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19 fév
19/02/2021 14:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Feng WANG

Modelling of urban micro-climates for building applications: a non-transparent radiative transfer approach

Doctorant : Feng WANG

Laboratoire INSA : CETHIL

Ecole doctorale :  ED162 : Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA)

Avec l’augmentation rapide de la population, les zones urbaines se développent très rapidement. Les problèmes liés à la demande d’énergie et aux changements climatiques dérangent toute l’humanité à la fois. Depuis l’année 1974, la régulation thermique est bien développée en France pour tous les bâtiments. L’objectif est de réduire la consommation d’énergie principalement liée au chauffage et d’augmenter le confort thermique des bâtiments, notamment en été. Le calcul de la consommation d’énergie est souvent basé sur des données météorologiques mesurées à l’extérieur des bâtiments. Mais les conditions urbaines réelles sont beaucoup plus complexes que ce que l’on suppose habituellement dans les simulations. De plus, une connaissance précise des conditions réelles à l’extérieur des bâtiments est difficile à assurer en raison des interactions entre les bâtiments et l’environnement urbain, avec une grande quantité de transfert de chaleur et de masse, ainsi que la morphologie urbaine complexe. L’objectif de cette thèse est de développer un outil dédié à une description précise de l’environnement thermique à l’extérieur des bâtiments. Parmi les trois modes majeurs de transfert d’énergie: la conduction, la convection et le rayonnement, nous nous concentrons sur le rayonnement thermique qui est généralement le plus coûteux en temps de calcul et le moins détaillé dans les études de bâtiments. L’idée principale est de faire la simulation avec différents modèles d’air non transparent, afin d’analyser l’influence de certaines hypothèses de modélisation (liées notamment au rayonnement thermique) et de comparer leurs ordres de grandeur. L’objectif de cette thèse est de développer un outil dédié à une description précise de l'environnement thermique à l'extérieur des bâtiments. Parmi les trois modes majeurs de transfert d'énergie (la conduction, la convection et le rayonnement), nous nous concentrons sur le rayonnement thermique qui est généralement le plus coûteux en temps de calcul et le moins détaillé dans les études de bâtiments. L'idée principale est faire la simulation avec différents modèles d'air autre que le modèle transparent, afin d'analyser l'influence de certaines hypothèses de modélisation (liées notamment au rayonnement thermique) et de comparer leurs ordres de grandeur. Les résultats des simulations numériques montrent une différence de 2 degrés sur la température de surface du bâtiment en été, ce qui suggère que l’absorption du rayonnement thermique par l’air doit être prise en compte pour des prévisions précises du bilan thermique à l’échelle du bâtiment.