Etude et simulation de la ventilation naturelle dans une maison bioclimatique.

Abstract

Ce mémoire de fin d'études porte sur l’étude et la simulation de la ventilation naturelle dans une maison bioclimatique située dans la région de Tlemcen. Dans un contexte marqué par la nécessité de réduire la consommation énergétique des bâtiments, la ventilation naturelle s’impose comme une solution passive et durable, favorisant le confort thermique tout en limitant le recours aux systèmes mécaniques de climatisation. Le travail s’articule autour de quatre axes principaux. Le premier chapitre présente une revue bibliographique détaillée sur les fondements de l’architecture bioclimatique, les mécanismes de la ventilation naturelle et les différents dispositifs architecturaux favorisant les échanges thermiques naturels. Le second chapitre est consacré à l’analyse climatique et bioclimatique de la région d’étude, à travers les paramètres clés tels que la température, l’humidité, le vent, les précipitations et l’ensoleillement. L’objectif est d’identifier les stratégies bioclimatiques les mieux adaptées au contexte local. Dans le troisième chapitre, une modélisation numérique des phénomènes d’écoulement d’air est mise en oeuvre à l’aide de la dynamique des fluides numérique (CFD) via les logiciels Gambit et Fluent. Les équations de conservation (masse, quantité de mouvement, énergie) ainsi qu’un modèle de turbulence k-ε sont utilisés pour simuler les écoulements d’air dans différentes configurations architecturales. Enfin, le dernier chapitre présente les résultats de onze cas de simulation, différenciés par la forme du toit, la position des ouvertures, et la présence d’éléments tels que cheminées ou coupoles. Les analyses montrent que la performance de la ventilation naturelle dépend fortement du positionnement des ouvertures, de la stratification thermique et du tirage naturel. Le cas 11, intégrant une cheminée et un toit incliné, s’est révélé le plus performant, tandis que le cas 1, sans sortie d’air, présente les moins bons résultats. Ce travail met en lumière l’intérêt majeur de la ventilation naturelle dans la conception bioclimatique et démontre l’apport des outils de simulation numérique pour optimiser le confort thermique et l’efficacité énergétique des bâtiments.