Analyse expérimentale et simulation de la ventilation naturelle mono-façade pour le rafraîchissement des immeubles de bureaux

L'application de la ventilation naturelle peut contribuer sensiblement a la reduction des besoins de climatisation et a l'amelioration du confort d'ete dans les immeubles de bureaux. Dans cette these, une configuration simple de ventilation naturelle, c'est-a-dire la ventilation mono-facade, est etudiee experimentalement et par simulation. Apres avoir examine les phenomenes qui contribuent au renouvellement de l'air, on evalue la validite et l'applicabilite des modeles existants afin de calculer le debit de ventilation, en comparant leurs resultats avec ceux d'une campagne de mesures effectuee dans une piece experimentale. Ensuite, on valide l'utilisation de la CFD, avec trois modeles differents de turbulence, pour la simulation de la ventilation naturelle mono-facade, par comparaison avec les essais. Les resultats d'un des modeles de turbulence (RANS RSM) sont utilises pour l'etablissement d'une nouvelle correlation pour le calcul du debit de ventilation. Celle-ci apporte des ameliorations par rapport aux correlations existantes, en particulier lorsque l'ouverture est situee sous le vent. Cette nouvelle correlation est couplee a un modele thermique dynamique afin d'evaluer le potentiel de rafraichissement de la ventilation naturelle mono-facade dans des immeubles de bureaux neufs. En particulier, on etudie la reduction des besoins de climatisation dans des immeubles climatises et le nombre d'heures d'inconfort en l'absence de climatisation. L'influence de plusieurs parametres est consideree : climat, orientation, inertie, taux de surface vitree, apports internes et strategie de ventilation (diurne, nocturne et diurne + nocturne). Les simulations montrent des reductions importantes des besoins de refroidissement, entre 30 et 90%. Il est possible de se passer de climatisation, sans generer d'inconfort, a condition de privilegier une inertie lourde et de maitriser les apports internes et solaires.