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.

This book gathers selected research papers presented at the First International Conference on Digital Technologies and Applications (ICDTA 21), held at Sidi Mohamed Ben Abdellah University, Fez, Morocco, on 29–30 January 2021. highlighting the latest innovations in digital technologies as: artificial intelligence, Internet of things, embedded systems, network technology, information processing, and their applications in several areas such as hybrid vehicles, renewable energy, robotic, and COVID-19. The respective papers encourage and inspire researchers, industry professionals, and policymakers to put these methods into practice.

Contexte du sujet : La climatisation est un poste de dépense énergétique important dans le secteur du bâtiment, qui pourrait être réduit de manière drastique par l'utilisation de systèmes passifs de rafraîchissement. Dans les climats chauds et humides, le rafraîchissement passif des bâtiments est une solution éprouvée, qui s'ordonne autour de quatre principes : minimiser les apports de chaleur interne et externe, apporter de l'inertie au bâtiment, humidifier l'air et assurer une bonne ventilation pour favoriser les échanges convectifs. Objectifs : La description des transferts thermo-convectifs (évaluation des débits massiques, des transferts de chaleur) mis en jeu dans des cavités ouvertes (pièces avec ventilation traversante, cheminées solaires, doubles peaux, espaces sous-toiture) est encore mal connue et constitue un enjeu pour l'amélioration des systèmes passifs. L'étude de ces phénomènes peut être évaluée par la mécanique des fluides numérique. Les objectifs de ce travail de thèse sont : de réaliser des simulations numériques fines du comportement thermo-aéraulique dans des configurations typiques de systèmes passifs en climat tropical humide, afin d'améliorer nos connaissances sur la ventilation naturelle, d'approfondir et d'apporter des éléments de réponses en ce qui concerne le choix des conditions limites numériques à appliquer pour les systèmes ouverts. Modélisation numérique : L'approche numérique adoptée dans ce travail, pour étudier la convection naturelle turbulente, est la simulation des grandes échelles (SGE ou LES en anglais). Cette approche se situe à mi-parcours entre la méthode de calcul direct et la résolution des équations moyennées en temps, de type RANS. L'avantage d'une telle technique est la réduction appréciable du nombre de points de discrétisation nécessaire par rapport à celui exigé par la méthode de calcul direct, tout en conservant l'aspect dynamique des écoulements. Résultats : Les résultats obtenus lors de ce travail concernent l'étude des conditions limites dynamiques à imposer pour des géométries ouvertes avec une SND et l'application de la SGE à différentes configurations de cavités ouvertes en régime turbulent, afin de caractériser les champs de température et de vitesse et d'en déduire les grandeurs intégrales d'intérêt (débit massique, débit enthalpique, renouvellement d'air,... ). Les résultats de ces calculs ont été comparés soit à d'autres résultats numériques dans le cadre de benchmarks nationaux (benchmark numérique AmeTh et ADNBâti) ou à des résultats expérimentaux.

DES ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES SUR L'ARCHITECTURE ET LE CONFORT THERMIQUE EN CLIMAT TROPICAL HUMIDE MONTRENT LE ROLE PRIMORDIAL DE LA VENTILATION NATURELLE POUR AUGMENTER LE NIVEAU DE CONFORT DES OCCUPANTS, EN PARTICULIER L'AUGMENTATION DU MODULE DE LA VITESSE D'AIR FAVORISE LES ECHANGES CONVECTIF ET EVAPORATIF. DANS CE CADRE A PARTIR DES ANALYSES BIBLIOGRAPHIQUES SUR LE CONFORT THERMIQUE, NOUS PROPOSONS UNE CORRELATION PERMETTANT D'EVALUER LE NIVEAU DE CONFORT EN CLIMAT TROPICAL HUMIDE. UNE EXPERIMENTATION NUMERIQUE SUR LE COMPORTEMENT AERAULIQUE A L'INTERIEUR DES BATIMENTS A ETE REALISEE A L'AIDE D'UN CODE CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC). UNE PREMIERE PHASE A PERMIS DE VALIDER CETTE METHODE PAR COMPARAISON AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. CETTE METHODE APPARAIT DONC COMME UN OUTIL FIABLE ET INTERESSANT POUR LA RECHERCHE DANS CE DOMAINE. PUIS NOUS AVONS REALISE UNE ETUDE SPECIFIQUE POUR UNE MAISON INDONESIENNE STANDARD. PLUSIEURS CONFIGURATIONS CORRESPONDANT A DES DIRECTIONS DE VENT DIFFERENTES ONT ETE REALISEES. ON MET EN EVIDENCE L'EVOLUTION DES VITESSES INTERIEURES EN FONCTION DU VENT INCIDENT. COMME RESULTATS NOUS PROPOSONS QUATRE CORRELATIONS DE COEFFICIENT DE VITESSE MOYENNE. NOUS AVONS CONSTRUIT UN CODE D'EVALUATION THERMOAERAULIQUE POUR DES BATIMENTS MULTIZONES DANS UNE STRUCTURE D'ACCUEIL MODULAIRE: TRNSYS. LA COMPARAISON AVEC D'AUTRES CODES ET DES MESURES ONT PERMIS DE VALIDER NOTRE CODE. EN UTILISANT CE CODE UNE ETUDE DE LA QUALITE THERMOAERAULIQUE D'UNE MAISON INDONESIENNE STANDARD A ETE REALISEE. CETTE ETUDE MONTRE QUE L'USAGE DU CONDITIONNEMENT D'AIR PEUT ETRE EVITE

L'application de la ventilation naturelle peut contribuer sensiblement à la réduction des besoins de climatisation et à l'amélioration du confort d'été dans les immeubles de bureaux. Dans cette thèse, une configuration simple de ventilation naturelle, c'est-à-dire la ventilation mono-façade, est étudiée expérimentalement et par simulation. Après avoir examiné les phénomènes qui contribuent au renouvellement de l'air, on évalue la validité et l'applicabilité des modèles existants afin de calculer le débit de ventilation, en comparant leurs résultats avec ceux d'une campagne de mesures effectuée dans une pièce expérimentale. Ensuite, on valide l'utilisation de la CFD, avec trois modèles différents de turbulence, pour la simulation de la ventilation naturelle mono-façade, par comparaison avec les essais. Les résultats d'un des modèles de turbulence (RANS RSM) sont utilisés pour l'établissement d'une nouvelle corrélation pour le calcul du débit de ventilation. Celle-ci apporte des améliorations par rapport aux corrélations existantes, en particulier lorsque l'ouverture est située sous le vent. Cette nouvelle corrélation est couplée à un modèle thermique dynamique afin d'évaluer le potentiel de rafraîchissement de la ventilation naturelle mono-façade dans des immeubles de bureaux neufs. En particulier, on étudie la réduction des besoins de climatisation dans des immeubles climatisés et le nombre d'heures d'inconfort en l'absence de climatisation. L'influence de plusieurs paramètres est considérée : climat, orientation, inertie, taux de surface vitrée, apports internes et stratégie de ventilation (diurne, nocturne et diurne + nocturne). Les simulations montrent des réductions importantes des besoins de refroidissement, entre 30 et 90%. Il est possible de se passer de climatisation, sans générer d'inconfort, à condition de privilégier une inertie lourde et de maitriser les apports internes et solaires.

La ventilation naturelle est une stratégie passive, sans moyen mécanique, de maintenir un environnement intérieur confortable. La présente recherche a pour but de développer une méthode permettant aux concepteurs de vérifier en phase de préconcept, de façon sommaire, l'influence des principaux choix architecturaux sur la capacité à refroidir un bâtiment par la ventilation naturelle. Un outil informatique développé dans le cadre de cette recherche, HUVENT, permet de supporter les concepteurs de bâtiments ventilés naturellement par rapport à l'orientation du bâtiment, la disposition et le dimensionnement des ouvrants. Une étude de validation de l'outil a été effectuée et fait partie du présent mémoire de recherche. Dans le contexte où le compte à rebours sur le réchauffement du climat est bien enclenché et que les opportunités de refroidissement passif seront de plus en plus limitées, cette recherche présente le climat québécois et évalue la période annuelle favorable à la ventilation naturelle.