).
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Figure 4.13 : Ccontours de temperature.
Cette figure montre la quantité d’air chaud cumulé au dessous de la coupole est évacuer par les ouvertures du petit cheminée et la température dans cette zone n’attient pas son maximum (312°K dans le cas précèdent).
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Figure (4. 14) : contours de vitesse.
Les contours de vitesse dans cette figure montrent que la circulation de l’air est bien améliorée, car les zones de stagnation de l’air chaud sont éliminé par l’écoulement de circulation d’air a cause de l’infiltration et l’effet de cheminée.
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Figure (4. 15) : Contours des Pression.
Nous observons que la zone de confort est devenue très grande que les cas précédents et la chaleur placé sur la surface intérieur du dôme donc la solution est efficace mais n’est pas optimal.
CONCLUSION
Dans ce chapitre on a traité cinq cas différentes dans chaque cas nous essayons d’obtenir les meilleurs performances, les modifications que on a fait sont tous important est nécessaires pour la climatisation naturelle et donnons des bonnes résultats mais la dernière modification montre basé sur l’effet de cheminée (Tirage thermique) apparait très important pour provoqué la circulation de l’air et éliminé les zone de stagnation d’air chaud.
Parmi les résultats importante qu’on obtenu sont :
- Elévation de la hauteur : augmentation la zone de confort.
- Coupole : Cumule l’air chaud vers le haut loin de la zone de confort.
Conclusion
Générale
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Conclusion générale
Au cours de cette étude, on a d’abord entamé des notions de base de la ventilation et ces différents types. On distingue trois mécanismes de ventilation, ventilation naturelle,
ventilation mécanique et ventilation mixte (une combinaison entre les deux).
La ventilation dans les locaux d’une façon générale elle permet l’amélioration des conditions de confort telle que la circulation d’air, le renouvellement d’air et l’hygiène par l’air neuf et purs.
La ventilation naturelle est une stratégie passive, sans moyen mécanique, de maintenir une environnement intérieur confortable. Elle joue, également un grand rôle dans la réduction de la consommation énergétique. Le principe de base de la ventilation est le phénomène de convection naturelle due aux différences de température qui ont pour effet de provoquer un le mouvement de l’air donc tirage de l’air.
Dans ce présent travail, à l’aide de la simulation numérique basée sur la méthode des volumes finis par le code Gambit et Fluent, on a montré l’importance de la ventilation
naturelle à travers des propositions de modification sur géométrie d’un locale simple pour but d’améliorer le confort des occupons. Avec ces propositions on a réussi de réaliser les
améliorations suivant :
• L’élévation de la hauteur pour éloigner la zone d’air chaud vers le haut au-dessus de la
hauteur de la zone de confort des occupons.
• La coupole cumule de plus l’air chaud loin de la zone de confort.
• Un cheminée qui fait l’évacuation de l’air chaud cumulé dans le haut et la coupole du
local et elle provoque aussi un tirage d’air neuf et des courant d’air.
• Une petite cheminée au-dessous de la couple évacué en plus l’air chaud et améliore le
renouvellement d’air.
Partant de la discrétisation du domaine d’étude (maillage de la géométrie), passant par la modélisation numérique des écoulements des fluides. le problème a été abordé selon une approche numérique, en utilisant le code commercial CFD (FLUENT).
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On a déterminé grâce a la simulation numérique les zones de confort et d’inconfort, et on a illustré virtuellement les mouvements d’air dans notre local.
Enfin on estimé que la hauteur de local, la coupole et effet de cheminé sont des paramètres très importants pour la climatisation naturelle.
par les techniques d’analyse bioclimatique - Cas des lieux de travail dans les milieux arides à climat chaud et sec, Revue des Energies Renouvelables Vol. 12 N°3, pp. 471 – 488 (2009).
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