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Etude de l'impact du refraichissement des fontaines d'eau dans les maisons a patio

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Titre :	Etude de l'impact du refraichissement des fontaines d'eau dans les maisons a patio : cas des zones saharienne
Auteurs :	Okba Ben Ameur ; Noureddine Zemmouri, Directeur de thèse
Support:	Mémoire magistere
Editeur :	Biskra [Algerie] : Université Mohamed Khider, 2016
Langues:	Français
Mots-clés:	Sahara ; CFD ; rafraichissement passif ; patio ; Fluent ; fontaines d’eau Sahara ; Passive cooling ; Thermal comfort ; Courtyard ; Water fountains.
Résumé :	Les régions sahariennes se caractérisent par un climat chaud et aride avec des conditions climatiques hostiles spécialement durant la période estivale qui s’étend généralement du mois de Mars au mois d’Octobre. Un système de conditionnement d’air est nécessaire tout au long de la journée pour atteindre un confort thermique favorable. Les maisons à patio représentent une configuration passive qui a la capacité d’améliorer les conditions thermiques et le confort des habitants. Cependant, ce modèle architectural passif et régulateur thermique a été abandonné pour d’autres modèles sophistiqués et plus complexes. L’objectif de ce travail de recherche est d’évaluer l’impact du rafraichissement par évaporation à travers l’utilisation des fontaines d’eau dans quelques typologies de maisons à patio sur le confort intérieur des habitants. Plusieurs configurations et scénarios sont testés incluant les dimensions des patios, leurs formes, positions et profondeurs. L’outil de simulation utilisé est Ansys fluent CFD, combiné à ICEM-CFD une extension génératrice de maillage, le logiciel évalue l’impact de ces fontaines d’eau dans un régime instationnaire d’après l’introduction des Fonctions Défini par l’Utilisateur (UDF), compilée sur C++. Des fonctions mathématiques déterminées par Matlab pour décrire les graphes de tendance de la vitesse de l’air, la température et l’humidité relative d’une journée typique à Biskra, Algérie. Après une série de simulation, nous avons déterminé l’efficacité du rafraichissement des fontaines d’eau dans les différentes configurations du patio dans un climat chaud et aride. D’après les résultats, le patio carré centré avec une profondeur de un ou deux étages peut atteindre un meilleur taux de confort thermique. Le patio polygonal excentré en forme de « L » représente la configuration optimale par rapport aux autres typologies excentrées à deux étages. Saharan regions are characterized by a hot and arid climate and very harsh weather conditions especially during summer season which generally extends from March to October. An air conditioning system is essential throughout the day in order to achieve thermal comfort conditions. Courtyard houses as a passive configuration are known to have the capacity to improve thermal conditions and the comfort of the inhabitants. However, this passive architectural thermal regulator model has been abandoned for a more sophisticated and complicated slab model. The purpose of this study is to evaluate the ability of an evaporative system, i.e. a water fountain in a typical courtyard house in achieving indoor thermal comfort. Different design configurations and scenarios have been tested including dimensions, geometry, position and depth. The simulation tool used is Ansys Fluent CFD code, combined with the Mesh generator ICEM-CFD, the software evaluates the impact of water fountain in an unsteady state through the introduction of a User Defined Functions (UDF), which was compiled in C ++. Mathematical functions have been determined using Matlab to describe the trend of air velocity, temperature and relative humidity of a typical design day in Biskra, Algeria. It is clear from the results that the evaporative cooling in hot and arid zones is very useful in reducing heat in the courtyard and interior spaces. And after a series of simulation, we have defined the most appropriate configurations courtyard in a hot, arid climate. The study shows that a house with both one and two stories and a square centered shape courtyard, can achieve an acceptable level of thermal comfort. The polygonal ŖLŗ shapedŗ eccentric courtyard shape presents an optimal configuration for eccentric courtyard houses with two stories.