ETUDE EXPERIMENTALE DE PANACHES ISSUS D'EMETTEURS DE CHAUFFAGE ET DU COUPLAGE THERMIQUE DE CES DERNIERS AVEC DES LOCAUX, DANS LA CELLULE MINIBAT (CETIAT DE VILLEURBANNE); MISE EN EVIDENCE DE L'INFLUENCE DU REFROIDISSEMENT DE LA PAROI ARRIERE

The air distribution in occupied spaces is a major issue of public concern. It is widely recognized that the quality of air and the nature of airflow can affect the health of occupants and the energy consumed in buildings and transport vehicles. ROOMVENT is the principal international conference in the field of air distribution. It was first initiated in 1987 by SCANVAC, the Scandinavian Federation of Heating, Ventilating and Sanitary Engineering Associations in Denmark, Finland, Iceland, Norway and Sweden. The aim of the Conference is to bring together researchers from universities and research institutes, engineers from industry and government officials and policy makers, with the goal of experiencing the latest techniques for measuring and analyzing indoor air flow, the visualization of indoor air flow patterns, the evaluation of ventilation parameters and the most recent developments in computer simulation techniques of room airflow. It is hoped that the theme of ROOMVENT 2000 "Ventilation for Health and Sustainable Environment" will set the scene for room air distribution research and development for the new millennium.

These papers present international research results on building heat and mass transport, necessary for energy-efficient buildings. It contains papers from the Twenty-First Symposium of the International Centre for Heat and Mass Transfer 1989, conducted in Yugoslavia.

L'ETUDE PRESENTEE TRAITE DU COUPLAGE DES BOUCLES DE CHAUFFAGE A EAU CHAUDE AVEC LEUR ENVIRONNEMENT, PRINCIPALEMENT AU NIVEAU DES EMETTEURS DE CHALEUR. ELLE INTEGRE UN MODELE DE BOUCLE (GENERATEUR DE CHALEUR, CANALISATIONS ET EMETTEURS DE CHALEUR) COUPLE A L'ENVELOPPE ET A LA REGULATION. LE MODELE D'ENVELOPPE EST BASE SUR LE CODE DE CALCUL MINERVE. LE MODELE DE BOUCLE EST UN MODELE DIT A DEUX TEMPERATURES. NOUS AVONS APPUYE NOS DEVELOPPEMENTS THEORIQUES SUR UNE RECHERCHE EXPERIMENTALE A L'INTERIEUR D'UNE CELLULE GRANDEUR NATURE, REPRESENTATIVE D'UNE HABITATION CLASSIQUE ET EN AMBIANCE NATURELLE, LA CELLULE DESYS

Les travaux que nous présentons se structurent autour d'analyses expérimentales du couplage thermique de différents émetteurs de chaleur avec l'ambiance et de la modélisation zonale dynamique d'un émetteur de chaleur particulier en l'occurrence le plafond chauffant. Le but de ces deux approches est de caractériser les performances de différents corps de chauffe des points de vue consommation énergétique et confort thermique. Ainsi, dans un premier chapitre introductif, nous faisons un bref rappel sur l'influence que peut avoir un émetteur de chaleur sur le confort et les déperditions dans un local chauffent. De plus nous faisons un bilan sur les connaissances et les résultats actuels des recherches sur les performances des émetteurs de chaleur. Dans le deuxième chapitre, nous décrivons le dispositif expérimental que nous avons utilisé pour nos manipulations. Ensuite, nous présentons les différents essais réalisés (159 essais) ainsi que la méthodologie adoptée pour l'analyse des échanges de chaleur dans la cellule et la comparaison énergétique des différents corps de chauffe. Le troisième chapitre est consacré a la présentation et l'analyse des résultats expérimentaux obtenus à partir des expériences réalisées dans l'enceinte d'essai. Nous avons orienté nos exploitations dans deux directions complémentaires : d'une part la caractérisation du comportement thermique d'un émetteur de chaleur dans un environnement thermique réel, et, d'autre part, l'évaluation de l'efficacité énergétique de différents corps de chauffe. Le nombre et la variété de configurations rencontrées dans la réalité ne permettent pas d'envisager une étude expérimentale exhaustive. Une partie importante de ce travail a consisté à développer et valider un modèle zonal dynamique des échanges thermiques et aérauliques permettant de simuler un local chauffé avec le plafond. C'est l'objet du quatrième et dernier chapitre.

Dans une première partie, on fait d'une part l'étude des transferts thermiques mis en jeux, en particulier les phénomènes d'échanges par rayonnement grande et courte longueur d'onde par la méthode des flux nets échangés, et d'autre part la systématique générale du programme permettant d'étudier les couplages thermiques de locaux. Dans la seconde partie on présente d'une part la cellule en site réel ainsi que l'ensemble métrologique et en scénari d'expérimentation utilisés, d'autre part on procède à la valorisation du modèle, élaboré dans la première partie, pour deux locaux dont un en serre. On met ainsi en évidence les couplages thermiques entre ces deux locaux.

CE TRAVAIL A CONCERNE LE CHAUFFAGE DES LOCAUX DE GRANDES DIMENSIONS PAR PANNEAUX RADIANTS SUSPENDUS AU PLAFOND. NOTRE OBJECTIF ETAIT DE METTRE AU POINT DES OUTILS NUMERIQUES AFIN D'ETUDIER D'UNE PART LE COUPLAGE ENTRE LES EMETTEURS RADIANTS ET L'ENVELOPPE DU LOCAL, D'AUTRE PART LE CONFORT THERMIQUE RESULTANT DE CE PROCEDE DE CHAUFFAGE. NOUS AVONS ELABORE UN MODELE THERMIQUE SIMPLIFIE QUI PREND EN COMPTE LE RAYONNEMENT DE SURFACE, LA CONDUCTION ET LA CONVECTION PAR L'INTERMEDIAIRE DE COEFFICIENTS D'ECHANGE. NOUS AVONS NOTAMMENT PU METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA POSITION DES PANNEAUX RADIANTS SUR LES TEMPERATURES DE PAROIS. UN PROCESSUS ITERATIF ENTRE CE MODELE THERMIQUE ET UN MODELE NUMERIQUE RESOLVANT LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES A ETE AUTOMATISE. IL NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LES VITESSES SONT FAIBLES DANS LE CUR DE LA CAVITE ET PLUS IMPORTANTES LE LONG DES PAROIS. NOUS AVONS EGALEMENT CONSTATE QUE LE CHAUFFAGE PAR PANNEAUX RADIANTS N'ENTRAINE PAS DE STRATIFICATION THERMIQUE AU SEIN DU LOCAL. CES RESULTATS NOUS ONT INCITES A ETUDIER LE TRANSFERT THERMIQUE A LA PAROI. DANS UN MODELE PARABOLIQUE RESOLVANT LES EQUATIONS DE LA COUCHE LIMITE, NOUS AVONS IMPLANTE DEUX MODELES ALGEBRIQUES DE TURBULENCE. CECI A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA NON-UNIFORMITE DE LA TEMPERATURE DE PAROI SUR LE TRANSFERT DE CHALEUR. LES CORRELATIONS ISSUES DE CETTE ETUDE ONT ETE INTRODUITES DANS LE MODELE THERMIQUE ; ELLES ONT PERMIS D'OBTENIR DES RESULTATS EN ACCORD AVEC UNE MODELISATION FINE DES PHENOMENES CONVECTIFS ET AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. NOUS AVONS EGALEMENT MIS AU POINT UN MODELE POUR CALCULER TROIS CRITERES DE CONFORT THERMIQUE: LA TEMPERATURE RESULTANTE, L'ASYMETRIE DE RAYONNEMENT ET L'ECLAIREMENT MAXIMAL ADMISSIBLE. NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE, DANS UN CAS REEL DE HALLS INDUSTRIELS, LA GRANDE INFLUENCE DE LA POSITION DES PANNEAUX RADIANTS SUR LE CONFORT THERMIQUE