Etude de la ventilation d’un habitacle à des fins d’homogénéisation des zones de confort

Abstract

Ce mémoire s'intéresse à l'optimisation du confort thermique dans les habitacles (automobiles, aéronautiques ou architecturaux) par une étude approfondie des systèmes de ventilation. L'objectif principal est d'analyser et d'améliorer la distribution de l'air afin d'homogénéiser les conditions thermiques dans un espace clos, en éliminant les zones de perturbation et en garantissant un confort uniforme pour les occupants. L'étude se base sur la modélisation numérique par mécanique des fluides computationnelle (CFD) d'un habitacle simplifié en 2D (5m de longueur × 3,5m de hauteur) comprenant une fenêtre de ventilation de 0,5m de hauteur. Les simulations CFD permettent d'analyser les phénomènes de circulation d'air, de stagnation thermique et de transferts de chaleur, avec comme variables clés la position de la fenêtre, les conditions aux limites thermiques et les paramètres de turbulence (modèle k-ε standard). Les résultats démontrent que la position des entrées d'air influence significativement l'homogénéisation thermique. Une entrée positionnée à mi-hauteur (2m) offre le meilleur compromis en créant des cellules de recirculation efficaces, tandis qu'une entrée haute (3m) génère des zones stagnantes et qu'une entrée basse (1-1,5m) limite le mélange dans les parties supérieures. Ces observations s'expliquent par les interactions entre convection naturelle, stratification thermique et turbulence. Cette recherche valide l'approche CFD comme outil puissant pour l'optimisation des systèmes de ventilation. Les perspectives incluent l'extension vers des modèles 3D, l'étude de géométries plus complexes et l'exploration de modèles de turbulence avancés pour affiner les solutions d'ingénierie thermique. Les résultats obtenus ont des applications potentielles dans divers domaines nécessitant un contrôle précis du confort thermique.